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文檔簡介
可靠性工程師必備知識培訓(xùn)教材第4章
可靠性試驗(yàn)
中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院楊啟善目錄第4章可靠性試驗(yàn)4.1概述4.2環(huán)境應(yīng)力篩選4.3可靠性研制試驗(yàn)4.4可靠性增長試驗(yàn)4.5可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)4.6壽命試驗(yàn)練習(xí)4
第一章
概述
一.可靠性試驗(yàn)的重要性
可靠性
是設(shè)計(jì)出來的
是生產(chǎn)出來的
是試驗(yàn)出來的
是管理出來的
二.可靠性試驗(yàn)的含意
可靠性試驗(yàn)是指為了分析、評價(jià)、驗(yàn)證和提高產(chǎn)品可靠性而進(jìn)行的試驗(yàn)。
廣義講,任何與產(chǎn)品失效(故障)效應(yīng)有關(guān)的試驗(yàn)都可以認(rèn)為是可靠性試驗(yàn)。
狹義講,往往是指壽命試驗(yàn)。三.可靠性試驗(yàn)(RT)的作用可靠性是試驗(yàn)出來的,可見RT有著舉足輕重的作用??煽啃允强深A(yù)測的,可驗(yàn)證的??煽啃栽囼?yàn),實(shí)際上是用應(yīng)力和應(yīng)力作用的時(shí)間,以此來激發(fā)產(chǎn)品潛在的各種缺陷(有設(shè)計(jì)的,有生產(chǎn)的等等),于是采取措施剔除這些缺陷產(chǎn)品可靠性由此得到保證。就是說:試驗(yàn),分析和糾正、試驗(yàn)(T-A-A-T)四.可靠性試驗(yàn)的目的對產(chǎn)品可靠性進(jìn)行評估和考核。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)求得產(chǎn)品可靠性指示值;提供產(chǎn)品可靠性保證。對批量產(chǎn)品進(jìn)行可靠性篩選,進(jìn)行鑒定;進(jìn)行可靠性增長。五.注意:試驗(yàn)環(huán)境盡可能模仿現(xiàn)場使用條件;產(chǎn)品必須穩(wěn)定,不穩(wěn)定的做了沒用;試驗(yàn)方法多種多樣,要合理選擇,比如說,可靠性增長試驗(yàn)有單一環(huán)境,綜合環(huán)境。六.可靠性試驗(yàn)的分類按試驗(yàn)場合分:1)現(xiàn)場試驗(yàn);2)試驗(yàn)室試驗(yàn),試驗(yàn)條件便于控制。2.按產(chǎn)品破壞情況分:1)破壞性試件最終要破壞,如:破壞性壽命試驗(yàn)或破壞性極限條件試驗(yàn)。2)非破壞性不破壞試件而獲得可靠性數(shù)據(jù)的試驗(yàn)。3.按試驗(yàn)?zāi)康姆?1)可靠性增長試驗(yàn)這是一種遵循試-問-改-試即不斷進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)不斷改進(jìn)產(chǎn)品可靠性的試驗(yàn),直到可靠性指標(biāo)滿足要求為止,也稱增長試驗(yàn)。2)可靠性鑒定試驗(yàn)鑒定產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)定的可靠性的試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果可作為產(chǎn)品定型的依據(jù)。3)可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)為確定穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠性指標(biāo)是否達(dá)到要求的試驗(yàn),一般在廠方和用戶商定的方式下進(jìn)行。2)、3)統(tǒng)稱可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)。4.按試驗(yàn)應(yīng)力分:1)常規(guī)可靠性試驗(yàn)產(chǎn)品在接近實(shí)際使用條件下進(jìn)行的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果反映實(shí)際情況,不過試驗(yàn)周期長。2)加速可靠性試驗(yàn)條件是不改變失效機(jī)理的條件,加大應(yīng)力,使得故障率增大,就是更能激發(fā)出故障,或者說壽命縮短。可見,加速試驗(yàn)可能在較短時(shí)間內(nèi)獲得可靠性評定數(shù)據(jù),或者暴露可能出現(xiàn)的故障。注意:
1)關(guān)鍵(一般在高溫下)加速因子有多大2)應(yīng)力可靠性試驗(yàn)中所提到的應(yīng)力包括:機(jī)械應(yīng)力,如沖擊、振動、負(fù)荷等;環(huán)境應(yīng)力,如溫度、濕度、腐蝕等;電應(yīng)力,如電流、電壓、功率等。5.按試驗(yàn)樣本分:1)全數(shù)試驗(yàn)對全部產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗(yàn),肯定講,這種大批量試驗(yàn),所得到的數(shù)據(jù)很精確,而且置信度很高。但是做全數(shù)試驗(yàn),成本太高。工程上經(jīng)常采用抽樣試驗(yàn)。2)抽樣試驗(yàn)從批量產(chǎn)品中,抽取部分樣品進(jìn)行可靠性試驗(yàn),利用試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算整批量產(chǎn)品可靠性,并以此為據(jù),判斷整批量是否合格。注意,對于整批量產(chǎn)品,其中可靠性鑒定試驗(yàn)和接收試驗(yàn)時(shí),必須采用抽樣試驗(yàn)。注意:可靠性壽命試驗(yàn)中,為縮短試驗(yàn)時(shí)間,抽樣試驗(yàn)多為截尾試驗(yàn),即參加試驗(yàn)樣品并非達(dá)到所有產(chǎn)品全部失效就停止了試驗(yàn)。截尾試驗(yàn)可分為定時(shí)截尾(到規(guī)定的時(shí)間,即停止試驗(yàn))或定數(shù)截尾(到規(guī)定的失效數(shù),即停止試驗(yàn))。可靠性試驗(yàn)工程試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(100%)(元器件、單機(jī))可靠性增長試驗(yàn)(反復(fù)試驗(yàn))(按模型、經(jīng)驗(yàn))可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)(抽樣)可靠性鑒定試驗(yàn)(定型鑒定)可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)(批產(chǎn))可靠性研制試驗(yàn)壽命試驗(yàn)圖4-1可靠性試驗(yàn)分類圖表4-1各種試驗(yàn)工作的目的\適用對象和適用時(shí)機(jī)
第二章
環(huán)境應(yīng)力篩選4.2.1環(huán)境應(yīng)力篩選的概念
1.定義:
在產(chǎn)品制造過程中,將不符合要求的產(chǎn)品(包括成品、半成品)剔除,而將符合要求的產(chǎn)品保留下來的試驗(yàn)過程稱為篩選。注意在產(chǎn)品制造過程中,對各種工藝質(zhì)量的檢驗(yàn),成品、半成品的性能參數(shù)測試都要進(jìn)行篩選。2.目的:篩選目的是為剔除早期失效的產(chǎn)品。4.2.1.1環(huán)境應(yīng)力篩選的基本特性(1)環(huán)境應(yīng)力篩選既是一種工藝,也是一種試驗(yàn)。篩選目的是為剔除早期失效的產(chǎn)品。
(2)環(huán)境應(yīng)力篩選不能損壞好的部分或引入新的缺陷。應(yīng)力不能超出設(shè)計(jì)極限。
(3)每一種結(jié)構(gòu)類型的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)有其特有的篩選。嚴(yán)格說來,不存在一種通用的對所有產(chǎn)品都具有最佳效果的篩選方法。4.2.1.2環(huán)境應(yīng)力篩選的條件良好的環(huán)境應(yīng)力篩選的條件:(1)能夠很快析出潛在缺陷,包括暴露設(shè)計(jì)缺陷;(2)不會引發(fā)附加的故障,消耗受篩產(chǎn)品壽命。4.2.1.3環(huán)境應(yīng)力篩選與其他試驗(yàn)的關(guān)系1.環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性增長試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選一般只用于暴露并排除早期故障,使產(chǎn)品的可靠性接近設(shè)計(jì)的固有可靠性水平??煽啃栽鲩L試驗(yàn)則是通過消除產(chǎn)品中由設(shè)計(jì)缺陷造成的故障源或降低由設(shè)計(jì)缺陷造成的故障的發(fā)生概率,提高產(chǎn)品的固有可靠性水平。2.環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選是可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的預(yù)處理工藝。任何提交用于可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的樣本必須經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選。只有通過環(huán)境應(yīng)力篩選,消除了早期故障的樣本,其可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的結(jié)果才代表其真實(shí)的可靠性水平。4.2.2環(huán)境應(yīng)力篩選使用的典型環(huán)境應(yīng)力表4-2常用的應(yīng)力及其強(qiáng)度、費(fèi)用和效果4.2.2.1恒定高溫(1)基本參數(shù):上限溫度TU、恒溫時(shí)間t和環(huán)境溫度Te,真正影響恒定高溫篩選效果的變量是上限溫度TU與環(huán)境溫度Te之差,即溫度改變幅度TR(TR=TU-Te)。(2)特性分析:恒定高溫篩選也叫高溫老化(老煉),是一種靜態(tài)工藝,目的是激發(fā)早期故障。恒定高溫廣泛用于元器件篩選。恒定高溫篩選效果低于溫度循環(huán)。恒定低溫篩選極少使用。(3)激發(fā)出的故障模式或影響金屬表面氧化,導(dǎo)致接觸不良;加速金屬之間的擴(kuò)散;使液體干涸使塑料軟化或變形;使絕緣擊穿。4.2.2.2溫度循環(huán)(1)基本參數(shù):上限溫度TU、下限溫度TL,溫度變化速率V、上限溫度保溫時(shí)間tU、下限溫度保溫時(shí)間tL與循環(huán)次數(shù)N,如圖9-2所示。圖4-2溫度循環(huán)(2)特性分析:對篩選效果最有影響的是溫度變化范圍TR(TR=TU-TL)、溫度變化速率V與循環(huán)次數(shù)N;(3)激發(fā)出的故障模式或影響各種微觀裂紋擴(kuò)大;連接松弛;接觸電阻加大或開路;密封失效。重復(fù)N次時(shí)間t溫度TLTUV1V2tLtUT4.2.2.3溫度沖擊(1)基本參數(shù):溫度上限、溫度下限、溫度上限的保持時(shí)間、溫度下限的保持時(shí)間、溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間和溫度沖擊循環(huán)次數(shù)。(2)特性分析:—是篩選元器件特別是集成電路器件的有效方法?!褂貌环奖悖O(jiān)測困難。(3)激發(fā)出的故障模式或影響:類似于溫度循環(huán)。4.2.2.4隨機(jī)振動(1)基本參數(shù):—頻率范圍、加速度功率譜密度(PSD)、振動時(shí)間、振動軸向數(shù)?!獏⒁奊JB1302-1990《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》。
圖4-3隨機(jī)振動譜頻率HZ20803502000A1A2A30.04g2/Hz-3dB/oct+3dB/octGrms=6.06g加速度功率譜密度[(m/s2)2/Hz](2)特性分析:—一般在15~30分鐘內(nèi)均能產(chǎn)生較好效果;—大多數(shù)電子產(chǎn)品經(jīng)受0.04g2/Hz的隨機(jī)振動,在20分鐘內(nèi)不會產(chǎn)生明顯的疲勞損傷。(3)激發(fā)出的故障模式或影響結(jié)構(gòu)部件、引線或元件接頭產(chǎn)生疲勞;電纜磨損;螺釘連接松弛;已受損或安裝不當(dāng)?shù)拇嘈越^緣材料出現(xiàn)裂紋;安裝不當(dāng)?shù)募呻娐菲x開插座;匯流條及接到電路板上的釬焊接頭受到大應(yīng)力,引起釬焊薄弱點(diǎn)故障。4.2.2.5各種應(yīng)力篩選效果的比較溫度循環(huán)隨機(jī)振動恒定高溫電應(yīng)力溫度沖擊
加權(quán)評分值定頻掃頻低溫掃頻正弦綜合環(huán)境機(jī)械沖擊潮濕加速度高度圖4-4各種應(yīng)力篩選效果的比較3603303002702402101801501209060300應(yīng)力4.2.3推薦的初始篩選方法表4-3推薦的初始篩選方法4.2.4常規(guī)篩選方法常規(guī)篩選方法是指不要求篩選結(jié)果與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)和成本之間建立定量關(guān)系的篩選。其過程包括下述4個(gè)階段。表4-4環(huán)境應(yīng)力篩選程序4.2.4.1篩選前的準(zhǔn)備工作按規(guī)定檢查受篩產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)、篩選用試驗(yàn)設(shè)備和檢測儀表、夾具等是否符合要求。4.2.4.2初始性能檢測按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件對受篩產(chǎn)品進(jìn)行全面的性能檢測并做好記錄。4.2.4.3尋找和排除故障階段1.隨機(jī)振動2.溫度循環(huán)4.2.4.4無故障檢測階段1.溫度循環(huán)2.隨機(jī)振動4.2.4.5最終性能檢測4.2.5定量篩選定量篩選是指要求在篩選結(jié)果、成本與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)、現(xiàn)場故障修理費(fèi)用之間建立定量關(guān)系的篩選。引入缺陷密度、篩選檢出度、缺陷析出密度或殘留缺陷密度等概念。三大目標(biāo):1)真正達(dá)到浴盆曲線的故障率恒定階段;2)滿足成品率要求;3)費(fèi)用低于現(xiàn)場修理費(fèi)用。9.參見GJB/Z34-1993《電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南》4.2.6高加速應(yīng)力篩選1.原理是一種激發(fā)試驗(yàn)方法,理論依據(jù)是故障物理學(xué)。2.特點(diǎn)—要求對100%產(chǎn)品進(jìn)行?!话悴捎煤愣ǖ沫h(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力。3.用可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)確定高加速應(yīng)力篩選的應(yīng)力量級應(yīng)用強(qiáng)化試驗(yàn)方法可以確定高加速應(yīng)力篩選的應(yīng)力量級。4.2.7環(huán)境應(yīng)力篩選的工程應(yīng)用要點(diǎn)1.環(huán)境應(yīng)力篩選的效果主要取決于施加的環(huán)境應(yīng)力、電應(yīng)力水平和檢測儀表能力。2.環(huán)境應(yīng)力篩選主要用于電子產(chǎn)品,也可用于電氣、機(jī)電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品。3.電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選以GJB1032-1990為基礎(chǔ),允許適當(dāng)剪裁。非電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選可以借鑒GJB/Z34-1993。4.環(huán)境應(yīng)力篩選可用于產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)階段。5.環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)100%進(jìn)行。6.環(huán)境應(yīng)力篩選的環(huán)境應(yīng)力一般是依次施加。7.應(yīng)制定環(huán)境應(yīng)力篩選大綱。8.研發(fā)階段的環(huán)境應(yīng)力篩選結(jié)果應(yīng)深入分析,作為制定生產(chǎn)階段環(huán)境應(yīng)力篩選大綱的基礎(chǔ)。第三章
可靠性研制試驗(yàn)4.3.1.基本要求1.可靠性研制試驗(yàn)在產(chǎn)品研發(fā)階段進(jìn)行,應(yīng)制定試驗(yàn)方案。2.應(yīng)對可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品、新技術(shù)含量高的產(chǎn)品實(shí)施。3.應(yīng)盡可能結(jié)合產(chǎn)品的研制試驗(yàn)進(jìn)行。4.可采用加速應(yīng)力進(jìn)行。5.發(fā)生的故障均應(yīng)納入故障報(bào)告、分析和糾正系統(tǒng)。4.3.2.試驗(yàn)的分類1.可靠性增長摸底試驗(yàn)(或可靠性摸底試驗(yàn))。2.可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)或高加速壽命試驗(yàn)。3.結(jié)合性能試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)的可靠性研制試驗(yàn)。4.3.3.可靠性增長摸底試驗(yàn)
是一種以可靠性增長為目的、無增長模型、不確定增長目標(biāo)值、時(shí)間較短的可靠性試驗(yàn)。1.試驗(yàn)對象一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型電子產(chǎn)品為主要對象,類似的機(jī)電產(chǎn)品也可考慮。2.試驗(yàn)時(shí)間一般取可靠性指標(biāo)中規(guī)定的最低可接受值的20%~30%,取100~200小時(shí)。3.試驗(yàn)剖面應(yīng)模擬產(chǎn)品實(shí)際的使用條件制定試驗(yàn)剖面,按GJB899-1990《可靠性鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)》確定。4.受試產(chǎn)品、試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)實(shí)施過程的要求
受試產(chǎn)品應(yīng)能反映將來生產(chǎn)的產(chǎn)品。試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)實(shí)施過程的要求可參考正式的可靠性增長試驗(yàn)。4.3.4可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)是一種采用加速應(yīng)力的可靠性研制試驗(yàn),其目的是使產(chǎn)品設(shè)計(jì)得更為“健壯”。4.3.4.1試驗(yàn)對象一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型電子產(chǎn)品為主要對象,其他產(chǎn)品也可考慮。4.3.4.2試驗(yàn)應(yīng)力低溫、高溫、快速溫度循環(huán)、振動、濕度,以及綜合環(huán)境,電應(yīng)力等。4.3.4.3應(yīng)力施加順序先試驗(yàn)破壞性比較弱的應(yīng)力類型,再試驗(yàn)破壞性比較強(qiáng)的應(yīng)力類型,比如先低溫、后高溫;先溫度、后振動;先單應(yīng)力、后綜合應(yīng)力。4.3.4.4試驗(yàn)剖面一般包括低溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面、高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面、快速溫變循環(huán)試驗(yàn)剖面、振動步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面和綜合應(yīng)力試驗(yàn)剖面。典型的如圖9-5、4-6、4-7。保溫5~20min檢測步長10℃步長5℃時(shí)間(min)圖4-5高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面
溫度(℃)破壞極限
工作極限+20-40圖4-7
振動步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面示意圖振動應(yīng)力(g)破壞極限工作極限時(shí)間(min)檢測5min步長5g步長5g圖4-6
快速溫變循環(huán)試驗(yàn)剖面示意圖保溫10~20min保溫10~20min檢測溫變率>15℃/min≤6個(gè)循環(huán)時(shí)間(min)溫度(℃)上限+20下限4.3.4.5受試產(chǎn)品、試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)實(shí)施過程的要求受試產(chǎn)品必須經(jīng)過全面的功能、性能試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備是以液氮制冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速溫變;以氣錘連續(xù)沖擊多向激勵技術(shù)實(shí)現(xiàn)三軸六自由度的振動環(huán)境。也可利用傳統(tǒng)的電動臺和溫濕箱組成的“三綜合”試驗(yàn)設(shè)備。4.3.4.6可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的步驟1)受試產(chǎn)品首先進(jìn)行全面的功能、性能試驗(yàn);2)按照試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn);3)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)記錄、分析;4)采取改進(jìn)措施后再試驗(yàn),確認(rèn)措施有效性。如此重復(fù)“試驗(yàn)-分析-改進(jìn)-再試驗(yàn)”,直到滿足要求。4.3.4.7步進(jìn)應(yīng)力施加方法1)高/低溫步進(jìn)應(yīng)力施加方法(1)起點(diǎn)溫度:室溫(2)每步保持時(shí)間:10~20分鐘(3)步長:5℃
~20℃(4)工作極限:(5)試驗(yàn)終止判據(jù):試件的破壞極限或試驗(yàn)箱的最高溫度。2)快速溫變循環(huán)應(yīng)力施加方法(1)上下限溫度:(2)溫變率:(3)上下限溫度持續(xù)時(shí)間:(4)溫度循環(huán)次數(shù):(5)試驗(yàn)終止判據(jù):試件發(fā)生不可修復(fù)故障或溫變率達(dá)到試驗(yàn)箱的最大值;完成6個(gè)循環(huán)仍不出現(xiàn)故障。3)振動步進(jìn)應(yīng)力施加方法(1)振動應(yīng)力起點(diǎn)值:(2)每步保持時(shí)間:5~10分鐘(3)步長:5℃
~20℃(4)工作極限和破壞極限:(5)試驗(yàn)終止判據(jù):試件的破壞極限或達(dá)到試驗(yàn)箱的最高值。4)綜合應(yīng)力施加方法(1)溫度循環(huán):(2)振動應(yīng)力:(5)試驗(yàn)終止判據(jù):試件發(fā)生不可修復(fù)故障或完成設(shè)定的試驗(yàn)剖面。4.3.5可靠性研制試驗(yàn)的工程應(yīng)用要點(diǎn)1.在研發(fā)階段應(yīng)盡早開展可靠性研制試驗(yàn),通過試驗(yàn)、分析、改進(jìn)過程來提高產(chǎn)品的可靠性。2.可靠性研制試驗(yàn)是產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)的組成部分,應(yīng)盡可能與產(chǎn)品的研制試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行。3.應(yīng)制定可靠性研制試驗(yàn)方案,并對可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品,尤其是新技術(shù)含量較高的產(chǎn)品實(shí)施可靠性研制試驗(yàn)。4.可靠性研制試驗(yàn)可采用加速應(yīng)力進(jìn)行。5.試驗(yàn)中發(fā)生的故障均應(yīng)納入故障報(bào)告\分析和糾正系統(tǒng),并對試驗(yàn)后產(chǎn)品的可靠性狀況做出說明。
第四章
可靠性增長試驗(yàn)缺陷有系統(tǒng)性缺陷和殘余缺陷??煽啃栽鲩L就是改正產(chǎn)品中的缺陷。其途徑:故障源檢測(分析和試驗(yàn))即“試驗(yàn)—分析—改進(jìn)”過程。4.4.1可靠性增長試驗(yàn)的概念1.可靠性增長試驗(yàn)的定義可靠性增長試驗(yàn)是指在真實(shí)或模擬真實(shí)的環(huán)境條件下對產(chǎn)品進(jìn)行正規(guī)試驗(yàn)的過程??煽啃栽鲩L是指通過逐步改正產(chǎn)品設(shè)汁與制造中的缺陷,不斷提高產(chǎn)品可靠性的過程?!?/p>
反饋其特點(diǎn):(1)可靠性增長試驗(yàn)對象是經(jīng)環(huán)境試驗(yàn)的樣機(jī)或是生產(chǎn)的樣品;(2)可靠性增長試驗(yàn)的剖面是真實(shí)剖面或模擬真實(shí)剖面(按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn));2.可靠性增長試驗(yàn)方式可靠性增長試驗(yàn)一般有以下三種方式:試驗(yàn)—改進(jìn)—再試驗(yàn)。通過試驗(yàn)→暴露問題→分析原因→立即改進(jìn)→再試驗(yàn),如此反復(fù),即邊試邊改。增長曲線如圖9-4-1(a)所示為平滑型。圖9-4-1可靠性增長試驗(yàn)方式試驗(yàn)—發(fā)現(xiàn)問題—再試驗(yàn)。通過試驗(yàn)→暴露問題→不立即改進(jìn)→再試驗(yàn)→再暴露問題→一起改進(jìn)。增長曲線如圖9-4-1(b)所示為階梯型。圖9-4-1可靠性增長試驗(yàn)方式待延緩改進(jìn)的試驗(yàn)—改進(jìn)—再試驗(yàn)。有些問題立即改進(jìn)有些問題延緩改進(jìn)試驗(yàn)→暴露問題→增長曲線如圖9-4-1(c)所示為階躍型。圖9-4-1可靠性增長試驗(yàn)方式4.4.2可靠性增長試驗(yàn)的對象1.一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型產(chǎn)品。2.在研發(fā)試驗(yàn)和系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場使用中問題較多的產(chǎn)品。3.對產(chǎn)品可靠性指標(biāo)影響較大的單元。4.4.3可靠性增長試驗(yàn)的剖面可靠性增長試驗(yàn)的剖面一般應(yīng)與可靠性鑒定試驗(yàn)的剖面一致。4.4.4試驗(yàn)前應(yīng)具備的條件1.制定試驗(yàn)大綱。2.試驗(yàn)前的準(zhǔn)備(1)最新的可靠性預(yù)計(jì);(2)進(jìn)行FMSA.(3)同一批產(chǎn)品通過性能試驗(yàn)與環(huán)境試驗(yàn)。(4)經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選;(5)FRACAS能配合運(yùn)轉(zhuǎn)。4.4.5.試驗(yàn)實(shí)施過程的要求4.4.5.1受試產(chǎn)品的安裝4.4.5.2試驗(yàn)前\試驗(yàn)期間\試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的測量4.4.5.3故障分類和故障處理4.4.5.4.維修4.4.5.5試驗(yàn)計(jì)劃曲線4.4.5.6試驗(yàn)的監(jiān)控4.4.5.7試驗(yàn)結(jié)束4.4.5.8試驗(yàn)結(jié)束后的評審4.4.6.常用的可靠性增長模型為了實(shí)現(xiàn)對可靠性增長的管理,需用數(shù)學(xué)模型對增長速度作評估。常用模型很多,下面介紹三種模型。4.4.6.1Compertz增長模型Compertz增長模型是時(shí)間序列分析中用來反映增長趨勢的一種工具。特點(diǎn):這模型開始增長較快,以后逐步減慢,最后趨于一個(gè)極限。(2)Compertz增長模型的表達(dá)式:式中N—時(shí)期序號;
R(N)—時(shí)期N的可靠性;
a,b,c—模型參數(shù),0<a≤1,0<b<1,0<c<1。當(dāng)N→∝時(shí),R(N)→a,可見a為R(N)增長上限;當(dāng)N→0時(shí),R(N)→ab,可見ab為R(N)增長的初始水平;b反映初始水平與R(N)增長上限的比值;c反映R(N)增長速度,c↓→增長速度↑。模型參數(shù)a、b、c的求法見教材。在實(shí)際工程中,用Compertz增長模型曲線調(diào)整管理計(jì)劃、改進(jìn)研究策略,使產(chǎn)品可靠性增長符合預(yù)期要求。(9-4-1)4.4.6.2Duane增長模型
Duane增長模型是1962年美國通用電氣公司(J.D.Duane)提出的。(1)Duane增長模型的表達(dá)式(9-4-2)式中T—累積工作時(shí)間;—到T為止的累積失效率;
k,c—模型參數(shù),
k為常數(shù),c為增長速率。
對式(8-14)兩邊取對數(shù),可得線性表達(dá)式:式(8-14)和式(8-15)反映了失效率隨研制階段的進(jìn)展而下降的情況。
式中F—到T時(shí)刻為止觀察到的失效數(shù)。將式(8-16)代入式(8-14)得(9-4-3)(2)失效率的估計(jì)值(9-4-5)(9-4-4)由式(8-17)得瞬時(shí)失效率:瞬時(shí)平均壽命:式(8-18)、式(8-19)可用下面式子表示:模型參數(shù)c、k的求法見教材。(9-4-6)(9-4-7)(9-4-8)(9-4-9)4.4.6.3AMSAA增長模型AMSAA增長模型是由美國物資系統(tǒng)分析中心L.Crow提出的,它是根據(jù)Duane增長模型改進(jìn)而來。(1)AMSAA增長模型的表達(dá)式在式(8-17)中,令a=k,b=1-c,則式中F—時(shí)間T內(nèi)累積失效數(shù)的期望值;
a—初始可靠性的函數(shù);
b—反映改進(jìn)效果的函數(shù)。(9-4-10)瞬時(shí)失效率:瞬時(shí)平均壽命:(2)模型參數(shù)a,b的估計(jì)值(9-4-11)(9-4-12)模型參數(shù)a,b的最大似然估計(jì)值為:(9-4-13)AMSAA增長模型優(yōu)度檢驗(yàn)增長試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合AMSAA模型?需要進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)。檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為:(9-4-14)式中N=F
定時(shí)截尾F-1定數(shù)截尾給定顯著性水平α,查表8-5可得則認(rèn)為擬合良好,數(shù)據(jù)符合AMSAA模型。AMSAA模型與Duane模型具有內(nèi)在聯(lián)系,但AMSAA模型可以直接用試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)(試驗(yàn)時(shí)間與失效數(shù)),計(jì)算較為簡單。因此,目前工程上廣泛采用AMSAA模型。4.4.7可靠性增長試驗(yàn)的工程應(yīng)用要點(diǎn)1.可靠性增長試驗(yàn)應(yīng)有明確的增長目標(biāo)和增長模型,重點(diǎn)是進(jìn)行故障分析和采取有效的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施來提高產(chǎn)品的可靠性。2.可靠性增長試驗(yàn)必須在受控條件下進(jìn)行.3.為了提高任務(wù)可靠性,應(yīng)把糾正措施集中在對任務(wù)有關(guān)鍵影響的故障模式上;為了提高基本可靠性,應(yīng)把糾正措施的重點(diǎn)集中在頻繁出現(xiàn)的故障模式上。要同時(shí)達(dá)到任務(wù)可靠性和基本可靠性預(yù)期的增長要求,應(yīng)權(quán)衡這兩方面的工作。4.成功的可靠性增長試驗(yàn)可以代替可靠性鑒定試驗(yàn)。第五章
可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)(可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn))可靠性鑒定試驗(yàn)是驗(yàn)證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性要求所做的試驗(yàn),是產(chǎn)品可靠性的確認(rèn)試驗(yàn),也是研發(fā)產(chǎn)品批量生產(chǎn)前的一種驗(yàn)證試驗(yàn)??煽啃则?yàn)收試驗(yàn)是驗(yàn)證產(chǎn)品經(jīng)過生產(chǎn)期間的工藝、工裝、工作流程變化后是否達(dá)到規(guī)定的可靠性要求所做的試驗(yàn),是交付產(chǎn)品依據(jù)之一??煽啃澡b定和驗(yàn)收試驗(yàn)屬于驗(yàn)證試驗(yàn)(以下簡稱驗(yàn)證試驗(yàn)),也都是統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)。
標(biāo)準(zhǔn):GJB899-1990《可靠性鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)》4.5.1可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)的基本概念
1.定時(shí)截尾試驗(yàn):如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中要求在可靠性鑒定試驗(yàn)中,提供MTBF的驗(yàn)證值,并且有固定的截止試驗(yàn)時(shí)間時(shí),必須選用定時(shí)截尾試驗(yàn)方案(方案9~方案17及方案19~方案21),見表2。
2.定數(shù)截尾試驗(yàn):事先規(guī)定允許出現(xiàn)的故障數(shù)r0,
一旦發(fā)生了r0次故障,立即終止試驗(yàn),記錄試驗(yàn)時(shí)間t。3.序貫截尾試驗(yàn):如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中事先未規(guī)定可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)間,并希望盡早對MTBF作出接受或拒收判決時(shí),可選用序貫試驗(yàn)方案(方案1~方案8),見表9-5-1。4.全數(shù)試驗(yàn):如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中要求對批量生產(chǎn)產(chǎn)品(或試生產(chǎn))的每一件產(chǎn)品都要進(jìn)行可靠性驗(yàn)收試驗(yàn),則應(yīng)選用全數(shù)試驗(yàn)方案(方案18),見表3和圖1。5.抽樣特性曲線:抽檢特性曲線OC是一條表示抽檢方案特征的曲線?,F(xiàn)代的任何抽樣方案都必須帶有抽檢特性曲線,沒有抽檢特性曲線的抽樣方案是不完整的,或者是不能接收的。因此,本課首先講授這條曲線。OC曲線的獲得設(shè)一批產(chǎn)品的總件數(shù)為N,其不合格率為p,抽樣檢驗(yàn)的產(chǎn)品數(shù)目n,在n件產(chǎn)品中檢驗(yàn)出的不合格產(chǎn)品的數(shù)目為J,c為一個(gè)規(guī)定的定值,即當(dāng)J≤c
時(shí),則判做全部產(chǎn)品合格,由使用方所接收。由于隨機(jī)變量J是超幾何分布,根據(jù)概率論理論可知,被使用方所接受的概率為:(8-34)設(shè)接收產(chǎn)品總數(shù)N,抽檢數(shù)n,抽樣合格判據(jù)中標(biāo)準(zhǔn)C,分別為某一定值,則
可以p為橫坐標(biāo),以Pa為縱坐標(biāo)畫出相應(yīng)曲線。此曲線稱為OC曲線,圖9-5-1。這條曲線稱抽檢特性曲線可稱OC曲線。Pa圖9-5-1抽樣特性曲線2.OC曲線的性質(zhì)大家注意到OC曲線的自變量為全部接收產(chǎn)品的不合格率
p,應(yīng)變量是使用方的接受概率:因此該曲線的形狀是受N,n,c的影響的,下面我們分別討論N,n和c對OC曲線的影響。研究方法:用實(shí)例畫出曲線對比之。
n和c固定,批量N對OC曲線的影響當(dāng)
n=
28和c=
2時(shí),N的變化對曲線的影響,見圖8-6。圖9-5-2N的變化對抽樣特性曲線的影響(n=28,C=2)由圖9-5-2可見,N的變化對抽檢特性曲線變化的影響不大,特別是當(dāng)N比較大時(shí),N對OC的影響更小。(2)N和C固定,n變化對OC曲線的影響設(shè)取c=2,因?yàn)镹的變化對曲線的影響不大,故不定它。n取不同值:n=30,50,100和200分別畫出四條曲線,見圖9-5-3。對使用方,歡迎什么樣的OC曲線?可見n的變化對OC曲線的影響是比較大的,OC曲線越陡,接受概率越小,抽檢越嚴(yán)格。圖9-5-3n對OC曲線的影響(3)N和n固定,c變化對OC曲線的影響設(shè)取N=1000,n=30。C取不同值:1和5分別畫出兩條曲線,見圖9-5-4。由圖可見,C的變化對OC曲線的影響也是較大,c越小,接受的概率越小,抽檢越嚴(yán)格。圖9-5-4C的變化對抽樣特性曲線的影響(N=1000,n=30)6.觀測值(θ或R):也叫點(diǎn)估計(jì),產(chǎn)品總工作時(shí)間除以關(guān)聯(lián)責(zé)任故障或試驗(yàn)總數(shù)除以失效數(shù)。7.檢驗(yàn)下限(θ1或R1):拒收的MTBF值或不可接受的成功率,統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案以高概率拒收其真值接近θ1或R1的產(chǎn)品,其值可取合同規(guī)定的最低可接受值。8.檢驗(yàn)上限(θ0或R0):可接收的MTBF值或可接受的成功率,統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案以高概率接收其真值接近θ0或R0的產(chǎn)品。
9.使用方風(fēng)險(xiǎn)β:設(shè)LTPD(批允許不合格率)為P2,當(dāng)產(chǎn)品不合格率P≥P2時(shí),使用方不應(yīng)接受產(chǎn)品,但由于抽樣的偶然性誤判做可以接受(誤收)見上表中4,給使用方帶來損失,這種錯誤稱為第二類錯誤。這種誤判的概率,標(biāo)志著使用者承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的大小,故稱為使用方風(fēng)險(xiǎn),使用方風(fēng)險(xiǎn)越大。而在優(yōu)先規(guī)定P2和的抽樣檢驗(yàn)中,常稱(1-)為置信度(因?yàn)橹眯攀钦驹谙M(fèi)者的立場上,應(yīng)置信度,越可靠)。10.生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α:設(shè)AQL(合格質(zhì)量水平)為p1(AQL為合格的故障率,即為合理的不合格率)。當(dāng)產(chǎn)品不合格率P≤p1
時(shí),本來使用方應(yīng)該接受產(chǎn)品,但由于抽樣的偶然性,誤判做不能接收(誤廢)見上表中3,給生產(chǎn)方帶來損失,這種錯誤稱為第一類錯誤。這種誤判的概率,標(biāo)志生產(chǎn)方承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的大小,稱為生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn),生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)越大??梢钥瓷a(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)越小,使用方風(fēng)險(xiǎn)越大,反之也成立,即使用方風(fēng)險(xiǎn)越小。因此,應(yīng)該在實(shí)際工作中應(yīng)雙方(生產(chǎn)、使用方)協(xié)商一個(gè)可接受的、作制定抽樣方案的依據(jù)。11.鑒別比d:指數(shù)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的鑒別比d等于檢驗(yàn)上限與檢驗(yàn)下限的比值θ0/
θ0;二項(xiàng)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的鑒別比d等于(1-R1)/(1-R0)。4.5.2試驗(yàn)場所選取原則1.在獨(dú)立于承制方試驗(yàn)場所進(jìn)行。2.按合同在訂購方監(jiān)督下,由承制方對其轉(zhuǎn)承制方的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。3.按合同在訂購方嚴(yán)格監(jiān)督下,允許在承制方試驗(yàn)場所進(jìn)行試驗(yàn)。4.5.3故障分類
故障(fault):失效的直接原因(例如,失調(diào),未調(diào)準(zhǔn),缺陷等)。(GJB451—1990)失效(failure):產(chǎn)品或其部件終止完成規(guī)定功能的事件或狀態(tài)。(GJB3385—1998)
1.非關(guān)聯(lián)失效(failure,non-relevant):(a)已經(jīng)證實(shí)是未按規(guī)定的工作環(huán)境條件使用而引起的失效。(b)已經(jīng)證實(shí)僅屬某項(xiàng)將不再采用的設(shè)計(jì)引起的失效。2.非責(zé)任失效(failure,non-chargeable):(a)非關(guān)聯(lián)失效。(b)事先已經(jīng)規(guī)定不屬于某組織機(jī)構(gòu)責(zé)任范圍內(nèi)的關(guān)聯(lián)失效。所有關(guān)聯(lián)失效都屬于一個(gè)組織實(shí)體或另一個(gè)組織實(shí)體的責(zé)任。3.獨(dú)立失效(failure,independent):不是由其他產(chǎn)品的失效引起的產(chǎn)品的失效,也稱為非從屬失效。(GB/T3187—1994)4.從屬失效(failure,dependent):由關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的失效引起的一個(gè)產(chǎn)品的失效,該失效不是獨(dú)立的。
4.5.4統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案產(chǎn)品壽命分布不同,其驗(yàn)證試驗(yàn)方案也不同,如產(chǎn)品壽命分布為指數(shù)型分布時(shí),有驗(yàn)證方案——GB/T1772-1979《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》,GB/T5080.7-1986《恒定失效率假設(shè)下的失效率與平均無故障時(shí)間的驗(yàn)證試驗(yàn)方案》GJB899《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》1.統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案類型及其適用范圍圖4-9統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案分類統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案指數(shù)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案二項(xiàng)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案其他統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案,如威布爾分布定數(shù)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案定時(shí)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案序貫截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案定數(shù)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案序貫截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案表4-5
各統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍
GB/T1772-1979《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》本標(biāo)準(zhǔn)由總則、失效率等級、失效率試驗(yàn)的一般要求和失效率試驗(yàn)程序四章組成。1.總則本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了有可靠性指標(biāo)的電子元器件的可靠性定級、維持和升級試驗(yàn)程序。本標(biāo)準(zhǔn)適用于其壽命能合理地認(rèn)為服從指數(shù)分布,在本質(zhì)上是同一設(shè)計(jì)、建立了可靠性質(zhì)量管理和連續(xù)生產(chǎn)的電子元器件。對于預(yù)期壽命能合理地認(rèn)為服從指數(shù)分布的單批電子元器件失效率試驗(yàn)也適應(yīng)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的失效率,是指元器件在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定條件下的失效率。定級試驗(yàn)和升級試驗(yàn)的置信度取60%或90%,維持試驗(yàn)的置信度取10%。2.失效率等級元器件的失效率分為七級,失效率的單位用1/小時(shí)(1/h)或1/10次。各級名稱及符號見表2-1。表2-1失效率等級3.失效率試驗(yàn)的一般要求3.1在有可靠性指標(biāo)的電子元器件規(guī)范中應(yīng)明確規(guī)定下列各點(diǎn):a.試驗(yàn)內(nèi)容與試驗(yàn)條件;b.測試項(xiàng)目、測試條件(包括測試環(huán)境)及測試周期;c.失效判據(jù);d.置信度;e.試驗(yàn)時(shí)間(包括進(jìn)行延長試驗(yàn)的時(shí)間)及所需的樣品數(shù);f.加速試驗(yàn)的加速條件與加速系數(shù);g.維持試驗(yàn)的維持周期。3.2失效率試驗(yàn)使用的試驗(yàn)樣品,必須從經(jīng)過元器件規(guī)范中明確規(guī)定篩選條件篩選合格的元器件中抽取。3.3失效率試驗(yàn)要在元器件規(guī)范中明確規(guī)定的額定條件或加速條件下進(jìn)行。對于六級或低于六級的試驗(yàn),額定條件下的元件小時(shí)數(shù)應(yīng)不小于總元件小時(shí)數(shù)的1/3,對高于六級的試驗(yàn),額定條件下的元件小時(shí)數(shù)應(yīng)不小于總元件小時(shí)數(shù)的1/10。3.4加速試驗(yàn)所相當(dāng)?shù)念~定試驗(yàn)元件小時(shí),按加速試驗(yàn)的元件小時(shí)數(shù)乘以加速系數(shù)來計(jì)算。3.5失效率試驗(yàn)的時(shí)間(或動作次數(shù)),應(yīng)從表3-1給出的系列中選取。表3-1給出的試驗(yàn)的時(shí)間48h、96h、240h原則上只適用于加速試驗(yàn)。定級試驗(yàn)所需的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)不少于1000h。3.6如在試驗(yàn)過程中需要進(jìn)行測試,測試周期原則上應(yīng)按表3-2給出的系列中選取。試驗(yàn)中觀測到的失效元器件其失效時(shí)間應(yīng)按上次測試時(shí)間(次數(shù))計(jì)算。3.7為進(jìn)行升級試驗(yàn)而將定級試驗(yàn)和維持試驗(yàn)的樣品進(jìn)行延長試驗(yàn)時(shí),延長后的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)不超過其預(yù)期壽命的2/3,對于預(yù)期壽命較長的元器件,延長試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)不超過20000h。表3-1失效率試驗(yàn)的時(shí)間或動作次數(shù)表3-2失效率試驗(yàn)過程的測試時(shí)間或測試次數(shù)3.8按額定條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),其樣品數(shù)量一般不得少于10個(gè)。3.9試驗(yàn)中由于非元器件原因(如設(shè)備原因、人為原因、意外事故等)造成的失效不應(yīng)計(jì)入失效數(shù)內(nèi)。其失效前的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)計(jì)入元件小時(shí)數(shù)內(nèi)。對失效的元器件允許用同批元器件替換,繼續(xù)試驗(yàn)。
3.10失效率試驗(yàn)使用的設(shè)備及測試儀器必須經(jīng)過計(jì)量和校準(zhǔn),其精度應(yīng)滿足測試要求,在試驗(yàn)過程中不得任意更換。
3.11經(jīng)過失效率試驗(yàn)的樣品,能否作為合格品交付,應(yīng)在有關(guān)元器件規(guī)范中明確規(guī)定。4.失效率試驗(yàn)程序4.1定級試驗(yàn):按下列步驟進(jìn)行:a.確定失效率等級、置信度(一般取60%或90%)和允許失效數(shù)C。置信度和允許失效數(shù)選定后,在試驗(yàn)過程中不得更換。b.根據(jù)失效率等級、置信度和允許失效數(shù),在表4-1或表4-2查出所需的總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù)T。c.根據(jù)總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù),確定試驗(yàn)時(shí)間t及試驗(yàn)樣品數(shù)n。d.按規(guī)定條件(額定或加速)進(jìn)行試驗(yàn),直至累積的元件小時(shí)數(shù)等于T為止。e.將試驗(yàn)中出現(xiàn)的失效數(shù)r與允許失效數(shù)C比較,若r≤C,則定級試驗(yàn)合格,若r>C,則定級試驗(yàn)不合格。表4-1置信度為60%的失效率試驗(yàn)抽樣表注:將抽樣表中的數(shù)值乘106或107即為元件小時(shí)數(shù)或元件次數(shù)。表4-2置信度為90%的失效率試驗(yàn)抽樣表注:將抽樣表中的數(shù)值乘106或107即為元件小時(shí)數(shù)或元件次數(shù)。4.2維持試驗(yàn)定級試驗(yàn)合格的元器件,應(yīng)按元器件規(guī)范規(guī)定的維持周期進(jìn)行該等級的維持試驗(yàn)。維持周期分1、2兩組(見表4-3)表4-3維持試驗(yàn)抽樣表注:將抽樣表中的數(shù)值乘106或107即為元件小時(shí)數(shù)或元件次數(shù)。a.確定允許失效數(shù)C。b.根據(jù)元器件已試驗(yàn)合格的失效率等級及允許失效數(shù),在表4-3查出所需的總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù)T。c.根據(jù)總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù),確定試驗(yàn)時(shí)間t及試驗(yàn)樣品數(shù)n。d.按規(guī)定條件(額定或加速)進(jìn)行試驗(yàn),直至累積的元件小時(shí)數(shù)等于T為止。e.將試驗(yàn)中出現(xiàn)的失效數(shù)r與允許失效數(shù)C比較,若r≤C,則維持試驗(yàn)合格,若r>C,則維持試驗(yàn)不合格。f.維持試驗(yàn)合格,則應(yīng)繼續(xù)應(yīng)按元器件規(guī)范規(guī)定的維持周期進(jìn)行維持,若維持試驗(yàn)不合格,則應(yīng)重新進(jìn)行定級試驗(yàn),確定失效率等級。g.重新確定失效率等級時(shí),應(yīng)將該元器件從首次定級試驗(yàn)起的全部數(shù)據(jù)(包括維持試驗(yàn)不合格的數(shù)據(jù))進(jìn)行累計(jì),根據(jù)累計(jì)的試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù)及累計(jì)的失效數(shù)由表4-1或表4-2確定失效率等級。4.3升級試驗(yàn)定級試驗(yàn)合格的元器件可繼續(xù)進(jìn)行升級試驗(yàn)。升級試驗(yàn)的數(shù)據(jù)可從定級試驗(yàn)和維持試驗(yàn)的樣品進(jìn)行延長試驗(yàn)以及為升級試驗(yàn)投入的樣品進(jìn)行的試驗(yàn)得出。a.確定待升的失效率等級(一般比原定的等級高一級)、置信度(一般取60%或90%)和允許失效數(shù)C。置信度和允許失效數(shù)選定后,在試驗(yàn)過程中不得更換。b.根據(jù)失效率等級、置信度和允許失效數(shù),在表4-1或表4-2查出所需的總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù)T。c.根據(jù)總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù),確定延長試驗(yàn)的時(shí)間及為升級試驗(yàn)投入的樣品數(shù)和試驗(yàn)時(shí)間。.d.按規(guī)定條件(額定或加速)進(jìn)行試驗(yàn),直至累積的元件小時(shí)數(shù)等于T為止。e.將試驗(yàn)中出現(xiàn)的失效數(shù)r與允許失效數(shù)C比較,若r≤C,則升級試驗(yàn)合格,若r>C,則升級試驗(yàn)不合格。f.升級試驗(yàn)合格,則應(yīng)按元器件規(guī)范規(guī)定的維持周期進(jìn)行該等級的維持試驗(yàn),若升級試驗(yàn)不合格,則應(yīng)重新進(jìn)行定級試驗(yàn),確定失效率等級。g.重新確定失效率等級時(shí),應(yīng)將該元器件的全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)累計(jì)的試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù)及累計(jì)的失效數(shù)由表4-1或表4-2確定失效率等級。4.4在生產(chǎn)過程中,設(shè)計(jì)、工藝、材料、結(jié)構(gòu)等方面的變化對元器件可靠性指標(biāo)有較大影響或生產(chǎn)停頓時(shí)間較長時(shí),應(yīng)重新試驗(yàn)確定其失效率等級,原來的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不再使用。4.5當(dāng)已知總試驗(yàn)元件小時(shí)數(shù)T、失效數(shù)r和置信度時(shí),可按表4-4估計(jì)失效率置信上限。表4-4失效率置信上限的估計(jì)用表注:將表中的數(shù)值乘以r/T即可求出失效率置信上限。當(dāng)r=0時(shí),則分別用0.917/T和2.3/T作為60%和90%置信度元器件失效率置信上限的估算。4.5.4.2指數(shù)型分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案序貫截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中事先未規(guī)定可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)間,并希望盡早對MTBF作出接受或拒收判決時(shí),可選用序貫試驗(yàn)方案(方案1~方案8),見表4-10。表4-10序貫截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案簡表2.定時(shí)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中要求在可靠性鑒定試驗(yàn)中,提供MTBF的驗(yàn)證值,并且有固定的截止試驗(yàn)時(shí)間時(shí),必須選用定時(shí)截尾試驗(yàn)方案(GJB899-1990中的方案9~方案17及方案19~方案21),見表4-6。表4-6定時(shí)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案簡表
定時(shí)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案分為標(biāo)準(zhǔn)型和高風(fēng)險(xiǎn)型兩種,前者生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α和使用方風(fēng)險(xiǎn)β為10%~20%,后者生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α和使用方風(fēng)險(xiǎn)β為30%。這種方案可以估計(jì)MTBF的觀測值及驗(yàn)證區(qū)間或置信區(qū)間。對表4-6分析可知:(1)當(dāng)α,β及θ1給定時(shí),總試驗(yàn)時(shí)間T隨著鑒別比d的減小而增加,若要縮短試驗(yàn)時(shí)間T,應(yīng)增大鑒別比d。(2)當(dāng)θ1,d給定時(shí),總試驗(yàn)時(shí)間T隨著風(fēng)險(xiǎn)率的減小而增加。反之,為了減小α,β,就需要增加總試驗(yàn)時(shí)間T。由于定時(shí)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)可以預(yù)先知道總試驗(yàn)時(shí)間T,便于事先計(jì)劃,管理方便,因此廣泛應(yīng)用。例4-1設(shè)θ1+500h,d=2.0;Α=
β=20%.試為該產(chǎn)品設(shè)計(jì)一個(gè)壽命滿足指數(shù)分布的可靠性定時(shí)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案。表9-5-4方案18的接收—拒收判決標(biāo)準(zhǔn)
圖9-5-6全數(shù)試驗(yàn)方案180510152050.272.0-=tt50.272.0+=tt繼續(xù)試驗(yàn)邊界線接收拒收線拒收故障數(shù)試驗(yàn)時(shí)間(θ1的倍數(shù))5101520253.定數(shù)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案從一批產(chǎn)品中,隨機(jī)抽取n個(gè)樣品,當(dāng)試驗(yàn)到事先規(guī)定的截尾故障數(shù)r時(shí),停止試驗(yàn),4.5.4.3二項(xiàng)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案1.定數(shù)截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案2.序貫截尾統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案4.5.4.4統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案參數(shù)的確定1.樣本量:可靠性鑒定試驗(yàn)至少應(yīng)有2臺;可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)為每批產(chǎn)品的10%,最多不超過20臺。2.試驗(yàn)時(shí)間:每臺設(shè)備的試驗(yàn)時(shí)間至少應(yīng)為所有受試設(shè)備平均試驗(yàn)時(shí)間的一半。(1)序貫試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)相應(yīng)試驗(yàn)方案的可能最長試驗(yàn)時(shí)間來設(shè)計(jì)。(2)定時(shí)截尾試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)相應(yīng)試驗(yàn)方案確定。(3)定數(shù)截尾試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)進(jìn)行到作出判決為止。3.決策風(fēng)險(xiǎn):由雙方協(xié)商確定,兩類決策風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)盡可能接近。4.鑒別比:鑒別比越大,試驗(yàn)作出判決越快。4.5.5.可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)剖面的確定4.5.5.1制定可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)剖面應(yīng)遵循的基本原則1)應(yīng)盡可能真實(shí)地模擬產(chǎn)品在實(shí)際使用中經(jīng)歷的最主要的環(huán)境應(yīng)力。2)參考應(yīng)力可按GJB899-1990附錄B提供的數(shù)據(jù)、公式和方法導(dǎo)出。4.5.5.2可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)剖面的制定程序依據(jù)產(chǎn)品的壽命剖面(含任務(wù)剖面),確定其相應(yīng)的環(huán)境剖面,再將環(huán)境剖面轉(zhuǎn)換成試驗(yàn)剖面。4.5.5.3確定試驗(yàn)剖面的方法1)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力的確定首先選取施加的環(huán)境應(yīng)力類型,主要有溫度、振動、濕度等。其次選取施加的環(huán)境應(yīng)力等級,其優(yōu)先次序是:實(shí)測應(yīng)力;估計(jì)應(yīng)力;參考應(yīng)力。2)試驗(yàn)剖面的組成:見下圖。4.5.6可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)前應(yīng)具備的條件1.受試產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)應(yīng)為設(shè)計(jì)定型狀態(tài);2.產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)結(jié)果應(yīng)大于合同或任務(wù)書中要求的成熟期規(guī)定值;3.試驗(yàn)前應(yīng)對受試產(chǎn)品進(jìn)行FMECA.4.受試產(chǎn)品已經(jīng)通過環(huán)境應(yīng)力篩選;5.與受試產(chǎn)品同批的產(chǎn)品已經(jīng)通過環(huán)境鑒定試驗(yàn)。4.5.7可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)通用程序4.5.7.1編制產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)大綱由承試單位負(fù)責(zé),承制單位參與編制產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)大綱,作為整體規(guī)劃技術(shù)文件。4.5.7.2編制產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)程序承試單位根據(jù)試驗(yàn)大綱要求,編制產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)程序。4.5.7.3
試驗(yàn)夾具設(shè)計(jì)與測定必須對使用的夾具進(jìn)行振動測定。4.5.7.4受試產(chǎn)品安裝前的測試、安裝和預(yù)振動必須對受試產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測并記錄;合格后應(yīng)盡量模擬現(xiàn)場方式安裝在試驗(yàn)設(shè)備上;預(yù)振動用來檢查相互匹配性。4.5.7.5
試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作評審應(yīng)對試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作進(jìn)行評審。4.5.7.6試驗(yàn)實(shí)施步驟1)啟動試驗(yàn)設(shè)備。2)施加應(yīng)力。3)試驗(yàn)中的測試和監(jiān)測。4)試驗(yàn)中故障的判定和分類。5)試驗(yàn)中故障的處理。6)試驗(yàn)中的預(yù)防性維修。4.5.7.7
試驗(yàn)中故障的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)中只有責(zé)任故障才能作為合格與否的依據(jù)。責(zé)任故障統(tǒng)計(jì)原則:4.5.7.8
試驗(yàn)結(jié)果的判決關(guān)聯(lián)責(zé)任故障累計(jì)數(shù)超出方案規(guī)定的接收故障數(shù),即可做出拒收判決。當(dāng)累積試驗(yàn)時(shí)間到達(dá)方案規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間,且關(guān)聯(lián)責(zé)任故障累計(jì)數(shù)小于方案規(guī)定的接收故障數(shù),即可做出接收判決。4.5.8可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)的工程應(yīng)用要點(diǎn)(1)一般對影響系統(tǒng)安全或任務(wù)完成的新研、有重大改進(jìn)的關(guān)鍵產(chǎn)品進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn),其中多數(shù)是電子產(chǎn)品和機(jī)電產(chǎn)品。(2)盡可能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn),不可行時(shí),可利用外場使用數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評估。(3)可靠性鑒定試驗(yàn)一般采用定時(shí)截尾方案,可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)一般采用定時(shí)截尾方案或序貫截尾方案。雙方風(fēng)險(xiǎn)一般選取20%。(4)可靠性鑒定試驗(yàn)剖面應(yīng)盡可能模擬產(chǎn)品真實(shí)的使用環(huán)境。(5)可靠性鑒定試驗(yàn)過程中如發(fā)生故障,只能修復(fù)。(6)可靠性試驗(yàn)大綱要規(guī)定檢測方法、檢測的時(shí)間間隔和要求等。九.可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)程序示例1.范圍本程序規(guī)定了各種使用環(huán)境下,預(yù)期壽命服從指數(shù)分布的產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)工作的方法、程序、要求以及試驗(yàn)組織管理和實(shí)施等基本內(nèi)容。本程序適用于我公司研制與生產(chǎn)的產(chǎn)品。2.規(guī)范性引用文件GJB450A-2004裝備可靠性工作通用要求GJB451A-2005可靠性維修性保障性術(shù)語GJB899-1990可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)GJB841-1990故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)GJB1032-1990電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法GJB/Z299B-1998電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊3.術(shù)語和定義本標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語采用GJB451A和GJB899中的定義。4.職責(zé)(略)5.工作程序和要求5.1一般要求5.1.1可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性是否達(dá)到規(guī)定要求??煽啃则?yàn)證試驗(yàn)包括可靠性鑒定試驗(yàn)、可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)等。5.1.2為驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否符合規(guī)定的可靠性要求,應(yīng)采用技術(shù)狀態(tài)滿足驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)康牡臉悠罚⒃谝?guī)定的環(huán)境試驗(yàn)條件下,進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)。5.1.3為了確定批量生產(chǎn)的產(chǎn)品是否符合規(guī)定的可靠性要求,應(yīng)按規(guī)定的批量大小和抽樣原則從各生產(chǎn)的批次中抽取樣品,在與可靠性鑒定試驗(yàn)相同的環(huán)境試驗(yàn)條件下,進(jìn)行可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)。5.1.4受試產(chǎn)品進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)的受試樣品,應(yīng)具備該產(chǎn)品的各種功能和滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)且性能穩(wěn)定,其技術(shù)狀態(tài)符合定型要求。對進(jìn)行可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)的樣品,隨機(jī)從批量中抽取。為保證可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)的順利進(jìn)行和結(jié)果的正確性,試驗(yàn)前受試樣品應(yīng)進(jìn)行規(guī)定的環(huán)境試驗(yàn)。通過環(huán)境應(yīng)力篩選,剔除早期故障。為保證設(shè)備以高概率通過鑒定試驗(yàn),進(jìn)行鑒定試驗(yàn)產(chǎn)品的MTBF預(yù)計(jì)值θp必須大于或等于θo。5.1.5試驗(yàn)設(shè)備和儀器試驗(yàn)設(shè)備和儀器應(yīng)能保證試驗(yàn)所需的環(huán)境試驗(yàn)條件和性能參數(shù)的檢測要求,并按照要求進(jìn)行定期校核和計(jì)量檢定,且在計(jì)量合格有效期內(nèi)。5.1.6故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)使用我公司的FRACAS閉環(huán)系統(tǒng)來收集可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)期間出現(xiàn)的所有故障數(shù)據(jù),分析這些故障發(fā)生的原因,采取糾正故障的措施,并作好記錄,及時(shí)、準(zhǔn)確的傳遞和組織管理。5.1.7故障分類及判定產(chǎn)品在規(guī)定的條件下,其一項(xiàng)或幾項(xiàng)功能喪失,或其性能參數(shù)超出了產(chǎn)品技術(shù)條件中允許范圍,或出現(xiàn)影響產(chǎn)品功能的機(jī)械部件、結(jié)構(gòu)件或元器件的破損、斷裂或損壞狀態(tài)均判為故障。故障分類:可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)期間發(fā)生的故障,按GJB451A分為關(guān)聯(lián)故障和非關(guān)聯(lián)故障:關(guān)聯(lián)故障是指可以預(yù)期在以后的現(xiàn)場使用中會發(fā)生的故障;而非關(guān)聯(lián)故障是指受試產(chǎn)品雖然在試驗(yàn)中出現(xiàn)故障,但在使用現(xiàn)場中不會發(fā)生的故障。所以由于試驗(yàn)的安裝不當(dāng)、意外事故或使用不當(dāng)致使損傷產(chǎn)品,或由試驗(yàn)設(shè)備或檢測儀器引起的產(chǎn)品故障及由于外加應(yīng)力超過規(guī)定要求而引起的產(chǎn)品故障等均不是關(guān)聯(lián)故障。關(guān)聯(lián)故障進(jìn)一步分為責(zé)任故障和非責(zé)任故障。責(zé)任故障:受試產(chǎn)品在可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)中出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)獨(dú)立故障以及由此引起的從屬故障計(jì)為一次責(zé)任故障,是判決受試產(chǎn)品合格與否的依據(jù)。在計(jì)算MTBF驗(yàn)證值時(shí)應(yīng)予以計(jì)入。責(zé)任故障包括:產(chǎn)品設(shè)計(jì)不當(dāng)、制造工藝缺陷引起的故障;零部件設(shè)計(jì)不當(dāng)、制造工藝缺陷引起的故障;軟件錯誤導(dǎo)致的故障(試驗(yàn)期間若軟件錯誤已糾正并證實(shí)無誤,該軟件錯誤引起的故障不算作責(zé)任故障);按組織提供的操作、維護(hù)、修理程序規(guī)定的步驟與方法正常使用/維護(hù)/修理時(shí)引起的故障。非責(zé)任故障:由于下述原因所引起的受試設(shè)備故障稱為非責(zé)任故障。非責(zé)任故障不作為判決受試設(shè)備合格與否的依據(jù)。非責(zé)任故障包括:由獨(dú)立故障引起的從屬故障:由于試驗(yàn)室提供的設(shè)備故障或操作、維護(hù)、修理程序不當(dāng)引起的故障;在產(chǎn)品中有規(guī)定使用期限的產(chǎn)品如機(jī)械部件、結(jié)構(gòu)件或元器件等,超過規(guī)定更換期而未更換引起的故障(需事先說明不更換的原因);對故障原因明顯并易糾正的系統(tǒng)性(非隨機(jī)性)故障,采取了有效的糾正措施后,經(jīng)驗(yàn)證有效,可按非責(zé)任故障處理。故障判定:故障判定一般可分為功能故障和參數(shù)故障:功能故障:喪失產(chǎn)品應(yīng)有的一項(xiàng)或多項(xiàng)功能。參數(shù)故障:對產(chǎn)品的每個(gè)被測參數(shù)規(guī)定可接收的范圍,當(dāng)被測的任何參數(shù)永久地或間斷地超出此范圍時(shí),就認(rèn)為發(fā)生了一次故障。如果不只是一個(gè)參數(shù)偏離了規(guī)定的范圍,且能證明不是同一原因使這些參數(shù)超出規(guī)定范圍,則每種參數(shù)的偏離都認(rèn)為受試產(chǎn)品發(fā)生了一次故障。如果若干參數(shù)偏離規(guī)定范圍是同一原因造成的,則所有的偏離參數(shù)組合起來,認(rèn)為受試產(chǎn)品發(fā)生了一次故障。5.2試驗(yàn)程序和要求5.2.1試驗(yàn)流程(見下頁)5.2.2試驗(yàn)程序和要求5.2.2.1確定試驗(yàn)任務(wù)來源如果試驗(yàn)任務(wù)及方案已在合同或研制任務(wù)書中給出,則按其規(guī)定執(zhí)行。若合同或研制任務(wù)書中沒有規(guī)定,則由生產(chǎn)技術(shù)部門和使用方代表協(xié)商確定。確定試驗(yàn)任務(wù)的來源擬制產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)大綱和試驗(yàn)程序成立試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作檢查與評審試驗(yàn)的實(shí)施試驗(yàn)結(jié)束及評審編制試驗(yàn)報(bào)告開始大綱審查、評審及審批結(jié)束5.2.2.2擬制產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)大綱及其試驗(yàn)程序可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)大綱:生產(chǎn)技術(shù)部門在試驗(yàn)前應(yīng)會同使用方代表,根據(jù)產(chǎn)品研制任務(wù)書或合同的可靠性指標(biāo)要求和本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,擬制可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)大綱,大綱一般包括:試驗(yàn)的目的和要求:受試產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)要求,包括樣機(jī)的研制階段、環(huán)境試驗(yàn)和可靠性預(yù)計(jì)報(bào)告的結(jié)果;受試產(chǎn)品的組成、功能檢查和性能測試項(xiàng)目及指標(biāo)要求,測試時(shí)機(jī)和測試方法;試驗(yàn)剖面及應(yīng)力施加;統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案、受試樣機(jī)數(shù)量;試驗(yàn)基本規(guī)則和故障判據(jù);試驗(yàn)設(shè)備及檢測儀器儀表的說明及要求;預(yù)防性維修及壽命器件的說明;試驗(yàn)時(shí)間、故障報(bào)告、分析及糾正措施記錄與傳遞要求??煽啃栽囼?yàn)程序:目的;參試單位;試驗(yàn)的組織機(jī)構(gòu)及職責(zé);受試樣品的檢查;試驗(yàn)設(shè)備和儀器儀表檢查;試驗(yàn)應(yīng)力的施加和監(jiān)測;試驗(yàn)準(zhǔn)備工作及評審;試驗(yàn)的執(zhí)行及要求;試驗(yàn)中的檢查和確認(rèn);試驗(yàn)數(shù)據(jù)的搜集、記錄及要求;試驗(yàn)結(jié)束及評審;試驗(yàn)報(bào)告。5.2.2.3大綱審查、評審及審批質(zhì)量管理部負(fù)責(zé)大綱的技術(shù)審查,必要時(shí)提交使用方代表審查。項(xiàng)目計(jì)劃歸口管理部門負(fù)責(zé)組織大綱的評審??煽啃则?yàn)證試驗(yàn)大綱及試驗(yàn)程序的會簽與批準(zhǔn)按企標(biāo)《技術(shù)文件管理和控制程序》的規(guī)定進(jìn)行,產(chǎn)品按系統(tǒng)統(tǒng)一要求履行審批和上報(bào)手續(xù)。5.2.2.4成立試驗(yàn)組織可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)前,成立由使用方代表、技術(shù)委員會、生產(chǎn)技術(shù)部門、質(zhì)量管理部、承試方參加的聯(lián)合試驗(yàn)小組,負(fù)責(zé)具體試驗(yàn)的組織和實(shí)施工作。技術(shù)委員會代表擔(dān)任聯(lián)合試驗(yàn)小組組長,并負(fù)責(zé)主持可靠性驗(yàn)證試驗(yàn);生產(chǎn)技術(shù)部門參加并提供滿足可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)要求的受試產(chǎn)品,并為確保產(chǎn)品順利進(jìn)行可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)提供技術(shù)保障;技術(shù)委員會負(fù)責(zé)試驗(yàn)條件監(jiān)督,并提供相應(yīng)的試驗(yàn)記錄樣式;質(zhì)量管理部負(fù)責(zé)試驗(yàn)過程的監(jiān)督。聯(lián)合試驗(yàn)小組的職責(zé):聯(lián)合試驗(yàn)小組按照批準(zhǔn)的“試驗(yàn)大綱”及“試驗(yàn)程序”的要求嚴(yán)格執(zhí)行驗(yàn)證試驗(yàn)。其職責(zé)如下:確認(rèn)提交試驗(yàn)的產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)是否符合“試驗(yàn)大綱”的相應(yīng)要求;檢查試驗(yàn)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作(試驗(yàn)設(shè)備、測試儀器、受試產(chǎn)品、參試人員等),確認(rèn)開始試驗(yàn)的條件是否具備;檢查受試產(chǎn)品的安裝方式是否滿足施加環(huán)境應(yīng)力的條件要求;負(fù)責(zé)處理試驗(yàn)日常事務(wù)及試驗(yàn)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的判定;審核試驗(yàn)過程中試驗(yàn)條件保證情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄;監(jiān)督按試驗(yàn)大綱規(guī)定的預(yù)防性維修項(xiàng)目實(shí)施的維修和壽命件的更換;根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場需要,對試驗(yàn)程序所作的臨時(shí)性調(diào)整,確認(rèn)是否符合“試驗(yàn)大綱”的要求;確認(rèn)試驗(yàn)現(xiàn)場故障并填寫相應(yīng)的故障報(bào)告表;召集聯(lián)合試驗(yàn)小組擴(kuò)大會議,總結(jié)試驗(yàn),討論故障的性質(zhì)及分類,安排故障分析及糾正工作。5.2.2.5試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作檢查與評審a)檢查內(nèi)容:可靠性預(yù)計(jì)報(bào)告;性能驗(yàn)收試驗(yàn)報(bào)告;環(huán)境試驗(yàn)報(bào)告;可靠性摸底試驗(yàn)報(bào)告。b)試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作評審:試驗(yàn)前,聯(lián)合試驗(yàn)小組應(yīng)對承試單位進(jìn)行試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作評審,以確定試驗(yàn)條件是否具備,受試產(chǎn)品是否滿足試驗(yàn)要求。生產(chǎn)技術(shù)部門、質(zhì)量管理部應(yīng)在評審前向聯(lián)合試驗(yàn)小組提交評審所需資料。評審內(nèi)容一般包括受試樣品、試驗(yàn)設(shè)備、參試人員和試驗(yàn)條件保證情況等。5.2.2.6試驗(yàn)的實(shí)施聯(lián)合試驗(yàn)小組應(yīng)按已批準(zhǔn)的試驗(yàn)大綱和試驗(yàn)程序嚴(yán)格執(zhí)行。試驗(yàn)期間任何一方都不得隨意變更受試產(chǎn)品的狀態(tài)或作其它未經(jīng)許可的處理。打開試驗(yàn)箱檢查受試產(chǎn)品時(shí),應(yīng)有各方人員在場。試驗(yàn)中各種應(yīng)力施加,功能檢查,電性能測試,預(yù)防性維修應(yīng)按“試驗(yàn)大綱”的要求執(zhí)行,任何一方不得擅自變動。試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行異常或發(fā)生故障時(shí),試驗(yàn)室當(dāng)班人員可視情況作應(yīng)急處理,并及時(shí)通知聯(lián)合試驗(yàn)小組正副組長。當(dāng)需終止試驗(yàn)程序時(shí),應(yīng)以盡量不影響受試產(chǎn)品的方式將試驗(yàn)箱溫度調(diào)整到室溫。在試驗(yàn)設(shè)備排故同時(shí),應(yīng)對受試產(chǎn)品進(jìn)行全面檢查,以排除試驗(yàn)設(shè)備故障對受試樣品可能造成的影響。故障發(fā)生后,要注意保護(hù)故障現(xiàn)場,試驗(yàn)設(shè)備開箱前應(yīng)對故障定位和隔離程序及操作步驟作周詳?shù)目紤],以避免考慮不周或操作失誤等因素帶來的其它故障。對排故過程所作工作進(jìn)行詳細(xì)記錄。當(dāng)受試產(chǎn)品發(fā)生故障修復(fù)后或更換受試產(chǎn)品后,準(zhǔn)備繼續(xù)試驗(yàn)時(shí),應(yīng)由聯(lián)合試驗(yàn)小組組織再次評審。經(jīng)聯(lián)合試驗(yàn)小組對受試產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)確認(rèn),填寫試驗(yàn)過程中評審意見表后方可繼續(xù)試驗(yàn)。5.2.2.7試驗(yàn)結(jié)束及評審試驗(yàn)結(jié)束后,對試驗(yàn)完成情況進(jìn)行評審,總結(jié)試驗(yàn)工作,評價(jià)試驗(yàn)結(jié)果,提出故障分類意見,安排試驗(yàn)后故障分析及糾正措施和其他相關(guān)工作,作出評審結(jié)論,并對遺留問題提出處理意見。5.2.2.8編制試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)完成后,承試單位受聯(lián)合試驗(yàn)小組委托起草可靠性試驗(yàn)報(bào)告,并經(jīng)聯(lián)合試驗(yàn)小組組長確認(rèn)。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)概述全部試驗(yàn)過程和結(jié)果,故障摘要和分析,可靠性試驗(yàn)的結(jié)論意見等,其內(nèi)容主要包括:試驗(yàn)或評估的目的;驗(yàn)證的定量指標(biāo)或要求;試驗(yàn)或評估的日期和地點(diǎn);參試單位及成員構(gòu)成;試驗(yàn)依據(jù);受試產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)、基本組成、復(fù)雜程度及數(shù)量;試驗(yàn)過程概述;試驗(yàn)條件及偏離試驗(yàn)條件的分析;故障摘要、故障原因及糾正措施建議;故障分類建議;試驗(yàn)結(jié)論及產(chǎn)品MTBF置信度計(jì)算;受試產(chǎn)品可靠性綜合評價(jià)和改進(jìn)措施建議;附件:試驗(yàn)日志;產(chǎn)品運(yùn)行記錄;測試記錄;各階段的評審報(bào)告;試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表;故障報(bào)告表,故障分析及糾正/預(yù)防措施報(bào)告表。5.2.3可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法1)標(biāo)準(zhǔn)型可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)方法按GJB899《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》,可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案分以下三種:序貫試驗(yàn)方案如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中事先未規(guī)定可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)間,并希望盡早對MTBF作出接受或拒收判決時(shí),可選用序貫試驗(yàn)方案(方案1~方案8),見表1。定時(shí)截尾試驗(yàn)方案如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中要求在可靠性鑒定試驗(yàn)中,提供MTBF的驗(yàn)證值,并且有固定的截止試驗(yàn)時(shí)間時(shí),必須選用定時(shí)截尾試驗(yàn)方案(方案9~方案17及方案19~方案21),見表2。全數(shù)試驗(yàn)方案如果合同或產(chǎn)品規(guī)范中要求對批量生產(chǎn)產(chǎn)品(或試生產(chǎn))的每一件產(chǎn)品都要進(jìn)行可靠性驗(yàn)收試驗(yàn),則應(yīng)選用全數(shù)試驗(yàn)方案(方案18),見表3和圖1。表9-5-5序貫試驗(yàn)方案簡表表9-5-6定時(shí)截尾試驗(yàn)方案簡表表9-5-7方案18的接收—拒收判決標(biāo)準(zhǔn)0510152050.272.0-=tt50.272.0+=tt繼續(xù)試驗(yàn)邊界線接收拒收線拒收故障數(shù)試驗(yàn)時(shí)間(θ1的倍數(shù))510152025
圖9-5-7全數(shù)試驗(yàn)方案182)可靠性評定法不能按GJB899作可靠性鑒定或驗(yàn)收試驗(yàn)的產(chǎn)品,可累積試驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行可靠性評定。具體方法參考附錄A。3)MTBF保證試驗(yàn)法不能按GJB899作可靠性驗(yàn)證試驗(yàn),又累積不到足夠的驗(yàn)證數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性評定時(shí),可作MTBF保證試驗(yàn),進(jìn)行可靠性驗(yàn)收。具體方法參考附錄B。6.支持性文件Q/TIMEQP—02技術(shù)文件管理和控制程序GJB899-1990可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)7.文件和記錄本程序形成的文件和記錄有:聯(lián)合試驗(yàn)小組及參試人員名單試驗(yàn)應(yīng)力剖面圖測試記錄表試驗(yàn)日志試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行情況記錄表故障報(bào)告、分析及糾正/預(yù)防措施報(bào)告表聯(lián)合試驗(yàn)小組評審意見表試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表附錄A可靠性評定方法A1
可靠性評定方法的選擇當(dāng)能累積到足夠的數(shù)據(jù)時(shí),對于成敗型和指數(shù)壽命型產(chǎn)品推薦采用比較簡單的單元可靠性評定方法。A2單元可靠性評定公式A2.1壽命型指數(shù)分布經(jīng)典法評定公式:
:被評定產(chǎn)品的MTBF下限值;T:累積的工作時(shí)間;
:卡方分布符號;Z:累積的關(guān)聯(lián)故障數(shù);
:置信度。在零故障情況下,可用下列可靠性評定公式:A2.2成敗型二項(xiàng)分布經(jīng)典法評定公式:
式中:
:被評定產(chǎn)品的可靠性下限;f:累積的失敗數(shù);S:累積的成功數(shù);F:分布符號;:置信度。A3驗(yàn)證數(shù)據(jù)的累積與處理A3.1累積的驗(yàn)證數(shù)據(jù),壽命型產(chǎn)品為正常工作(試驗(yàn))時(shí)間(T)和關(guān)聯(lián)故障數(shù)(Z);A3.2累積的數(shù)據(jù)必須是剔除早期故障的穩(wěn)定期的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品早期故障期,可用產(chǎn)品通過環(huán)境應(yīng)力篩選來確定,或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷;A3.3必須根據(jù)產(chǎn)品的故障判據(jù),正確的累積關(guān)聯(lián)故障數(shù);A3.4不同環(huán)境條件下的累積數(shù)據(jù),應(yīng)作環(huán)境因子折算處理。A4環(huán)境因子的選取根據(jù)工程實(shí)際,推薦采用以下環(huán)境因子的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù):A9.1以一般實(shí)驗(yàn)室條件為基準(zhǔn),相對于不同的安裝位置,其環(huán)境因子分別為:外部安裝的產(chǎn)品E為3;內(nèi)部無溫控安裝的產(chǎn)品E為2;內(nèi)部有溫控安裝的產(chǎn)品E為1.5。A9.2外場試驗(yàn)累積的數(shù)據(jù)不作環(huán)境因子折算。A9.3環(huán)境試驗(yàn)和例行試驗(yàn)中累積的數(shù)據(jù)為較為嚴(yán)酷的單應(yīng)力條件下的數(shù)據(jù),尚無合適的環(huán)境因子。當(dāng)能累積到消除早期故障后的環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)據(jù)時(shí),可不作環(huán)境因子折算。A5累積的數(shù)據(jù)量A5.1可靠性評定需要累積足夠多的數(shù)據(jù)量,特別是在零故障的情況下,需要有相當(dāng)多的數(shù)據(jù)量,可靠性評定的結(jié)果才能令人置信。A5.2在不同的置信度下,根據(jù)指數(shù)壽命型可靠性評定公式計(jì)算,需要累積的數(shù)據(jù)量見附錄D。A6置信度的選取可靠性評定的置信度通常取60%~80%,推薦選70%。附錄BMTBF保證試驗(yàn)B1MTBF保證試驗(yàn)的前提條件B1.1產(chǎn)品已經(jīng)通過環(huán)境應(yīng)力篩選。B1.2該型產(chǎn)品已經(jīng)過可靠性鑒定或評定,已知其最低可靠性接收值(M)。根據(jù)實(shí)際情況,本條也可不作為必要的前提條件。B2無故障時(shí)間(t)的確定通常取t=0.212M。B3試驗(yàn)條件按GJB899模擬產(chǎn)品的工作條件。B4試驗(yàn)程序B9.1將通過環(huán)境應(yīng)力篩選的產(chǎn)品,按模擬實(shí)際使用狀況的方式,置于模擬應(yīng)力條件下,按規(guī)定的工作模式通電工作。B9.2連續(xù)或間斷地檢測并記錄產(chǎn)品的測試項(xiàng)目。B9.3當(dāng)試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到無故障間隔時(shí)間t時(shí),產(chǎn)品未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障,則結(jié)束試驗(yàn),通過MTBF保證試驗(yàn)。B9.4若試驗(yàn)中發(fā)生故障,應(yīng)立即停止試驗(yàn),排除故障,修復(fù)產(chǎn)品,繼續(xù)進(jìn)行MTBF保證試驗(yàn)。當(dāng)故障為非關(guān)聯(lián)故障時(shí),故障前的工作時(shí)間應(yīng)計(jì)入無故障間隔時(shí)間t。當(dāng)在2t觀測時(shí)間內(nèi),存在連續(xù)的t時(shí)間的無故障間隔,則產(chǎn)品通過MTBF保證試驗(yàn)。B9.5若在2t觀測時(shí)間內(nèi),不存在t時(shí)間的無故障間隔,則終止試驗(yàn),產(chǎn)品未通過MTBF保證試驗(yàn)。B9.6未通過MTBF保證試驗(yàn)的產(chǎn)品,應(yīng)采取
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