Padrão Militar MIL-HDBK-217

O padrão militar MIL-HDBK-217 visa estabelecer e manter métodos consistentes e uniformes para se estimar os índices de confiabilidade de equipamentos e sistemas eletrônicos de propósito militar (DOD, 1991). Ele estabelece uma base de conhecimento comum para se comparar e avaliar predições de confiabilidade de projetos similares ou competidores, e serve, portanto, como uma ferramenta que visa dar suporte ao aumento dos índices de confiabilidade de um equipamento sendo projetado (DOD, 1991).

As diretrizes de predição de confiabilidade preconizadas no padrão militar MIL-HDBK-217 baseiam-se na análise do melhor conjunto de dados possível que representa o projeto do sistema sob avaliação (DOD, 1991). Para que os modelos de predição de confiabilidade previstos no padrão MIL-HDBK-217 passem a ser ferramentas úteis para a condução de um projeto, é fundamental entender as suas limitações (DOD, 1991).

A primeira limitação de um modelo de predição de confiabilidade diz respeito ao fato de os modelos que permitem estimar a taxa de falhas de um componente eletrônico representarem estimativas pontuais baseadas apenas em um conjunto de dados disponíveis no momento do cálculo (DOD, 1991). Por esse motivo, as estimativas podem ser consideradas válidas apenas nas condições em que os dados de entrada foram colhidos e apenas para os dispositivos cobertos por esses dados (DOD, 1991).

Mesmo quando utilizados em ambientes similares, as diferenças entre as aplicações de um sistema podem afetar significativamente as predições de confiabilidade feitas, de tal forma que os índices previstos tendam a ser mais próximos do comportamento real do sistema em alguns ambientes específicos do que em outros (DOD, 1991). Também é importante ressaltar que a taxa de falhas de um componente também é impactada por aspectos como os cenários operacionais, as características dos operadores envolvidos, as práticas de manutenção utilizadas, as técnicas de medida e coleta de dados aplicadas e até mesmo em diferenças na definição de uma falha (DOD, 1991). Por essa razão, nunca se deve assumir que um índice de confiabilidade previsto a partir de modelos matemáticos representa fielmente a confiabilidade medida em campo com base no funcionamento de um sistema (DOD, 1991).

O padrão MIL-HDBK-217 prevê a existência de dois métodos de predição de confiabilidade distintos, cuja aplicação prática depende diretamente do grau de maturidade do projeto a ser avaliado:

a) Método de Análise por Esforço de Componentes (Parts Stress Analysis

Method): O Método de Análise por Esforço de Componentes (MAEC) é o

principal método de predição de confiabilidade preconizado no padrão MIL-HDBK-217 e deve ser aplicado sobre projetos com maior grau de maturidade, cujos dispositivos de hardware e circuitos elétricos já estão sendo efetivamente projetados (DOD, 1991).

O MAEC prevê, em resumo, que a taxa de falhas de um componente eletrônico discreto pode ser prevista com base na expressão matemática apresentada na equação (8) (DOD, 1991).

(8)

Na equação (8):

 é a taxa de falhas prevista para o componente;

 é a taxa de falhas base para o componente, usualmente expressa por um modelo que relaciona a influência de esforços elétrico e térmico sobre o componente;

 é o fator de qualidade associado ao componente, que expressa o grau de qualidade aplicado à fabricação e ao projeto do componente. O fator de qualidade aumenta à medida que menos qualidade está associada a seu projeto;

 é o fator ambiental associado ao componente, que expressa o efeito do ambiente em que o componente está inserido sobre sua taxa de falhas. Ambientes que deixam o componente mais susceptível à ocorrência de falhas apresentam valores de maiores;

 Os demais fatores estão relacionados a outros aspectos que afetam o funcionamento dos componentes eletrônicos, a exemplo da temperatura (parâmetro ).

Para componentes microeletrônicos e programáveis, a equação (8) é ligeiramente alterada com o intuito de se incorporar as particularidades desses dispositivos. Não pertence ao escopo deste trabalho apresentar os modelos que regem o comportamento de tais componentes e recomenda-se ao leitor consultar o Capítulo 5 do padrão MIL-HDBK-217 (DOD, 1991) para maiores informações.

b) Método de Contagem de Componentes (Parts Count Method): O Método de Contagem de Componentes (MCC) é uma abordagem alternativa de predição de confiabilidade preconizado no padrão MIL-HDBK-217 recomendado para componentes cujos projetos estão em etapas iniciais de concepção ou quando não existe uma base de dados suficientemente abrangente para a aplicação do MAEC (DOD, 1991). A aplicação do MCC

requer a presença de três tipos de dados: os tipos genéricos dos componentes (incluindo complexidade) e as suas respectivas quantidades, os níveis de qualidade associados aos componentes e as características do ambiente no qual os componentes irão operar (DOD, 1991).

De posse dessas informações, é possível estimar a taxa de falhas de um equipamento formado por componentes eletrônicos a partir da expressão matemática apresentada na equação (9) (DOD, 1991).

∑ ( ) (9) Na equação (9):

 é a taxa de falhas prevista para um equipamento formado por componentes eletrônicos;

 é a taxa de falhas genérica para o i-ésimo tipo de componente que compõe o equipamento;

 é o fator de qualidade associado ao i-ésimo tipo de componente, que expressa o grau de qualidade aplicado à fabricação e ao projeto do componente.

 representa o número de componentes do i-ésimo tipo de componente que compõem o equipamento sob avaliação;

 representa a quantidade de tipos diferentes de componentes que compõem o equipamento sob avaliação.

Em geral, a aplicação do MCC leva a resultados mais pessimistas (com maiores taxas de falhas) do que os gerados por intermédio da aplicação do MAEC sobre um mesmo sistema formado por componentes eletrônicos (DOD, 1991).

As categorias de componentes elétricos, eletrônicos e programáveis cobertos no padrão militar MIL-HDBK-217 são os seguintes (DOD, 1991):

 Dispositivos lógicos programáveis e microprocessadores;

 Circuitos integrados de altíssima velocidade (VHSICs) e similares;

 Circuito integrado monolítico de micro-ondas (MMIC) de arseneto de gálio (GaAs) e dispositivos digitais;

 Dispositivos híbridos;

 Dispositivos de onda acústica de superfície (SAW);

 Memórias de bolha magnética;

 Semicondutores discretos;  Tubos;  Lasers;  Resistores;  Capacitores;  Dispositivos indutivos;  Relés;  Chaves;  Conectores;  Peças de interconexão;  Conexões;  Medidores;  Cristais de quartzo;  Lâmpadas;  Filtros eletrônicos;  Fusíveis;  Componentes diversos.

Para maiores informações sobre o conteúdo da norma MIL-HDBK-217, é sugerida consulta à referência DOD, 1991.