部品点数と信頼性・故障率の関係

質問

エレクトロニクス製品において、使用されている部品点数とその製品の信頼性或は
故障率の関係を示したデータをご存知の方はご紹介下さい。

定性的には、部品点数を減らすと信頼性が向上し、コストが下がる良く言われます。
それを具体的なデータとして示したものが必要になり、ネットで探したのですが見つけられて
いません。
分野的に感が働かない領域なので見つけられないのか、そもそも希少なデータなのかも
しれません。

いずれにしても、ご存知の方がいらっしゃればご教授のほど宜しくお願いします。

回答No.6

bogen555

信頼性のおおよその予測は、MIL-HDBK-217F 'RELIABILITY PREDICTION OF ELECTRONIC EQUIPMENT' に従えばできます。
MIL-HDBK-217F は、米国の税金で作られているため、無償で公開されています。
http://snebulos.mit.edu/projects/reference/MIL-STD/MIL-HDBK-217F-Notice2.pdf
日本語訳はここで売られています。
http://www.rcj.or.jp/document/documen-1.html

MIL-HDBK-217F を読んでみると、どう利用したらよいのか、よくわかりません。
そこで、解説書「MIL-HDBK-217Fの実践的活用法」を読んで、使うことになります。
http://www.kec.jp/book/re04/

質問者はメーカー勤務でしょうか？
そうなら社内にある品質管理・保証部門に問い合わせれば、信頼性予測や統計処理の専門家がいるはずで、わかりやすく説明してくれます。
MIL-HDBK-217F や上記解説書「MIL-HDBK-217Fの実践的活用法」も多分社内にあるんじゃないでしょうか？

MIL-HDBK-217F による信頼性予測は、部品の各種ストレスを見積もることが必要で、計算が面倒です。
そこで、部品の各種ストレスを一般的な条件（何が一般的かは異論があるでしょうが！）とし、部品点数をカウントして簡単に信頼性予測が行える手法が、スイッチング電源だけですがJEITA規格として公開されています。
うるさいことを言わなければ、一般電子機器はスイッチング電源よりも部品ストレスは小さいはずなんで、それで信頼性予測を行っても安全側になるから、無問題でしょう。
JEITA規格はここから、『RCR-9102B スイッチング電源の部品点数法による信頼度予測推奨基準（スイッチング電源のMTBF JEITA推奨算出基準）』を選択すれば、無料で閲覧できます。
http://www.jeita.or.jp/cgi-bin/standard/list.cgi?cateid=4&subcateid=30
データは結構まともで、ディスクセラミックに比べ最近の積層セラミックは壊れやすいとゆう実感もチャンと反映されています。

回答No.5

oshiete_poo_V1

「電気・電子」でよいのですよね。機械・土木の信頼性ではなく。
SN2900やIECの規格として指標が示されています。
計算方法も規定されていますので、これに沿った方が楽かと思います。

タダで知りたいということだったら全く的外れな回答です。ごめんなさい。

回答No.4

cyclone3

こんばんは

用語、それらの定義は既出のサイトで基本的な事はわかると思います。

製品の信頼性は一般的には、部品点数を減らすと向上する傾向はあります。
信頼性の高い部品に置き換えても、やはり向上しますので、必ずしも部品点数にだけ依存する訳でもありません。

余談はこの辺にして、本題の「具体的な信頼性のデータ」は

１）供給者（メーカー）から出されたデータを元に種々のパラメータを当てはめて机上計算で算出するか
２）ＪＩＳにある様に実際の部品を加速寿命試験させて採取するか
の二つの方法が一般的です。

２）の方法はサンプル数が多くて、使用環境を想定出来る様な場合はかなりの精度で求まると思いますが、お金と時間がかかります。

したがって出来れば　１）の方法が楽ですが、使用部品のデータをメーカーから入手しなければなりません。
メーカーによっては（訳のわからない）代表的な値しか無いとか、少数サンプルの加速寿命試験値で代表するとかで、対応はなかなかそろわないのが普通です。
評価値も実物試験の場合はＭＴＢＦ（５０％）でなく、５％や１０％の故障値（B５、Ｂ10）であったりして様々です。

そういった理由で私は、机上計算の場合は荒っぽい経験的なＭＴＢＦ値で計算しても、充分目的を果たすのではないかと思っております。

だいぶ前のトランジスタ技術紙にＭＴＢＦ値の例も見た事が有るので、ＣＱ出版の「わかる電子部品の活用法」あたりに載ってはないでしょうか？（広告を見ただけなので要確認）

もし、少し力を入れて計算にトライしてみたいと言うなら、少し古いですがこの世界のバイブル「ＭＩＬ－ＨＤＢＫ－２１７（　）」あたりを入手して、部品動作故障モデルλｐ、及びそれを求める為の各種ファクタを計算してはいかが？
それが二昔前の信頼性設計の基本でした。

そのハンドブックには（最終版の１９８６年）当時のいろいろな電子部品の代表的なファクタ類が記載されていますので、比較的簡単に机上計算が可能でした。
今は半導体の製造プロセスも大きく変わり、品質レベルも格段に向上した（特にパッケージ関係）ので、昔の数値をそのまま使うのには大きな問題があると思います。
このハンドブックはAMＡＺＯＮでも中古品で入手可能です。
基本的な計算は各半導体メーカーＨＰでも、この規格を引用していますので、ご覧ください。

このハンドブックで私が面白いと思っているのは、適用環境ファクタと言うものがあり、部品を組込んだ機器の使用環境の一つを設定します。
例えば実験室環境ですとその値は０．３８、一番劣悪なキャノン砲（大砲）ですと２２０といった様に５００倍以上の信頼性の差が発生します。
この辺がＭＩＬ（米軍）規格ですね。

参考までに

回答No.3

yana1945

私のサイトは公開していないので、他人様のサイトを
URL:http://www.kawakawa.net/note/mtbf/mtbf.html

URL:http://www.mod.go.jp/nda/obaradai/boudaitimes/btms200802/yuge/densi-jyouhou3.html

回答No.2

Saturn5

そういうデータはないでしょうね。
システム全体の故障率はいろんな要素がからんできます。
・１つ１つの部品の故障率
・その部品のシスエムおける重要度（並列か直列か）
・システム全般の余裕度
※人間の呼吸は３分以上間隔があくと死にます。ご飯は１ヶ月食べなくても
死にません。これは糖質は体内に備蓄があるが、酸素には備蓄がないからです。

確かに部品点数を減らせば故障率は下がります。それより大きなメリットは
メンテナンスが楽になり、復旧時間が大幅に減らせます。
しかし、これは重要な基幹部品の場合です。
ジャンボジェットは最近は双発機（エンジンが２つ）ですが、２０年前は
４発機が主流でした。これは、１つのエンジンが止まっても、飛行が続けられる
からです。

回答No.1

trytobe

おそらく、故障率の逆数である MTBF （平均故障間隔） を用いて、使用される部品の中で一番短い MTBF の部品によって、製品全体の MTBF も支配され（「リービッヒの最小律」「ドベネックの桶」）、

そして複数の同規格部品を用いることでも故障率の個数乗などにより MTBF が短くなる、という２つの論点を数式化できるのかと思います。

MTBFのはなし
http://www.kawakawa.net/note/mtbf/mtbf.html

部品数 故障率 平均故障 MTBF OR MTTF - Google 検索
https://www.google.co.jp/search?num=100&q=%E9%83%A8%E5%93%81%E6%95%B0+%E6%95%85%E9%9A%9C%E7%8E%87+%E5%B9%B3%E5%9D%87%E6%95%85%E9%9A%9C+MTBF+OR+MTTF

リービッヒ 桶 - Google 検索
https://www.google.co.jp/search?num=100&q=%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%83%93%E3%83%83%E3%83%92+%E6%A1%B6