Reliability Prediction of Mobile Telecommunication Devices

Abstract

Reliability is an important issue in the product development process; a product has to be able to perform as long and as efficiently as it was designed for. Even though knowing the estimated lifetime is rather valuable information, it is still just a part of the whole reliability process.

The main objective of this master's thesis was to enlighten briefly the concepts, issues and processes related to the reliability prediction in telecommunications industry, and especially from the viewpoint of an electronic manufacturing service (EMS) company. The most common standards as well as other important tools in the reliability estimation were also introduced. The second objective was to suggest possible improvements for the current reliability practises generally used. The possibility to use reliability-based information in marketing before and after the launch of the product was also briefly discussed.

There are basically two ways to evaluate the field failure rate. These are component reliability data based methods and accelerated testing. Both of them have several deficiencies; from which the most important is related to not treating external failures. This then leads to inaccurate estimations. Both approaches are widely used in the electronics industry, even though for instance the traditional component-based reliability prediction has received lot of criticism throughout the years.

It is also unknown how truthful the modern handbooks and standards are. Accelerated testing is used to assess and verify products in different stages in the development process. It seems to be more accurate than the traditional component-based estimation. Reliability estimation can be made integrating both current product information and knowledge from the past field data right at the start of the product development process, as well.

Companies should pay attention to handling properly their reliability issues, and this could be achieved through reliability engineer or manager. Reliability tests should be implemented to the product development process, and if possible, compare their results with component-based predictions using modern handbooks. Traditional reliability handbooks, such as Mil-Hdbk-217 should not be used with portable consumer electronics.

Luotettavuudella on tärkeä rooli tuotekehitysprosessissa; suunnitellun tuotteen pitää kestää ainakin sille asetettujen vaatimusten verran. Keskimääräisen eliniän arvioiminen tietyllä tarkkuudella etukäteen on tärkeää, mutta on kuitenkin vain osa koko tuotteen 1uotettavuuden parantamisprosessia.

Tämän diplomityön päätavoite oli tuotteiden luotettavuusennustamiseen liittyvien käsitteiden, asioiden sekä prosessien osittainen esittäminen erityisesti elektroniikan sopimusvalmistajan näkökulmasta. Työssä käytiin läpi myös yleisimmät käytössä olevat standardit ja mainittiin joitain tärkeitä luotettavuusennustamiseen käytettäviä työkaluja. Toinen työn päämääristä oli ehdottaa mahdollisia parannuksia erään yrityksen käytössä oleviin luotettavuuteen liittyviin toimintamalleihin. Myös luotettavuusinformaation käyttö markkinoinnissa oli yksi käsiteltävistä asioista.

Komponenttitietoihin sekä testausdataan pohjautuvat luotettavuuden ennustamismenetelmät ovat kaksi yleisintä käytössä olevaa tapaa. Molemmilla menetelmillä on puutteensa, joista tärkein liittyy pelkästään sisäisten vikojen huomioonottamiseen. Tämän seurauksena ennusteet ovat epätarkkoja. Perinteinen komponenttipohjainen luotettavuusennustaminen on saanut vuosien varrella osakseen huomattavan paljon kritiikkiä. Nykyaikaisten kasikirjojen sekä standardien tulosten luotettavuudesta ei kirjallisuudessa ole tietoa. Kiihdytetty testaus on yleisesti käytetty tapa sekä tuotteen arvioimiseen että verifioimiseen tuotekehitysprojektissa. Sen myös nähdään olevan realistisempi näistä kahdesta vaihtoehdosta. Luotettavuusennustaminen voidaan tehdä myös yhdistämällä tietoa useista eri tietolähteistä koskien sekä nykyisiä että entisiä samankaltaisia tuotteita.

Yrityksessä hoidettavat luotettavuusasiat olisi hyvä antaa luotettavuusinsinöörin tai -päällikön koordinoitavaksi, jolloin niiden käsittely tehostuisi. Kaikenlaisten luotettavuustestien aloittaminen on suositeltavaa, ja jos mahdollista, vertailumielessä verrata niiden tuloksia moderneihin kasikirjoihin perustuviin komponenttipohjaisiin laske1miin. Mil-Hdbk-217:n käyttö ei ole suositeltavaa matkapuhelimen tyyppisessä kannettavassa elektroniikassa.