可靠度試驗(yàn)ReliabilityTest課件

1、第六章 可靠度試驗(yàn)：郭秉裕：童超塵 教授報(bào)告者授課老師可靠度試驗(yàn)概論-概說(shuō)試驗(yàn)與實(shí)證最大差別為試驗(yàn)條件的可控性與重復(fù)性研發(fā)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員盡其最大努力將系統(tǒng)與裝備的可靠度需求轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)需求及參數(shù)，然後使用最佳的材料、零件，參照可用的設(shè)計(jì)指引與準(zhǔn)則，將可靠度設(shè)計(jì)入產(chǎn)品中，並運(yùn)用各種可靠度分析技術(shù)，確保設(shè)計(jì)品為可靠的產(chǎn)品。：證明研製產(chǎn)品的品質(zhì)特性是否滿足需求？審查、分析、模擬、預(yù)測(cè)、稽核、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、實(shí)證研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)期當(dāng)硬品完成後可靠度試驗(yàn)概論-可靠度試驗(yàn)性能試驗(yàn)：固定時(shí)間和使用條件環(huán)境試驗(yàn)：固定時(shí)間和性能壽命試驗(yàn)(亦稱狹義之可靠度試驗(yàn))：固定性能和環(huán)境試驗(yàn)方法廣義可靠度針對(duì)製程規(guī)劃執(zhí)行確保硬品製

2、造可靠度之應(yīng)力篩選與保證試驗(yàn) EX:電子裝備可靠度的基本定義中包含了四大要素，其中機(jī)率是表現(xiàn)物品可靠度的量度指標(biāo)，另外三項(xiàng)：時(shí)間、環(huán)境及性能?？煽慷仍囼?yàn)概論-可靠度試驗(yàn) 測(cè)定試件的可靠度 找出技術(shù)上的問(wèn)題點(diǎn)並加以改善 判別、比較物品的好壞，並決定合格與否 可靠度試驗(yàn)之目的量測(cè)型可靠度試驗(yàn)改善型可靠度試驗(yàn)鑑定型、確認(rèn)型或認(rèn)證型可靠度試驗(yàn)可靠度試驗(yàn)概論-可靠度試驗(yàn)結(jié)果分類技術(shù)分類目的分類組合層次分類研發(fā)程序分類可靠度試驗(yàn)之種類定性試驗(yàn)定量試驗(yàn)性能或功能試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選環(huán)境試驗(yàn)壽命或可靠度試驗(yàn)加速或加嚴(yán)試驗(yàn)改善型可靠度試驗(yàn)選別型可靠度試驗(yàn)確認(rèn)型可靠度試驗(yàn)零件試驗(yàn)組件試驗(yàn)系統(tǒng)(產(chǎn)品)試驗(yàn)發(fā)展試驗(yàn)鑑定試

3、驗(yàn)接收試驗(yàn):當(dāng)可靠度技術(shù)資料少、過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)不易活用時(shí)，或者必須在短時(shí)間發(fā)現(xiàn)製品的弱點(diǎn)或潛在缺陷，確認(rèn)其品質(zhì)保證程度所實(shí)施的可靠度試驗(yàn)。:根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果所獲得的資料及產(chǎn)品的可靠度模式可以直接推測(cè)試件的可靠度值?？煽慷仍囼?yàn)概論-整體可靠度試驗(yàn)整體度試驗(yàn)規(guī)劃整體試驗(yàn) = 功能試驗(yàn) + 環(huán)境試驗(yàn) + 可靠度試驗(yàn)。一個(gè)完整、適當(dāng)?shù)恼w試驗(yàn)規(guī)劃，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)ESS、EDT及RDGT，而後再適當(dāng)?shù)貓?zhí)行EQT、ERT及PRAT。性能試驗(yàn)(Performance Test)/功能試驗(yàn)(Functional Test)驗(yàn)證設(shè)計(jì)可行性的試驗(yàn)工作，以便及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上之缺失或弱點(diǎn)，適時(shí)加以改進(jìn)。環(huán)境應(yīng)力篩選利用環(huán)境應(yīng)力，使電

4、子硬品在製程因較弱零組件與不良工藝等因素所造成之非設(shè)計(jì)庛病，提早暴露而被檢測(cè)出來(lái)，因而得以採(cǎi)取修改行動(dòng)或?qū)⒅蕹?。可靠度試?yàn)概論-整體可靠度試驗(yàn)環(huán)境試驗(yàn)(Environmental Test)利用模擬的試驗(yàn)設(shè)備，驗(yàn)證試件承受或抵抗環(huán)境應(yīng)力的耐用能力。參考資料美軍標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-810D(1983) 環(huán)境發(fā)展試驗(yàn)(Environmental Development Test, EDT) 設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn)(Design Verification Test, DVT) 環(huán)境接收試驗(yàn)(Environmental Acceptance Test, EAT) 環(huán)境鑑定試驗(yàn)(Environmental Qu

5、alification Test, EQT) 環(huán)境查證試驗(yàn)(Environmental Certification Test, ECT)：又稱為工程發(fā)展試驗(yàn)(Engineering Development Test)，在設(shè)計(jì)發(fā)展階段能夠盡快地發(fā)現(xiàn)新設(shè)計(jì)的缺失(即失效導(dǎo)向)。：驗(yàn)證設(shè)計(jì)硬品在系統(tǒng)的環(huán)境規(guī)格需求下，試驗(yàn)硬品的功能是否能符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。：又稱環(huán)境評(píng)價(jià)試驗(yàn)、飛行接收試驗(yàn)、飛行評(píng)價(jià)試驗(yàn)或飛行或操作支援試驗(yàn)，為在試用、試飛之前在總成層次所做的短時(shí)間試驗(yàn)，用以確定及驗(yàn)證可能發(fā)生的失效。：用以鑑定硬品是否符合系統(tǒng)環(huán)境規(guī)格，作為可進(jìn)行正式生產(chǎn)設(shè)計(jì)定型之依據(jù)。：又稱環(huán)境重鑑定試驗(yàn)(Environme

6、ntal Re-Qualification Test)，為正式生產(chǎn)過(guò)程中，品質(zhì)狀況發(fā)生顯著變異時(shí)，視狀況定期或不定期抽樣執(zhí)行。可靠度試驗(yàn)概論-整體可靠度試驗(yàn)可靠度試驗(yàn)(Reliability Test)/壽命試驗(yàn)(Life Test)/經(jīng)久性試驗(yàn)(Durability Test)驗(yàn)證產(chǎn)品在時(shí)間方面的特性。參考規(guī)範(fàn)美軍標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-781D(1986)和美軍手冊(cè)MIL-HDBK-781D(1986) 量測(cè)試驗(yàn)(Survey Test) 可靠度發(fā)展/成長(zhǎng)試驗(yàn)(Reliability Development/Growth Test, RD/GT) 可靠度鑑定試驗(yàn)(Reliability Qua

7、lification Test, RQT) 生產(chǎn)可靠度接收試驗(yàn)(Production Reliability Acceptance Test, PRAT)廣義可靠度成長(zhǎng)可分為表面成長(zhǎng)和階梯成長(zhǎng)兩種。表面成長(zhǎng)是因?yàn)楹Y除試件中的較弱零件及不良工藝所造成的，而階梯成長(zhǎng)則是因?yàn)楦恼O(shè)計(jì)所造成的。表面成長(zhǎng)不會(huì)由原型件轉(zhuǎn)到生產(chǎn)件，但是會(huì)在裝備的每一單件上重覆發(fā)生，階梯成長(zhǎng)則由於有效的加入設(shè)計(jì)改正行動(dòng)，確實(shí)會(huì)轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)件上?？煽慷仍囼?yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)規(guī)格使用者滿意的公稱值或設(shè)計(jì)值(公稱值)最小可以接收的數(shù)值(最小值)規(guī)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須超過(guò)的下限值最小值的定義必須很明確基本原則試驗(yàn)規(guī)格內(nèi)容 可靠度需求規(guī)格 功

8、能測(cè)試規(guī)格及試驗(yàn)時(shí) 試驗(yàn)環(huán)境與應(yīng)力規(guī)格在試驗(yàn)進(jìn)行中或試驗(yàn)後，裝備全部或其中任何一部分不能按其規(guī)定的性能需求正常運(yùn)作，該試件即視為失效。相關(guān)失效所有在產(chǎn)品使用服勤時(shí)的正常操作情型下所發(fā)生的失效。非相關(guān)失效為異常狀況，或在實(shí)際服勤中不可能遭遇到的狀況下操作所發(fā)生之失效。可靠度試驗(yàn)技術(shù)-失效定義與準(zhǔn)則相關(guān)失效與非相關(guān)失效可歸責(zé)失效與不可歸責(zé)失效致命失效、嚴(yán)重失效、主要失效及次要失效失效分類可靠度試驗(yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)輪廓可靠度試驗(yàn)所用之環(huán)境條件及應(yīng)力位準(zhǔn)與時(shí)間之關(guān)係，此一試驗(yàn)輪廓係推導(dǎo)自系統(tǒng)實(shí)際生命週期或任務(wù)輪廓。執(zhí)行試驗(yàn)時(shí)所使用試驗(yàn)輪廓應(yīng)該為複合環(huán)境條件，此資料是對(duì)待特定的系統(tǒng)、載具(Platfor

9、m)和操作環(huán)境等作分析，並經(jīng)適當(dāng)?shù)牟眠m(Tailoring)，才能確定而提出。生命週期輪廓與任務(wù)輪廓所使用的試驗(yàn)輪廓必須以裝備之生命週期輪廓及任務(wù)輪廓定義為依據(jù)，經(jīng)過(guò)環(huán)境輪廓分析後確定適宜的項(xiàng)目、位準(zhǔn)及時(shí)間，然後依照硬品的特性及試驗(yàn)設(shè)備能力等加以規(guī)劃擬定可靠度試驗(yàn)的基本輪廓週期可靠度試驗(yàn)環(huán)境條件與應(yīng)力水準(zhǔn)環(huán)境應(yīng)力水準(zhǔn)之取決：量測(cè)應(yīng)力預(yù)估應(yīng)力規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)力。可靠度試驗(yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)輪廓可靠度試驗(yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)規(guī)劃與執(zhí)行可靠度試驗(yàn)程序與執(zhí)行方案規(guī)定試驗(yàn)?zāi)康?、?fàn)圍、試驗(yàn)規(guī)格、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)地點(diǎn)、試驗(yàn)程序與步驟等資料，作為試驗(yàn)執(zhí)行之依據(jù)。試驗(yàn)設(shè)備一般可靠度試驗(yàn)的條件多是複合環(huán)境條件，因此其試驗(yàn)設(shè)備以提供

10、試驗(yàn)環(huán)境條件及判定成功與失效所需的儀具設(shè)備為主。 試件安裝在試驗(yàn)設(shè)備試件在試驗(yàn)設(shè)備中的安裝方式應(yīng)該模擬實(shí)際服勤使用的安裝情形，試件周圍的空氣流動(dòng)情形也應(yīng)該模擬預(yù)期的操作狀況，並且安排必要的連接器與附屬儀器設(shè)備?？煽慷仍囼?yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)規(guī)劃與執(zhí)行性能參數(shù)量測(cè)裝備應(yīng)該量測(cè)的性能參數(shù)以及量測(cè)頻率應(yīng)該由專案計(jì)畫單位予以規(guī)定。當(dāng)任何一項(xiàng)必需的性能參數(shù)不在規(guī)定的範(fàn)圍內(nèi)時(shí)，即記錄為一次失效。試驗(yàn)紀(jì)錄 試驗(yàn)日誌與資料紀(jì)錄 裝備失效紀(jì)錄 失效摘要記錄 失效的標(biāo)籤 失效報(bào)告可靠度試驗(yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)規(guī)劃與執(zhí)行失效報(bào)告、分析與改正行動(dòng)最有效的方法為閉路的失效報(bào)告、分析與改正行動(dòng)系統(tǒng)(Failure Report,

11、 Analysis and Corrective Action System)，簡(jiǎn)稱為FRACAS，失效報(bào)告、分析與改正作業(yè)體系。 主要目的： 1.確認(rèn)問(wèn)題，作為設(shè)計(jì)改正之資料，使設(shè)計(jì)符合規(guī)格需求。 2.作為品質(zhì)狀況之重要資料，並藉以印證FMEA或FMECA資料之重要性，並進(jìn)一步發(fā)掘事先未能發(fā)現(xiàn)的失效模式，採(cǎi)行矯正措施。3.提供可靠度分析所需之參考數(shù)據(jù)。預(yù)防維護(hù)除非經(jīng)過(guò)專案計(jì)畫單位特別許可，否則裝備在進(jìn)行可靠度鑑定試驗(yàn)或換修時(shí)不能夠採(cǎi)取任何額外的預(yù)防維護(hù)作業(yè)。試驗(yàn)時(shí)間累積在試驗(yàn)循環(huán)中只有裝備加功率部分的時(shí)間才可以累積為試驗(yàn)時(shí)間，而且所有的功能都應(yīng)該按規(guī)定操作。操作循環(huán)以外所累績(jī)的操作時(shí)間不能列

12、入計(jì)算。失效改正後再試驗(yàn)試驗(yàn)後試件之整修裝備在完成可靠度鑑定試驗(yàn)之後應(yīng)該經(jīng)過(guò)整修並且恢復(fù)至可以滿意操作的狀態(tài)；失效的組件以及已經(jīng)劣化但尚未超出規(guī)定的公差範(fàn)圍的組件都應(yīng)該更換?？煽慷仍囼?yàn)技術(shù)-可靠度試驗(yàn)規(guī)劃與執(zhí)行1. 試驗(yàn)符合拒收決策之後2. 試驗(yàn)拒收前之主要設(shè)計(jì)變更3. 試驗(yàn)拒收前之次要設(shè)計(jì)變更更原則設(shè)計(jì)變環(huán)境應(yīng)力篩選-概說(shuō)環(huán)境應(yīng)力篩選(Environmental Stress Screenign)簡(jiǎn)稱ESS，乃利用外加的環(huán)境壓力，使?jié)撛陟峨娮佑财分醒u程中因較弱零組件與不良工藝等因素所造成之非設(shè)計(jì)瑕疵提早發(fā)生而暴露出來(lái)，然後利用各種適切的檢驗(yàn)或檢測(cè)方法，將這些帶有瑕疵的產(chǎn)品找出來(lái)予以刪除，或採(cǎi)

13、取改正行動(dòng)加以檢修，以便提高硬品之製造品質(zhì)，維持設(shè)計(jì)時(shí)賦予之水準(zhǔn)。環(huán)境應(yīng)力篩選-ESS之基本原理Infant mortality periodRandom failure periodWear-out failure periodBathtub curve環(huán)境應(yīng)力篩選-ESS之基本原理Infant populationFreak populationMain population環(huán)境應(yīng)力篩選-ESS之基本原理以一般簡(jiǎn)單的功能測(cè)試藉由外加壓力須靠設(shè)計(jì)的改良環(huán)境應(yīng)力篩選-執(zhí)行ESS之效應(yīng)確認(rèn)具有潛伏性庛病的零組件。發(fā)掘作業(yè)人員不純熟或疏忽所造成的工藝不良。降低較高產(chǎn)品組合層次失效退修或報(bào)廢的機(jī)率，

14、減低時(shí)程延誤、節(jié)省產(chǎn)品製造和維修整體成本。提早汰除早么期失效，亦即降低使用時(shí)的失效率，提高M(jìn)TBF或可靠度，增強(qiáng)使用者的信心。在研發(fā)階段可協(xié)助早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)之可靠度，並可藉此縮短研發(fā)時(shí)程。環(huán)境應(yīng)力篩選-常用之ESS規(guī)格環(huán)境應(yīng)力篩選主要參考料為美國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)(Institude of Environmental Science, IES)所發(fā)行之指引(guidelines)，在各種常用的篩選應(yīng)力中，按其篩選效率加以比較，依次為溫度循環(huán)、隨機(jī)振動(dòng)、高溫、電性應(yīng)力等，其中溫度循環(huán)和隨機(jī)振動(dòng)的效率最佳，各約佔(zhàn)77 % 79 %和21 % 23 %。溫度循環(huán)隨機(jī)振動(dòng)不同硬品組合層次之應(yīng)用環(huán)

15、境應(yīng)力篩選-常用之ESS規(guī)格溫度範(fàn)圍溫度變化率循環(huán)數(shù)硬品操作狀態(tài)振動(dòng)頻譜振動(dòng)值(單位: Grms)振動(dòng)時(shí)間硬品操作狀態(tài)環(huán)境應(yīng)力篩選-建立有效率之ESS制度目前公認(rèn)ESS為保證產(chǎn)品之品質(zhì)與可靠度較為可行的技術(shù)，為發(fā)揮ESS應(yīng)有的功能，必須針對(duì)產(chǎn)品的特性，並配合由零件、模組、單機(jī)到系統(tǒng)的製程與品管檢試。ESS制度的特質(zhì)與工作內(nèi)容特質(zhì)：有效率的篩選環(huán)境應(yīng)力。 符合成本效益。 適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)與功能測(cè)試。 選用環(huán)境應(yīng)力不超過(guò)產(chǎn)品之設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 具有健全失效處理與改正行動(dòng)體系。工作內(nèi)容： 不同的篩選環(huán)境項(xiàng)目及應(yīng)力水準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生的效應(yīng)分析。 產(chǎn)品於篩選中可能產(chǎn)生的潛在疵病項(xiàng)目的定義。 篩選後的產(chǎn)品使用情形的分析。 環(huán)境應(yīng)力對(duì)硬品不同組合層次的定義。 整個(gè)ESS成本效益分析模式的建立。環(huán)境應(yīng)力篩選-建立有效率之ESS制度制定ESS程序的重點(diǎn) 篩選的環(huán)境應(yīng)力與使用及設(shè)計(jì)的環(huán)境規(guī)格無(wú)直接相關(guān)。 篩選的應(yīng)力水準(zhǔn)不可超過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 應(yīng)先對(duì)產(chǎn)品的振動(dòng)特性及熱傳性作深入的分析。 複合環(huán)境的效益與