Küçük uydularda güvenilirlik tahmin standartlarının karşılaştırılması: MIL-HDBK-217F ve FIDES 2009 uygulamaları
Comparison of reliability prediction standards in small satellites: MIL-HDBK-217F AND FIDES 2009 applications
Yazar: YAREN ÖZKALE BAYRAM
Danışman: PROF. DR. NURSEL AKÇAM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Küçük uydular, düşük maliyet ve kısa üretim süresi gibi avantajlarıyla hızla gelişmekte olan bir alandır; ancak RAfta HAzır Ticari (RAHAT) bileşenlerin uzay ortamında maruz kaldığı zorlu koşullar, güvenilirlik analizinin önemini artırmaktadır. MIL-HDBK-217F, Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Savunma Bakanlığı tarafından geliştirilen ve uzun süredir endüstri standardı olarak kabul gören bir güvenilirlik tahmin yöntemidir. MIL-HDBK-217F, bileşen bazında hata oranlarını çeşitli çevresel faktörlere göre analiz eder; ancak küçük uydulardaki RAHAT bileşenleri için sınırlı bir tahmin doğruluğuna sahiptir. Zaman/Süre Eşdeğer Standardında Hata Kılavuzu (Failure In Time/Duration Equivalent Standard -FIDES Guide) 2009 ise daha modern bir Avrupa standardı olup, RAHAT bileşenlerin zorlu ortam koşullarında karşılaşabileceği risklere yönelik daha kapsamlı bir analiz yaklaşımı sunar. FIDES, özellikle bileşenlerin kullanım profiline göre hata tahmini yapabilmesi açısından farklılık gösterir. 
Bu çalışmada, her iki standardın küçük uydu uygulamaları için sağladığı hata tahminleri ve analitik yöntemler karşılaştırılarak küçük uydularda güvenilirlik analizi için hangisinin daha uygun olduğuna dair öneriler sunulmuştur. Çalışmada, güvenilirlik tahminleri Windchill Kalite Çözümleri (Windchill Quality Solutions -WQS) yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, küçük uydu görevlerinde her iki standardın da sağladığı faydaları ve eksiklikleri ortaya koymakta ve RAHAT bileşenlerin uzun ömürlü ve güvenilir çalışabilmesi için hangi yöntemin daha etkili olduğunu değerlendirmektedir.

Abstract:
Small satellites are a rapidly developing field due to advantages such as low cost and short production time; however, the challenging conditions of the space environment increase the importance of reliability analysis for COTS (Commercial Off The Shelf) components. MIL-HDBK-217F, developed by the U.S. Department of Defense, is a reliability prediction method that has long been accepted as an industry standard. It analyzes failure rates of components based on various environmental factors; however, it has limited prediction accuracy for COTS components in small satellites. The Failure In Time/Duration Equivalent Standard (FIDES) Guide 2009, on the other hand, is a more modern European standard that offers a comprehensive analytical approach to assessing the risks that COTS components may face in harsh environmental conditions. FIDES differs particularly in its ability to estimate failure rates based on component usage profiles.
This study compares the failure predictions and analytical methods provided by each standard for small satellite applications, presenting recommendations on which standard is more suitable for reliability analysis in small satellites. Reliability predictions were analyzed using the Windchill Quality Solutions (WQS) software. The results reveal the benefits and limitations of both standards in small satellite missions and evaluate which method is more effective in ensuring the long-term reliability and durability of COTS components.