home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / ELECTRON / H478.ZIP / ERP.ZIP / MANUAL.DOC < prev    next >
Text File  |  1991-05-29  |  42KB  |  943 lines

  1.  
  2.                              RELIABILITY PREDICTOR
  3.  
  4.                                   Version 1.0
  5.  
  6.                                  Copyright 1990
  7.  
  8.                                 Ian Thompson-Bell
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.          CONTENTS
  14.  
  15.  
  16.  
  17.          1. Introduction
  18.  
  19.              1.1 Getting Started
  20.  
  21.              1.2 How to Register
  22.  
  23.              1.3 Files on the Disk
  24.  
  25.  
  26.  
  27.          2. Reliability Fundamentals
  28.  
  29.  
  30.  
  31.          3. Using Reliability Predictor
  32.  
  33.              3.1 Setting default environment and quality
  34.  
  35.              3.2 Entering components
  36.  
  37.              3.3 Results
  38.  
  39.              3.4 Help
  40.  
  41.  
  42.  
  43.          4. Reference data
  44.  
  45.  
  46.  
  47.          5. Further Reading
  48.          
  49.                                        1
  50.  
  51.  
  52.          1. INTRODUCTION
  53.  
  54.          RELIABILITY PREDICTOR is a low cost software package that allows
  55.          a rapid reliability calculation of an electronic system to be
  56.          made. You need only decide the default component quality and the
  57.          environment, enter the quantity of each type of component and
  58.          RELIABILITY PREDICTOR does the rest.
  59.  
  60.          1.1 Getting Started
  61.  
  62.          First you need to make a backup copy of RELIABILITY PREDICTOR or
  63.          copy it to your hard disk. Just follow the instructions below.
  64.  
  65.          1.1.1 Single Disk Drive PC
  66.  
  67.          First format a blank disk. Place your RELIABILITY PREDICTOR disk
  68.          in drive A and type DISKCOPY A: A: at the DOS prompt and follow
  69.          the on screen instructions. RELIABILITY PREDICTOR will be copied
  70.          to your blank disk. Always use this copy. Keep your original
  71.          RELIABILITY PREDICTOR disk in a safe place.
  72.  
  73.          To start RELIABILITY PREDICTOR place the backup copy in drive A:
  74.          and type ERP.
  75.  
  76.          1.1.2 Dual Disk Drive PC
  77.  
  78.          First format a blank disk and place it in drive B. Place your
  79.          original RELIABILITY PREDICTOR disk in drive A, type
  80.          DISKCOPY A: B: at the DOS prompt and RELIABILITY PREDICTOR will
  81.          be copied to your blank disk. Always use this copy. Keep your
  82.          original RELIABILITY PREDICTOR disk in a safe place.
  83.  
  84.          To start RELIABILITY PREDICTOR place the backup copy in drive A:
  85.          and type ERP.
  86.  
  87.          1.1.3 Hard Disk PC
  88.  
  89.          First get into the root directory by typing CD C:\ at the DOS
  90.          prompt. Then create a new directory for RELIABILITY PREDICTOR by
  91.          typing MD RELY. Place your original RELIABILITY PREDICTOR disk in
  92.          drive A and type COPY A:*.* C:\RELY\*.* and RELIABILITY PREDICTOR
  93.          will be copied to your hard disc. Keep your original RELIABILITY
  94.          PREDICTOR disk in a safe place.
  95.  
  96.          To start RELIABILITY PREDICTOR change directory by typing CD
  97.          C:\RELY - followed by the ENTER key and type ERP.
  98.  
  99.          
  100.                                        2
  101.  
  102.  
  103.          1.2 How to Register
  104.  
  105.          RELIABILITY PREDICTOR is a 'Shareware' product. You may
  106.          distribute copies of the full ERP disk but don't give out
  107.          modified versions or copies of the printed manual. If you find
  108.          RELIABILITY PREDICTOR useful, you are encouraged to buy a
  109.          registered copy.
  110.  
  111.          Your registration fee of 20 pounds will provide the following
  112.          benefits:
  113.  
  114.          1. The latest version of RELIABILITY PREDICTOR and free updates
  115.             for 12 months.
  116.          2. An up to date set of component reliabilty databases including
  117.             an emulation for the MIL-HDBK-217E parts count method.
  118.          3. CRELON, a utility which allows you to create your own
  119.             RELIABILITY PREDICTOR database files from simple ASCII text
  120.             files.
  121.          4. Telephone support for your technical queries.
  122.          5. A reasonable chance that features you request will be added to
  123.             the package.
  124.  
  125.          To register, send your remittance of 20 pounds to:
  126.  
  127.                         I.Thompson-Bell
  128.                         7, Cockhall Close
  129.                         Litlington
  130.                         Nr. Royston
  131.                         Herts
  132.                         SG8 0RB
  133.  
  134.  
  135.  
  136.          1.3 Files on the Disk
  137.  
  138.          Your RELIABILITY PREDICTOR disk contains the following files:
  139.  
  140.          ERP.EXE        - the RELIABILITY PREDICTOR programme itself
  141.  
  142.          *.REL          - RELIABILITY PREDICTOR's database files
  143.  
  144.          DATABASE.DEF   - an ASCII file listing the database files used by
  145.                           your version of RELIABILITY PREDICTOR
  146.  
  147.          MANUAL.DOC     - this manual
  148.  
  149.          READ.ME        - an ASCII text file giving last minute
  150.                           information about upgrades and how to use
  151.                           RELIABILITY PREDICTOR
  152.  
  153.          *.HLP          - RELIABILITY PREDICTOR's help files
  154.          
  155.                                        3
  156.  
  157.  
  158.          2. Reliablity Fundamentals
  159.  
  160.          Great changes have taken place in electronics technology over the
  161.          last twenty years. The introduction of solid state devices and
  162.          integrated circuits has significantly reduced the cost and
  163.          increased the complexity of most electronics products. As a
  164.          result of the much more widespread use of electronics in all
  165.          sectors of industry and commerce, the reliability of electronics
  166.          systems has become increasingly important. It is therefore
  167.          necessary for engineers concerned in the design of electronics
  168.          systems or components to understand the factors which affect
  169.          reliabilty, how it can be measured or calculated and what steps
  170.          they can take to improve it.
  171.  
  172.          2.1 What is Reliability?
  173.  
  174.          Before we can talk about the reliability of an electronic system
  175.          we first need to define the term 'reliability'. The standard
  176.          definition of reliability is:
  177.  
  178.          ' the probability that the system will operate to an agreed level
  179.          of performance for a specified period, subject to specified
  180.          environmental conditions '
  181.  
  182.          For example, we might say a certain PC Clone has a reliability of
  183.          95% over a 100 hour period at an ambient temperature of 25
  184.          degrees centigrade. Another type of PC Clone might  have a
  185.          reliability of 90% over a 150 hour period under the same
  186.          conditions.
  187.  
  188.          The difficulty with this definition of reliability is that we
  189.          have to specify a time period. This makes it difficult to compare
  190.          two products and decide which one is more reliable. For example,
  191.          which of the above two PC Clones is the more reliable? It is
  192.          impossible to tell from the above definitions of reliability.
  193.          What we need is a measure of reliability which does not require
  194.          us to specify an operating period. Such a measure is MEAN TIME
  195.          BETWEEN FAILURES (MTBF). If a system operates for a total life of
  196.          't' hours during which it fails 'n' times then its MTBF is
  197.          simply:
  198.  
  199.          MTBF = t/n
  200.  
  201.          Notice that to measure the MTBF we have to operate the sytem for
  202.          its total life - not much good if you want to know in advance how
  203.          reliable it is likely to be. However, MTBF is a concept which can
  204.          be applied to any system and in general the higher the MTBF the
  205.          more reliable the system. MTBF is therefore very useful in
  206.          COMPARING the reliability of different systems.
  207.          
  208.                                        4
  209.  
  210.  
  211.          2.2 Component Reliability
  212.  
  213.          MTBF really only applies to systems consisting of many components.
  214.          A similar measure for the components themselves is MEAN TIME TO
  215.          FAILURE (MTTF). Thus if 'n' components were life tested until
  216.          they failed and the times to failure were t1,t2,...tn then the
  217.          MTTF is given by:
  218.  
  219.          MTTF = (t1 + t2 + ... + tn)/n
  220.  
  221.          We might think that component manufacturers would be able to give
  222.          us MTTF figures for their components but unfortunately this is
  223.          not generally the case for two reasons:
  224.  
  225.          - life testing can only be conducted on a batch of components so
  226.            strictly speaking the MTTF only applies to that batch and not
  227.            necessarily to components of the same type that we might
  228.            purchase.
  229.  
  230.          - the MTTF of most electronic components is so long that it is
  231.            impractical to carry out this type of life test.
  232.  
  233.          To overcome these problems manufacturers carry out accelerated
  234.          life tests at high temperatures. This makes components fail more
  235.          quickly so that results can be obtained in a more reasonable
  236.          time. The MTTF  at normal temperatures can then be worked out
  237.          assuming we know exactly how it varies with temperature.
  238.  
  239.          Another way of finding out the MTTFs of components is from the
  240.          maintenance records kept by users of large quantities of
  241.          electronic products. Such users include telephone companies, the
  242.          military and the rental companies which purchase large quantities
  243.          of consumer electronics e.g. televisions. Some of these
  244.          organisations even publish their results so other people can use
  245.          them in assessing reliability. However, there is one big problem.
  246.  
  247.               THE PUBLISHED RESULTS DO NOT AGREE WITH EACHOTHER!!
  248.  
  249.          Even for apparently identical components under identical
  250.          conditions these authorities can differ by a factor of TEN in the
  251.          reliability values they give. The reasons for this are discussed
  252.          in the next section. Finally, it is worth noting that in general
  253.          the MTTF is not used in reliability calculations. It is more
  254.          normal to use its reciprocal the FAILURE RATE i.e.
  255.  
  256.          FAILURE RATE = 1/MTTF
  257.          
  258.                                        5
  259.  
  260.  
  261.          2.3 Environment and Component Quality
  262.  
  263.          Our original definition of reliability included the words
  264.          ' subject to specified environmental conditions ' and it is the
  265.          difficulty in knowing exactly what environment a particular
  266.          component has ACTUALY been subject to that is one of the most
  267.          significant causes of the sort of descrepancies noted above. The
  268.          environmental factors which can affect a components reliability
  269.          include temperature, humidity, vibration, ambient pressure,
  270.          radiation and the presence of contaminants such as dust, oil,
  271.          acid and so on. In addition, the electrical stresses which the
  272.          design inflicts upon the component also significantly affects its
  273.          reliability. With all these variables its no wonder that there is
  274.          such a variation in published values.
  275.  
  276.          The other problem with published data is that you have no real
  277.          idea if the components you intend using are at all the same as
  278.          the ones used to create the figures. It is well known that
  279.          certain types of components are more reliable than others. For
  280.          example, it is kown that carbon film resistors are more reliable
  281.          than carbon composition ones and that ICs housed in ceramic
  282.          packages tend to be more reliable than the same devices housed in
  283.          plastic packages.
  284.  
  285.          Furthermore, it is also well established that a proportion of
  286.          components tend to fail much earlier than the majority ( known as
  287.          infant mortalities) and that the failure of these can be hastened
  288.          by accelerated life testing. Manufacturers therefore set up
  289.          screening processes, which include accelerated life tests, to
  290.          allow them to produce ' high reliability ' components for the
  291.          more demanding applications.
  292.  
  293.          Quite often the screening process is specified by large
  294.          purchasers of components who subsequently publish achieved
  295.          reliability figures!! So unless the components you use go through
  296.          the same screening process the chances are they will have a
  297.          different reliability.
  298.          
  299.                                        6
  300.  
  301.  
  302.          2.4 The Answer
  303.  
  304.          The problem seems to be that we can't trust the published data
  305.          because there seems to be little relationship between the way it
  306.          was obtained and the way components will actualy be used in our
  307.          own application. However, all is not lost! RELIABILITY PREDICTOR
  308.          makes use of the fact that a small number of factors have a much
  309.          greater effect on reliability than any others. These factors are:
  310.  
  311.          - temperature
  312.  
  313.          - vibration
  314.  
  315.          - component quality
  316.  
  317.          - component stressing
  318.  
  319.          It uses the way these factors affect the reliability of different
  320.          types of components to provide a database of component failure
  321.          rates which is capable of providing a reasonable estimate of the
  322.          likely reliability of the entire system at the DESIGN STAGE which
  323.          is where it can be used to best effect in improving reliability.
  324.  
  325.          To do this it doesn't just calculate the overall system
  326.          reliability but it also shows you just which components are
  327.          contributing most to the failure rate so you can alter the design
  328.          to make it more reliable. Just how it is able to to this is
  329.          explained more fully in Section 3 Reference Data. For now all you
  330.          need to know is that RELIABILITY PREDICTOR has built into it
  331.          failure data from a wide range of sources and many man years of
  332.          experience in the design of electronics products.
  333.  
  334.          
  335.                                        7
  336.  
  337.  
  338.          3. Using RELIABILITY PREDICTOR
  339.  
  340.          RELIABILITY PREDICTOR is extremely easy to use. When first
  341.          started it displays a welcome message. Pressing return causes it
  342.          to load in its database and display the opening menu. This allows
  343.          you to select which one of the six basic operations you want
  344.          RELIABILITY PREDICTOR to carry out. The current selection is
  345.          highlighted and you can change this using either the cusor
  346.          up/down keys or with a mouse. Once you have highlighted the
  347.          operation you want, just press ENTER to select it.
  348.  
  349.          No special setup is necessary to use a mouse. Any mouse which
  350.          inserts cursor key tokens into the keyboard buffer will do.If one
  351.          like this is present and its driver is loaded, RELIABILITY
  352.          PREDICTOR will make it available to you.
  353.  
  354.          The bottom line of the screen is reserved for status messages.
  355.          These show which keys are active and what each one does. HELP is
  356.          always available simply by pressing F1. HELP gives details about
  357.          the choices available to you at any time along with reminders
  358.          about the keys available.
  359.  
  360.          The following sections describe each of the six basic operations
  361.          of RELIABILITY PREDICTOR which can be selected from the opening
  362.          menu.
  363.  
  364.          3.1 Setting Default Environment and Quality
  365.  
  366.          Two of the most important factors which influence the reliability
  367.          of a system are the environment and the quality level of the
  368.          components used. Usualy the whole system is subjected to the same
  369.          environment and all components are bought to a common quality
  370.          standard. For these reasons RELIABILITY PREDICTOR allows you to
  371.          specify the default environment and component quality.
  372.  
  373.          These default values apply to every component in the system.
  374.          Component quality can be over-ridden on an individual
  375.          component-type basis as a common way of improving reliability is
  376.          to use better quality components in particularly senesitive
  377.          circuit areas.
  378.  
  379.          Environment is selected first by using the cursor keys or a mouse
  380.          to highlight the one you want just as in the opening menu.
  381.          Confirm your selection by pressing RETURN.
  382.  
  383.          The component quality options are then displayed. Make your
  384.          selection just as for environment. Once both the default
  385.          environment and component quality have been selected you will be
  386.          returned to the opening menu.
  387.          
  388.                                        8
  389.  
  390.  
  391.          3.2 Entering Components
  392.  
  393.          This is where you give RELIABILITY PREDICTOR the information it
  394.          needs about YOUR design so that it is able to predict its
  395.          reliability. The first menu allows you to select the CLASS of
  396.          components to enter. Component classes include, for example,
  397.          resistors, diodes, RAMs, microprocessors and so on. To select a
  398.          class you first highlight the one you want, using the cursor keys
  399.          or the mouse, just as with the other menus, but this time TWO
  400.          columns of classes are available. Just use the cursor left/right
  401.          keys or the mouse to move from column to column. Note: to leave
  402.          the Enter Components menu and return to the opening menu just
  403.          press ESCape. When you have highlighted the component classs you
  404.          want, press RETURN to select it.
  405.  
  406.          You will now be presented with a screen which lists all the
  407.          available components in that class. Notice that the CLASS NAME is
  408.          repeated at the top of the screen.
  409.  
  410.          This screen has three columns. The left most column lists the
  411.          component types in the selected class. You cannot select or make
  412.          changes to this column. The other two columns show the quantity
  413.          and quality of each component type. You can move up and down
  414.          these columns or from column to column using the cursor keys or
  415.          the mouse just as before. However, because you want to enter
  416.          values rather then make a selection, a flashing cursor is used
  417.          rather than highlighting to indicate the current position.
  418.  
  419.          The centre column is for the quantity of each component type.
  420.          This is initialy set to 0000 by RELIABILITY PREDICTOR. To enter
  421.          the number of components of a particular type in your design
  422.          simply move the cursor to the relevant position in the quantity
  423.          column and enter the number. Notice that the cursor automatically
  424.          moves one space to the right after each number is entered. You
  425.          can, of course, use the cursor left key to back space at any time
  426.          to make a correction. It is important to remember that the
  427.          significance of each digit is preseved. This means that to enter
  428.          1000 you just put a 1 in the left hand digit. To enter 1 you just
  429.          put 1 in the right hand digit. To zero and entry, just put the
  430.          cursor on the left hand digit and press 0 four times.
  431.  
  432.          The right hand column is for component quality. This will
  433.          initialy show the default quality for each component type as
  434.          either a capital C, I, or M to indicate Commercial, Industrial or
  435.          Military quality respectively. To change the component quality
  436.          level for a particular component type, simply position the cursor
  437.          under its quality letter and type the letter corresponding to the
  438.          new quality level ( C, I or M ). RELIABILITY PREDICTOR accepts
  439.          upper or lower case letters.
  440.          
  441.                                        9
  442.  
  443.  
  444.          When you have entered all the information about a class of
  445.          components just press ESCape to return to the initial Enter
  446.          Components menu. You can then select another components class to
  447.          work with.
  448.  
  449.          Note: you can return to a previous component class at any time
  450.          and all the information you have entered so far will be preserved
  451.          and shown on the screen. This makes it very easy, in combination
  452.          with the RESULTS option, to see the effect of changing component
  453.          quality levels or quantities.
  454.  
  455.          3.3 Results
  456.  
  457.          The Results option allows you to see a summary of the results at
  458.          any time or to separately display or print a more detailed
  459.          report. Every time the Results option is selected, the results
  460.          are re-calculated using the latest component numbers, quality
  461.          levels and environment and the summary results are displayed.
  462.  
  463.          The summary results show:
  464.  
  465.          i)   The total predicted failure rate and the MTBF.
  466.  
  467.          ii)  The percentage of failures due to the components in each
  468.               CLASS. This allows you to see at a glance which types of
  469.               components are contributing most to the overall failure
  470.               rate.
  471.  
  472.          iii) The default Environment and Component Quality.
  473.  
  474.          iv)  The assumed ambient temperature.
  475.  
  476.          The summary results are useful in answering 'what if' questions.
  477.          You can return to the opening menu by pressing ESCape, alter the
  478.          default environment, quality level or just the quantity or
  479.          quality level of an individual component, and return to the
  480.          summary results to immediately see the effect of the changes you
  481.          have made.
  482.  
  483.          Alternatively, to obtain more detailed results, press F6.
  484.          
  485.                                        10
  486.  
  487.  
  488.          3.3.1 Detailed Results
  489.  
  490.          The Detailed Results menu allows you to select one of three types
  491.          of report:
  492.  
  493.          The Summary Report is the same as the one shown on the Results
  494.          screen with the addition of a list of the Top Ten least reliable
  495.          components. This makes it extremely easy to identify the
  496.          components which are contributing the most to the overall failure
  497.          rate. You can then go back to the Enter Components menu and
  498.          change, for example, the quality level of a particular component
  499.          or its type i.e. you might like to see the effect of changing
  500.          from carbon composition to metal film resitors. Each time you
  501.          select Results from the Main Menu, the MTBF is re-calculated so
  502.          you can quickly see the results of any changes.
  503.  
  504.          The Short Report provides an additional separate report for the
  505.          components in each class showing the quantity, quality and
  506.          individual percentage contribution to overall failure rate of
  507.          each component type. This makes it easy to see which components
  508.          are likely to dominate the overall failure rate once the Top Ten
  509.          components have been dealt with.
  510.  
  511.          The Complete Report also provides an additional report for the
  512.          components in each class but provides more detail than the Short
  513.          Report. The failure rate for each individual component type
  514.          (taken directly from the database) is given in FITS along with
  515.          the actual failure rate contribution for the quantity of that
  516.          type of component used. This information is particularly useful
  517.          in guaging the effect of the default environment on different
  518.          types of component. This is because RELIABILITY PREDICTOR takes
  519.          account of the fact that different components' failure rates
  520.          change by different amounts as you change from one environment to
  521.          another. (See Section 4)
  522.  
  523.          Finaly, any of the above reports can be sent to a printer
  524.          connected to the parallel port. To enable printing, highlight the
  525.          Turn Printing ON selection and press RETURN. The Status Line at
  526.          the bottom of the screen will change to show that Printing is ON.
  527.          Any report now selected will be automatically sent to the printer
  528.          as well as being displayed on the screen. You will notice that
  529.          the Turn Printing ON menu selection has now changed to Turn
  530.          Printing OFF. To disable printing, highlight the Turn Printing
  531.          OFF selection and press RETURN. The status line at the bottom of
  532.          the screen will change to show that Printing is OFF.
  533.          
  534.                                        11
  535.  
  536.  
  537.          3.4 Save Data and Load Data
  538.  
  539.          It is often useful to be able to save the results of a
  540.          RELIABILITY PREDICTOR session and retrieve it later. In this way
  541.          a design that has been modified can have its reliability
  542.          re-calculated with the minimum of effort and standard types of
  543.          designs, which may be used several times with minor modifications
  544.          e.g. power supplies, microprocessor sub-systems, can become the
  545.          basis of a library of standard designs. The Save Data and Load
  546.          Data functions allow you to do this.
  547.  
  548.          To save a design, highlight Save Data and press RETURN. You will
  549.          then be asked for a filename. Enter any valid DOS filename
  550.          preceded by and optional path and press RETURN. If no path is
  551.          specified the file will be saved in the current directory. Note
  552.          that if the file already exists it will be overwritten without
  553.          RELIABILITY PREDICTOR issueing a warning.
  554.  
  555.          To retrieve a design highlight Load Data and press RETURN. Again
  556.          you will be prompted for a filename. Enter the name of the file
  557.          you require, press RETURN and RELIABILITY PREDICTOR will load
  558.          it. Any design currently in memory will be overwritten and lost.
  559.          Note, you must load a file with RELIABILITY PREDICTOR running
  560.          with the same database.def file that was in use when the file was
  561.          saved or the results will be unpredictable! See Section 4 for
  562.          details of how to edit or create your own version of
  563.          database.def.
  564.  
  565.  
  566.          3.5 QUIT
  567.  
  568.          When you have finished using RELIABILITY PREDICTOR simply
  569.          highlight QUIT, press RETURN and you will be returned to DOS.
  570.          
  571.                                        12
  572.  
  573.  
  574.          4. Reference Data
  575.  
  576.          RELIABILITY PREDICTOR uses a database which consists of a list
  577.          component class names and an associated file of failure rate data
  578.          as the basis of its calculations. When run, RELIABILITY PREDICTOR
  579.          reads an ASCII file named database.def which contains this list.
  580.          Database.def looks something like this:
  581.  
  582.          *    Bipolar Digital ICs   *
  583.          DIGICSB.REL
  584.          *      MOS Digital ICs     *
  585.          DIGICSM.REL
  586.          etc
  587.  
  588.          The file consists of pairs of lines. The first line is the name
  589.          of a component class EXACTLY as it will appear on the Select
  590.          Component Class menu. The second line is the name of the file
  591.          containing the the names of the component types in that class and
  592.          their individual failure rate data. When run, RELIABILITY
  593.          PREDICTOR loads and stores all this information in memory. The
  594.          files containing failure rate data are stored in an encoded form
  595.          for fast loading. Each file contains the following information
  596.          about each component type:
  597.  
  598.          - Component Name
  599.  
  600.          - Base failure rate for each of three quality levels
  601.  
  602.          - Multiplication factor to account for each of three possible
  603.            default environments.
  604.  
  605.          The failure rate for a particular component type is calculated by
  606.          multiplying the base failure rate for the selected quality level
  607.          by the multiplication factor for the selected default
  608.          environment. This means the failure rate used for a particular
  609.          component type can be one of NINE values depending one the chosen
  610.          quality level and default environment. This level of detail is
  611.          necessary because the failure rate can vary considerably with
  612.          these factors even for similar components in the same class.
  613.  
  614.          RELIABILITY PREDICTOR can use an alternative database to
  615.          database.def. To do this just start RELIABILITY PREDICTOR by
  616.          typing ERP myfile.ext at the DOS prompt where myfile.ext is the
  617.          name of your own database file. You can create your own database
  618.          file using a simple text editor. Simply follow the format for
  619.          database.def given above. Of course, you will have to choose your
  620.          component name/failure rate files from the same set used by
  621.          RELIABILITY PREDICTOR, but this does allow you to specify a
  622.          database consisting only of the the classes of components you
  623.          commonly use. For example, you will not often use both bipolar
  624.          and MOS microprocessors in a single design and you may rarely
  625.          use relays or opto-electronics.
  626.          
  627.                                        13
  628.  
  629.  
  630.          For those people who have their own failure rate data, a utility
  631.          called CRELON is available to registered users which allows you
  632.          to enter your failure rate data into an ASCII file and then
  633.          convert it to the format used by RELIABILITY PREDICTOR. This same
  634.          utility was used to create the component name/failure rate files
  635.          in database.def. If you want to modify or extend the database
  636.          provided with RELIABILITY PREDICTOR, the original ASCII source
  637.          component name/failure rate files and a variety of data on more
  638.          specialised components is available to registered users.
  639.  
  640.          4.1 Component Data
  641.  
  642.          To get the most out of RELIABILITY PREDICTOR it is essential to
  643.          know which component name in which class to use for each of the
  644.          components in your parts list. The demo version of RELIABILITY
  645.          PREDICTOR includes 24 classes of components in its database.def
  646.          file. Wherever possible, RELIABILITY PREDICTOR uses industry
  647.          standard descriptions of individual component types and in most
  648.          cases it should be quite obvious which component type applies.
  649.          However, to avoid confusion, the following sections provide some
  650.          guidance on selecting component types and classes.
  651.  
  652.          In all cases, PL is used to indicate devices in plastic packages
  653.          and CE to indicate devices in ceramic packages. No distinction is
  654.          made between leaded and surface mounted devices.
  655.  
  656.          4.1.1 Bipolar Digital ICs
  657.  
  658.          This class covers all the popular TTL/ECL families and bipolar
  659.          ASICs. To convert a particular device type to a number of gates
  660.          range use the following:
  661.  
  662.          - SSI = 1 - 100 gates
  663.  
  664.          - MSI = 101 -1000 gates. Many of the popular databooks give a
  665.                                   gate count for SSI and MSI devices.
  666.  
  667.          - ASICs will usualy be defined directly in gate count
  668.  
  669.          - LSI/VLSI devices can be determined by their approximate
  670.            computing power or complexity. For example a device with a
  671.            computing power or complexity similar to that of an 8-bit
  672.            microprocessor will have a gate count around 5000.
  673.  
  674.          4.1.2 MOS Digital ICs
  675.  
  676.          This class covers all the popular CMOS families including 4000
  677.          series and 74HC devices. To convert a particular device type to a
  678.          number of gates, use the same rules as for bipolar digital ICs.
  679.          
  680.                                        14
  681.  
  682.  
  683.          4.1.3 PLAs and PALs
  684.  
  685.          The device data sheets should state the number of gates in the
  686.          device and of course whether it is a bipolar or MOS device. If
  687.          gate count is not given, calculate it as follows:
  688.  
  689.          - invertors, AND gates, OR gates and output buffers = 1 gate.
  690.  
  691.          - D-types, J-K flip-flops and the like = 5 gates.
  692.  
  693.          4.1.4 Microprocessors
  694.  
  695.          At present, RELIABILITY PREDICTOR only differentiates between
  696.          8,16 and 32 bit microprocessors in bipolar or MOS (or CMOS)
  697.          technologies. A separate component name/failure rate file
  698.          covering the more popular devices is planned.
  699.  
  700.          4.1.5  ROMS/RAMS
  701.  
  702.          The database supplied covers all popular types and sizes up to
  703.          the limit of current technology. The data for MOS PROMS is also
  704.          applicable to EPROMs, EEPROMs and EAPROMs.
  705.  
  706.          4.1.6 Linear ICs
  707.  
  708.          This covers both MOS and Bipolar types. Most OP-AMPs and similar
  709.          linear devices e.g. linear regulators and SMPS control ICs will
  710.          lie in the 1 - 100 transistors range. Most A/D and D/a devices
  711.          will lie in the 100-300 transistors range. Few if any linear
  712.          devices will contain more than 300 transistors.
  713.  
  714.          4.1.7 Transistors
  715.  
  716.          Power or high power devices are those dissipating 10 Watts or
  717.          more. Other types are self explanatory.
  718.  
  719.          4.1.8 Diodes
  720.  
  721.          Silicon high power devices are those carrying average currents in
  722.          excess of 1 Amp. Other types are self explanatory.
  723.          
  724.                                        15
  725.  
  726.  
  727.          4.1.9 Opto-electronics
  728.  
  729.          The database covers mainly descrete devices. Little data is
  730.          available for complex devices e.g dot-matrix displays. For multi-
  731.          digit  displays, enter the number of digits in the appropriate
  732.          7 segment column.
  733.  
  734.          4.1.10 Resistors
  735.  
  736.          The base failure rates for the resistors included in the demo
  737.          version of database.def are based on resistor types defined in
  738.          MIL-HDBK-217E which have been modified to take account of the
  739.          three quality levels available with RELIABILITY PREDICTOR. The
  740.          handbook refers to two basic classes of resistors - ones of
  741.          established reliability and ones that are not. The demo database
  742.          only includes data for resistors which are NOT of established
  743.          reliability i.e. non-military types. A brief description of each
  744.          type is given below.
  745.  
  746.          Composition RC
  747.  
  748.          Refers to ordinary carbon composition resistors
  749.  
  750.          Film RL and RN
  751.  
  752.          Both these types refer to metal film resistors. RN refers
  753.          specificaly to high stability types.
  754.  
  755.          Film Power RD
  756.  
  757.          Refers to metal film resistors rated at 2W or more.
  758.  
  759.          Film Network RD
  760.  
  761.          Refers to commonly used film resistor networks. You should enter
  762.          the number of NETWORKS used, not the number of resistors in the
  763.          network.
  764.  
  765.          WW Accurate RB
  766.  
  767.          Refers to the very accurate wirewound resistor types sometimes
  768.          used in precision electronics where resistance values accurate to
  769.          0.1% are required.
  770.  
  771.          WW Power RW
  772.  
  773.          Refers to leaded wirewound resistors rated at greater than 3W and
  774.          often contained in an insulating cement box.
  775.  
  776.          WW Chassis Mounting RE
  777.  
  778.          Refers to the very high power resistor types rated at up to 25W
  779.          and often housed in an aluminium casing.
  780.          
  781.                                        16
  782.  
  783.  
  784.          WW Trimmer RT
  785.  
  786.          Refers to the normal type of multi-turn wirewound trimmer.
  787.  
  788.          WW Precision RR
  789.  
  790.          Refers to precision multi-turn low power wirewound
  791.          potentiometers.
  792.  
  793.          WW Semi-precision RA/RK
  794.  
  795.          These two types are listed together because they have very
  796.          similar failure rates. They refer to normal wirewound single turn
  797.          potentiometers. The RA type is a low operating temperature range
  798.          type ( up to 70 degrees C ) whereas the RK type operates over an
  799.          extended temperature range ( up to 150 degrees C).
  800.  
  801.          WW Power RP
  802.  
  803.          Refers to single turn wirewound potentiometers rated at 2W or
  804.          more.
  805.  
  806.          Non-Wirewound Trimmer RJ
  807.  
  808.          Refers to normal multi-turn trimmers of any type other than
  809.          wirewound.
  810.  
  811.          Composition RV
  812.  
  813.          Refers to normal single turn non-precision cermet or carbon film
  814.          potentiometers.
  815.  
  816.          Non-Wirewound Precision RQ
  817.  
  818.          This type refers to multi-turn cermet or carbon film
  819.          potentiometers.
  820.  
  821.  
  822.          4.1.11 Capacitors
  823.  
  824.          The base failure rates for the capacitors included on the demo
  825.          version of database.def are based on capacitor types defined in
  826.          MIL-HDBK-217E which have been modified to take account of the
  827.          three quality levels available with RELIABILITY PREDICTOR. The
  828.          demo database only includes data for capacitors which are NOT of
  829.          established reliability i.e. non-military types. A brief
  830.          description of each type is given below.
  831.  
  832.          Paper CP/CA
  833.  
  834.          Paper capacitors are not used much nowadays but they are included
  835.          for completeness. Both types have similar failure rates. The CA
  836.          type is intended primarily for RF bypassing and the CP type is a
  837.          general purpose capacitor.
  838.          
  839.                                        17
  840.  
  841.  
  842.  
  843.          Paper/Plastic CH
  844.  
  845.          This type can be used for all types of plastic capacitor
  846.          including Polystyrene, Polyester, Polypropylene and Mylar which
  847.          are suitable for use at an operating temperature up to 85 degrees
  848.          C.
  849.  
  850.          Mica CM
  851.  
  852.          This type covers all commonly available Mica types which are
  853.          suitable for use at an operating temperature of up to 125 degrees
  854.          C including Silvered Mica.
  855.  
  856.          Mica CB and Glass CY
  857.  
  858.          This types find very little use today and are included only for
  859.          completeness.
  860.  
  861.          Ceramic CK
  862.  
  863.          This type covers all general purpose types of Ceramic capacitor
  864.          including Metallised Plate, Monolithic, Disc and Feed-through
  865.          types suitable for use at operating temperatures up to 125
  866.          degrees C.
  867.  
  868.          Tantalum CL
  869.  
  870.          This type covers NON-SOLID Tantalum types only. The more common
  871.          solid Tantalum (bead) types are approximately twice as unreliable
  872.          as these.
  873.  
  874.          Aluminium CU/CE
  875.  
  876.          The CU type covers aluminium oxide electrolytic capacitors and
  877.          the CE type the dry electrolyte aluminium types.
  878.  
  879.          Variable Capacitors
  880.  
  881.          Three types of variable capacitor are included in the demo
  882.          database - ceramic, air trimmer and piston types. The first two
  883.          types are of similar reliability and can be used for most
  884.          variable capacitor types. The piston type is about four times as
  885.          reliable as the others and can usualy be used for such types as
  886.          UHF tubular trimmers.
  887.          
  888.                                        18
  889.  
  890.  
  891.          4.1.12 Transformers/Inductors
  892.  
  893.          The demo database includes audio, pulse, power transformers along
  894.          with RF transformers and coils both fixed and variable. Power,
  895.          ceramic, ferrite and SAW filters are included here along with
  896.          various types of discrete and and crystal filter types.
  897.  
  898.          4.1.13 Switches/Connectors
  899.  
  900.          The demo database contains a number of self explanatory switch
  901.          and connector types. Simply enter the quantity of each type used.
  902.          Interconnect assemblies are simply cables. Again just enter the
  903.          number of cables used. The same applies to the three types of PCB
  904.          included in the demo database. However, the four types of
  905.          connection, hand-solder, flow-solder, wire-wrap and crimp, are
  906.          treated differently. You need first to add up the TOTAL number of
  907.          each type of connection and enter this number. The TOTAL includes
  908.          all connections made to connectors, cables and by components to
  909.          the PCB. For most designs, this number will be in the hundreds
  910.          and can easily exceed a thousand. RELIABILITY PREDICTOR can cope
  911.          with up to 9999 connections of each type.
  912.  
  913.  
  914.          4.1.14 Miscellaneous
  915.  
  916.          The demo database includes motors, alternators, batteries and
  917.          various other components under the miscellaneous heading all of
  918.          which are self explanatory.
  919.          
  920.                                        19
  921.  
  922.  
  923.          5. Further Reading
  924.  
  925.          Many books have been written on the subject of Electronics
  926.          Reliability Prediction, but there are two I would particularly
  927.          recommend as an introduction to the topic. They are:
  928.  
  929.          1. Reliability and Maintaiability in Perspective by David J.
  930.             Smith published by Macmillan.
  931.  
  932.          This not only discusses reliability prediction but also contains
  933.          a number of useful chapters covering such topics as project
  934.          manangement, product liability, contracts and software
  935.          reliability.
  936.  
  937.          2. Electronic Equipment Reliability by J.C. Cluley also published
  938.             by Macmillan.
  939.  
  940.          This book concentrates on the definition of reliability, the
  941.          mathematics involved in calculating and predicting it and the
  942.          factors affecting component reliability.
  943.