Co to jest FIT (Failure In Time)?

FIT (Failure In Time) jest jednym z fundamentalnych parametrów stosowanych w inżynierii niezawodności, pozwalającym na określenie prawdopodobieństwa awarii urządzeń elektronicznych i mechanicznych w czasie ich pracy. Definiuje się go jako liczbę spodziewanych usterek na miliard godzin pracy danego komponentu lub systemu, pozwalając oszacować trwałość i ryzyko wystąpienia awarii w długim okresie eksploatacji. Parametr ten odgrywa istotną rolę w procesach projektowania, doboru materiałów oraz oceny jakości produktów, zwłaszcza w branżach, gdzie niezawodność jest szczególnie istotna.

Geneza i rola FIT w niezawodności

W miarę rozwoju technologii i rosnących wymagań dotyczących ciągłości działania systemów, konieczne stało się wprowadzenie mierzalnych wskaźników umożliwiających ocenę ryzyka awarii. Wskaźnik FIT wyłonił się jako ustandaryzowana miara ilości awarii, które można przewidzieć w przeliczeniu na bardzo długi okres pracy. To narzędzie pozwala inżynierom i menedżerom lepiej rozumieć, jak często w praktyce mogą występować usterki, a tym samym efektywniej planować konserwację, wymianę podzespołów czy budżetowanie.

FIT stał się szczególnie użyteczny przy ocenie elementów elektronicznych takich jak procesory, pamięci, zasilacze czy układy scalone, które nierzadko pracują bez przerwy przez setki, a nawet tysiące godzin. Bez dokładnych danych o prawdopodobieństwie awarii trudno byłoby przewidzieć czas, w którym urządzenie zacznie działać niestabilnie lub całkowicie przestanie funkcjonować.

Porównanie FIT z MTBF

Często pojawia się pytanie, jak FIT różni się od bardziej popularnego parametru MTBF (Mean Time Between Failures). Oba te wskaźniki dotyczą niezawodności, jednak wyrażają ją w odmienny sposób.

MTBF to średni czas między kolejnymi awariami w godzinach - wskazuje, jak długo urządzenie działa przeciętnie przed wystąpieniem pierwszej usterki. Ten parametr jest łatwiejszy do zrozumienia w codziennym użytkowaniu, jednak może być niepraktyczny w przypadku bardzo długotrwałych operacji, gdzie wartości MTBF liczone są w dziesiątkach lub setkach tysięcy godzin.

FIT natomiast mówi o liczbie awarii spodziewanych na bardzo dużą skalę - miliard godzin pracy. Dzięki temu jest idealny do porównywania niezawodności elementów o bardzo wysokiej trwałości, gdzie pojedyncze awarie są ekstremalnie rzadkie. Można powiedzieć, że FIT jest bardziej precyzyjnym parametrem przy ocenie ryzyka w skali makro, natomiast MTBF jest bardziej intuicyjny i wykorzystywany w codziennej analizie.

W jaki sposób korzysta się z wartości FIT?

Wartość FIT pozwala na prognozowanie i zarządzanie ryzykiem awarii na wiele sposobów:

• Dobór komponentów do systemów krytycznych - tam, gdzie bezpieczeństwo lub ciągłość działania jest priorytetem (np. lotnictwo, medycyna, centra danych), wybiera się elementy o jak najniższym wskaźniku FIT, minimalizując ryzyko nieoczekiwanych przerw w pracy.
• Planowanie konserwacji i wymian - znając prawdopodobieństwo awarii, można zaplanować prewencyjne działania serwisowe, unikając kosztownych przestojów i minimalizując ryzyko poważniejszych uszkodzeń.
• Ocena jakości dostawców i produktów - wskaźnik FIT pozwala ocenić, czy produkt spełnia oczekiwania dotyczące niezawodności i czy spełnia normy branżowe.
• Budżetowanie i zarządzanie ryzykiem - przedsiębiorstwa mogą lepiej alokować środki na utrzymanie sprzętu, mając dane o potencjalnej awaryjności urządzeń.

Czynniki mające wpływ na wartość FIT

Wartość wskaźnika FIT nie jest stała i zależy od szeregu czynników:

• Proces technologiczny i jakość wykonania - im nowocześniejsza i bardziej zaawansowana technologia produkcji, tym niższa awaryjność komponentów;
• Rodzaj i jakość użytych materiałów - stosowanie wysokiej jakości materiałów konstrukcyjnych redukuje ryzyko uszkodzeń mechanicznych czy degradacji chemicznej;
• Projekt urządzenia i jego komponentów - odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne, pozwalające na rozpraszanie ciepła, zabezpieczenie przed wibracjami czy wilgocią, wpływają na obniżenie współczynnika awaryjności;
• Warunki środowiskowe i eksploatacyjne - temperatura, wilgotność, obecność zanieczyszczeń, wibracje i przeciążenia mogą znacznie zwiększyć prawdopodobieństwo awarii i tym samym podnieść wartość FIT;
• Sposób użytkowania i utrzymania - regularna konserwacja, właściwa eksploatacja i monitorowanie stanu urządzeń mogą znacząco zmniejszyć ryzyko wystąpienia usterek.

Metody ustalania wartości FIT

Wartości FIT są określane na podstawie zbiorczych danych i analiz, które obejmują:

• Testy przyspieszonego starzenia - komponenty poddaje się działaniu warunków ekstremalnych (wysoka temperatura, wilgotność, naprężenia mechaniczne) w celu przyspieszenia pojawienia się potencjalnych awarii i zebrania wiarygodnych danych statystycznych;
• Analiza historycznych danych eksploatacyjnych - na podstawie zgromadzonych informacji z rzeczywistej pracy urządzeń, analizuje się wzorce i częstość występowania usterek;
• Symulacje i modelowanie matematyczne - za pomocą specjalistycznych programów symuluje się różne scenariusze pracy urządzeń oraz ich potencjalne awarie.

W efekcie otrzymuje się liczby odzwierciedlające ryzyko awarii, które następnie zamienia się na jednostkę FIT - czyli przewidywaną liczbę usterek na miliard godzin pracy.

Znaczenie FIT w praktyce przemysłowej i IT

W sektorze przemysłowym, telekomunikacyjnym oraz w branży IT, wskaźnik FIT pomaga podejmować decyzje dotyczące:

• Projektowania systemów wysokiej dostępności - tam, gdzie niezbędne jest niemal 100% ciągłości pracy, istotne jest zastosowanie komponentów o minimalnej awaryjności.
• Optymalizacji kosztów eksploatacji - elementy o niskim wskaźniku FIT oznaczają mniej awarii, przekładając się na mniejsze koszty serwisu, krótsze przestoje i dłuższą żywotność sprzętu.
• Wybieraniu dostawców - producenci chwalący się niskim wskaźnikiem FIT zdobywają przewagę konkurencyjną, a ich produkty cieszą się większym zaufaniem.

Przykłady wartości FIT w praktyce

Wysokiej jakości układy scalone i procesory stosowane w centrach danych mogą mieć wskaźnik FIT rzędu kilku-kilkunastu - oznacza to bardzo niskie prawdopodobieństwo awarii. Z kolei mniej zaawansowane lub starsze elementy elektroniczne mogą mieć wartości rzędu setek lub tysięcy FIT, wskazując na znacznie wyższe ryzyko wystąpienia usterek.

Warto podkreślić, że nawet niewielkie różnice w wartości FIT mogą mieć duże znaczenie w przypadku systemów pracujących przez dziesiątki lub setki tysięcy godzin, ponieważ kumulacja ryzyka z czasem rośnie.

Podsumowanie

Parametr FIT (Failure In Time) stanowi wskaźnik określający liczbę awarii na miliard godzin pracy urządzenia lub jego komponentu, będąc niezwykle ważnym narzędziem do oceny niezawodności. Pozwala na precyzyjne określenie ryzyka wystąpienia usterek, mając szczególne znaczenie w systemach wymagających ciągłości działania i wysokiej trwałości. FIT jest wykorzystywany zarówno do doboru elementów w projektach, jak i do planowania konserwacji czy oceny jakości. Jego wartość zależy od wielu czynników, takich jak technologia, materiały czy warunki eksploatacji, a ustalana jest na podstawie testów, danych eksploatacyjnych i modeli statystycznych. Dzięki temu wskaźnikowi możliwe jest podejmowanie lepiej uzasadnionych decyzji technicznych i biznesowych – wpływa to na wydłużenie żywotności sprzętu i ograniczenie kosztów związanych z awariami.

Bibliografia/netografia

1. Advantech (n.d.). White paper. Data odczytu: 07.06.2025, z https://www-advantech-com.translate.goog/en/resources/white-papers/130b36f9-f8e1-48c7-940c-ce5c28e55365
2. ePrace (n.d.). Parametry, wymagania i kryteria oceny odporności sieci. Data odczytu: 07.06.2025, z http://niezawodnosc-sieci.eprace.edu.pl/181,Parametry_wymagania_i_kryteria_oceny_odpornosci_sieci.html
3. AGH (n.d.). Materiały dydaktyczne MPiMS. Data odczytu: 07.06.2025, z http://www.embedded.agh.edu.pl/www/fpga/dydaktyka/MPiMS/Lectures/MPMS_II_2_2016.pdf
4. exida (n.d.). Back to Basics: Failure Rates 01 - FITs. Data odczytu: 07.06.2025, z https://www.exida.com/Blog/back-to-basics-failure-rates-01-fits
5. Science Direct (n.d.). Failure rates in biological systems. Data odczytu: 07.06.2025, z https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026271422002086
6. Electron Test (n.d.). FIT Failure in Time Calculation. Data odczytu: 07.06.2025, z https://www.electrontest.com/fit-failure-in-time-calculation/