O objetivo do presente trabalho de pesquisa é o desenvolvimento de uma metodologia de monitoramento e detecção de defeitos esporádicos e de difícil diagnóstico, bem como o estudo de caso de sistemas de ignição de motores de combustão interna do ciclo Otto. O estudo visa aumentar a robustez do sistema perante falhas esporádicas de difícil detecção, reduzindo drasticamente o tempo de determinação da origem da falha. Através de testes acelerados e simulados em bancadas, a metodologia indica o estado atual dos componentes do sistema de ignição no tocante ao potencial de ocorrência de falhas esporádicas que afetam a combustão e também a confiabilidade do veículo. Os componentes e sistemas objetos da pesquisa são identificados por meio de um processo de análise de risco e de fatores como: ocorrência de muitos anos de histórico de campo, indicadores de reparos repetitivos, falhas esporádicas e de difícil diagnóstico, quebras de qualidade e do comportamento do sistema de diagnóstico OBD Br-2 (On-Board Diagnostic versão 2) diante de falhas intermitentes. A metodologia também proporciona uma ferramenta de análise de interfaces de componentes, que são fontes de falhas potenciais nem sempre consideradas nos processos de análise. Por meio de testes acelerados desses componentes críticos, é proposta metodologia para análise e correção imediata do processo produtivo de tais componentes, culminando na melhoria da confiabilidade dos processos críticos. A metodologia visa a aumentar a robustez do sistema de ignição, detectando rapidamente potenciais falhas esporádicas de difícil diagnóstico oriundas dos processos de fabricação e corrigindo-as imediatamente, introduzindo, assim, um fator de confiabilidade a um componente ou a um processo crítico cuja criticidade era até então desconhecida. Tal criticidade passa a ser gerenciada com impacto positivo nas emissões de poluentes e na confiabilidade global do conjunto. / The objective of this research work is the development of a methodology to monitor and identify sporadic and difficult to detect failures as well as present a case study on the ignition system of internal combustion engines. Such study aims to increase the system reliability. It also helps to reduce dramatically the time to define the failure root cause. Using accelerated test benches, the methodology will indicate the current situation of the components related to the potential of intermittent failure occurrence which affect the combustion and vehicle reliability. The components and systems of this study are identified by a process risk analysis as well as factors like: occurrence time history, repetitive repair index, sporadic and difficult to detect failures, quality breakdown index, and the behavior of the OBD-2 diagnostic system (On-Board Diagnostic version 2) The methodology will also provide a tool to analyze the components interfaces. Such interfaces are a source of potential failures but are not considered in the analysis process. By means of accelerated tests of such critical parts it will be proposed an analysis methodology and a prompt interference at the production process, increasing the reliability of the critical processes. The methodology aims the system robustness increase of the ignition system detecting very fast the sporadic failure potential on the manufacturing process. By introducing a reliability degree of a component or process it will be managed with a benefic impact on emissions and overall reliability of the ignition system.

At present there are different reliability standards that are being used for carrying out reliability prediction. They take into consideration different factors, environments and data sources to give reliability data for a wide range of electronic components. However, the users are not aware of the differences between the different reliability standards due to the absence of benchmarks of the reliability standards that would help classify and compare between them. This lack of benchmark denies the users the opportunity to have a top-down view of these different standards and choose the appropriate standard based on qualitative judgement in performing reliability prediction for a specific system. To addres this issue, the benchmark of a set of reliability standards are developed in this dissertation. The benchmark helps the users of the selected reliability standards understand the similarities and differences between them and based on the evaluation criterion defined can easily choose the appropriate standard for reliability prediction in different scenarios. Theoretical reliability prediction of two electronic products in Bombardier is performed using the standards that have been benchmarked. One of the products is matured with available incident report from the field while the other is a new product that is under development and yet to enter in service. The field failure data analysis of the matured product is then compared and correlated to the theoretical prediction. Adjustment factors are then derived to help bridge the gap between the theoretical reliability prediction and the reliability of the product in field conditions. Since the theoretical prediction of the product under development could not be used to compare and correlate any data due to unavailability, instead, the accelerated life test is used to find out the product reliability during its lifetime and find out any failure modes intrinsic to the board. A crucial objective is realized as an appropriate algorithm/model is found in order to correlate accelerated test temperature-cycles to real product temperature-cycles. The PUT has lead-free solder joints, hence, to see if any failures occurring due to solder joint fatigue has also been of interest. Additionally, reliability testing simulation is a performed in order to verify and validate the performance of the product under development during ALT. Finally, the goal of the thesis is achieved as separate models are proposed to predict product reliability for both matured products and products under development. This will assist the organization in realizing the goal of predicting their product reliability with better accuracy and confidence. / För närvarande finns det olika tillförlitlighetsstandarder som används för att utföra tillförlitlighet förutsägelse. De tar hänsyn till olika faktorer, miljöer och datakällor för att ge tillförlitlighetsdata för ett brett spektrum av elektronikkomponenter. Men användarna inte är medvetna om skillnaderna mellan de olika tillförlitlighetsstandarder på grund av avsaknaden av riktmärken för tillförlitlighetsstandarder som skulle hjälpa klassificera och jämföra mellan dem. Denna brist på jämförelse förnekar användarna möjlighet att få en top-down bakgrund av dessa olika standarder och välja lämplig standard baserad på kvalitativ bedömning att utföra tillförlitlighet prognos för ett specifikt system. För att lösa detta problem, är riktmärket en uppsättning av tillförlitlighetsstandarder som utvecklats i denna avhandling. Riktmärket hjälper användarna av de utvalda tillförlitlighetsstandarder förstå likheter och skillnader mellan dem och på grundval av bedömningskriteriet definieras kan enkelt välja lämplig standard för pålitlighet förutsägelse i olika scenarier. Teoretisk tillförlitlighet förutsäga två elektroniska produkter i Bombardier utförs med hjälp av standarder som har benchmarking. En av produkterna är mognat med tillgängliga incidentrapport från fältet, medan den andra är en ny produkt som är under utveckling och ännu inte gå in i tjänsten. Analysen av den mognade produkten fält feldata jämförs sedan och korreleras till den teoretiska förutsägelsen. Justeringsfaktorer sedan härledas för att överbrygga klyftan mellan den teoretiska tillförlitlighet förutsägelse och tillförlitligheten av produkten i fältmässiga förhållanden. Eftersom den teoretiska förutsägelsen av produkt under utveckling inte kan användas för att jämföra och korrelera alla data på grund av otillgängligheten, i stället är det accelererade livslängdstest som används för att ta reda på produktens tillförlitlighet under dess livstid och reda ut eventuella felmoder inneboende till styrelsen . Ett viktigt mål realiseras som en lämplig algoritm /modell finns i syfte att korrelera accelererade provningen temperaturcykler på verkliga produkttemperatur cykler. PUT har blyfria lödfogar därmed att se om några fel inträffar på grund av löda gemensam trötthet har också varit av intresse. Dessutom är tillförlitlighet testning simulering en utförs för att verifiera och validera produktens prestanda under utveckling under ALT. Slutligen är målet med avhandlingen uppnås som separata modeller föreslås att förutsäga produktens tillförlitlighet för både förfallna och produkter under utveckling. Detta kommer att hjälpa organisationen att förverkliga målet att förutsäga deras tillförlitlighet med bättre noggrannhet och förtroende.