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Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-08-29T19:13:47Z No. of bitstreams: 1 TeseLHMM.pdf: 2605456 bytes, checksum: b07c268a8fc9a1af8f14ac26deeec97e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-09-25T18:22:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLHMM.pdf: 2605456 bytes, checksum: b07c268a8fc9a1af8f14ac26deeec97e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-09-25T18:22:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseLHMM.pdf: 2605456 bytes, checksum: b07c268a8fc9a1af8f14ac26deeec97e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-25T18:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLHMM.pdf: 2605456 bytes, checksum: b07c268a8fc9a1af8f14ac26deeec97e (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conventional reliability analysis techniques are focused on the occurrence of failures over time. However, in certain situations where the occurrence of failures is tiny or almost null, the estimation of the quantities that describe the failure process is compromised. In this context the degradation models were developed, which have as experimental data not the failure, but some quality characteristic attached to it. Degradation analysis can provide information about the components lifetime distribution without actually observing failures. In this thesis we proposed different methodologies for degradation data based on the inverse Gaussian distribution. Initially, we introduced the inverse Gaussian deterioration rate model for degradation data and a study of its asymptotic properties with simulated data. We then proposed an inverse Gaussian process model with frailty as a feasible tool to explore the influence of unobserved covariates, and a comparative study with the traditional inverse Gaussian process based on simulated data was made. We also presented a mixture inverse Gaussian process model in burn-in tests, whose main interest is to determine the burn-in time and the optimal cutoff point that screen out the weak units from the normal ones in a production row, and a misspecification study was carried out with the Wiener and gamma processes. Finally, we considered a more flexible model with a set of cutoff points, wherein the misclassification probabilities are obtained by the exact method with the bivariate inverse Gaussian distribution or an approximate method based on copula theory. The application of the methodology was based on three real datasets in the literature: the degradation of LASER components, locomotive wheels and cracks in metals. / As técnicas convencionais de análise de confiabilidade são voltadas para a ocorrência de falhas ao longo do tempo. Contudo, em determinadas situações nas quais a ocorrência de falhas é pequena ou quase nula, a estimação das quantidades que descrevem os tempos de falha fica comprometida. Neste contexto foram desenvolvidos os modelos de degradação, que possuem como dado experimental não a falha, mas sim alguma característica mensurável a ela atrelada. A análise de degradação pode fornecer informações sobre a distribuição de vida dos componentes sem realmente observar falhas. Assim, nesta tese nós propusemos diferentes metodologias para dados de degradação baseados na distribuição gaussiana inversa. Inicialmente, nós introduzimos o modelo de taxa de deterioração gaussiana inversa para dados de degradação e um estudo de suas propriedades assintóticas com dados simulados. Em seguida, nós apresentamos um modelo de processo gaussiano inverso com fragilidade considerando que a fragilidade é uma boa ferramenta para explorar a influência de covariáveis não observadas, e um estudo comparativo com o processo gaussiano inverso usual baseado em dados simulados foi realizado. Também mostramos um modelo de mistura de processos gaussianos inversos em testes de burn-in, onde o principal interesse é determinar o tempo de burn-in e o ponto de corte ótimo para separar os itens bons dos itens ruins em uma linha de produção, e foi realizado um estudo de má especificação com os processos de Wiener e gamma. Por fim, nós consideramos um modelo mais flexível com um conjunto de pontos de corte, em que as probabilidades de má classificação são estimadas através do método exato com distribuição gaussiana inversa bivariada ou em um método aproximado baseado na teoria de cópulas. A aplicação da metodologia foi realizada com três conjuntos de dados reais de degradação de componentes de LASER, rodas de locomotivas e trincas em metais.

Les technologies de transistors bipolaires à hétérojonctions (HBT) ont montré leur efficacité pour permettre aux circuits de traiter les grands signaux au delà de 100Gbit/s pour les réseaux optiques Ethernet. Pour assurer ce résultat, une bonne fiabilité doit être garantie. Des tests de vieillissements accélérés sous contraintes thermiques et électrothermiques sont réalisés et analysés avec les outils de simulation physique Sentaurus TCAD afin d’obtenir les lois de vieillissement physiques. Le modèle compact HICUM niveau 2, basé sur la physique, est utilisé pour modéliser précisément le composant avant vieillissement, puis pour ajuster les caractéristiques intermédiaires pendant le vieillissement. L’évolution des paramètres du modèle est décrit avec des équations appropriées pour obtenir un modèle électrique compact du vieillissement basé sur la physique. Les lois de vieillissement et les équations d’évolutions des paramètres avec le temps de contrainte sont implantées dans le modèle électrique de vieillissement en langage Verilog-A, ce qui permet de simuler l’impact des mécanismes de défaillances sur le circuit en conditions opérationnelles. / Modern InP Heterojunction Bipolar Transistors (HBT) technology has shown its efficiency for making large signal ICs working above 100 Gbits/s for Ethernet optical transport network. To full-fill this expectation, a good reliability has to be assured. Accelerated aging tests under thermal and electro-thermal stress conditions are performed and analyzed with Sentaurus TCAD device simulation tools to achieve the physical aging laws. The physics based advanced bipolar compact model HICUM Level 2 is used for precise modeling of the devices before aging. The HICUM parameters are extracted to fit the intermediate characterizations during aging. The evolution of the model parameters is described with suitable equations to achieve a physics based compact electrical aging model. The aging laws and the parameter evolution equations with stress time are implemented in compact electrical aging model in Verilog-A languages which allows us to simulate the impact of device failure mechanisms on the circuit in operating conditions.