AIRBUS France - Eurocopter Nexter Electronics-MBDA France Thales Systmes Aroports SA - Thales Avionics Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems Guide FIDES 2009 Edition A Septembre 2010 Mthodologie de fiabilit pour les systmes lectroniques FIDES FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 2 AVANT PROPOS Le Guide FIDES 2009 a t ralis par les entreprises du Groupe FIDES sous la tutelle de la DGA. LeGroupeFIDESestconstitude :AIRBUSFrance,Eurocopter,NexterElectronics,MBDA France,ThalesSystmesAroports SA,ThalesAvionics,ThalesCorporateServicesSAS, Thales Underwater Systems. RESUME ET PRINCIPE DE LA REVISION

Le Guide FIDES 2009 remplace le Guide FIDES 2004 dition A (galement publi par l'UTE sous larfrenceUTE-C80811).Cettemisejouratfaitepourprendreencomptelesvolutions technologiques,augmenterlacouvertureetapporterdesamliorations.Unprincipedirecteurde cesvolutionsatderaliserundocumentdontl'usagesoitaussipratiqueetuniverselque possible.

Entre le Guide FIDES 2004 dition A et le Guide FIDES 2009, tous les chapitres du document sont rviss. LeGuideFIDES2009ditionAapporteunesried'amliorationsmineures.Cesamliorations sontprincipalementissuesdesretoursdesutilisateursetenparticulierdesmembresdela structure maintien et de dveloppement de la mthodologie, un Groupe de Travail de lInstitut de Matrise des Risques (IMdR). Les volutions qui ne sont pas des points de forme sont listes dans la table des volutions. COPYRIGHT Copyright AIRBUS France 2004-2009 Copyright Eurocopter 2004-2009 Copyright GIAT Industries 2004 - Nexter Electronics 2009 Copyright MBDA France 2004-2009 Copyright Thales Airborne Systems 2004- Thales Systmes Aroports SA 2009 Copyright Thales Avionics 2004-2009 Copyright Thales Research & Technology 2004 - Thales Corporate Services SAS 2009 Copyright Thales Underwater Systems 2004-2009 CONTACT Pour tout contact s'inscrire sur le site internet : www.fides-reliability.org FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 3 AVERTISSEMENT LesentreprisesduGroupeFIDESnontprvuaucuneprocduredemarquagevalantindication dapprobation et n'engagent pas leurs responsabilits pour des ralisations dclares conformes cette publication. AucuneresponsabilitnedoittreimputeauxentreprisesduGroupeFIDES,leurs administrateurs,employs,auxiliairesoumandataires,ycomprisleursexpertsparticuliers,pour toutprjudicecausencasdedommagescorporelsetmatriels,oudetoutautredommagede quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les cots (y compris les frais de justice) et les dpenses dcoulant de la publication ou de l'utilisation de cette publication ou du crdit qui lui est accord. Lattention est attire sur le fait que certains des lments de la prsente publication peuvent faire lobjetdedroitsdepropritintellectuelleoudedroitsanalogues.LesentreprisesduGroupe FIDESnesauraienttretenuspourresponsablesdenepasavoiridentifidetelsdroitsde proprit et de ne pas avoir signal leur existence. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 4 TABLE DES EVOLUTIONS PagesParagraphesEvolutions 331.9.3Ajout d'une explication sur l'approvisionnement 402.5.4Ajout d'une prcision sur l'absence de lien a priori entre cycleet dure de la phase85, 87 et 88 3.5Corrections dans le profil de vie lave linge. La plupart des lignes du profil de vie sont affectes. 89, 903.6Ajout d'indications sur la vitesse 933.7Correction du cyclage thermique jour/nuit du profil "chenill blind". 953.7Correction de la temprature maximale du cycle de la phase "marche". 100Facteur induitAjout de critres qualitatifs pour le choix du "type d'utilisateur" 102Facteur induit Ajout des numros de fiche dans la table du facteur HDurcissement

104Facteur AQfabricant Evolution du critre pour le niveau "Equivalent" 111, 120, 130, 146, 150 Facteur AQcomposant Evolution des critres pour les niveaux "Suprieur" et "Equivalent" 117ASICCorrection du dnominateur de la formule du Part_Grade 155, 158 Facteur AQcomposant Evolution du critre pour le niveau "Suprieur" 165H&MCMEvolutiondel'quationdupuce.Dplacementduparagraphe "Humidit" 172H&MCMEvolution de l'quation du cblage 173H&MCMAjout du paragraphe "Humidit" (dplac sans changement) 176H&MCMAjout d'une prcision sur le calcul de K 195Carte COTSAjout d'une remarque sur le calcul du facteur "induit" 233Comptages fiabilit Remplacement de l'acronyme FMG 238Comptages fiabilit Remplacement de l'acronyme FMG 251Facteur process sans plomb Correction des sommes et de certains numros de critres 270+VNombreuses corrections de forme FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 5 Sommaire IPrsentation du Guide FIDES................................................................................... 9 1.Introduction........................................................................................................ 10 2.Avertissement sur la mthodologie FIDES..................................................... 11 3.Terminologie...................................................................................................... 12 3.1.Acronymes.........................................................................................................................12 3.2.Dfinitions ..........................................................................................................................13 4.Rfrences ......................................................................................................... 15 5.Champ d'application ......................................................................................... 16 5.1.Domaines d'application......................................................................................................16 5.2.Couverture des modles....................................................................................................16 5.3.Nature de la prdiction.......................................................................................................17 5.4.Confiance dans la prdiction .............................................................................................19 5.5.Articles couverts ................................................................................................................20 IIGuide d'valuation prvisionnelle de la fiabilit................................................... 21 1.Prsentation des modles................................................................................ 22 1.1.Origines des donnes de fiabilit ......................................................................................22 1.2.Approche FIDES................................................................................................................23 1.3.Mthode complte et mthodes simplifies ......................................................................23 1.4.Donnes d'entre gnriques............................................................................................24 1.5.Modle Gnral .................................................................................................................25 1.6.Profil de vie et unit de temps ...........................................................................................26 1.7.Taux de dfaillance d'un produit lectronique...................................................................27 1.8.Contributeurs physiques et technologiques physique..........................................................28 1.9.Contributeurs processus....................................................................................................31 2.Profils de vie ...................................................................................................... 34 2.1.Principes de construction du profil de vie..........................................................................34 2.2.Dure des phases..............................................................................................................35 2.3.Domaines dapplicabilit....................................................................................................35 2.4.Temprature (contraintes thermique et thermolectrique) ................................................36 2.5.Cyclage thermique (contrainte thermomcanique) ...........................................................38 2.6.Humidit relative................................................................................................................41 2.7.Niveau vibratoire (contrainte mcanique)..........................................................................44 2.8.Contrainte chimique...........................................................................................................48 2.9.Type d'application..............................................................................................................49 2.10.Sources des donnes........................................................................................................50 2.11.Profil de vie standard.........................................................................................................50 3.Exemples de profil de vie ................................................................................. 53 FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 6 3.1.Profil de vie dun calculateur de navigation embarqu sur un hlicoptre........................53 3.2.Profildeviedunquipement(enbaie avionique)montsurunavioncivilmoyen courrier...............................................................................................................................71 3.3.Profildeviedunquipement(enbaieavionique)montsurunavioncivil turbopropuls.....................................................................................................................76 3.4.Profil de vie dun quipement de type systme industriel .................................................81 3.5.Profil de vie de machine laver le linge............................................................................85 3.6.Profil de vie d'emport externe d'avion d'armes multi-rles ................................................89 3.7.Autres exemples................................................................................................................93 IIIFiches de calcul du guide d'valuation ................................................................. 96 Composants lectroniques............................................................................................. 97 Facteur induit .............................................................................................................. 98 Facteur fabrication composant ............................................................................... 104 Rsistances thermiques des composants............................................................. 106 Circuits Intgrs ....................................................................................................... 111 Application Specific Integrated Circuit (ASIC)....................................................... 117 Discrets Actifs........................................................................................................... 120 Diodes Electroluminescentes (DEL) ....................................................................... 125 Optocoupleurs .......................................................................................................... 128 Rsistances............................................................................................................... 130 Fusibles ..................................................................................................................... 133 Condensateurs Cramique...................................................................................... 135 Condensateurs Aluminium...................................................................................... 138 Condensateurs au Tantale....................................................................................... 140 Composants Magntiques : Inductances et Transformateurs ............................. 142 Composants pizolectriques : Oscillateurs et Quartz......................................... 144 Relais lectromcaniques monostables ................................................................ 146 Interrupteurs et commutateurs ............................................................................... 150 Circuit imprim (PCB) .............................................................................................. 155 Connecteurs.............................................................................................................. 158 Hybrides et Multi Chip Modules ................................................................................... 161 Modle gnral.......................................................................................................... 162 Facteur induit ............................................................................................................ 163 Facteur processus H&M........................................................................................... 164 Microcomposants..................................................................................................... 165 Cblage, botier, substrat, connexions externes................................................... 172 Contraintes physiques............................................................................................. 178 Composants hyperfrquence (HF) et radiofrquence (RF)........................................ 180 Facteur processus RF et HF.................................................................................... 181 FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 7 Circuits Intgrs RF HF............................................................................................ 182 Discrets Actifs RF HF............................................................................................... 185 Composant passifs RF HF....................................................................................... 188 Cartes COTS .................................................................................................................. 191 Gnralits ................................................................................................................ 192 Facteur induit ............................................................................................................ 193 Facteur fabrication article........................................................................................ 194 Fonctions lectroniques embarques.................................................................... 195 Sous-ensembles divers................................................................................................. 201 Gnralits ................................................................................................................ 202 Dure de vie .............................................................................................................. 203 Facteur induit et fabrication article......................................................................... 205 Ecrans LCD (TFT, STN) ............................................................................................ 206 Disques durs (EIDE, SCSI) ....................................................................................... 209 Moniteurs CRT .......................................................................................................... 212 Convertisseurs de tension AC/DC et DC/DC.......................................................... 215 Batteries lithium et nickel ........................................................................................ 217 Ventilateurs ............................................................................................................... 220 Claviers...................................................................................................................... 223 Comptage fiabilit par familles d'articles et par types d'articles............................... 227 Principes gnraux................................................................................................... 228 Comptage par types d'articles : Paramtres.......................................................... 231 Comptage par familles d'articles : Paramtres...................................................... 241 Prise en compte du passage au sans plomb .............................................................. 245 Consquences sur la fiabilit.................................................................................. 246 Facteur process sans plomb................................................................................... 249 IVGuide de matrise et d'audit du processus fiabilit............................................ 252 1.Cycle de vie...................................................................................................... 253 2.Le facteur processus ...................................................................................... 254 3.Recommandations mtier - Matrise de la fiabilit....................................... 254 4.Calcul du facteur processus HProcess.............................................................. 255 4.1.Influence relative des phases du cycle de vie.................................................................255 4.2.Niveau de satisfaction aux recommandations.................................................................256 4.3.Etalonnage.......................................................................................................................257 4.4.Calcul de la note d'audit ..................................................................................................258 4.5.Calcul du facteur processus ............................................................................................259 5.Guide d'audit.................................................................................................... 260 FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 8 5.1.Procdure d'audit.............................................................................................................260 5.2.Identifier le primtre de l'audit........................................................................................261 5.3.Prparer l'audit.................................................................................................................264 5.4.Ralisation de l'audit........................................................................................................265 5.5.Traiter l'information recueillie...........................................................................................265 5.6.Prsenter le rsultat d'audit .............................................................................................265 5.7.Principe de positionnement .............................................................................................266 5.8.Profil des acteurs de l'audit..............................................................................................267 VRecommandations du guide de matrise et d'audit duProcessus Fiabilit.... 269 Tables des recommandations avec les pondrations................................................ 270 Spcification ............................................................................................................. 271 Conception................................................................................................................ 273 Fabrication carte ou sous-ensemble ...................................................................... 276 Intgration quipement ............................................................................................ 280 Intgration systme.................................................................................................. 284 Exploitation et maintenance.................................................................................... 287 Activits support ...................................................................................................... 290 Durcissement ............................................................................................................ 292 Fiches dtailles des recommandations..................................................................... 294 FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 9 I Prsentation du Guide FIDES FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 10 1.Introduction LeGuideFIDES,mthodologieglobaled'ingnieriedelafiabilitenlectronique,est constitu de deux parties : -un guide d'valuation prvisionnelle de la fiabilit, -un guide de matrise et d'audit du processus fiabilit. Les objectifs du Guide FIDES sont d'une part de permettre une valuation raliste de la fiabilit des produits lectroniques, y compris dans les systmes qui rencontrent des environnementssvresoutrsbnin(stockage),etd'autrepartdefournirunoutil concret pour la construction et la matrise de cette fiabilit. Ses principales caractristiques sont :-L'existencedemodlisationstantpourlescomposantsElectriques, Electroniques,Electromcaniquesquepourlescarteslectroniquesoucertains sous-ensembles. -La mise en vidence et la prise en compte de tous les facteurs technologiques et physiques qui ont un rle identifi dans la fiabilit. -La prise en compte prcise du profil de vie. -Lapriseencomptedessurchargesaccidentelleslectriques,mcaniqueset thermiques (ou overstress). -La prise en compte des dfaillances lies aux processus de dveloppement, de production, d'exploitation et de maintenance. -La possibilit de distinguer plusieurs fournisseurs d'un mme composant. Au travers de l'identification des contributeurs la fiabilit, qu'ils soient technologiques, physiquesoudeprocessus,leGuideFIDESpermetd'agirsurlesdfinitionsetdans tout le cycle de vie des produits pour amliorer et matriser la fiabilit. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 11 2.Avertissement sur la mthodologie FIDES LeconsortiumquialaborlamthodologieFIDESestcomposd'entreprisesdes domaines de l'aronautique et de la dfense. Ce consortium a t cr sous la tutelle de la Dlgation Gnrale pour l'Armement (DGA). La mthodologie FIDES est fonde sur la physique des dfaillances et taye par des analysesdedonnesd'essais,deretourd'exprienceetdemodlisationsexistantes. Ellesedistingueainsidesmthodesantrieuresdveloppesprincipalementpartir d'exploitations statistiques de retour d'exprience. Cettedmarchepermetd'viterquelesrsultatsdefiabilitprditsnesoient influencs par les domaines industriels des concepteurs de la mthodologie. Aprsmiseaupointdesmodles,lamthodologieatcalibrepartirde l'expriencedesmembresduconsortium,enparticulierdanslecasdesfacteurs processus. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 12 3.Terminologie 3.1.Acronymes ASIC : Application Specific Integrated Circuit BICMOS : Bipolar-CMOS COTS : Commercial Off-The-Shelf CMOS : Complementary Metal Oxyde Semiconductor CPLD : Complex Programmable Logic Device CRT : Cathode Ray Tube DDV : Dure de vie DGA : Dlgation Gnrale de l'Armement DRAM : Dynamic Random Access Memory EEE : Electrique,Electronique, Electromcanique EEPROM : Electrically Erasable Programmable Read Only Memory EIDE : Enhanced Integrated Drive Electronic EOS: Electrical Overstress EPROM : Erasable Programmable Read Only Memory ESD : Electro Static Discharge FIT : Failure In Time (1 fit vaut 10-9 dfaillance par heure) FMDS : Fiabilit Maintenabilit Disponibilit Scurit FPGA : Field Programmable Gate Array GRMS : G root mean square LCD : Liquid Crystal Display MOS : Mechanical Overstress (surcharge accidentelle) MOS : Metal Oxyde Semiconductor (semi-conducteur) PAL : Programmable Array Logic PCB : Printed Circuit Board RH : Relative Humidity SCSI : Small Computer System Interface SMD : Surface Mounted Device STN : SuperTwisted-Nematic SRAM : Static Random Access Memory TCy : Thermal CyclingTFT : Thin-Film Transistor TOS : Thermal Overstress TTF : Time To Fail FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 13 3.2.Dfinitions Fiabilit Aptituded'uneentitaccomplirunefonctionrequise,dansdesconditionsdonnes, pendant un intervalle de temps donn. Lafiabilitestgnralementexprimequantitativementpardescaractristiques appropries.Danscertainesapplications,l'unedecescaractristiquesestune expression de cette aptitude par une probabilit, appele aussi fiabilit. Mcanisme de dfaillance Ensemble des relations "cause-effet" d'un processus physique, chimique, ou autre qui relie la cause racine de la dfaillance au mode de panne. Mode de panne Un des tats possibles d'une entit en panne pour une fonction requise. Cause de dfaillance Ensemble des circonstances associes la conception, la fabrication ou l'emploi qui a entran une dfaillance. Contributeur la fiabilit - Facteur influant pour la fiabilit Paramtretechnologique,d'environnement,deprocddefabricationouautre exerant une influence sur la fiabilit d'un composant ou d'un systme. La logique qui sous-tend les dfinitions qui prcdent peut tre rsume par le schma suivant : Cause dedfaillanceEnsemble des circonstances associes la conception, lafabrication ou l'emploi qui a entran une dfaillance Mcanisme dedfaillanceEnsemble des relations"cause-effet" d'un processusphysique, chimique, ou autrequi relie la cause racine dela dfaillance au mode depanneMode depanneUn des tatspossibles d'uneentit en pannepour une fonctionrequiseContributeur lafiabilitParamtre technologique,d'environnement, de procdde fabrication ou autreexerant une influence sur lafiabilit d'un composant oud'un systmeFIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 14 Systme Un ensemble dquipements capables de raliser ou de supporter un rle oprationnel. Unsystmecompletcomprendtouslesquipements,matriels,logiciels,serviceset personnelsncessairespoursonfonctionnementdemanirecequilpuissese suffire lui-mme dans son environnement dutilisation. Exemples : automobile, avion, micro-ordinateur. Sous-systme Unensembledquipementscapablesderaliserunefonctionoprationnelledun systme. Le sous-systme est une subdivision majeure du systme. Le sous-systme estsouventluimmednommsystme.Exemple :systmeABSduneautomobile, systme GPS dun avion. Equipement Termedsignantungroupedarticlescapablesderaliserunefonctioncomplte. Exemple : calculateur du systme ABS, moniteur du systme GPS.

Sous-ensemble Terme dsignant un article ou un groupe assembl d'articles capables de raliser une fonction de lquipement. Exemple : carte lectronique dun calculateur, disque dur. Composant lectroniqueTerme dsignant un lment destin tre assembl avec d'autres afin de raliser une ouplusieursfonctionslectroniques.Exemple :transistor,rsistance.Cettedfinition englobe galement le circuit imprim (ou PCB). Produit Dansceguide,dsignel'entitassembledontlafiabilitesttudie.Gnralement un quipement. Article Dansceguide,dsigne une entitlmentaire, non dcompose, dont il est possible d'tudier la fiabilit. Dsigne un composant ou un sous ensemble. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 15 4.Rfrences IEC 60050 (191) A1 (1999-03) Vocabulairelectrotechnique-Chapitre191 :sretdefonctionnementetqualitde service MIL-HDBK-217F (+ notice 1 et 2) Reliability prediction of electronic equipment UTE C 80-810 RECUEIL DE DONNEES DE FIABILITE : RDF 2000 - Modle universel pour le calcul de la fiabilit prvisionnelle des composants, cartes et quipements lectroniques IEC 61709 Composantslectroniques-Fiabilit-Conditionsderfrencepourlestauxde dfaillances et modles d'influence des contraintes pour la conversion IEC 62308:2006 Fiabilit de l'quipement - Mthodes d'valuation de la fiabilit SSB-1.003 EIA Engineering Bulletin - Acceleration Factors - November 1999 and September 2002 JEDEC JEP122C Failure Mechanisms and Models for Semiconductor Devices FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 16 5.Champ d'application 5.1.Domaines d'application LamthodologieFIDESestapplicablel'ensembledesdomainesutilisant l'lectronique : -Aronautique. -Naval.-Militaire. -Production et distribution de l'lectricit. -Automobile. -Ferroviaire. -Spatial. -Industriel. -Tlcommunications. -Informatique, domotique, lectromnager. -Et cetera 5.2.Couverture des modles La mthodologie FIDES modlise les dfaillances ayant des origines intrinsques aux articlestudis(technologieouqualitdefabricationetdedistributiondel'article)et extrinsques(spcificationetconceptiondel'quipement,slectiondelafilire d'approvisionnement, production et intgration quipement). Sont prises en compte par la mthodologie : -Les pannes issues d'erreurs de dveloppement ou de fabrication. -Lessurchargesaccidentelles(lectriques,mcaniques,thermiques)lies l'applicationetnonrpertoriescommetellesparl'utilisateur(l'occurrencedela surcharge est reste cache). Les dfaillances non traites par la mthodologie sont : -Les dfaillances dorigine logicielle. -Les pannes non confirmes. -Lesdfaillancesliesdesoprationsdemaintenanceprventivenon effectues. -Les dfaillances lies des agressions accidentelles lorsqu'elles sont identifies ouavres(propagationsdepannes,utilisationshorsspcifications,mauvaises manipulations : l'occurrence de la surcharge est connue). LamthodologieFIDESpermetdetraiterlesphasesdenonfonctionnement,qu'il s'agisse des priodes dormantes entre les utilisations ou du stockage proprement dit. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 17 5.3.Nature de la prdiction 5.3.1.Cas gnral LesprvisionsdefiabilitdonnesparlamthodologieFIDESsontdestauxde dfaillance, nots . L'observationexprimentalemontrequel'volutiondutauxdedfaillanceenfonction du temps est en gnral reprsente par la courbe suivante dite "courbe en baignoire". (t)Jeunesse MaturitVieillissementVie normale(t)Jeunesse MaturitVieillissementVie normale

La vie d'un produit peut donc tre divise en trois priodes : -Priode de jeunesse, dfaillances prcoces. -Priode de vie utile, taux de dfaillance sensiblement constant. -Priode de vieillesse, dfaillances d'usure. Lorsdelapriodedejeunesse,letauxdedfaillancediminue.Lafiabilitduproduit crot avec le temps. C'est la priode o les dfaillances sont dues des problmes de mise en place des procds et au dverminage de la conception et des composants. La priode de vie utile est reprsente par un taux de dfaillance constant. Le taux de dfaillanceestindpendantdel'geduproduit(cespannessontsouventqualifies d'alatoirespourcetteraison).Cettepriode,souventinexistantepourlamcanique, est celle de rfrence pour l'lectronique. Lorsdelapriodedevieillesse,lafiabilitdcroitaveclenombred'heuresde fonctionnement:plusleproduitestvieux,plusilestprobabled'avoirunedfaillance. Cetypedecomportementestcaractristiquedesarticlessoumisusureouautres dtriorations progressives. Cela correspond des taux de dfaillance croissants. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 18 Le modle d'valuation FIDES propose une valuation de fiabilit taux de dfaillance constant(enfaittauxdedfaillancemoyen).Lespriodesdejeunesseetde vieillessesontexcluesdelaprvision(avecuncasparticulierpourcertainssous-ensembles). Cela pour les raisons suivantes : -Tout d'abord, la priode de jeunesse est reprsentative de la mise au point d'un quipementoud'unsystme.Lamatrisedelacroissancedefiabilitpendant cette phase est une tape cruciale pour l'obtention rapide d'une bonne fiabilit. -La priode de vieillesse est galement exclue de FIDES car elle est en principe suffisammentlointaineparrapportladuredevieutiledessystmes lectroniquesquecouvreFIDES.Cependant,lavrificationdecettehypothse lors de la conception d'un produit est un point cl. Dans le cas d'articles dure de vie insuffisante, d'autres approches que la seule fiabilit prvisionnelle doivent traiter cet aspect, comme par exemple la dfinition de maintenances prventives. -Il est certain qu'au niveau microscopique trs peu de mcanismes de dfaillance rpondent strictement une loi d'apparition de type "taux constant". Cependant : -Beaucoupdemcanismesdedfaillancebienquecumulatifs,donc croissants dans le temps, ont une telle dispersion qu'ils sont assimilables une constante sur les priodes considres. -Lamultiplicitetladiversitdescomposants,mmesuruneseulecarte, vont conduire un cumul proche d'une constante. -Lesdiffrencesd'geentrelesquipementsd'unmmesystmeoud'un parcconduisentl'obtentiond'untauxconstantpourl'observateurde niveau systme. Pour ces raisons, l'utilisation d'un taux de dfaillance constant reste l'approche la plus pertinente pour l'estimation de la fiabilit prvisionnelle d'un systme. La physique des dfaillances est employe dans certains cas pour prdire des valeurs probabilistes de dure de vie (Time To Fail). Ce type de prdiction est complmentaire la prdiction de fiabilit, mais ne peut pas la remplacer. 5.3.2.Dfaillance lies au vieillissement dans le cas des sous-ensembles Pourlescomposantslectroniques,danslamajoritdescas,laduredevieest suffisammentgrandedevantlaprioded'utilisationoprationnelleetsonimpactest donc ngligeable (rappel : la vrification de cette hypothse lors de la conception d'un produitestunpointcl).Maiscen'estpluslecas,parexemple,lorsqu'onesten prsence de phnomnes d'usures lis des pices mcaniques en mouvement. Danslecasdecertainssous-ensemblesdontladuredevieestsensiblementplus courte que celle du systme complet, les dfaillances lies du vieillissement peuvent avoirunecontributionnonngligeablelafiabilit.Unemodlisationparticulireest propose pour ces cas l. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 19 5.4.Confiance dans la prdiction Les valuations ralises suivant la mthodologie FIDESvisent donner des valeurs ralistesdesniveauxdefiabilit,prochesdesvaleursmoyennescouramment observes (par opposition des valeurs pessimistes ou prudentes). Unequestionprimordialel'issued'uneestimationdefiabilitprvisionnelleestde savoirquelleconfianceluiaccorder.Cettequestionestd'autantplusimportanteque lesutilisateursn'ontpasconfiancedanslesrsultatsbrutsfournisparles mthodologies antrieures et que la matrise de la fiabilit (quantification et ingnierie) dans les projets est devenue essentielle. L'undesobjectifsduprojetFIDESestdeconstruirecetteconfiance.Cependant, l'exactitudedelaprdictionn'estpaslaseulefinalitdelamthodologieFIDES. L'identificationetlamatrisedesfacteursinfluantsurlafiabilitpeuventtre considres comme des objectifs plus importants encore. En rgle gnrale, une estimation ponctuelle de fiabilit prvisionnelle ne peut pas tre assortie d'un intervalle de confiance comme il est possible de le faire lorsqu'on mesure untauxdedfaillancepartird'unretourd'exprience.DanslecasdeFIDES,s'il serait ventuellement possible de calculer un intervalle de confiance sur certains taux de dfaillance de base, il est pratiquement impossible d'estimer la confiance dans tous lesparamtresd'ajustements,mmelorsqu'ils'agitdeloisd'acclrationphysiques connues et largement utilises. Il est important de garder en considration que la fiabilit est une notion probabiliste. La reprsentativit de la prdiction augmente avec le nombre d'articles considrs. Les prdictionsnesontengnralpasapplicablesauniveaud'unarticleseul.Ilestplus recommanddeseplaceraumoinsunniveauquipement(ensembledecartes lectroniques). Note :L'utilisationdanslesmodlesdevaleursnumriquescomprenantplusieurs chiffres significatifs n'est pas une indication sur la prcision attendue des rsultats. Danstouslescas,lacomparaisonentreunefiabilitprvisionnelleetunefiabilit mesure par retour d'exprience est une dmarche dlicate, car la mesure de fiabilit enserviceprsenteelleaussidesincertitudes.Cesincertitudessontliespar exemple : -A l'volution de la fiabilit dans le temps. -A la mconnaissance de la vie relle du produit. -Aufiltragedespannesentrepannesimputablesauproduitetpannesnon imputables au produit. -Aux cas des effets de lots, dont la prise en compte pour le calcul de fiabilit est dlicate. Unpr-requispourlacomparaisonentreunefiabilitprvisionnelleetunefiabilit mesureparretourd'exprienceestentoutcasdes'assurerqueleprofildevie effectivementvcuparleproduitestbiensuffisammentprochedeceluiutilispour FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 20 faire la prvision. Sinon, la comparaison porte sur la svrit relative des deux profils de vie (prvisionnel et rel) et pas sur la fiabilit elle mme. L'une des caractristiques de la mthode FIDES est de considrer que les pannes sont en trs grande partie la consquence des situations de vie rencontres par le produit. Laconfiancedanslaprvisiondefiabilitnepeutdoncenaucuncastremeilleure que la confiance dans la prvision de ce que sera la vie du produit. 5.5.Articles couverts LamthodologieFIDEScouvrelesarticlesallantducomposantlectronique lmentaireaumoduleousous-ensemblelectroniquefonctionbiendfinie.La couverturedesfamillesd'articlesparFIDESn'estpastotalementexhaustive. Cependant,lacouvertureestlargementsuffisantepourpermettreunevaluation reprsentative de la fiabilit dans la majorit des cas. Lamthodologies'appliqueauxCOTS(pourlesquelselleatinitialement dveloppe)maisaussiauxarticlesspcifiquesdanslamesureoleurs caractristiques techniques correspondent celles dcrites dans ce guide. L'acronymeCOTS(CommercialOff-The-Shelf)dsignetoutarticleachetsur catalogue,disponiblesurlemarchdomestiqueoutranger,selonunerfrence fournisseur,etpourlequelleclientnaaucunematrisedeladfinition,nidela production.Cetarticlepeuttremodifi,arrtdefabrication,arrtdemaintenance sans que le client ne puisse sy opposer. Un seul fournisseur ou plusieurs fournisseurs peuvent exister pour un mme article. Les COTS traits dans FIDES sont : -Des composants tels que des circuits intgrs, des circuits discrets actifs ou des composants passifs. -Des sous-ensembles tels que des disques durs ou des crans. -Des cartes COTS assembles.

FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 21 IIGuide d'valuation prvisionnelle de la fiabilit FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 22 1.Prsentation des modles 1.1.Origines des donnes de fiabilit Les donnes utilises pour la construction des modles proviennent : -Debasesdedonnesd'analysesdedfaillancesdudomainedessystmes d'armes et du domaine aronautique civil -De donnes de fiabilit des fabricants de composants et de sous-ensembles. -De recueils de fiabilit existants lorsque cela tait pertinent et exploitable. Cesdonnesontpermisdedvelopperetdecalibrerlesmodlesselontrois mthodes : Mthode 1 :Utilisationdesbasesdedonnesoprationnelles(aronautiqueset militaires) sur les mcanismes de dfaillances. Mthode 2 :Utilisationdesdonnesd'essaisfabricantsdecomposantsetsous-ensembles (essais environnementaux, donnes technologiques, ). Mthode 3:Utilisationdedonnesmixtes(donnesfabricants,retoursd'exprience, rsultatsd'essais).Cettemthodepermetprincipalementdeconstruirelesmodles des sous-ensembles. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 23 1.2.Approche FIDES L'approche fiabilit de FIDES est base sur la prise en compte des trois composantes Technologie,ProcessusetUtilisation.Cescomposantessontconsidrespour l'ensemble du cycle de vie depuis la phase de spcification du produit jusqu' la phase d'exploitation et de maintenance. Une UneFIABILITE FIABILITEUne UneTechnologie TechnologieUn UnProcessus ProcessusUne UneUtilisation UtilisationUne UneFIABILITE FIABILITEUne UneTechnologie TechnologieUn UnProcessus ProcessusUne UneUtilisation Utilisation LaTechnologiecouvreaussibiencelledel'articlelui-mmequecelledeson intgration dans le produit. Le Processus considre toutes les pratiques et rgles de l'art depuis la spcification du produit jusqu' son remplacement. L'Utilisationprendencomptelafoislescontraintesd'emploidfiniesparla conception du produit et celles en exploitation chez l'utilisateur final. LesmodlesconsidrentdoncuneTechnologiefacedescontraintesd'Utilisation selonuneapprochemcanismesdedfaillancesetcontributeursassocis,etsurtout pondrentlerisquededfaillanceparl'ensembledescontributeursProcessuspouvant activer, acclrer ou minorer ces mcanismes. 1.3.Mthode complte et mthodes simplifies L'valuationdelafiabilitestpossibleavecdiffrentsniveauxdefinessepour s'adapter au droulement des projets : -Mthode dtaille, la plus complte. -Mthode de comptage fiabilit par types d'articles. -Mthode de comptage fiabilit par familles d'articles, la plus simple appliquer. Lesmthodesdecomptagefiabilitpartypesd'articlesetparfamillesd'articlessont drives de la mthode dtaille complte. Tous les modles gnraux s'appliquent de lammemanireauxtroismthodesquinediffrentqueparleniveaud'information sur le produit qu'il est ncessaire de traiter. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 24 1.4.Donnes d'entre gnriques Les donnes d'entre sont, de manire gnrique : Les donnes sur les environnements et les conditions d'emploi du produit. Ce sont typiquement : -Temprature de fonctionnement. -Amplitude et frquence des cycles thermiques. -Niveau vibratoire. -Humidit relative. -Niveau de pollution ambiante.-Exposition aux surcharges accidentelles (type d'application). Ces donnes sont dcliner pour chacune des phases de vie du produit. La finesse de la description du profil de vie du produit au sein dun systme oprationnel conditionne laprcisiondelvaluationdefiabilit.Aussi,cettetapedel'analyseprvisionnelle devra tre mene avec le plus grand soin. Les donnes sur la dfinition du produit. Ce sont typiquement : -Nomenclatures. -Caractristiques techniques ou technologiques des articles issues des fiches de donnes des constructeurs. Les renseignements lis l'application sont valuer pour chaque phase du cycle de vie : -Niveaux de contrainte ou de charge des articles (puissances dissipes, stress en tension). -Aggravations (ou amliorations) locales de temprature ou d'un autre paramtre d'environnement. Enpratiquecesdonnessontsouventconstantesousupposesconstantespour toutes les phases de fonctionnement, mais ce n'est pas toujours le cas. Les donnes sur le cycle de vie du produit. Cesdonnesdoiventtrecollectesaumoyend'unauditduprocessus.Cetaudit portesurlamatrisedelafiabilit.Cetauditcouvrelesphasesdespcification, conception, fabrication carte, intgration quipement, intgration systme, exploitation etmaintenanceduproduitainsiquelesactivitstransverses.Bienentendularigueur etlaprofondeurdecetauditsontmettreenadquationavecleniveaudefiabilit recherch. Les donnes sur les fournisseurs des articles utiliss dans le produit. Cesdonnesproviennentdufournisseurdel'articleetdelaconnaissancequ'a l'industriel de son fournisseur. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 25 1.5.Modle Gnral Le modle gnral de fiabilit FIDES d'un article se base sur lquation ci-dessous : ( ) ( )sus ons_proces Contributi ues ons_physiq Contributi = O : - est le taux de dfaillance de l'article. - physiques ons Contributi _ reprsente un terme de construction principalement additive, qui reprsente les contributions physiques et technologiques la fiabilit. - processus ons Contributi _H reprsenteuntermemultiplicatifquireprsentel'impactdu processus de dveloppement, de production et d'exploitation sur la fiabilit. En pratique, cette quation devient :

Process PM Physique = O : - Physique reprsente la contribution physique. - HPM (PM pour Part Manufacturing) traduit la qualit et la matrise technique de fabrication de l'article. - Hocess Prtraduitlaqualitetlamatrisetechniqueduprocessusde dveloppement, de fabrication et d'utilisation du produit contenant l'article. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 26 1.6.Profil de vie et unit de temps Les taux de dfaillance prdits par la mthodologie FIDES sont des taux de dfaillance horaires, exprims par heure calendaire et bass sur la prise en compte d'un profil de vie annuel. Le taux de dfaillance de chaque phase est pondr par la dure de la phase : ||.|

\| =Phasesii phasei phasePhysique8760el Temps_annu Uneannenonbissextilevaut8760heurescalendaires.Touslesmodlessont prsents avec cette valeur de 8760 heures. Il est bien sr possible de l'adapter si les profilsdevieconsidrssedcriventmieuxsurdespriodespluslonguesouplus courtes. Le calcul annuel reste recommand en gnral. Les taux de dfaillances prdits sont exprims en FIT (1 FIT vaut 1 dfaillance par 109 heures). Remarques : -Ilnes'agitdoncpasdetauxdedfaillanceexprimsparheurede fonctionnement et pour cette raison (entre autres) les taux de dfaillance prdits parlamthodologieFIDESnepeuventpastrecomparsdirectementdes rsultats issus d'approches diffrentes. -Pourlecalculd'untauxdedfaillancesurunepriodediffrented'uneanne (phasedemissionspcifiqueparexemple),ilsuffitderemplacerdansles formules, la valeur de la pondration temporelle cale 8760 heures (1 an), par la dure effective de la priode considre (cela peut ncessiter des prcautions sicettepriodeesttroprestrictivepourpermettreuneimputationcorrectedes contraintes, le cyclage thermique en particulier). L'usage gnralis du "FIT calendaire" comme unit de mesure du taux de dfaillance permet au responsable fiabilit de se constituer une rfrence fixe pour la comparaison desvaleursdetauxdedfaillance.Deplus,lorsqueletypedeproduitest suffisammentconnu,letauxdedfaillancedevientgalementuneindicationdela svrit du profil de vie. Malgr la meilleure universalit du taux de dfaillance exprim en FIT calendaire, il faut parfois prsenter le taux de dfaillance sous la forme de "MTBF en heure de mission". Ce calcul consiste imputer toutes les pannes aux heures o le produit est rput "en mission".Apartirdutauxdedfaillancecalendaire,letauxdedfaillanceenmission se calcule comme suit : mission en Durecalendaire Dure calendaire mission = FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 27 1.7.Taux de dfaillance d'un produit lectronique LemodlegnralFIDESpermetlecalculdutauxdedfaillanced'unproduit lectroniqueavant toute considration de redondance ou d'architecture. Letauxdedfaillanceglobalduproduitlectronique(engnralunquipement) sobtientenfaisantlasommedelensembledestauxdedfaillancedechacundes lments le constituant. |.|

\|=ArticleArticleproduit Ou, sous une autre forme : ||||||||.|

\|+++=E_autres Sautres ensembles_ SousCartesCOTS CartesPCBPCBComposantsComposantsproduit FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 28 1.8.Contributeurs physiques et technologiques physique

Lacontributionphysiquesedcomposeelle-mmeendiffrentessous-contributions selon le modle ci-dessous :

( )induitues ons_Physiq Contribution acclrati 0 Physique ((

= O : -Le terme entre crochets reprsente la contribution des contraintes normales. -Hinduit reprsente la contribution des facteurs induits (aussi appels surcharges accidentelles ou overstress) inhrents un domaine d'application. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 29 1.8.1.Contraintes relles appliques Cetlmentdumodlegnralenglobeletauxdedfaillancedebaseattribu l'article, la contribution lie aux caractristiques de la technologie employe, ainsi que lesfacteursdacclrationpermettantdaffecterl'articlelescontraintesphysiques qu'il subit lors de son utilisation oprationnelle. ( )induitues ons_Physiq Contribution acclrati 0 Physique ((

= O : -0 est le taux de dfaillance de base de l'article. -Hacclrationestunfacteurd'acclrationtraduisantlasensibilitauxconditions d'utilisation. La prise en compte des caractristiques technologiques d'un article se fait : -Soit directement par le choix du 0. -Soit par la prsence de paramtres dans l'expression du Hacclration. Cesfacteurs,etenparticulierlefacteurHacclration,sontdclinspourchaque contraintephysique.Estappelecontraintephysiquetoutecontraintenormalement appliqueauproduit lorsde sonutilisationoprationnelle,ycomprispourlesaspects relevantdelaconception.Lescontraintesphysiquessontregroupesendiffrentes familles : -Thermique :HThermique

-Electrique :HElectrique -Cyclage thermique :HTCy

-Mcanique :HMcanique

-Humidit :HRH -Chimique :HChimique Lescontributionsdecescontraintesphysiquessontengnraladditives.Pour certaines familles d'articles les contributions thermiques et lectriques sont conjointes : HThermo-lectrique.. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 30 1.8.2.Surcharges accidentelles : Hinduit

Lesfacteursinduitsconsidrssontd'originemcanique(MOS),lectrique(EOS)et thermique (TOS). LefacteurHinduitreprsentelacontributiondessurchargesaccidentellesnon rpertories comme telles. Il se calcule pour chacune des phases du profil de vie. Il est de la forme suivante : ( )( ) sensibilitC Ln 0,511ent durcissem i n applicatio i placementi induit = -HPlacementtraduitl'influenceduplacementdel'articledansl'quipementoule systme.Leplacementdsigneicilapositiondel'articleoulafonctiondans laquelle il est intgr (interface ou non en particulier). -HApplicationtraduitl'influencedel'environnementd'utilisationdel'applicationdu produitcontenantl'article.Atitred'exemple,l'expositionunoverstress mcaniqueestaprioriplusimportantedansunelectroniqueintgredansun systmemobilequedansunsystmepostefixe.Cefacteurestvariableen fonction de la phase du profil de vie. -Hdurcissementtraduitl'influencedelapolitiquedepriseencomptedesoverstress dans le dveloppement du produit. -Csensibilitreprsentelecoefficientdesensibilitauxoverstressinhrentla technologie de l'article considr. -i est l'indice de la phase considre. La plage de variation thorique du facteur Hinduit est de 1 (pour le meilleur cas) 100. Cependant,seuleunepartierduitedecetteplageestatteinteenpratique,lescas extrmes n'tant jamais rencontrs simultanment. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 31 1.9.Contributeurs processus 1.9.1.Le facteur fabrication composant Le facteur HPM (PM pour Part Manufacturing) est un facteur reprsentatif de la qualit del'article.Lamthoded'valuationsedclineselonlanaturedel'articleconsidr (composant lectronique EEE, cartes assembles, autres sous-ensembles). Il est de la forme : ( )1 1 Part_Grade 1 . PMe =

avec:( )((

+ +=36 AF AQ AQPart_Gradecomposant article fabricant La mthode d'valuation prend en compte des critres d'assurance qualit du fabricant (AQfabricant),d'assurancequalitdel'article(AQarticle)etgalementl'exprienceque l'acheteur de l'article peut avoir de son fournisseur (c). o1 et o1 sont des facteurs de corrlation qui dterminent l'amplitude de l'impact du HPM

sur la fiabilit de l'article. Pourlescomposantsactifs,leprinciped'valuationdufacteurHPMprendgalement encomptelesessaisdequalificationetdesuivipriodiquedefiabilittantauniveau dubotierquedelapartieactive :assurancefiabilitcomposant,AFcomposant.Ces donnessetrouventnotammentdanslesrapportsdefiabilit(ReliabilityReports)et les rsultats d'audits. La plage de variation du facteur HPM est de 0,5 (fournisseur suprieur l'tat de l'art) 2 (le pire cas). En l'absence d'valuation du HPM, il est propos une valeur par dfaut de 1,7 pour les composants actifs et de 1,6 pour les autres composants, les cartes COTS et les sous-ensemblesdivers.L'utilisationdelavaleurpardfautpeutnuirelaprcisiondes rsultats finaux. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 32 1.9.2.Le facteur HProcess

Le facteur HProcess est un facteur reprsentatif de la qualit et de la matrise technique de la fiabilit dans le cycle de vie du produit. Il a pour objectif d'valuer globalementla maturit de l'industriel sur sa matrise de son processus d'ingnierie fiabilit. Il est de la forme : ) _ Pr 1 (Pr2Grade ocessocesse= Ho O le Process_grade est la note refltant cette matrise processus, et o2 un facteur de corrlation qui dtermine la plage de variation du facteur HProcess. Lamthoded'valuationsebasesurleniveaud'applicationderecommandationsqui portentsurl'ensembleducycledevie.Lecycledevieduproduitestdcompos comme suit : 1.Spcification. 2.Conception. 3.Fabrication carte ou sous-ensemble (fabrication). 4.Intgration quipement (fabrication). 5.Intgration systme (fabrication). 6.Exploitation et maintenance. Acescinqphasesquiconstituentunenchanementtemporelonttadjointesun ensemble d'activits transverses : 7.Activits de support telles que qualit et ressources humaines. Les recommandations ne prtendent pas tre exhaustives, mais correspondent plus un chantillonnage reprsentatif des bonnes pratiques pour lamlioration de la fiabilit finale des produits. La plage de variation du facteur HProcess est de 1 (pour le meilleur processus) 8 (pour le pire processus). Enl'absenced'valuationduHProcess,ilestproposunevaleurpardfautde4,0. L'utilisation de la valeur par dfaut peut nuire la prcision des rsultats finaux. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 33 1.9.3.Remarque sur l'approvisionnement L'approvisionnementd'unarticlecorrespondunephasedeviesitueentrelasortie del'usinedefabricationdel'articlejusqu'aumomentdesonassemblagedansle produit (par exemple report sur une carte). Dans les modles FIDES il n'y a pas de facteur spcifique l'approvisionnement. L'influencesurlafiabilitdelaphased'approvisionnementestreconnuecomme dpendant de : -la politique d'achat de l'entreprise, -la politique de slection de l'article (tudes technologiques ralises en amont), -la politique de stockage, de dverminage, de manipulation et contrle de l'article. Cespointssontconcrtissdansdesrecommandationsdpendantesdesphasesdu cycledevie:support,conception,etfabricationcarte(recommandationsdontl'effet est considr dans l'valuation du HProcess) et dans le choix du facteur du HPM. Lapolitiquedapprovisionnementaaussiuneinfluenceindirectesurlesautres paramtres du HPM. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 34 2.Profils de vie 2.1.Principes de construction du profil de vie 2.1.1.Gnralits L'laboration du profil de vie pour une prvision de fiabilit ncessite de se questionner surcequivacauserlespannesduproduitdurantsavie.Ils'agitd'unedmarche d'ingnieriedelafiabilit.Elleestcrucialepourlesvaluationsdefiabilitcarelle conditionne totalement la fidlit des prvisions. LesmodlesFIDESonttconuspourtresensiblesauxcontributeursphysiques. Lorsdelaconstructionduprofildevie,lefaitdechoisirdesvaleursmajorantesou svres par prudence conduit enlever une grande part de la valeur prvisionnelle du rsultat. Le niveau de dtail et de prcision de la description du profil de vie peut tre limit au niveau de prcision avec lequel il est possible de prvoir la vie du produit. 2.1.2.Description gnrale du profil de vie Pourenpermettrelameilleureutilisation,leprofildeviedoitd'abordtre convenablement dcrit d'un point de vue qualitatif. Il convient en particulier d'identifier : -Le type prcis de plate-forme lorsque le produit est intgr dans un systme. -L'emplacement dans la plate-forme le cas chant. -La rgion gographique ou climatique considre. -Le type d'emploi. Unmatred'ouvrageouunmaitred'uvredoitconstruireunprofildeviedeniveau systme,paroppositionunprofildeniveauquipement.Unprofildeviedeniveau quipement est la dclinaison un quipement d'un profil de vie systme. Le profil de viequipementdoitprendreencomptelesconditionslocalesinternesl'quipement et qui ne sont pas gnralisables : les lvations de tempratures lies l'quipement luimme,l'amortissementoul'amplificationduniveauvibratoire,d'ventuelles mesures dessicatives, et cetera.

2.1.3.Choix des phases Lechoixdesphasesdoitpermettrededcrireaussicompltementquepossibleles diffrentes situations d'emploi. Pour permettre une bonne comprhension d'un profil de vie complexe il peut tre utile qu'unparagraphedescriptifsoitconsacrchaquephase.Aumoins,pourlabonne comprhension, il est indispensable de donner un titre clair chaque phase. Ilfautdistinguerunephasespcifiquechaquefoisquelesconditions environnementaleschangentsignificativementauniveaudescontraintesrencontres. Danscettedmarcheilfautgalementprendreencomptelequestionnairesur l'application (relatif au facteur induit). FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 35 L'identificationdessituationsd'emploidoitd'abordsefaireauniveaudusystmeet pas au niveau de l'quipement lectronique. En effet, des changements de situation au niveau du systme ont gnralement un impact au niveau de l'quipement. Leprofildeviedeniveauquipementcomprendaprioriaumoinsautantdephases queleprofildeviedeniveausystme.Ilestaussipossiblequedeschangements puissentseproduireauniveaudel'quipementalorsqu'iln'yapasdechangement notableauniveaudusystme.Danscecasleprofildeviedeniveauquipement distinguera plus de phases que le profil de vie systme. Iln'yapasdemthodeuniversellepourledcoupageenphases.Ilestsouvent pertinent de procder par l'analyse des "journes types" d'utilisation du produit. Danscertainscasilpeuttreutilededistinguerlessaisons(unexempleestdonn dans le profil de vie Hlicoptre VIP).

2.2.Dure des phases Il est recommand de construire les profils de vie avec une dure totale de 1 an, soit 8760heures.DanslecasdelamthodeFIDES,touteslesheurescomptent:24 heures par jour, 730 heures par mois (en moyenne), 8760 heures par an ; pour clarifier le terme "heure calendaire" est employ. L'objectifestdeproduiredestauxdedfaillanceexprimsenFITcalendaire(1FIT reprsente une dfaillance par 109 heures), dont l'usage est le plus large possible. Ce choixestrecommandparoppositionl'emploidetauxdedfaillanceexprims"par heure de fonctionnement" ou "par heure de mission", qui peuvent tre trompeurs. La dure des phases doit tre exprime en heures. Lesduresdoiventtrechoisiespourdcriredelafaonlaplusralistepossible l'activit du produit. 2.3.Domaines dapplicabilit Pour chacun des contributeurs physiques traits par la mthode FIDES, il est propos un domaine dapplicabilit. Les contributeurs physiques concerns sont : -Temprature. -Cyclage thermique. -Humidit. -Vibration. Defaongnralelaprvisiondefiabilitn'estapplicablequedansledomaine d'environnement pour lequel le composant est qualifi. La qualification d'un composant unenvironnementdonnpeutsoittregarantieparlefournisseursoitobtenuepar d'autres moyens. Dans tous les cas c'est un pr-requis. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 36 Lesdomainesd'applicabilitproposssontdfinissurunebasethorique.Lefait d'utiliserlamthodologiel'intrieurdecesdomainesneconstituepasunegarantie surlersultat.Deplus,mmel'intrieurdudomainedapplicabilit,leralismedes prvisionsfaitesaveclamthodeFIDESpourraitsedgraderpourdesconditions d'environnement les plus loignes des conditions de rfrences. 2.4.Temprature (contraintes thermique et thermolectrique) 2.4.1.Physique des dfaillances et modlisation La loi dArrhenius est utilise pour modliser lacclration apporte par la temprature certains mcanismes de dfaillance. Le facteur d'acclration s'crit : ||.|

\|=2 1 BaT1T1KEe AF Avec : -AF : facteur dacclration ; -Ea : nergie dactivation ; -KB : constante de Boltzmann = 8,617.10-5 eV/K ; -T1 : tempratures de rfrence ; -T2 : tempratures dapplications. Lapriseencomptedesmcanismesdedfaillanceactivsparlefonctionnement lectriquedescomposantssefaitsouventenprenantencompteladissipation thermique dans le calcul de la temprature d'application (par exemple temprature de jonctionpourlescomposantsactifs)etenajoutantdanslemodleleratiodela tensiondutilisationsurlatensionnominale.Lefacteurd'acclrationdevientpar exemple :

( )((

++ ||.|

\| =273 T1T 2731Ea 11604pnominaleappliquerfrenceambiante 0eVVS1AF Avec : -Tambiante : la temprature dutilisation ; -T0 : la temprature de rfrence ; -Vapplique : tension dutilisation ; -Vnominale : tension nominale ; -Srfrence : niveau de rfrence pour la contrainte lectrique (stress) ; -p : puissance acclratrice pour la contrainte lectrique ; -La valeur de l'nergie d'activation Ea est fonction de la technologie considre. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 37 2.4.2.Conditions de rfrence Les conditions de rfrences sont : -Une temprature T0 de 20C. -Unniveaudecontraintelectriquedfinienfonctiondestechnologieslorsque ncessaire. 2.4.3.Domaine dapplicabilit Laprdictiondefiabilitn'estapplicablequedanslagammepourlaquellele composantestqualifi.LagammethoriquedetempraturepourlaquelleleGuide FIDES est applicable est : -55C Tambiante +125C. 2.4.4.Quantification des paramtres Les donnes d'entre sont, pour chaque phase considre : -La temprature ambiante T (C). -L'tat de fonctionnement ou non (dans la plupart des cas la contrainte thermique est annule en non-fonctionnement). Mmesic'estunfacteurcommunaveclesmthodesantrieuresetenparticulierla MIL-HDBK-217, la temprature ne doit pas tre estime de la mme faon pour FIDES que pour la MIL-HDBK-217. PourlaMIL-HDBK-217,latempraturetaitleseulfacteurphysiqueprisencompte. En consquence, avec cette mthodologie ce facteur a souvent t utilis pour ajuster la svrit gnrale de l'environnement. LemodlephysiquedeFIDESpourlatempratureestengnralplussensibleque danslesmthodesplusanciennes.Ilconvientdoncdeconsidrerunetemprature raliste.Ladmarchequiconsisteprendreunetempratureforfaitairemajorante conduit inexorablement des estimations majorantes. Latempraturerentrerdanslemodleestlatempratureambiantede l'environnement. De faon gnrale, la temprature considrer ici est la temprature dumilieudanslequelsetrouvel'articletudi.Lorsquencessaire,lesmodles traitent explicitement de l'lvation de temprature de l'article par rapport son milieu (enparticulierlescomposantsactifs,pourlesquelslemodles'intressela temprature de jonction). Pourlesvaluationsdefiabilitauniveaucomposant,latempratureambiante considrerestlatempratureambianteautourdelacartelectronique.Parexemple dans le cas d'une carte intgre dans un quipement, c'est la temprature ambiante l'intrieurdel'quipementqu'ilfautprendreencompte.Dansunephasede fonctionnement, cette temprature doit comprendre l'lvation de temprature lie la dissipation thermique des composants dans cette phase. Lesoutilsdesimulationthermiquepermettentd'avoiruneconnaissancetrs approfondie des tempratures dans un quipement lectronique ds les phases amont d'undveloppement.Apartirdetellessimulationsdesaffinagessontpossibles.En FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 38 particulier, lorsque la temprature dans un quipement n'est pas homogne et si cela restecohrentaveclafinesseattenduedel'analyse,ilestpossibled'adapterla tempratureenfonctiondelazone,enconsidrantunetempraturediffrentepour chaquecarte.Cettedmarchepermetd'utiliserFIDEScommeunoutildiscriminant, galementutilepourlaconceptiondel'agencementinterned'unquipement lectronique. Pour les valuations de fiabilit au niveau carte cble, la mme rgle est appliquer. Pourlesvaluationsdefiabilitdessous-ensemblesautresquelescartes,c'estla tempratureambiantedumilieuqu'ilfautconsidrer.Lesinformationssurles lvations de temprature des sous-ensembles ne sont gnralement pas directement accessibles et les modles sont donc conus pour s'en dispenser. Pour une phase o la temprature volue d'abord pour se stabiliser ensuite (cas usuel del'chauffementaprsdmarrage),ilestengnralreprsentatifdeconsidrerla tempraturestabilisepourtoutelaphase.Pourunephasependantlaquellela tempratureestenvolutionconstanteetnesestabilisepas,latemprature considrern'estpasforcmentlamoyennetemporelle,enraisondel'influencenon linaire de la temprature. Dans ce cas la temprature reprsentative est plus leve quelamoyennetemporelle(unexempleestdonndansleprofildevieHlicoptre VIP) . 2.5.Cyclage thermique (contrainte thermomcanique) Cettecontrainteestassocieauxcyclagesentempratureduproduitquilsoiten mode fonctionnel ou dormant, en considrant les variations de temprature lies son fonctionnement(marche/arrtenparticulier)etcellesdumilieuenvironnant(jour/nuit par exemple). 2.5.1.Physique des dfaillances et modlisation LemodledeNorris-Landzbergestutilispourmodliserlacclrationapportepar lesvariationsthermiquessurlemcanismedefatigue.Cemodleestundrivdu modledeCoffin-Mansonhabituellementutilispourlafatiguethermomcanique.Il permet de prendre en compte le fait que plus les cycles thermiques sont lents, plus ils sontendommageant,dufaitdelactivationduphnomnedefluage(casdes brasures).LemodledeNorris-Landzbergatluimmemodifidanslecasdu GuideFIDES,enparticulierpourconvertirdefaonpertinentelaprdictionhabituelle dumodle(unnombredecycle)enfacteurd'acclrationapplicableuntauxde dfaillance. Le facteur d'acclration s'crit : ( )(((

++ + ||.|

\|||.|

\|||.|

\| =273 T1T T 27311414m0cyclage0cyannuelannuel cy0cyclage max 0 0peTT,2) min( ,2) min( tNN24AF Avec : -Ncy-annuel : Nombre de cycles annuel ; FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 39 -N0 : Nombre de cycles de rfrence ;-tannuel : dure annuelle de la phase ; -ucy : dure du cycle en heures ; -u0 : dure du cycle de rfrence ; -ATcyclage : amplitude thermique du cycle ; -AT0 : amplitude thermique de rfrence du cycle ; -laconstante1414correspondunenergied'activationde0,122eV ;1414= 0,122/KB, KB constante de Boltzmann = 8,617.10-5 eV/K ; -Tmax-cyclage : La temprature maximale atteinte pendant le cycle ; -T0 : temprature de rfrence ; -m : coefficient de fatigue, par exemple m=1,9 pour la fatigue des brasures SnPb ; -p=1/3, puissance acclratrice du facteur de dure ; Le modle cyclage thermique ne traite pas les chocs thermiques. 2.5.2.Conditions de rfrences Les conditions de rfrences sont : -Une amplitude de cycle AT0de 20C. -Une frquence de cycle N0 de 2 cycles par jour. -Une dure de cycle u0 de 12 heures. -Une temprature maximale Tmax-cyclage (soit T0+AT0)de 40C. 2.5.3.Domaine dapplicabilit LagammethoriquedecyclethermiquepourlaquelleleGuideFIDESestapplicable estTcyclage 180C,Tmax_cyclage125C,vitessedetransitionthermique20C/ minute. 2.5.4.Quantification des paramtres Les donnes dentre sont, pour chaque phase considre : -Lamplitude du cycle en temprature T (C). -Le nombre de cycles associ sur une anne (quantit). -La dure d'un cycle cycle (en heure). -La temprature maximale du cycle (C). Lestempraturesconsidrespourlescyclagesthermiquesdoiventtrelesmmes que celles dcrites pour l'aspect temprature proprement dit. Les rgles suivantes devraient tre appliques pour une bonne reprsentativit et une bonne reproductibilit de la description des cycles thermiques : 1.L'apprciationdescyclessefaitpartird'unetempraturerepreinitialedu matriel ; tat de repos (arrt) par exemple. 2.Un cycle correspond gnralement un cart de temprature T par rapport la temprature repre ; le temps de cycle cycle s'tend jusqu' ce que l'on revienne la temprature initiale. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 40 ATucycleATTmaxTmaxucycleATucycleATTmax TmaxTmax Tmaxucycle 3.Sur un cycle, d'autres cycles peuvent se superposer ou s'insrer ; dans ce cas, il y a lieu de dfalquer les temps des sous-cycles de celui du cycle primaire auquel ils viennent se superposer. ATTmaxucycle= t1+t3+t5t1t2t3t4t5ATTmaxucycle= t1+t3+t5t1t2t3t4t5 4.Dans certains cas particuliers (faible amplitude thermique), on pourra considrer uncyclecommeunevariationdetempratureautourd'unetemprature moyenne (cas du cyclage jour/nuit par exemple). ATTmaxucycleATTmax Tmaxucycle 5.Dans de nombreux cas, annuel cycles de Nombrecalendaire TempsCycle = , mais cest en gnral une simplification (un exemple est donn dans le profil de vie Hlicoptre VIP et dans le profil de vie Radio portable militaire). 6.Uncyclethermiquedoitcorrespondreunphnomneidentifignrantla contrainte. Par exemple : mise sous tension, monte en altitude, surchauffe lie FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 41 un tat systme. Un cycle doit tre considr de faon intgre et ne doit pas tre scindenplusieurssous-cyclesarbitraires,necorrespondantpasuneralit temporelle d'une phase du profil. 7.Plusieurscyclesidentiquespeuventsesuccderdansunemmephase.Dans ce cas, on dnombrera le nombre de cycles identiques. La bonne application des rgles 3 et 6 cit ci-dessus est spcialement importante. La simplelectureduprofildetempratureduproduitsanspriseencomptedelargle numro6peutconduiredesconfusions.L'applicationdelarglenumro6est prioritaire. A savoir : -En premier lieu identifier quel est le phnomne qui provoque le cycle thermique. Par exemple : -Misesoustension;lafinducycledoitdonccorrespondrelamisehors tension. -Changementdephasedefonctionnement;parexemplecommutation d'une charge supplmentaire sur une alimentation. -Changementdelatempraturedel'environnement;cyclejour-nuitpar exemple. -Changementliaudplacementdusystmedanssonenvironnement; passaged'unezoneclimatiseunezonenonclimatiseparexemple; changement d'altitude pour un aronef. -Dans l'examen du profil de temprature en fonction du temps, il est important de reprer l'intgralit d'un cycle thermique, aussi bien la phase de changement de temprature qui initie le cycle que la phase de retour la temprature initiale. En cas de cycles imbriqus, attention de ne pas associer un cycle par transition de temprature au lieu d'associer un cycle par aller-retour. -Lorsqu'ilyasuperpositiondecyclesthermiques,appliquerlesprincipesde dcomptedelargle3.Ilestalorsimportantdedterminerchaquecycle thermiqueindpendamment,enliminantlesautrescycles.Latempraturede palier du premier cycle thermique devient la temprature de rfrence du suivant. En gnral, le cycle thermique a un peu de retard sur l'vnement qui le provoque (par exemplelamisehorstensionneramnepasinstantanmentlatemprature ambiante). Selon le cas cet effet peut ou non tre nglig. 2.6.Humidit relative 2.6.1.Physique des dfaillances et modlisation L'humiditrelative(exprimeen%)estlerapportentrelapressiondevapeurdeau contenuedanslairetlapressiondevapeursaturante(quidpenddelatemprature de la masse dair). Le modle de Peck est utilis pour modliser lacclration apporte par le couple taux dhumidit-temprature sur certains mcanismes de dfaillance.FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 42 ( )((

++ ||.|

\|=273 T1T 2731Ea 11604p0ambiante ambiante 0eRHRHAF Avec : -RH ambiante : taux dhumidit de l'environnement considr ; -RH 0 : taux dhumidit de rfrence ; -Tambiante : temprature de l'environnement considr ; -T0 : temprature de rfrence ; -Ea : nergie dactivation ; -p : puissance acclratrice pour cette contrainte. 2.6.2.Conditions de rfrences Les conditions de rfrences sont : -Une humidit relative RH 0 de 70% ; -Une temprature ambiante T0 de 20C. 2.6.3.Domaine dapplicabilit La gamme de validit thorique est de 0% 100%. Les cas de la condensation ou du givrage ne sont pas traits. 2.6.4.Quantification des paramtres Les donnes d'entre sont, pour chaque phase considre : -Le taux d'humidit relative RH (%). -La temprature ambiante T (C). -L'tatdefonctionnementounon(danslaplupartdescaslacontraintehumidit est annule en fonctionnement). La temprature est la mme que celle dcrite au paragraphe temprature. Commelatemprature,letauxdhumiditvarieselonlesclimats,ilestimportantde prendre en compte un taux dhumidit reprsentatif du climat considr. LesdocumentsSTANAG2895etGAMEG13donnedestableauxdevaleurs minimales et maximales d'hygromtrie dans les diffrentes zones du monde et peuvent tre exploit dfaut de meilleure information. Dans l'estimation du taux d'humidit relative, il est important de prendre en compte le niveaud'humiditrelativerellementvuparlescomposants.Parexemple,ilfaut considrer l'hermticit du produit, la possibilit d'emprisonnement d'humidit dans un botierhermtiqueoulerledemesuresdessicativesquipeuventsensiblement diminuerletauxd'humiditsubitparlescomposantsparrapportceluide l'environnement. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 43 Des moyens dessicatifs sont parfois utiliss pour rduire le niveau d'humidit relative. Par exemple, en disposant des sachets de gel de silice d'une masse d'environ 1g dans un botier contenant moins de 10L dair, lhumidit relative atteint une valeur en gnral infrieure10%.LedocumentDIN55474proposeunemthodedecalculdela quantit de dshydratant en fonction de lhumidit finale tolre (et de diffrents autres paramtres).Lesproduitsdshydratantsdoiventtrerenouvelsquandleurpouvoir d'absorption est puis. Ilpeuttrencessairedeprendreencomptelaprsenceounonduneclimatisation, qui souvent assche lair jusqu 30% ou 40% dhumidit relative (en-dessous de ces valeurs lenvironnement est moins confortable pour lhomme). Evolution de l'humidit en fonction de la temprature : A composition de l'air constante, letauxd'humiditdcroitlorsquelatempratureaugmente.Al'intrieurd'un quipement en fonctionnement il y a gnralement un chauffement de l'air qui conduit une baisse du taux d'humidit vu par les composants. A composition de l'air constante et en l'absence de condensation, l'volution du RH en fonction de la temprature peut se calculer selon la formule : ((

++ =finalfinalinitialinitialT 238,3TT 238,3T17,2694initial finale RH RH L'volution du RH en fonction de la temprature peut aussi tre lue sur un diagramme hygrothermal. Evolution de l'humidit en fonction de l'altitude : Le taux d'humidit varie en fonction de l'altitude. La tendance globale est une dcroissance, le taux d'humidit devenant nul au del de la troposphre. Nanmoins, cette volution est trs irrgulire et mal prvisible. Letauxd'humiditaugmenteenparticulierdanslescouchesnuageuses.Ilest simplificateur de considrer un taux d'humidit moyen indpendant de l'altitude. 10 %20 %40%60%80%100%0C 5C10C 15C 20C25C 30C 35C40C45C10 %20 %40%60%80%100%0C 5C10C 15C 20C25C 30C 35C40C45CFIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 44 Danslesprofilsdeviequicomprennentbeaucoupdestockage,cefacteurhumidit relativepeutdevenirprpondrant.Ilfautalorsapporterunsoinaussiimportantsa dtermination qu' celle de la temprature. Note : l'influence de la temprature est plus forte en stockage (au travers de l'humidit) qu'en fonctionnement. 2.7.Niveau vibratoire (contrainte mcanique) 2.7.1.Physique des dfaillances et modlisation Lutilisation de la loi de Basquin permet de prendre en compte le fait que plus le niveau de vibration en utilisation est lev, plus il y a un risque de panne sur les composants et les cartes lectroniques. Les mcanismes de dfaillance sont trs divers, et ne sont pastoujoursdesmcanismesdefatiguepourlesquelslaloideBasquinest habituellementutilise.Danscertainscaslesvibrationsvontrvlerdesfaiblesses, commeparexempledessouduressches,desfissurationsdepices(substrat, botiersdecomposant),desproblmesdadhrenceauxinterfaces(dfautde collage,dlaminations).Danslecasdedfautdetypeprsencedeparticules mtalliquesdansunbotierhermtique,lesvibrationsvontaugmenterlerisquede court-circuitparlamiseenmouvementdecesparticules.Deplusdanslecasole mcanismeesteffectivementdelafatiguemcanique,lesmatriauxpouvanttre dgradsparfatigueouusuresonttrsvaris(aluminium,cuivre,silicium,poxy, verre, cramique). pRMS0RMSGGAF|.|

\|=

Avec : -GRMS :niveaudevibrationefficace(RootMeanSquare)dansl'environnement considr ; -GRMS0 : niveau de vibration de rfrence. -p : puissance acclratrice pour la contrainte mcanique. Le coefficient de la loi dacclration tir du modle de Basquin, pour le modle FIDES est choisi p=1,5. Cette valeur est plutt dans le bas de la fourchette des coefficients defatigueusuellementrencontrspourlaloideBasquin.L'utilisationdumodle mcaniqueFIDESenconjonctionavecdesmodlesd'acclrationutilisspourdes essais doit donc prendre cette caractristique en considration. Ce modle mcanique ne traite pas les chocs. 2.7.2.Conditions de rfrences Les conditions de rfrences sont : -Un niveau vibratoire GRMS0 de 0,5 GRMS. FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 45 2.7.3.Domaine dapplicabilit La gamme de validit thorique est GRMS 40 GRMS. Les chocs ne sont pas traits. 2.7.4.Quantification des paramtres La donne d'entre est, pour chaque phase considre : -Le niveau de vibration alatoire exprim en GRMS. Le niveau vibratoire doit tre considr dans le domaine de frquences pertinent pour leproduitconsidr.tantdonnquelesfrquencesprendreencomptesont variables le calcul doit se faire sur une bande de frquence large (20-2000 KHz). L'axe de vibration auquel les cartes lectroniques sont le plus sensibles est en gnral l'axe perpendiculaire au plan de la carte. Pourfairedelaphysiquedesdfaillancesauniveauducomposant,leniveaude vibrationprendreencompteseraitceluivuparllmentsollicit,commepar exemple : -brasure dun composant sur une carte, -broche dun composant piqu, -soudure dune lame lintrieur dun relais, -collage dun microcomposant lintrieur dun hybride. Mais ce niveau de vibration dpend dune multitude de facteurs : -niveau de vibration en entre de la carte lectronique, -amplification de la carte lendroit o est positionn le composant, -frquences des sollicitations par rapport aux modes propres de la carte, -frquence propre de llment sollicit (dans certain cas), - Etantdonnquiln'estpasenvisageabledeprendreencomptetouscesparamtres dans une tude de fiabilit prvisionnelle, le paramtrage du modle doit se faire avec le niveau dentre du produit (niveau vu par lquipement ou par la carte). Il relve de la matrise de la fiabilit (aspects processus) de ne pas placer les composants les plus sensibles aux endroits les plus svres d'une carte. Leniveauprendreencomptedoittreleplusprochepossibleduniveau effectivement vu en utilisation. La quantification du niveau de vibrations pour les tudes de fiabilit doit bien souvent se faire partir de spcifications techniques, avant que les niveaux rels puissent tre mesurs. Il ne faut pas utiliser sans prcaution les niveaux de vibration spcifis pour desessais.Cesniveauxsontsouventsoitdesniveauxcorrespondantdesessais acclrs ou durcis, soit les niveaux extrmes auxquels le produit peut tre confront. Lesbonsniveauxretenirsontlesniveauxdevibrationd'endurance,nonacclrs, non durcis. Une attention particulire est porte sur les confusions suivantes : FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 46 -Confusion entre niveau de vibration en entre et niveau de vibration amplifi au niveau des composants de la carte lectronique. -Confusion entre les niveaux de qualification (en gnral majorants car durcis) et les niveaux typiques. -Confusion entre des niveaux d'essais acclrs (par exemple de dure de vie) et des niveaux d'essais nominaux. Leplussouventlesniveauxvibratoiressontdonnssouslaformedeladensit spectraledepuissance(DSPouPSDpourPowerSpectralDensity).Danscecasle niveaudexcitationenGRMSpeuttredterminpartirdecetteDSP.Leniveaude GRMS est calcul comme la racine carre de laire situe sous la courbe du spectre de DSP. Un exemple de calcul est propos dans les paragraphes qui suivent. 2.7.5.CalculduniveaudeGRMS(ouacclrationefficace)partirdeladensit spectrale de puissance Pour un niveau dexcitation constant sur toute la bande de frquence, le calcul de l'aire peut se faire directement. f (Hz)f1=20Hz f2=2000Hz N= 0.01 g/Hz g/Hz \A = \aire=Grms 45 , 4 8 , 19 = ==RMSRMSGA G FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 47 Danslecasdunspectreavecdiffrentsniveauxenfonctiondesbandesde frquences, il faut dcomposer laire totale comme sur lexemple ci-dessous. f (Hz)f1=20Hz f4=2KHz N2= 0.05 g/Hz g/Hz A1 A2 A3 f2=100Hz f3=1KHz N3 g/Hz N1 g/Hz S1=+3dB S3=-3dB/octave Lorsque la pente (slope) est diffrente de -3dB par octave : ||.|

\|||.|

\|+= 12121 32 313 / 1ffffSNAS ou bien||.|

\| ||.|

\|+= 1 2121 31 313 1f fffSNA/ S 4 . 2 20100201003 305 . 0 313 / 3=||.|

\||.|

\|+= A Lorsque le niveau est constant sur une bande de frquence : ( ) 2 3 2 2 f f N A =( ) 45 100 1000 05 . 0 2 = = A Lorsque la pente est de -3dB par octave : ||.|

\| =34ln 2 3 3ffN f A ou bien|.|

\| =f4f3ln N3 f4 A33410002000ln 05 . 0 1000 3 =|.|

\| = A Si la pente S3 n'est pas de -3dB par octave, A3 se calcule comme A1: ||.|

\|||.|

\|+= 34343 33 333 / 3ffffSNAS Finalement : 9 4 . 81) 3 2 1 (= =+ + =RMSRMSGA A A G FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 48 2.8.Contrainte chimique 2.8.1.Modlisation Lacontraintechimiqueestmodlisedefaonqualitative,iln'yapasdemodle physiquepourcettecontrainte.Danscertainsmodleslacontraintechimiquedevient un facteur d'acclration d'autres contraintes physiques. La contribution chimique sur la fiabilit du produit est exprime via quatre contributeurs lis lutilisation du produit. -Dans son environnement : -Salinitdel'environnement(salinitplusfortedanslesenvironnements ctier ou marin). -Contribution chimique environnementale industrielle ou naturelle (pollution). -Dans son systme : -Contribution chimique due au placement du produit dans le systme ou la nature du systme (pollution locale). -Niveaudeprotectionduproduitauseindusystme,hermtiqueounon (attention, il ne s'agit pas de l'hermticit des botiers de composant). 2.8.2.Quantification des paramtres Les quatre critres sont dcrits dans les tableaux suivants. Niveau de pollution salineExemple FaibleRgion continentale FortRgion ctire Niveau de pollution d'environnementExemple FaibleRgion rurale ModrRgion urbaine FortRgion urbaine et industrielle Niveau de pollution d'applicationExemple FaibleZone habite ou entretenue ModrZone inhabite ou sans entretien FortZone moteur Niveau de protection produitExemple HermtiqueProtection hermtique Non hermtiqueAutres protections FIDESGuide FIDES 2009 A Groupe FIDES AIRBUS France-Eurocopter -NexterElectronics -MBDAmissilesystems-ThalesSystmes Aroports SA - Thales Avionics - Thales Corporate Services SAS - Thales Underwater Systems 49 2.9.Type d'application Ils'agitd'unquestionnairepermettantdedterminerleparamtreHapplicationdufacteur induit. Diffrentscritrespermettentd'apprcierlasvritd'unephased'emploienterme d'exposition aux overstress. Il y a trois niveaux par critre. L'valuation de ces niveaux permet de calculer le paramtre Happlication. La mthode complte est dtaille dans les fiches de calcul. Les critres sont les suivants : -Typed'utilisateur:Traduitleprofessionnalisme,lerespectdesprocdures,le poids des contraintes oprationnelles. -Qualificationdel'utilisateur:Traduitleniveaudematrisedelutilisateuroude lintervenant vis--vis d'un contexte oprationnel. -Mobilitdusystme:Traduitlesalaslisauxpossibilitsdedplacementdu systme. -Manipulationduproduit :Traduitlesrisquesdefaussesmanipulations,chocs, chutes -Type d'alimentation : Traduit le niveau de perturbation lectrique attendu sur les alimentationsetsignaux:misessoustension,commutationd'alimentation, connexion/dconnexion. -Expositionl'activithumaine :Traduitl'expositionauxalaslisl'activit humaine : choc, dtournement de destination -Expositionauxperturbationsdemachines :Traduitlesalaslisaux fonctionnements de machines, moteurs, actionneurs tels que chocs, surchauffes, perturbations lectriques, polluants agressifs. -Expositionauxintempries :Traduitl'expositionlapluie,lagrle,legivre,le vent de sable, la foudre, la poussire Ladescriptioncomplted'unprofildeviedoitcomprendrelesrponsesce questionnaire. La principale rgle respecter concernant la rponse ces questions est de rpondre la question au bon niveau (niveau produit, niveau systme). Le point de vue privilgier est dcrit dans le tableau qui suit.

CritresNiveau Type d'utilisateur dans la phase considre Systme complet Niveau de qualification de lutilisateur dans la phase considre Utilisateur du produit dans le systme complet