產(chǎn)品可靠性體系簡述,富蔓,2015.09,概念-可靠性,可靠性可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃耘c質(zhì)量的關(guān)系傳統(tǒng)的質(zhì)量一般用合格品率進(jìn)行度量，用百分比表示。合格品率越高，說明內(nèi)部質(zhì)量損失越小。因此質(zhì)量關(guān)注的焦點(diǎn)是降低不合格率，而要降低不合格率，質(zhì)量工作的重點(diǎn)是提高制造過程的一致性和穩(wěn)定性?？煽啃躁P(guān)注的是產(chǎn)品合格水平隨著時間的保持能力。產(chǎn)品出廠后的質(zhì)量體現(xiàn)在產(chǎn)品用戶使用過程中其合格水平的保持能力，其本質(zhì)上就是產(chǎn)品可靠性，即合格產(chǎn)品在規(guī)定的條件下在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。通俗地說，就是產(chǎn)品在用戶使用過程中無故障或保持正常工作不發(fā)生故障的時間。,概念-MTBF,MTBF（MeanTimeBetweenFailure)平均故障間隔時間（MTBF）是表示可修復(fù)產(chǎn)品可靠性的一種基本參數(shù)。其度量方法為：在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)的壽命單位總數(shù)與故障次數(shù)之比。以下是在可靠性工程中很常用的公式。MTBF=T/N0其中，T為產(chǎn)品總的工作時間；N0為故障總次數(shù)MTBF=1/其中，產(chǎn)品的故障率為常數(shù),概念-浴盆曲線,大多數(shù)產(chǎn)品的故障率隨時間的變化曲線近似浴盆。早期故障期在產(chǎn)品投入使用初期，產(chǎn)品的故障率較高，且有迅速下降的特征。這一階段產(chǎn)品的故障主要是設(shè)計與制造中的缺陷，產(chǎn)品投入使用后很容易較快地暴露出來?？梢圆捎铆h(huán)境應(yīng)力篩選等方法來減少甚至消除早期故障。偶然故障期產(chǎn)品投入使用一段時間后，產(chǎn)品的故障率可降到一個較低的水平，且基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，可以近似認(rèn)為故障率為常數(shù)。在這個時期產(chǎn)品的故障主要是由偶然因素引起的。偶然故障期是產(chǎn)品的主要工作時間。耗損故障期在產(chǎn)品投入使用相當(dāng)長的時間后，就會進(jìn)入損耗故障期，其特點(diǎn)是產(chǎn)品的故障率隨時間迅速上升，很快出現(xiàn)產(chǎn)品故障大量增加直至最后報廢。這一階段產(chǎn)品的故障主要是由損耗性因素引起的。在損耗起始點(diǎn)到來之前停止使用并進(jìn)行預(yù)防性維修，這樣可以延長產(chǎn)品的使用壽命。,概念-浴盆曲線,理想的曲線采取各種措施，例如環(huán)境應(yīng)力篩選以降低早期故障率，使產(chǎn)品到用戶手中即進(jìn)入偶然故障期。采取預(yù)防性維修或使用長壽命的元器件和零部件以及各種耐久性設(shè)計，使耗損故障期盡量延后。應(yīng)用各種可靠性設(shè)計分析技術(shù)使產(chǎn)品的偶然故障率盡可能降低。,可靠性試驗(yàn)-目的,1.發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、原材料和工藝方面的各種缺陷和故障。2.確認(rèn)研發(fā)和生產(chǎn)的產(chǎn)品是否符合可靠性要求。3.為評估和改進(jìn)產(chǎn)品可靠性提供信息。,可靠性試驗(yàn)-分類,工程試驗(yàn)：目的是暴露產(chǎn)品在設(shè)計、工藝、原材料等方面存在的缺陷、薄弱環(huán)節(jié)和故障，為提高產(chǎn)品可靠性提供信息。統(tǒng)計試驗(yàn)：目的是驗(yàn)證產(chǎn)品是否達(dá)到了規(guī)定的可靠性或壽命要求。,工程試驗(yàn)-環(huán)境應(yīng)力篩選-1,概念：環(huán)境應(yīng)力篩選(environmentalstressscreening,ESS)是通過向電子產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力，將其內(nèi)部的潛在缺陷激發(fā)成為故障，并通過檢測發(fā)現(xiàn)和排除的過程，是一種工藝手段。環(huán)境應(yīng)力篩選的目的是發(fā)現(xiàn)和排除不良元器件、制造工藝和其他原因引入的缺陷所造成的早期故障。這種早期故障通常是用常規(guī)的方法如目視檢查或測試等無法發(fā)現(xiàn)的。條件：良好的環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)具備以下條件能夠很快析出潛在缺陷不會誘發(fā)附加的故障，不會消耗受篩產(chǎn)品的壽命,工程試驗(yàn)-環(huán)境應(yīng)力篩選-2,典型應(yīng)力及其效果：恒定高溫、溫度循環(huán)、溫度沖擊、隨機(jī)振動等。,工程試驗(yàn)-環(huán)境應(yīng)力篩選-3,常規(guī)篩選方法：常規(guī)篩選所用的方法是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，以能篩選出早期故障為目標(biāo)。是目前廣泛應(yīng)用的一種手段。其過程一般包括試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作、初始性能檢測、尋找和排除故障及無故障檢驗(yàn)、最終性能檢測四個階段。,工程試驗(yàn)-環(huán)境應(yīng)力篩選-4,高加速應(yīng)力篩選：高加速應(yīng)力篩選(highlyacceleratedstress,HASS)在國外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，是環(huán)境應(yīng)力篩選技術(shù)的又一個發(fā)展方向。主要利用較高的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，如快速溫變率的溫度循環(huán)和高強(qiáng)度三軸六自由度的隨機(jī)振動，它能比一般環(huán)境應(yīng)力篩選更加快速、經(jīng)濟(jì)、有效地激發(fā)出產(chǎn)品中的潛在缺陷。環(huán)境應(yīng)力篩選標(biāo)準(zhǔn)：電子產(chǎn)品以GJB1032為基礎(chǔ)，根據(jù)受篩產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募舨谩?工程試驗(yàn)-可靠性研制試驗(yàn)-1,目的：在產(chǎn)品研發(fā)階段，通過對受試產(chǎn)品施加應(yīng)力，將產(chǎn)品中存在的材料、設(shè)計、工藝缺陷激發(fā)成為故障，進(jìn)行分析定位后，采取糾正措施加以排除。是一個TAAF(test,analysisandfix)過程。要求：受試產(chǎn)品應(yīng)具備產(chǎn)品要求的功能和性能。受試產(chǎn)品在設(shè)計、材料、結(jié)構(gòu)與布局及工藝等方面應(yīng)能基本反映將來生產(chǎn)的產(chǎn)品。,2019/12/13,13,可編輯,工程試驗(yàn)-可靠性研制試驗(yàn)-2,試驗(yàn)分類：可靠性增長摸底試驗(yàn)：在模擬實(shí)際使用的綜合應(yīng)力條件下，用較短的時間、較少的費(fèi)用，暴露產(chǎn)品的潛在缺陷，并及時采取糾正措施，使產(chǎn)品的可靠性水平的到增長?？煽啃詮?qiáng)化試驗(yàn)(reliabilityenhancementtest,RET)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)計得更為“健壯”?；痉椒ㄊ峭ㄟ^施加步進(jìn)應(yīng)力，不斷加速激發(fā)產(chǎn)的潛在缺陷，并進(jìn)行改進(jìn)和驗(yàn)證。高加速壽命試驗(yàn)(highlyacceleratedlifetesting,HALT)目的是在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段識別出產(chǎn)品的功能和破壞極限，從而優(yōu)化產(chǎn)品的可靠性。HALT實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有振動、高低溫、溫度循環(huán)、電力開關(guān)循環(huán)、電壓邊際及頻率邊際測試等。應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)階段，能夠及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。其所施加的應(yīng)力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于產(chǎn)品在正常運(yùn)輸貯藏使用時的應(yīng)力。,工程試驗(yàn)-可靠性增長試驗(yàn),概念：可靠性增長試驗(yàn)(reliabilitygrowthtest,RGT)是一個有計劃地試驗(yàn)-分析-改進(jìn)的過程，其目的是把受試設(shè)備處于近似于工作環(huán)境條件下進(jìn)行試驗(yàn)，使其暴露故障，進(jìn)而分析故障、改進(jìn)設(shè)計，并驗(yàn)證改進(jìn)措施的有效性，以提高產(chǎn)品的固有可靠性。一般安排在工程研發(fā)基本完成之后和可靠性鑒定試驗(yàn)之前。對象：由于可靠性增長試驗(yàn)要求采用綜合環(huán)境條件，需要綜合試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)時間較長，需要投入較大的資源，因此，一般只對那些有定量可靠性要求、新技術(shù)含量高且屬重要、關(guān)鍵的產(chǎn)品進(jìn)行。,統(tǒng)計試驗(yàn)-可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn),可靠性鑒定試驗(yàn)(reliabilityqualificationtesta)是驗(yàn)證產(chǎn)品的設(shè)計是否達(dá)到了規(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)品進(jìn)入量產(chǎn)前的一種驗(yàn)證試驗(yàn)。可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)(reliabilityacceptancetest)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)?？煽啃澡b定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)都屬于“驗(yàn)證試驗(yàn)”。,統(tǒng)計試驗(yàn)-壽命試驗(yàn)-1,目的：發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中可能過早發(fā)生損耗的零部件，以確定影響產(chǎn)品壽命的根本原因和可能采取的糾正措施；驗(yàn)證產(chǎn)品在規(guī)定條件下的使用壽命、儲存壽命是否達(dá)到規(guī)定的要求。試驗(yàn)分類：根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康暮头椒?，壽命試?yàn)分類情況如圖。,統(tǒng)計試驗(yàn)-壽命試驗(yàn)-2,試驗(yàn)分類：正常應(yīng)力壽命試驗(yàn)：是在爭產(chǎn)環(huán)境條件下施加符合，模擬工作狀態(tài)的試驗(yàn)，其目的是驗(yàn)證產(chǎn)品使用壽命。加速壽命試驗(yàn)：對于高可靠性產(chǎn)品而言，壽命試驗(yàn)時間很長，為便于快速評價產(chǎn)品的壽命和可靠性，采用加大應(yīng)力而又不改變失效機(jī)理的辦法，使產(chǎn)品的故障加速暴露，這樣的試驗(yàn)稱為加速壽命試驗(yàn)(acceleratedlifetest,ALT)。加速壽命試驗(yàn)的常用加速模型：阿倫尼斯(arrhenius)方程。,統(tǒng)計試驗(yàn)-壽命試驗(yàn)-3,阿倫尼斯(arrhenius)應(yīng)用的例子（我公司SP6010風(fēng)扇選型）風(fēng)扇高溫加速壽命試驗(yàn)的活化能為0.67，風(fēng)扇壽命的計算公式為：對8只新風(fēng)扇樣品，經(jīng)過72小時、100、15V電壓的高溫加速壽命試驗(yàn)，沒有出現(xiàn)故障。其中，測試時間72小時測試電壓15V25度時的壽命？,可靠性試驗(yàn)-總結(jié),練習(xí)-1,1、（）是為了驗(yàn)證產(chǎn)品是否達(dá)到了規(guī)定的可靠性和壽命要求。A.可靠性鑒定試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)B.環(huán)境應(yīng)力篩選C.可靠性增長試驗(yàn)D.可靠性研制試驗(yàn)2、環(huán)境應(yīng)力篩選的主要目的是（）。A.剔除早期失效B.確定部件的極限值C.供貨商選擇D.選擇標(biāo)準(zhǔn)件3、下列試驗(yàn)中最適合持續(xù)提高產(chǎn)品可靠性的是（）。A.可靠性增長試驗(yàn)B.老煉試驗(yàn)C.應(yīng)力篩選試驗(yàn)D.驗(yàn)證試驗(yàn),練習(xí)-2,4、關(guān)于加速壽命試驗(yàn)，以下說法錯誤的是（）。A.可以改變失效機(jī)理B.加大應(yīng)力更能激發(fā)出故障C.可能在較短時間內(nèi)獲得評定數(shù)據(jù)D.加快暴露可能出現(xiàn)的故障5、對于電子產(chǎn)品來說，篩選效果最好的篩選應(yīng)力是（）。A.溫度沖擊B.恒定溫度C.溫度循環(huán)D.隨機(jī)振動6、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)中高于實(shí)際使用應(yīng)力條件的試驗(yàn)有（）。A.可靠性增長摸底試驗(yàn)B.可靠性摸底試驗(yàn)C.可靠性強(qiáng)化