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TECNOLOGIE ELETTRONICHE
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
Grado di Fiducia
Grado di Fiducia (Affidabilità)
La durata di un componente non e' un dato fisso e
caratteristico di ciascun tipo, ma una grandezza che
prima dell'impiego può' essere mediamente prevista
attraverso una valutazione sperimentale che si basa su
misure ed osservazioni fatte durante l'impiego di un
grande numero di componenti di uguale costruzione ed
in identiche o slmili condizioni di lavoro.
Da ciò' può' dedursi che la probabilità' che un apparato
elettronico si mantenga efficiente per un certo periodo
di tempo dipende dall'affidamento che può' essere fatto
sui componenti.
Di solito come grandezza che caratterizzi la qualità' di
un apparato dal punto di vista delle prestazioni, e'
scelto il grado di affidabilità' o di fiducia definito come:
" il tempo richiesto in media per la manutenzione per ogni ora di funzionamento. "
Questo fattore di merito tiene quindi complessivamente conto della frequenza delle inter-
-ruzioni, del tempo richiesto per la sostituzione delle parti avariate e del grado di efficienza
della organizzazione addetta alla manutenzione.
Necessariamente e' un dato statistico che come la durata del componenti e' valutabile speri-
-mentalmente attraverso indagini eseguite precedentemente su apparati simili.
Da altro punto di vista l'affidabilità' puo'essere stimata valutando, dopo che si sono verificate
un certo numero di avarie, la probabilità' di un apparato di rimanere in efficienza per un
certo periodo di tempo.
Le avarie che più' comunemente si verificano in apparecchlature elettroniche sono dovute a
cause fortuite o per l'invecchiamento o difetti di fabbricazione dei componenti.
Nel caso più' semplice che le interruzioni di servizio siano da attribuirsi alle sole cause
fortuite, uno studio dovuto a Epstein e Sobel (*) permette di stabilire che la probabilità
dbi un apparato a mantenersi efficiente per un certo periodo di tempo T è espressa dalla
dalla relazione :
[1]
essendo P la probabilità' espressa in % ed m la vita media, ossia il tempo medio
intercorrente tra guasti successivi, determininato in base a precedenti osservazioni.
Ed m una costante, in accordo alla relazione [1] l'andamento della probabilità , in
funzione del tempo T di richiesto funzionamento, e' esponenziale In figura 1 sono
Rappresentazione della legge esponenziale del grado di fiducia
riportati una serie di diagrammi che rappresentano P in funzione di T per vari valori
di m.
Essendo P rappresentato in scala logaritmica l'andamento delle curve tracciate e'
necessariamente rettilineo.
A titolo di esemplo supponiamo che nell'esercizio di un certo apparato si siano
veriflcate in
N° 500 ore di esercizio N° 3 avarie
N° 400 ore " N° 2 avarie
N° 300 ore " N° 4 avarie
N° 50 ore " N° 1 avaria
Essendosi in 1.250 ore di lavoro veriflcatesi 10 avarie il tempo di vita media risulta:
m = (Numero Totale Ore di Lavoro) / (Numero di Avarie) = 1250 / 10 = 125 ore
Desiderando conoscere le probabilità' che l'apparecchiatura ha di rimanere efficiente
per un tempo T = 250 ore,per la relazione (1) si ottiene:
Identico risultato può' ottenersi leggendo i diagrammi in figura. Sempre dagli stessi può
osservarsi che per un tempo T = 50 h la probabilità' e' invece del 67,5%.
Alla luce delle osservazioni fatte viene fatto di domandarsi se il criterio di stima del grado di
fiducia sopra descritto possa essere con buona approssimazione applicato ad apparati elet-
-tronici in cui,in genere,le cause di avaria non possano essere attribuite a soli fattori oc-
-casionali.
Da tale punto di vista può' dirsi che una apparecchiatura complessa obbedisce alla legge di
probabilità' espressa dalla relazione(1) tanto più' da vicino quanto piu'strettamente seguono
tale legge i suoi componenti. In altri termini quando ciò non avviene i diagrammi di figura 1
cessano di essere rettilinei.
Così ad esemplo, considerando un insieme di tubi termoionici tali diagrammi cessano di
essere rettilinei nella parte iniziale e finale. Ciò' trova spiegazionedel fatto che la vita di
ciascun tubo può' essere distinta in 3 periodi. Il primo detto della mortalità' infantile, in cui
possono verificarsi gli effetti di imperfezioni non notate nella costrruzione, il seicondo cor-
-rispondente ad un periodo in cui l'unico motivo di questi può' ritenersi dovuto a cause
fortuite, ed infine l'ultimo in cui cominciano a manifestarsi inconvenienti dovuti all'invecchia-
-mento.
Poiché' nel primo ed ultimo periodo possono anche verificarsi avarie dovute a fattori fortuiti
sta di fatto che per un insieme di tubi che si trovino in tali periodi di vita la frequenza di
deterioramento e superiore a quella media
Da quanto detto può' trarsi l'utile suggerimento di ricorrere, per gli apparati ai quali si
richiedono maggiori garanzie di sicurezza, all' impiego di tubi che abbiano superato
felicemente il periodo della mortalità' infantile.
Le stesse considerazioni valgono per l'impiego dei resistori a grafite che da un preliminare
periodo di prova traggono tra l'altro il vantaggio di una stabilizzazione del valore della
resistenza.
Da tali osservazioni può dedursi che per taluni apparati potrà' essere ritenuta valida la
legge esponenziale delle probabilita'. In altri casi in cui si debba tener conto dell'invecchia-
-mento e di altri fattori la determinazione dell'andamento della probabilità' si presenta
più'complesso.
(*) Epstein,B,and il, SobeI - Some Tests Based on the First Ordered Observation from on Exponential Distribution
-Stanford University Report N.6
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