可靠性基礎(chǔ)入門介紹

1、可靠性入門基礎(chǔ)知識(shí)前 言本文從可靠性的五個(gè)方面（定義、測(cè)試、增長(zhǎng)、保證、實(shí)施）對(duì)可靠性的基本知識(shí)作了一些介紹；主要編排如下：第一節(jié)，可靠性定義；這一節(jié)對(duì)可靠性的定義和重要性作了介紹，同時(shí)對(duì)可靠性的較常用指標(biāo)進(jìn)行了說明。第二節(jié)，可靠性測(cè)試；這一節(jié)主要敘述了可靠性測(cè)試的項(xiàng)目，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了分類，對(duì)測(cè)試方法做了常規(guī)性的說明。第三節(jié)，可靠性增長(zhǎng)；這一節(jié)主要介紹了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，為了提升產(chǎn)品的可靠性、通過可靠性測(cè)試，常用的設(shè)計(jì)方法。第四節(jié)，可靠性保證；這一節(jié)簡(jiǎn)要介紹了在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)的高可靠性能，如何保證在批量生產(chǎn)時(shí)能得以維持；這一節(jié)因與ISO9000基本一致，只是概要說明。第五節(jié)，可靠性實(shí)施；這一節(jié)介紹

2、了在一個(gè)設(shè)計(jì)/生產(chǎn)型公司里如何推行可靠性。第六節(jié)，可靠性計(jì)算；這一節(jié)對(duì)可靠性的基礎(chǔ)計(jì)算做了講解，并給出了實(shí)例；對(duì)一些較復(fù)雜的計(jì)算只做了一些描述。由于此文只是我個(gè)人學(xué)習(xí)總結(jié)，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)有限，錯(cuò)誤之處難免；我會(huì)隨時(shí)間的推移、經(jīng)驗(yàn)的增加，對(duì)本文進(jìn)行修正；目前，本文不對(duì)外發(fā)表，僅供個(gè)人參考。目 錄前 言ii第一節(jié) 可靠性定義1一、可靠性定義1二、可靠性的重要性1三、可靠性指標(biāo)1第二節(jié) 可靠性測(cè)試3一、環(huán)境測(cè)試3二、EMC測(cè)試4三、其它測(cè)試4四、測(cè)試條件5第三節(jié) 可靠性增長(zhǎng)9一、MTBF的設(shè)計(jì)目標(biāo)值9二、可靠性模型10三、可靠性分配10四、可靠性預(yù)計(jì)11五、可靠性設(shè)計(jì)方法121、降額設(shè)計(jì)；122、冗余設(shè)計(jì)

3、123、熱設(shè)計(jì)134、EMC設(shè)計(jì)145、三次設(shè)計(jì)15第四節(jié) 可靠性保證16一、文件的控制16二、原材料和供應(yīng)商的控制16三、生產(chǎn)過程和異常改善的控制16四、產(chǎn)品貯存和運(yùn)輸?shù)目刂疲?8五、人員的培訓(xùn)18第五節(jié) 可靠性實(shí)施19一、制定可靠性工作計(jì)劃19二、執(zhí)行可靠性測(cè)試19三、可靠性增長(zhǎng)20四、可靠性保持21第六節(jié) 可靠性計(jì)算22一、概率與統(tǒng)計(jì)22二、可靠性常用的分布22三、篩選強(qiáng)度23四、MTBF的計(jì)算2327第一節(jié) 可靠性定義什么是可靠性？產(chǎn)品可靠性的好壞用什么衡量？本節(jié)內(nèi)容主要講述這方面的基礎(chǔ)知識(shí)。一、可靠性定義產(chǎn)品的可靠性是指：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。從定義

4、本身來說，它是產(chǎn)品的一種能力，這是一個(gè)很抽象的概念；我們可以用個(gè)例子（100個(gè)學(xué)生即將參加考試）來理解這個(gè)定義，可靠性就是指：100個(gè)學(xué)生的考分的平均是多少？對(duì)這個(gè)平均分的準(zhǔn)確性有多大把握？分?jǐn)?shù)越高、把握越大，可靠性就越高。我國的可靠性工作起步較晚，20世紀(jì)70年代才開始在電子工業(yè)和航空工業(yè)中初步形成可靠性研究體系，并將其應(yīng)用于軍工產(chǎn)品。其他行業(yè)可靠性工作起步更晚，差距更大，與先進(jìn)國家差距2030年，雖然國家已制訂可靠性標(biāo)準(zhǔn)，但尚未引起所有企業(yè)的足夠重視。對(duì)產(chǎn)品而言，可靠性越高就越好?？煽啃愿叩漠a(chǎn)品，可以長(zhǎng)時(shí)間正常工作（這正是所有消費(fèi)者需要得到的）；從專業(yè)術(shù)語上來說，就是產(chǎn)品的可靠性越高，產(chǎn)品

5、可以無故障工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。二、可靠性的重要性調(diào)查結(jié)果顯示（如某公司市場(chǎng)部2001年調(diào)查記錄）：“對(duì)可靠性的重視度，與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度成正比”。例如，英國電訊（BT）關(guān)于可靠性管理/指標(biāo)要求有產(chǎn)品壽命、MTBF報(bào)告、可靠性框圖、失效樹分析（FTA）、可靠性測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試報(bào)告等；泰國只有MTBF和MTTF的要求；而厄瓜多爾則未提到，只是提出環(huán)境適應(yīng)性和安全性的要求。產(chǎn)品的可靠性很重要，它不僅影響生產(chǎn)公司的前途，而且影響到使用者的安全（前蘇聯(lián)的“聯(lián)盟11號(hào)”宇宙飛船返回時(shí)，因壓力閥門提前打開而造成三名宇航員全部死亡）?？煽啃院玫漠a(chǎn)品，不但可以減少公司的維修費(fèi)用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升

6、公司形象，增加公司收入。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，人們不僅要求產(chǎn)品物美價(jià)廉，而且十分重視產(chǎn)品的可靠性和安全性。日本的汽車、家用電器等產(chǎn)品，雖然在性能、價(jià)格方面與我國彼此相仿，卻能占領(lǐng)美國以及國際市場(chǎng)。主要的原因就是日本的產(chǎn)品可靠性勝過我國一籌。美國的康明斯、卡勃彼特柴油機(jī)，大修期為12000小時(shí)，而我國柴油機(jī)不過1000小時(shí)，有的甚至幾十小時(shí)、幾百小時(shí)就出現(xiàn)故障。我國生產(chǎn)的電梯，平均使用壽命（指兩次大修期的間隔時(shí)期）為3年左右，而國外的電梯平均壽命在10年以上，是我們的3倍；故障率，國外平均為0.05次，而我國為1次以上，高出20倍，這樣的產(chǎn)品怎么有競(jìng)爭(zhēng)力呢！因此要想在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之

7、地，就要狠抓產(chǎn)品質(zhì)量，特別是產(chǎn)品可靠性，沒有可靠性就沒有質(zhì)量，企業(yè)就無法在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中生存和發(fā)展。因此，可靠性問題必須引起政府和企業(yè)的高度重視，抓好可靠性工作，不僅是關(guān)系到企業(yè)生存和發(fā)展的大問題，也是關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)興衰的大問題。三、可靠性指標(biāo)衡量產(chǎn)品可靠性水平有好幾種標(biāo)準(zhǔn)，有定量的，也有定性的，有時(shí)要用幾種標(biāo)準(zhǔn)（指標(biāo)）去度量一種產(chǎn)品的可靠性，但最基本最常用的有以下幾種標(biāo)準(zhǔn)。1.可靠度R（t）；它是產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。一批產(chǎn)品的數(shù)量為N，從t = 0時(shí)開始使用，隨著時(shí)間的推移，失效的產(chǎn)品件數(shù)逐漸增加，而正常工作的產(chǎn)品件數(shù)+n(t)逐漸減少，用R(t)表示產(chǎn)品在任意時(shí)刻t

8、的可靠度。2.可靠壽命CR(tr)；它與一般理解的壽命有不同含義，概念也不同，設(shè)產(chǎn)品的可靠度為R(t)，使可靠度等于規(guī)定值r時(shí)的時(shí)間tr的，即被定義為可靠壽命。3.失效率（故障率）（t）；它是指某產(chǎn)品（零部件）工作到時(shí)間t之后，在單位時(shí)間t內(nèi)發(fā)生失效的概率。4.有效壽命與平均壽命；有效壽命一般是指產(chǎn)品投入使用后至達(dá)到某規(guī)定失效率水平之前的一段工作時(shí)間。而平均壽命MTTF對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)品，指從開始使用直到發(fā)生失效這一段工作時(shí)間的平均值；對(duì)于可修復(fù)的產(chǎn)品，是指在整個(gè)使用階段和除維修時(shí)間之后的各段有效工作時(shí)間的平均值。5.平均無故障工作時(shí)間MTBF；是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱為平均故障

9、間隔。它僅適用于可維修產(chǎn)品。同時(shí)也規(guī)定產(chǎn)品在棕的使用階段累計(jì)工作時(shí)間與故障次數(shù)的比值為MTBF。其他如可靠度、有效度、維修度、平均維修時(shí)間等也是衡量產(chǎn)品可靠性水平的一種標(biāo)準(zhǔn)，但是一般以可靠壽命失效率就足以說明產(chǎn)品可靠性程度了。1. 平均故障間隔時(shí)間；可維修的產(chǎn)品，其可靠性主要的參數(shù)是MTBF（Mean Time Between Fail），即平均故障間隔時(shí)間，也就是兩次維修間的平均時(shí)間；不可維修的產(chǎn)品，用MTTB（Mean Time To Fail）；兩個(gè)參數(shù)的計(jì)算沒有區(qū)別，下文只提到MTBF。MTBF越大，說明產(chǎn)品的可靠性越高?？梢杂靡韵吕硐霚y(cè)試來精確測(cè)試一批產(chǎn)品的MTBF；即將該批產(chǎn)品投入

10、使用，當(dāng)該批產(chǎn)品全部出現(xiàn)故障以后（假如第1個(gè)產(chǎn)品的故障時(shí)間為t1，第2個(gè)產(chǎn)品的故障時(shí)間為t2，第n個(gè)產(chǎn)品的故障時(shí)間為tn），計(jì)算發(fā)生故障的平均時(shí)間，則由上式可以看出，理想測(cè)試就是用全部的時(shí)間和全部的故障數(shù)來算出精確的MTBF；2、失效密度另外一個(gè)常用的參數(shù)是，它是指在產(chǎn)品在t時(shí)刻失效的可能性，是失效間隔時(shí)間的倒數(shù)，也就是：1/MTBF。對(duì)某一類產(chǎn)品而言，產(chǎn)品在不同的時(shí)刻有不同的失效率（也就是失效率是時(shí)間的函數(shù)），對(duì)電子產(chǎn)品而言，其失效率符合浴盆曲線分布（如下圖）：ttIIIIII浴盆曲線，分為三部份（I、II、III三部份）：Tmax第I部份是早期失效階段。這段時(shí)間內(nèi)，從外形上看，在失效率從一

11、個(gè)很高的指標(biāo)迅速下降；從物理意義上理解，由于少數(shù)產(chǎn)品在制作后，存在一些制程、運(yùn)輸、調(diào)試等問題，產(chǎn)品有比較明顯的缺陷，在投入使用的最初期，這缺陷很快就顯露出來，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，這些明顯的缺陷越來越少，也就形成了“失效率迅速下降”的現(xiàn)象；第II部份是中期穩(wěn)定階段。這段時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品的失效率穩(wěn)定在一個(gè)較低水平；從物理意義上理解，當(dāng)少數(shù)產(chǎn)品的明顯缺陷顯露出來后，剩下的就是正常的產(chǎn)品，這部份產(chǎn)品可以較穩(wěn)定、持久地工作，所以失效率也穩(wěn)定在一個(gè)較低水平；第III部份是后期失效階段；這段時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品的失效率迅速上升；從物理意義上理解，到了后期，產(chǎn)品經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的工作、磨損、老化，慢慢接近壽命終點(diǎn)，隨著時(shí)間的增加（

12、Tmax以內(nèi)），到達(dá)壽命終點(diǎn)的產(chǎn)品越來越多，失效率也就隨之上升；知道了，就可以找到產(chǎn)品連續(xù)工作 了t時(shí)間后、還正常的概率為R(t)=e-lt，此時(shí)已經(jīng)失效的概率為F(t)1-R(t)1e-lt。R(t)=e-lt是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，一般電子產(chǎn)品的壽命服從這一指數(shù)分布，其它分布下文再敘；第二節(jié) 可靠性測(cè)試可靠性測(cè)試應(yīng)該在可靠性設(shè)計(jì)之后，但目前我國的可靠性工作主要還是在測(cè)試階段，這里將測(cè)試放在前面（而且大部分公司都會(huì)忽略最初的可靠性設(shè)計(jì)，當(dāng)測(cè)試出現(xiàn)失效后才開始考慮設(shè)計(jì)）。為了測(cè)得產(chǎn)品的可靠度（也就是為了測(cè)出產(chǎn)品的MTBF），我們需要拿出一定的樣品，做較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行測(cè)試，找出每個(gè)樣品的失效時(shí)間，根據(jù)第一

13、節(jié)的公式計(jì)算出MTBF，當(dāng)然樣品數(shù)量越多，測(cè)試結(jié)果就越準(zhǔn)確。但是，這樣的理想測(cè)試實(shí)際上是不可能的，因?yàn)閷?duì)這種測(cè)試而言，要等到最后一個(gè)樣品出現(xiàn)故障需要的測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)得無法想象，要所有樣品都出現(xiàn)故障需要的成本高得無法想象。為了測(cè)試可靠性，這里介紹：加速測(cè)試（也就增加應(yīng)力*），使缺陷迅速顯現(xiàn)；經(jīng)過大量專家、長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，找到了一些增加應(yīng)力的方法，轉(zhuǎn)化成一些測(cè)試的項(xiàng)目。如果產(chǎn)品經(jīng)過這些項(xiàng)目的測(cè)試，依然沒有明顯的缺陷，就說明產(chǎn)品的可靠性至少可以達(dá)到某一水平，經(jīng)過換算可以計(jì)算出MTBF（因產(chǎn)品能通過這些測(cè)試，并無明顯缺陷出現(xiàn)，說明未達(dá)到產(chǎn)品的極限能力，所以此時(shí)對(duì)應(yīng)的MTBF是產(chǎn)品的最小值）。其它計(jì)算方法見下

14、文。*應(yīng)力：就是指外界各種環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的破壞力，如產(chǎn)品在85下工作受到的應(yīng)力比在25下工作受到的應(yīng)力大；在高應(yīng)力下工作，產(chǎn)品失效的可能性就大大增加了；一、環(huán)境測(cè)試產(chǎn)品在使用過程中，有不同的使用環(huán)境（有些安裝在室外、有些隨身攜帶、有些裝有船上等等），會(huì)受到不同環(huán)境的應(yīng)力（有些受到風(fēng)吹雨濕、有些受到振動(dòng)與跌落、有些受到鹽霧蝕侵等等）；為了確認(rèn)產(chǎn)品能在這些環(huán)境下正常工作，國標(biāo)、行標(biāo)都要求產(chǎn)品在環(huán)境方法模擬一些測(cè)試項(xiàng)目，這些測(cè)試項(xiàng)目包括：1). 高溫測(cè)試（高溫運(yùn)行、高溫貯存）；2). 低溫測(cè)試（低溫運(yùn)行、低溫貯存）；3). 高低溫交變測(cè)試（溫度循環(huán)測(cè)試、熱沖擊測(cè)試）；4). 高溫高濕測(cè)試（濕熱貯存、濕熱

15、循環(huán)）；5). 機(jī)械振動(dòng)測(cè)試（隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試、掃頻振動(dòng)測(cè)試）；6). 汽車運(yùn)輸測(cè)試（模擬運(yùn)輸測(cè)試、碰撞測(cè)試）；7). 機(jī)械沖擊測(cè)試；8). 開關(guān)電測(cè)試； 9). 電源拉偏測(cè)試；10).冷啟動(dòng)測(cè)試；11).鹽霧測(cè)試； 12).淋雨測(cè)試；13).塵砂測(cè)試； 說明：上面13項(xiàng)比較全面地概括了產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)使用過程中碰到的外界環(huán)境；實(shí)際測(cè)試時(shí)，因?yàn)楦鳟a(chǎn)品本身屬性的相差較遠(yuǎn)、使用環(huán)境相差也很大，各公司可以根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)，適當(dāng)選取、增加一些項(xiàng)目來測(cè)試（此產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的國/行標(biāo)中要求的必測(cè)試項(xiàng)目，當(dāng)然是必須測(cè)試的）；也可以根據(jù)產(chǎn)品特定的使用環(huán)境與使用方法，自行設(shè)計(jì)一些新測(cè)試項(xiàng)目，以驗(yàn)證產(chǎn)品是否能長(zhǎng)期工作。測(cè)試條件；不

16、同的產(chǎn)品測(cè)試條件不一樣；就拿高溫測(cè)試來說，有些產(chǎn)品要求做高溫貯存測(cè)試，有些要求做高溫運(yùn)行測(cè)試，有些產(chǎn)品的高溫用85做測(cè)試，有些產(chǎn)品的高溫是用65做測(cè)試。但是，崇旨只有一個(gè)，那就是滿足國/行標(biāo)。要測(cè)試一種產(chǎn)品的可靠性，找到這種產(chǎn)品的國/行標(biāo)是必需的，按照國/行標(biāo)的要求和指引找出必須的測(cè)試項(xiàng)目與各項(xiàng)目的測(cè)試方法，從而進(jìn)行環(huán)境測(cè)試；同一種產(chǎn)品，在不同的階段，測(cè)試條件也不一樣；一般而言，產(chǎn)品會(huì)經(jīng)過研發(fā)、小批量試產(chǎn)、批量生產(chǎn)三個(gè)不同的階段。在研發(fā)階段，測(cè)試條件最嚴(yán)（應(yīng)力最大）、測(cè)試延續(xù)的時(shí)候最短；小批量試產(chǎn)階段，測(cè)試應(yīng)力適中、測(cè)試時(shí)間適中；批量生產(chǎn)階段，測(cè)試應(yīng)力最小、測(cè)試時(shí)間較短；三個(gè)階段的主要差別見下

17、表：階段實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)要求研發(fā)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，擴(kuò)大設(shè)計(jì)余量高應(yīng)力、短時(shí)間無故障中試考察產(chǎn)品是否達(dá)到基本的可靠性水平中應(yīng)力、中長(zhǎng)時(shí)間無明顯故障批量生產(chǎn)生產(chǎn)工藝條件的穩(wěn)定性低應(yīng)力、短時(shí)間有條件的允許故障發(fā)生鑒定鑒定產(chǎn)品的可靠性、計(jì)算產(chǎn)品的MTBF低應(yīng)力、長(zhǎng)時(shí)間無特別要求二、EMC測(cè)試隨著電子產(chǎn)品越來越多地采用低功耗、高速度、高集成度的LSI電路，使得這些系統(tǒng)比以往任何時(shí)候更容易受到電磁干擾的威脅。而與此同時(shí)，大功率設(shè)備及移動(dòng)通訊和無線尋呼的廣泛應(yīng)用等，又大大增加了電磁騷擾的發(fā)生源，因此我們應(yīng)提高產(chǎn)品本身抗干擾能力，即要求產(chǎn)品必須具備在一定的電磁環(huán)境下能正常工作的能力。某些產(chǎn)品在EMC方面的測(cè)試

18、是國家強(qiáng)制要求進(jìn)行的。通常狀況下，EMC需要測(cè)試如下項(xiàng)目：傳導(dǎo)發(fā)射；輻射發(fā)射；靜電抗擾性測(cè)試；電快速脈沖串抗擾性測(cè)試；浪涌抗擾性測(cè)試；射頻輻射抗擾性；傳導(dǎo)抗擾性：電源跌落抗擾性；工頻磁場(chǎng)抗擾性；電力線接觸；電力線感應(yīng)；三、其它測(cè)試環(huán)境測(cè)試和EMC測(cè)試基本上包括了通常狀況下所有的測(cè)試；這里再列舉一些測(cè)試項(xiàng)目，可以根據(jù)情況適當(dāng)選用：1、 外觀測(cè)試；附著力測(cè)試；耐磨性測(cè)試；耐醇性測(cè)試；硬度測(cè)試；耐手汗測(cè)試；耐化妝品測(cè)試；2、 壽命測(cè)試；某一器件中活動(dòng)部件的活動(dòng)次數(shù)；某一配件（如電視的搖控器）的使用壽命；兩個(gè)器件撥插聯(lián)結(jié)的撥插次數(shù)；3、 軟件測(cè)試；基本性能測(cè)試；兼容性；邊界測(cè)試；競(jìng)爭(zhēng)測(cè)試；壓迫測(cè)試；異

19、常條件測(cè)試；上述測(cè)試中，對(duì)于可以找到國/行標(biāo)的產(chǎn)品，按國/行標(biāo)的要求執(zhí)行，對(duì)于找不到國/行標(biāo)的產(chǎn)品，就只能做對(duì)比測(cè)試*了；*對(duì)比測(cè)試就是用至少兩種產(chǎn)品在同一狀況下做測(cè)試，然后測(cè)量各產(chǎn)品的性能，找出一系列數(shù)據(jù)，判定被測(cè)產(chǎn)品的那一種更好；四、測(cè)試條件說明：對(duì)某一具體產(chǎn)品做測(cè)試時(shí)，所有的測(cè)試條件必須以對(duì)應(yīng)的國標(biāo)、行標(biāo)為準(zhǔn)。確認(rèn)沒有國/行標(biāo)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)現(xiàn)的使用情況選定測(cè)試條件，本文的測(cè)試條件作參考用。1. 高溫貯存高溫測(cè)試的溫度TH必須高于Tmax（Tmax指產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的高溫工作溫度）。研制測(cè)試時(shí)溫度最高(一般取Tmax+20)、小批量試產(chǎn)測(cè)試時(shí)溫度次之(一般取Tmax+15)、例行測(cè)試最低(

20、一般取Tmax+10)。2. 低溫貯存低溫測(cè)試的溫度TL必須低于產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的低溫工作溫度。研制測(cè)試最低，轉(zhuǎn)產(chǎn)測(cè)試次之，例行測(cè)試最高；通常狀況下三個(gè)階段的TL都取40。3. 溫度循環(huán)應(yīng)力高溫保持溫度同高溫測(cè)試溫度；低溫保持溫度同低溫測(cè)試溫度。溫變率大于1/min,但應(yīng)小于5/min。循環(huán)次數(shù)大于2次（研制測(cè)試）或8次（轉(zhuǎn)產(chǎn)測(cè)試）。溫度保持時(shí)間大于0.5小時(shí)（對(duì)無外殼單板）或2小時(shí)（對(duì)整機(jī)）。4. 高溫高濕應(yīng)力 測(cè)試溫度為產(chǎn)品的高溫工作溫度加5。濕度為90%±3%；測(cè)試時(shí)間為24小時(shí)。5. 隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力最高頻率大于500Hz. 最大功率譜密度為0.02(對(duì)單機(jī))0.04（對(duì)單板）g

21、2/Hz.測(cè)試方向?yàn)閄，Y，Z，每方向30min.但如果抗振動(dòng)性能較差的方向能通過振動(dòng)測(cè)試，則其它方向可以免作。移動(dòng)產(chǎn)品帶電振動(dòng)。6. 掃頻振動(dòng)的應(yīng)力頻率范圍10-55Hz；恒定振幅0.35mm.掃頻速率每分鐘1個(gè)倍頻程。測(cè)試方向X、Y、Z，每方向25分鐘。但如果抗振動(dòng)性能較差的方向能通過振動(dòng)測(cè)試，則其它方向可以免作。移動(dòng)產(chǎn)品帶電振動(dòng)。7. 沖擊振動(dòng)的應(yīng)力 沖擊波型半正弦，脈沖寬度11ms.沖擊強(qiáng)度30g；沖擊方向X、Y、Z，每方向正負(fù)3次。如果抗沖擊能力較差的方向能夠通過沖擊測(cè)試，則其它方向的沖擊測(cè)試可以免做。8. 開關(guān)電應(yīng)力 在高溫，低溫和濕熱條件下各開關(guān)電3次以上，在整個(gè)測(cè)試過程中開關(guān)電

22、10次以上。9. 電源拉偏應(yīng)力在常規(guī)條件下做電源拉偏測(cè)試。一次電源（如交流220V和直流-48V）要求拉偏20%，至少10%。二次電源（如直流5V）拉偏10%，至少5%。將市電轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品使用的高壓直流電的AC/DC設(shè)備為一次電源，將一次電源轉(zhuǎn)換成單板使用的低壓直流電的DC/DC設(shè)備為二次電源。10.冷啟動(dòng)應(yīng)力將產(chǎn)品關(guān)電，在產(chǎn)品低溫測(cè)試溫度下“冷浸”0.5（對(duì)單板）2小時(shí)（對(duì)機(jī)柜式產(chǎn)品），然后開電，產(chǎn)品應(yīng)能正常工作。將以上過程重復(fù)3次以上。11.鹽霧應(yīng)力鹽溶液為濃度5%的NaCl溶液。連續(xù)鹽霧測(cè)試的時(shí)間為24小時(shí)。交變鹽霧測(cè)試的時(shí)間為：鹽霧2小時(shí)，4090%濕熱22小時(shí)，重復(fù)3個(gè)周期。鹽霧測(cè)試溫

23、度為35±2。12.模擬汽車運(yùn)輸?shù)膽?yīng)力 按實(shí)際發(fā)貨的要求包裝和裝載。用載重汽車在三級(jí)公路上以20-40公里時(shí)速跑200公里，或在J300模擬汽車運(yùn)輸臺(tái)上振動(dòng)90min.13.淋雨測(cè)試的應(yīng)力 將產(chǎn)品按實(shí)際使用的狀態(tài)放置，上電工作，功能正常。用花灑噴頭對(duì)產(chǎn)品噴水，流量約為10L/min。噴頭距產(chǎn)品表面約半米，對(duì)產(chǎn)品表面各處均勻噴水（底面除外）。噴頭中心的出水方向與水平方向的夾角大于30度。噴水時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品體積大小，分別選取5分鐘、10分鐘、20分鐘。噴水后產(chǎn)品功能正常。14.附著力測(cè)試用鋒利刀片（刀鋒角度為15°30°）在測(cè)試樣本表面劃10×10個(gè)1mm&#

24、215;1mm小網(wǎng)格， 每一條劃線應(yīng)深及油漆的底層；用毛刷將測(cè)試區(qū)域的碎片刷干凈；用粘附力350400g/cm2的膠帶（3M600號(hào)膠紙或等同） 牢牢粘住被測(cè)試小網(wǎng)格，并用橡皮擦用力擦拭膠帶，以加大膠帶與被測(cè)區(qū)域的接觸面積及力度；用手抓住膠帶一端，在垂直方向（90°）迅速扯下膠紙，同一位置進(jìn)行2次相同測(cè)試；結(jié)果判定： 要求附著力4B時(shí)為合格。5B劃線邊緣光滑，在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處均無油漆脫落； 4B在劃線的交叉點(diǎn)處有小片的油漆脫落，且脫落總面積小于5；3B在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有小片的油漆脫落，且脫落總面積在515之間；2B在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有成片的油漆脫落，且脫落總面積在15

25、35之間；1B在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有成片的油漆脫落，且脫落總面積在3565之間；0B在劃線的邊緣及交叉點(diǎn)處有成片的油漆脫落，且脫落總面積大于65。15.耐磨性測(cè)試用專用的日本砂質(zhì)橡皮(橡皮型號(hào)：LER902K)，施加500g的載荷，以4060次/分鐘的速度，以20mm左右的行程，在樣本表面來回磨擦300個(gè)循環(huán)。結(jié)果判定：測(cè)試完成后以油漆不透底時(shí)為合格。注:如果采用的是UV漆，用方法一測(cè)試要求達(dá)300個(gè)循環(huán)，用方法二測(cè)試要求達(dá)500個(gè)循環(huán)。16.耐醇性測(cè)試用純棉布蘸滿無水酒精（濃度99.5），包在專用的500g砝碼頭上（包上棉布后測(cè)試頭的面積約為1cm2），以4060次/分鐘的速度 ,20 m

26、m左右的行程, 在樣本表面來回擦拭200個(gè)循環(huán)。結(jié)果判定: 測(cè)試完成后以油漆不透底時(shí)為合格。17.硬度測(cè)試用2H鉛筆（三菱牌），將筆芯削成圓柱形并在400目砂紙上磨平后，裝在專用的鉛筆硬度測(cè)試儀上( 施加在筆尖上的載荷為1Kg，鉛筆與水平面的夾角為45°)，推動(dòng)鉛筆向前滑動(dòng)約5mm長(zhǎng)，共劃5條，再用橡皮擦將鉛筆痕擦拭干凈。結(jié)果判定：檢查產(chǎn)品表面有無劃痕，當(dāng)有1條以下時(shí)為合格。注：如果采用的是UV漆，硬度要求達(dá)3H以上。18.耐化妝品測(cè)試先用棉布將產(chǎn)品表面擦拭干凈，將凡士林護(hù)手霜（或SPF8的防曬霜）涂在產(chǎn)品表面上后，將產(chǎn)品放在恒溫箱內(nèi)（溫度設(shè)定在60±2,濕度設(shè)定在為90%

27、±2%）, 保持48h 后將產(chǎn)品取出，用棉布將化妝品擦拭干凈。檢查產(chǎn)品外觀，并測(cè)試油漆的附著力、耐磨性。結(jié)果判定：產(chǎn)品表面無異常, 附著力和耐磨性測(cè)試合格。19.耐手汗測(cè)試將汗液浸泡后的無紡布貼在產(chǎn)品表面上并用塑料袋密封好，在常溫環(huán)境下放置48h后，將產(chǎn)品表面的汗液擦拭干凈，檢查油漆的外觀，并測(cè)試油漆的附著力、耐磨性。結(jié)果判定：產(chǎn)品表面無異常，附著力和耐磨性測(cè)試合格。注：汗液的成份為氨水 1.07% ，氯化鈉0.48%，水98.45%。20.溫度沖擊測(cè)試將樣品放入溫度沖擊測(cè)試箱中；先在-40±2的低溫環(huán)境下保持1h ，在1min內(nèi)將溫度切換到+85±2的高溫環(huán)境下

28、并保持1h ，共做24個(gè)循環(huán)（48 h）。測(cè)試完成后，檢查產(chǎn)品的外觀，并測(cè)試油漆的附著力、耐磨性。結(jié)果判定：產(chǎn)品表面無異常，附著力和耐磨性測(cè)試合格。補(bǔ)：三類測(cè)試的差別可靠性試驗(yàn)則是提高產(chǎn)品可靠性的重要工作項(xiàng)目和手段，典型的可靠性試驗(yàn)有三類：A.可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)； B.可靠性鑒定試驗(yàn)； C.例行試驗(yàn)。 三類主要差別如下：可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)可靠性鑒定試驗(yàn)例行試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康脑谘兄七^程中模擬實(shí)際的或加速的使用條件進(jìn)行試驗(yàn)，使產(chǎn)品存在的設(shè)計(jì)（包括電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)）缺陷變?yōu)橛补收隙浞直┞?，?duì)故障進(jìn)行分析、采取糾正措施，根除故障產(chǎn)生的原因或降低故障率到可以接受的值，使產(chǎn)品的固有可靠性得到增長(zhǎng)驗(yàn)證產(chǎn)品的

29、設(shè)計(jì)能否在規(guī)定的環(huán)境條件下滿足規(guī)定的性能及可靠性要求。試驗(yàn)結(jié)果作為判斷設(shè)備能否定型的依據(jù)。適用于設(shè)計(jì)定型的鑒定對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，以評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性是否全部符合標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品檢驗(yàn)其質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。適用于生產(chǎn)定型、批量生產(chǎn)后的一定周期和在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、材料有較大變動(dòng)后的檢驗(yàn)。試驗(yàn)條件電應(yīng)力根據(jù)輸入交流電源電壓和輸入直流電源電壓的允許變化范圍，部分時(shí)間在設(shè)計(jì)的標(biāo)稱輸入電壓下工作，部分時(shí)間在最高輸入電壓下工作，部分時(shí)間在最低輸入電壓下工作。例如：程控用戶交換機(jī)應(yīng)在AC220V，DC-48V、DC-40V-57V范圍內(nèi)正常完成接續(xù)同可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)除電源電壓拉偏

30、試驗(yàn)外，在標(biāo)稱輸入電壓下工作。電源拉偏試驗(yàn)根據(jù)不同的產(chǎn)品參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在最高、最低電壓下工作試驗(yàn)條件熱應(yīng)力所施加的應(yīng)力強(qiáng)度可略高于使用時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度，以不引起新的故障機(jī)理為限。如溫度循環(huán)一般可以將略高于產(chǎn)品高溫溫度、略低于產(chǎn)品低溫溫度作為溫度循環(huán)的上、下限溫度，溫度變化率可取5/min或10/min。循環(huán)周期時(shí)間根據(jù)溫度變化率而定將產(chǎn)品工作高溫溫度作為試驗(yàn)溫度按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的工作高、低溫溫度進(jìn)行各種功能和指標(biāo)的檢驗(yàn)。按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)運(yùn)高、低溫溫度進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)試驗(yàn)。工作模式試驗(yàn)條件模擬在規(guī)定條件下的各種工作模式。工作模式指的是：連續(xù)工作，斷續(xù)工作，高溫啟動(dòng)，低溫啟動(dòng)，全負(fù)荷工作，輕負(fù)荷工作等模擬在規(guī)定條件下滿

31、足全面檢測(cè)受試產(chǎn)品的功能、性能參數(shù)和指標(biāo)的工作模式同可靠性鑒定試驗(yàn)檢測(cè)參數(shù)試驗(yàn)條件在試驗(yàn)前、后及過程中某些規(guī)定控制點(diǎn)應(yīng)檢測(cè)受試產(chǎn)品的性能參數(shù)?？梢詸z測(cè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的所有參數(shù)，也可以只檢測(cè)某些主要參數(shù)在試驗(yàn)過程中全面檢測(cè)受試產(chǎn)品的功能、性能參數(shù)和指標(biāo)在試驗(yàn)過程中或試驗(yàn)后檢測(cè)受試產(chǎn)品的規(guī)定功能、性能參數(shù)和指標(biāo)試驗(yàn)時(shí)間 一般為試驗(yàn) 產(chǎn) 品 的 MTBF（1最低可接受值）的幾倍。試驗(yàn)時(shí)間=每個(gè)產(chǎn)品實(shí)際試驗(yàn)時(shí)間×試驗(yàn)產(chǎn)品數(shù)加速系數(shù)根據(jù)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案確定按各種試驗(yàn)項(xiàng)目的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。例如：高溫、高溫儲(chǔ)存、低溫、低溫儲(chǔ)存保持時(shí)間2小時(shí)，恒定濕熱保持48小時(shí)等；試驗(yàn)產(chǎn)品數(shù)試驗(yàn)條件至少2個(gè)產(chǎn)品（如

32、果可能）為了縮短產(chǎn)品實(shí)際試驗(yàn)時(shí)間，只要試驗(yàn)裝置允許，應(yīng)盡可能增加試驗(yàn)產(chǎn)品數(shù)量，一般至少要2個(gè)根據(jù)GB2829周期檢查計(jì)數(shù)抽樣程序及抽樣表（適用于生產(chǎn)過程穩(wěn)定性的檢查）和試驗(yàn)裝置的具體情況決定試驗(yàn)產(chǎn)品數(shù)量試驗(yàn)方案或試驗(yàn)項(xiàng)目可靠性增長(zhǎng)方案：可靠性增長(zhǎng)應(yīng)有增長(zhǎng)目標(biāo)值（0可接受質(zhì)量水平），必須要有可靠性增長(zhǎng)模型。典型的可靠性增長(zhǎng)模型有Duane模型和Amsaa模型。在試驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)應(yīng)該達(dá)到或超過規(guī)定的可靠性指標(biāo)見下（一）例行試驗(yàn)包括如下試驗(yàn)項(xiàng)目：高溫試驗(yàn) 低溫試驗(yàn) 恒定濕熱試驗(yàn) 運(yùn)輸（振動(dòng)）；等試驗(yàn)合格性在規(guī)范化的試驗(yàn)設(shè)備中，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到規(guī)定的可靠性指標(biāo)，認(rèn)為合格。若增長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)未達(dá)到規(guī)定的可靠性指

33、標(biāo)，則作為不合格處理按選擇的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案規(guī)定的接收或拒收判據(jù)作為產(chǎn)品是否合格的依據(jù)判別水平和抽樣方案在GB 2829 中選擇。產(chǎn)品質(zhì)量以不合格數(shù)表示。產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)的最終判定按檢測(cè)項(xiàng)目所達(dá)到的最低質(zhì)量等級(jí)確定。（即B類不合格數(shù)達(dá)到的質(zhì)量等級(jí)和C類不合格數(shù)達(dá)到的質(zhì)量等級(jí)兩者中取較低者）失效判據(jù)見下（二）同可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)對(duì)受試產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)和檢查，根據(jù)每一項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果和檢查結(jié)果確定是否有B類不合格或C類不合格，分別累計(jì)所有試驗(yàn)和檢查的B類不合格和C類不合格即為受試產(chǎn)品的B類不合格數(shù)和C類不合格數(shù)（一）：可 靠 性 鑒 定 試 驗(yàn) 試驗(yàn)方案的種類有兩種： a 定時(shí)截尾試驗(yàn)方案根據(jù)已知的0（可接受質(zhì)量水平

34、），1（最低可接受值），（生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)），（使用方風(fēng)險(xiǎn)）（或鑒別比d），查表可得具體的試驗(yàn)方案，包括：需要的試驗(yàn)時(shí)間（以1為單位）、接收判決數(shù)和拒收判決數(shù)。試驗(yàn)時(shí)間=受試產(chǎn)品累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間之和×加速系數(shù)。采用這種試驗(yàn)方案時(shí)，試驗(yàn)到需要的試驗(yàn)時(shí)間，按規(guī)定的試驗(yàn)方案做出接收或拒收判決?；蛘呷粼囼?yàn)雖未達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間，但失效數(shù)已大于或等于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的拒收判決數(shù)時(shí)，亦可停止試驗(yàn)。 b 截尾序貫試驗(yàn)方案根據(jù)已知的0，1，鑒別比d，查表可得具體的試驗(yàn)方案，再根據(jù)已進(jìn)行的累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間和累計(jì)失效數(shù)確定是接收、拒收還是繼續(xù)試驗(yàn)。 試驗(yàn)方案的選擇 a 當(dāng)需要預(yù)先知道準(zhǔn)確的總試驗(yàn)時(shí)間和試驗(yàn)費(fèi)用時(shí)，選用定時(shí)截

35、尾試驗(yàn)方案。 b 對(duì)于質(zhì)量較好或質(zhì)量較差的產(chǎn)品時(shí)，選用截尾序貫試驗(yàn)方案。 c 如果需要短時(shí)間內(nèi)做出判斷，并且可承擔(dān)較高的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，選用高風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)方案（=30%）。 用試驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)估計(jì)平均故障間隔時(shí)間MTBF a 區(qū)間估計(jì)的置信度：選取1-2作為雙邊置信區(qū)間的置信度，選取1-作為單邊置信區(qū)間的置信度。 b 采用定時(shí)截尾方案接收時(shí)對(duì)MTBF的估計(jì)：MTBF的觀測(cè)值=試驗(yàn)時(shí)間/失效數(shù) 根據(jù)總失效數(shù)及規(guī)定的置信度，查表讀出下限因子和上限因子，用下限因子和上限因子分別乘觀測(cè)值，得MTBF的下限值L和上限值U。非定時(shí)截尾接收方案，MTBF的觀測(cè)值同上式，上、下限因子查有關(guān)國軍標(biāo)。（二）：可 靠 性 增 長(zhǎng)

36、試 驗(yàn) 在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)該對(duì)每個(gè)被測(cè)參數(shù)規(guī)定可接收的性能范圍。若任一參數(shù)超出這種范圍時(shí)，應(yīng)稱作一次失效。如果不只是一個(gè)參數(shù)偏離了規(guī)定范圍，而且能證明不是同一原因使這些參數(shù)超出規(guī)定范圍時(shí)，每一種參數(shù)的偏離都應(yīng)算作產(chǎn)品的一次失效。如果參數(shù)偏離規(guī)定范圍是同一原因造成的，只記作產(chǎn)品的一次失效。 出現(xiàn)兩種或多種獨(dú)立失效的情況下，每一種失效情況都應(yīng)認(rèn)作受試產(chǎn)品的一次失效。 由于元器件時(shí)好時(shí)壞，或因虛焊、漏焊、短路、開路、接觸不良等造成的產(chǎn)品故障，均記入失效數(shù)內(nèi)。 產(chǎn)品在一個(gè)有限時(shí)間內(nèi)停止工作，接著又在沒有任何外界激勵(lì)的情況下恢復(fù)工作，這叫間歇失效，應(yīng)記作受試產(chǎn)品的一次失效。 已經(jīng)證實(shí)是未按規(guī)定的條件使用所引

37、起的故障、僅屬某項(xiàng)將不采用的設(shè)計(jì)所引起的故障、以及外加應(yīng)力超過規(guī)定值所引起的故障叫“非關(guān)聯(lián)故障”，否則叫“關(guān)聯(lián)故障”， “非關(guān)聯(lián)故障”不記入受試產(chǎn)品失效數(shù)內(nèi)。但應(yīng)記錄并采取措施以防止再度發(fā)生。 由于另一個(gè)組成部分失效而引起的失效，稱作從屬失效，不記入產(chǎn)品失效數(shù)內(nèi)。經(jīng)過各種測(cè)試，若發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品失效，就應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，有些時(shí)候只需要更換一個(gè)器件即可，有些時(shí)候只需要調(diào)整一個(gè)器件的輸出即可，但有些時(shí)候卻要更改設(shè)計(jì)才能避免一個(gè)缺陷。當(dāng)增加一個(gè)器件受到成本和產(chǎn)品大小的限制時(shí)，也會(huì)考慮到更改設(shè)計(jì)（如當(dāng)某一器件發(fā)熱導(dǎo)致產(chǎn)品時(shí)，可以增加一個(gè)風(fēng)扇，當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部空間不允許這樣做時(shí)，就要考慮更改設(shè)計(jì)了）；下一節(jié)將介紹，

38、在設(shè)計(jì)時(shí)常用的方法，以增強(qiáng)產(chǎn)品性能、增長(zhǎng)產(chǎn)品可靠性。第三節(jié) 可靠性增長(zhǎng)假設(shè)對(duì)某一產(chǎn)品/系統(tǒng)要求的可靠性為：MTBF大于2000H，那么在對(duì)此系統(tǒng)立項(xiàng)時(shí)，MTBF應(yīng)該設(shè)立怎么樣的目標(biāo)值？如何達(dá)到這一目標(biāo)值，這就關(guān)系到可靠性預(yù)計(jì)和分配。開展可靠性預(yù)計(jì)和分配工作，是確保設(shè)計(jì)、生產(chǎn)“好”產(chǎn)品的指導(dǎo)性和基礎(chǔ)性工作。首先將產(chǎn)品可靠性指標(biāo)自上而下逐級(jí)地分配到產(chǎn)品的各個(gè)層次，借此落實(shí)相應(yīng)層次的可靠性要求，并使整個(gè)與各部分之間的可靠性相互協(xié)調(diào)。盡量做到既避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)又避免局部“質(zhì)量過?！倍鴰砝速M(fèi)?？煽啃灶A(yù)計(jì)則是自下到上地預(yù)計(jì)產(chǎn)品各層次的可靠性參數(shù)，判斷各層次設(shè)計(jì)是否滿足分配的可靠性指標(biāo)。只有各層次的可靠性

39、分別達(dá)到分配的要求，才能保證產(chǎn)品可靠性指標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)未達(dá)到分配指標(biāo)要求的設(shè)計(jì)，則能發(fā)現(xiàn)其可靠性薄弱環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)上的隱患及提供選擇糾正措施的指南，并依此改進(jìn)設(shè)計(jì)直到滿足指標(biāo)要求為止。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該“設(shè)計(jì)進(jìn)”規(guī)定的可靠性指標(biāo)，也就是必須通過開展可靠性預(yù)計(jì)和分配工作盡早來落實(shí)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，而不是靠產(chǎn)品既成之后的抽樣統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果。一、MTBF的設(shè)計(jì)目標(biāo)值為了使產(chǎn)品滿足使用要求，也就是為了使產(chǎn)品的MTBF達(dá)到一定的最基本的要求，我們應(yīng)該在從設(shè)計(jì)階段就開始考慮這個(gè)要求；很顯然，如果要求產(chǎn)品在使用時(shí)MTBF為200H，那產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的MTBF就應(yīng)該比200H大，才有把握保證產(chǎn)品的MTBF滿足這一要求

40、。使用時(shí)MTBF與設(shè)計(jì)時(shí)MTBF一般情況下滿足如下關(guān)系：PO1MAVT25%經(jīng)驗(yàn)因子200h250h312h625h781hD=225%安全余量25用戶使用要求設(shè)計(jì)目標(biāo)值可靠性定量指標(biāo)MTBF（）有諸多參數(shù)，它們之間關(guān)系上圖所示。T（MFHBF）門限值。根據(jù)用戶需求或使用要求而定；MAV最低可接收值，一般MAV/T=1.25，它是考核指標(biāo)；1MTBF檢驗(yàn)下限值，在統(tǒng)計(jì)測(cè)試方案中，當(dāng)產(chǎn)品MTBF真值接近或等于1時(shí)，以高概率拒收該產(chǎn)品，一般1/MAV =1.25。0MTBF檢驗(yàn)上限值，在統(tǒng)計(jì)測(cè)試方案中，當(dāng)產(chǎn)品MTBF真值接近或等于1時(shí)，以高概率接收該產(chǎn)品，一般0/1 =D0；按GJB 899測(cè)試方

41、案，=0.1，D0=D=2；pMTBF設(shè)計(jì)值，又稱規(guī)模值，是研制任務(wù)書中規(guī)定和期望達(dá)到的指標(biāo)；按GJB299預(yù)計(jì)p/o=1.25。所以p/T3.9；也就是說，設(shè)計(jì)目標(biāo)值最小應(yīng)該在實(shí)現(xiàn)使用要求值的4倍；一般情況下設(shè)計(jì)值為實(shí)現(xiàn)使用要求值的510倍。二、可靠性模型為了定量分配、估計(jì)和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可靠性，建立產(chǎn)品的可靠性模型是一種直觀的、有效的方法?？煽啃阅Ｐ桶煽啃苑娇驁D和可靠性數(shù)學(xué)模型。產(chǎn)品典型的可靠性模型有串聯(lián)模型和并聯(lián)模型，還有些復(fù)雜的模型等等。例如（本例中各參數(shù)的意義、各參數(shù)與其它可靠性參數(shù)之間的關(guān)系，隨后有詳述）：（1）m個(gè)單一系統(tǒng)串聯(lián)（只要有一個(gè)單元失效，整個(gè)系統(tǒng)就失效）R1（2）m個(gè)單

42、一系統(tǒng)并聯(lián)（只要有一個(gè)單元能工作，整個(gè)系統(tǒng)就能工作）：（3）三個(gè)混合聯(lián)結(jié)：S1S2S3（4）復(fù)雜可靠性模型的建立對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型,如果是簡(jiǎn)單的串并或并串的混聯(lián)結(jié)構(gòu),其建模和數(shù)學(xué)模型的計(jì)算較簡(jiǎn)單。對(duì)很難轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的串并結(jié)構(gòu)模型的分析需采用其他方法,常用的有布爾真值法、概率展開分析法、貝葉斯法等；這里不作敘述。注：產(chǎn)品的可靠性框圖表示產(chǎn)品中各單元之間的功能邏輯關(guān)系，產(chǎn)品原理圖表示產(chǎn)品各單元的物理關(guān)系，兩者不能混淆如，某振蕩器由電感和電容器組成，從原理圖（圖A）上看兩者是并聯(lián)關(guān)系，但從可靠性關(guān)系上看，兩者只要其中一個(gè)發(fā)生故障，振蕩器都不能工作，因此是串聯(lián)模型（圖B）。LC圖A圖B三、可靠性分配在產(chǎn)品

43、的設(shè)計(jì)階段，就要把要求的MTBF“設(shè)計(jì)進(jìn)”產(chǎn)品里。當(dāng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，將可靠性指標(biāo)自上而下逐級(jí)地分配到各個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。它是一個(gè)由整體到局部，由上到下的分解過程，這個(gè)過程就叫做可靠性分配?？煽啃苑峙溆性S多方法，如等分配法、評(píng)分分配法、比例組合法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法等。1、等分配法顧名思義，等分就是將失效率分配到各個(gè)部件時(shí)，是均分的。如一個(gè)有兩個(gè)模塊的系統(tǒng)要求MTBF為500H，則分配到每個(gè)模塊的MTBF都為1000H。2、評(píng)分分配法在產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)缺乏的情況下，可以請(qǐng)熟悉產(chǎn)品、有工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的專家，按照影響產(chǎn)品可靠性的幾種主要因素（如：復(fù)雜度、技術(shù)成熟度、重要度及環(huán)境條件）進(jìn)行評(píng)分（每一種因素的分值在

44、110之間，難度越高評(píng)分越高），然后根據(jù)評(píng)分的結(jié)果給各分系統(tǒng)或部件分配可靠性指標(biāo)。例如某個(gè)系統(tǒng)（要求的MTBF為500h）由A/B/C/D四個(gè)部件組成，各部件評(píng)分如下表：部件復(fù)雜度技術(shù)成熟度重要度環(huán)境條件各部件評(píng)分各部件評(píng)分系數(shù)Ci分配給各部件的故障率分配給各部件的MTBFA896834560.4622790.000924561081.597B576816800.2247190.000449442225C56659000.1203850.000240774153.333D668514400.1926160.000385232595.833合計(jì)747610.002500說明:（1）對(duì)四個(gè)部件（A

45、/B/C/D）按四種因素評(píng)分后，填入上表（蘭色字跡部份）；（2）對(duì)A部份而言，最后評(píng)分為8*9*6*83456；B的評(píng)分為5*7*6*81680；同理C的評(píng)分為900、D的評(píng)分為1440；最后四部分總分為：7476；紫紅色字跡部份。（3）對(duì)A部份而言，評(píng)分系數(shù)為3456/74760.46；B的評(píng)分系數(shù)為1680/74760.22；C的評(píng)分系數(shù)為0.12；D的評(píng)分系數(shù)為0.19；淺紫色部份。（4）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，失效率為1/5000.002；所以分配給A的失效率為：0.46*0.0020.0009，對(duì)應(yīng)的MTBF為1081.6H；同理得B/C/D的失效率和MTBF，紅色字跡部份。3、比例組合法？

46、四、可靠性預(yù)計(jì)為了達(dá)到分配的目標(biāo)值，首先要知道的是將要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的可靠度可以達(dá)到什么水平。如果系統(tǒng)可以達(dá)到的MTBF遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)目標(biāo)，就可以進(jìn)行研發(fā)；如果小于設(shè)計(jì)目標(biāo)值，就必須重新設(shè)計(jì)。那么如何確定將要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的MTBF值？在產(chǎn)品研發(fā)早期階段各種信息還不足，無法計(jì)算，僅能用概略預(yù)計(jì)法進(jìn)行可靠性指標(biāo)預(yù)計(jì)；現(xiàn)推薦一種簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、實(shí)用方法，即簡(jiǎn)單枚舉不完全歸納快速預(yù)計(jì)法，簡(jiǎn)稱CW可靠性指標(biāo)預(yù)計(jì)法。CW法預(yù)計(jì)公式：S系統(tǒng)失效率0電子元器件平均基本失效率，對(duì)于國產(chǎn)器件0=10-5-10-6（1/h）、對(duì)于進(jìn)口器件0=10-7-10-8（1/h）；K1降額設(shè)計(jì)*效果因子，根據(jù)降額設(shè)計(jì)水平不一樣，一般取K1

47、=（10-1）×10-2；考慮到產(chǎn)品的體積、重量與成本，一般取K1=10-1；K2環(huán)境應(yīng)力篩選效果因子、產(chǎn)品經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選測(cè)試，可靠性將有一定幅度提高，一般K1=0.5-0.1。K3環(huán)境影響因子。產(chǎn)品使用于不同環(huán)境其取值也不同，K3取值見下表：使用環(huán)境K3推薦值測(cè)試室內(nèi)0.5-11普通室內(nèi)1.1-105陸用（固定）5-108車載13-3020艦船載10-2215機(jī)載40-8050K4機(jī)械結(jié)構(gòu)影響因子。在使用中，機(jī)械結(jié)構(gòu)件也會(huì)產(chǎn)生故障。一般取值K4=1.5-3.5；K5制造工藝影響因子。產(chǎn)品在制造過程中，制造工藝不良也會(huì)影響產(chǎn)品可靠性；一般取值K5=1.5-3.5；N系統(tǒng)所含電子元器

48、件數(shù)量；MTBFS系統(tǒng)平均故障間隔時(shí)間；用CW法預(yù)計(jì)可靠性指標(biāo)，只需要知道設(shè)計(jì)中所以用到的電子元器件的個(gè)數(shù)、電子元器件的產(chǎn)地、系統(tǒng)將要使用的環(huán)境（就可以估計(jì)出系統(tǒng)的S，從而得到MTBF）；*降額設(shè)計(jì)是一種為了提升產(chǎn)品可靠性而常用的設(shè)計(jì)方法，此部分內(nèi)容隨后給出說明。這里先給出一個(gè)CW法預(yù)計(jì)實(shí)例（例一）：某陸用移動(dòng)產(chǎn)品，該產(chǎn)品含有進(jìn)口電子元器件約為2000個(gè)，其固有可靠性指標(biāo)為：S=0·K 1·K 2·K3·K4·K 5·N=10-7×10-1×0.5×5×1.5×2×2000=

49、15×10-5/h在使用過程中，要求MTBF為200H，則設(shè)計(jì)目標(biāo)值為800H，6667>800，也就不需要改動(dòng)了。但用戶要求MTBF為2000H（則設(shè)計(jì)目標(biāo)值為8000H），對(duì)于一個(gè)MTBF為6667H的系統(tǒng)（此時(shí)的可靠性稱為系統(tǒng)的基本可靠性），為了達(dá)到MTBF為8000H的要求，就必須提升系統(tǒng)完成任務(wù)的能力（也就是提升系統(tǒng)的任務(wù)可靠性）。這種使產(chǎn)品的可靠性獲得提高的過程稱為可靠性增長(zhǎng)。五、可靠性設(shè)計(jì)方法1、降額設(shè)計(jì)；降額設(shè)計(jì)，為了提升電子設(shè)備的可靠性而常用，主要是指構(gòu)成電子設(shè)備的元器件使用中所承受的應(yīng)力（電應(yīng)力和溫度應(yīng)力）低于元器件本身的額定值，以達(dá)到延緩其參數(shù)退化，增加工

50、作壽命，提高使用可靠性的目的。施加在電子元器件上的電應(yīng)力、熱應(yīng)力大小直接影響電子元器件的失效率高低。如鍺NPN晶體管基本失效率與電應(yīng)力及熱應(yīng)力關(guān)系，如果溫度不變（0），而從滿負(fù)荷使用降至額定負(fù)荷的0.1使用，則基本失效率降低了6倍；如果電應(yīng)力不變（額定負(fù)荷的0.1）而溫度從90降至0，則基本失效率降低了16倍；如果負(fù)荷及溫度都降低，電應(yīng)力從額定值0.6降至0.1，而溫度從55降至0，則基本失效率降低到原來的1/20。在降額設(shè)計(jì)中，“降”得越多，要選用的元器件在性能就應(yīng)該越好，成本也就越高，所以在降額設(shè)計(jì)過程中，要綜合考慮。電子產(chǎn)品發(fā)展到今天，人們已經(jīng)總結(jié)出“降額”的通用準(zhǔn)則，詳見元器件降額準(zhǔn)則

51、一覽表。并不所有的電子產(chǎn)品都可以“降額”，在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程時(shí)，應(yīng)該注意：A、不應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)所推薦的降額量值絕對(duì)化，應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的特殊性適當(dāng)調(diào)整；B、應(yīng)注意到，有些元器件參數(shù)不能降額；C、一般說來，對(duì)于電子元器件，其應(yīng)用應(yīng)力越降低越能提高其使用可靠性，但卻不盡然。如聚苯乙烯電容器，降額太大易產(chǎn)生低電平失效；D、為了降低元器件的失效率，提高設(shè)備可靠性而大幅值降低其應(yīng)用應(yīng)力，按其功能往往需要增加元器件數(shù)量和接點(diǎn)，反而降低了設(shè)備可靠性；E、對(duì)器件進(jìn)行降額應(yīng)用時(shí)，不能將所承受的各種應(yīng)力孤立看待，應(yīng)進(jìn)行綜合權(quán)衡；F、不能用降額補(bǔ)償?shù)姆椒ń鉀Q低質(zhì)量元器件的使用問題，低質(zhì)量產(chǎn)品要慎重使用；2、冗余設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)的可靠

52、度為MTBF6667H，達(dá)不到設(shè)計(jì)目標(biāo)值MTBF8000H；如果把兩個(gè)這樣的系統(tǒng)“并聯(lián)”起來，結(jié)果將會(huì)怎么樣呢？R1R1R1并聯(lián)分析：一個(gè)系統(tǒng)的可靠度MTBF6667H，對(duì)應(yīng)的失效密度為1，可靠度為R1，失效率為F1；并聯(lián)后的系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的失效密度為s，可靠度為Rs，失效率為Fs；則：FsF1×F1，F(xiàn)11e-l1tFs1e-lst1 1/MTBFMTBFs1/s近似計(jì)算后得：MTBFs1.5×MTBF10000（h），也就滿足了設(shè)計(jì)目標(biāo)值；這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的冗余設(shè)計(jì)例子；冗余設(shè)計(jì)過程中，必定會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的體積、成本等；在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中也要綜合考慮。在進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下

53、應(yīng)注意：A. 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在可靠性、體積、重量及成本四者之間進(jìn)行權(quán)衡優(yōu)化設(shè)計(jì)；B. 在設(shè)計(jì)時(shí)，不是構(gòu)成系統(tǒng)所有的單元都需要進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，應(yīng)選取那些可靠性薄弱環(huán)節(jié)和對(duì)執(zhí)行任務(wù)及安全性影響至關(guān)重要單元進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。C. 為了提高系統(tǒng)的任務(wù)可靠性，如果提高單元的元器件可靠性可以與進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)有相同可靠性水平；同時(shí)，提高單元的元器件水平較易且成本不高，那就采取提高單元的元器件可靠性水平，即選用高可靠元器件，尤其對(duì)長(zhǎng)期工作的通訊產(chǎn)品尤為重要，往往在較長(zhǎng)工作時(shí)間更顯現(xiàn)出選用高可靠元器件的優(yōu)越性；從上面的冗余設(shè)計(jì)中，可以看出兩個(gè)單元結(jié)構(gòu)是并聯(lián)的。除并聯(lián)處還有很多其它的結(jié)構(gòu)/模型，這里不作多述。3、熱設(shè)計(jì)對(duì)電子

54、產(chǎn)品而言，一方面當(dāng)溫度升高時(shí)失效率成指數(shù)形式增加、一方面是有些電子只能在某一溫度下使用，為了提升產(chǎn)品的可靠性，工作過程中，讓系統(tǒng)穩(wěn)定在一個(gè)合適的溫度是非常必要的；這樣，在設(shè)計(jì)的最初就應(yīng)該考慮到熱量的產(chǎn)生與發(fā)散的問題，這部份工作就是熱設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容；3.1 熱量的產(chǎn)生電子設(shè)備內(nèi)部熱源主要是一些發(fā)熱的電子元器件，如電真空器件、半導(dǎo)體器件、集成塊以及電阻器、電容器、變壓器、流圈等，它們的熱能均由電能轉(zhuǎn)換而成；集成電路的熱耗一般用Vcc×Icc計(jì)算；高速飛行的導(dǎo)彈以及其它的飛行器，由于空氣阻力的作用，在設(shè)備的外殼上將產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量將傳到裝在飛行器內(nèi)的電子設(shè)備中；為了克服機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程

55、中的摩擦力將損失部分能量，這又是一種熱能的轉(zhuǎn)換形式；新電子設(shè)備所使用地點(diǎn)不同和載體用途不同及其在載體上所處位置其環(huán)境溫度也大不相同。如月球表面在太陽照射情況下可大274，而石油廁井儀探頭在進(jìn)入300m井下可達(dá)300多；3.2 熱傳導(dǎo)公式傳熱類型數(shù)學(xué)公式參數(shù)說明傳導(dǎo)散熱Q=KAt/LQ=傳導(dǎo)散熱量（W） K=導(dǎo)熱系數(shù)（W/m ）A導(dǎo)體橫截面積(m2) t-傳熱路徑兩端溫差（）L-傳熱路徑長(zhǎng)度（m）自然對(duì)流 散熱Q=htQ=對(duì)流散熱量（W） R=換熱系數(shù)（W/m2）A-有效散熱面積(m2) t-換熱表面與流體溫差（）輻射換熱Q=T4Q=輻射散熱量（W） =散熱表面輻射率（W/m2）T-絕對(duì)溫度（K） -斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)(W/m2) 半導(dǎo)體器件 自然冷卻（tj-ta）/=Rj+Rb +Rftj器件結(jié)溫 ta環(huán)境溫度Rj內(nèi)熱阻 Rb界面熱阻Rf散熱器熱阻 器件功能3.3 熱設(shè)計(jì)常用的技術(shù)措施為了使元件不在過高溫度下工作、以避免參數(shù)漂移、保持電氣性能