可靠性预计相关培训

1、可靠性预计相关培训 项目部 汤海波 2011.9.15主要内容主要内容 1 可靠性预计简介 2可靠性基础知识 3国军标299C介绍及模型使用示例 4 我们的预计模板、预计方法、原则等 5 试点工程（以DF9360预计过程来说明） 6 硬件可靠性工程师职位说明 7可靠性设计评审相关 8（领考卷回座位独立考试） 可靠性预计简介可靠性预计简介 可靠性预计是对产品系统可能达到的可靠性水平，利用其结构、功能、环境及相互关系的信息进行定量分析估计的一种方法。（）目的在可靠性设计中应用可靠性预计的主要目的是：为设计决策提供科学合理的依据。如对不同设计方案的选择，元器件、零部件质量等级的确定，新技术、新材料的

2、采用及设计是否需要改进等；根据预测结果，编制可靠性关键件清单，为生产过程质量控制提供依据；为可靠性试验方案设计提供依据；为产品系统的可靠性指标分配提供依据和顺序；为产品系统的可靠性指标分配提供依据和顺序；对产品使用、维护提供信息等。由于可靠性预计是根据已知的数据、过去的经验和知识对新产品系统的设计进行分析，因此，数据和信息来源的科学性、准确性和适用性以及分析方法的可行性就成为可靠性预计的关键。可靠性预计一般在设计初期就开始，而且越早进行效果越好，并可靠性预计一般在设计初期就开始，而且越早进行效果越好，并随着产品设计、研制工作的展开逐步深入，不断完善。随着产品设计、研制工作的展开逐步深入，不断完

3、善。在技术设计阶段，则根据已确定的元器件、零部件进行具体、详细的可靠性预计。一般的预计步骤可靠性预计一般按下述十个步骤进行：确定质量目标确定质量目标。对产品系统的设计、研制目的、用途、功能、性能参数等进行明确的规定。当然，这些规定将随着设计、研制工作的进展而不断精确与完善。拟定使用模型。拟定使用模型。对产品系统交付使用到最后报废的整个使用过程，其经历的环境及有关事件，如运输、贮存、试验检查、运行操作和维修等拟定工作模型。建立产品结构建立产品结构。以图解形式，形象地表明产品系统中各单元组成情况，如用可靠性方框图、事故（或故障）树、状态图或它们的结合来表述产品可靠性结构模型。推导数学模型。根据产品

4、的结构模型和单元的可靠性特征量，经过一系列假设、简化、近似运算，推导出系统数学模型。这个数学模型可以是一组数字表达式，也可以是一组状态矩阵。确定单元功能确定单元功能。单元是组成系统的一个功能级别，可以是组件、部件或元器件，它们具有一定的可靠性量值，在可靠性框图中是一个独立方块，必须一一确定。确定环境系数确定环境系数。通过产品系统在使用期中所经历的工作环境条件应力分析，确定环境系数。确定系统应力确定系统应力。根据产品工作方式和工作应力分析，确定降额系数、应用系数和工作天工作的时间比。假定失效分布假定失效分布。根据系统中各个单元的寿命特征，使用相应的失效分布。未知失效分布时，可先假定并在取得数据后

5、核实、修正。计算失效率计算失效率。根据选定的质量等级、环境应力、工作应力和失效分布，计算单元的工作失效率和贮存失效率。计算产品可靠性计算产品可靠性。把各单元失效率数据作为输入，利用产品系统的可靠性数学模型，计算出产品系统的可靠性数值。在上述可靠性预测过程中，常应用元器件应力分析法、相似产品法、有源元件计数法、元件计数法和数学模型法等具体方法。基础知识 可靠性 产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力 考核指标：MTBF 失效率失效率 可靠度可靠度 返修率 产品可靠性定义包括下列四要素：(1) 规定的时间(2) 规定的环境和使用条件(3) 规定的任务和功能(4) 具体的可靠性指标值对于一个

6、具体的产品应按上述各点分别给予具体的明确的定义。 MTBF（Mean Time Between Failures） 指产品相邻两次故障之间的平均工作时间-平均故障间隔（可维修）-平均无故障时间。 失效率 指产品在 t 时刻失效的可能性，是失效间隔时间的倒数可靠性基本指标可靠性指标定义单位可靠度R(t)产品在规定条件下，规定的期间内，完成规定任务的概率%故障率 （t）(瞬时故障率，失效率)在某时刻以前工作起来的产品，在继续的单位时间内，产生故障的比例FPMH =10-6/hFit (非特)=10-9/h平均故障间隔时间(MTBF)对于可修复的产品，两相邻故障间的工作时间的平均值时间故障前平均时间

7、(MTTF)对于不进行修理的产品，发生故障以前工作时间的平均值时间维修度可以维修的产品，在规定的条件下，规定的时间内，完成维修的概率%平均修复时间(MTTR)修复性维修所需要的时间的平均值时间平均维护时间(MTTM)对可维修产品，维护所需时间的平均值时间可用度A(t)可以维修的产品，在某特定的瞬间，维持其功能的概率% 故障率函数（瞬时瞬时故障率函数/失效率函数） 产品工作到某时刻t尚未发生故障，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，记为(t)， (t) Nf(t)/Ns(t) t t : 时刻t后所取时间间隔 Ns(t) : 到时刻t，未发生故障的产品数 Nf(t) : 时刻t后， t时间内发生

8、故障的产品数 故障率的单位: 1 Fit =10-9/h 1 FPMH = 10-6/h 1 FPH = 1/h 可靠度的定义是指产品在规定的条件下在规定的时间内产品完成规定功能的概率它是时间的函数记作R(t),也称为可靠度函数 Ns(t)/No N0 : t=0时，在规定条件下投入工作的产品数 Ns(t) : 在0到t时刻的工作时间内没有发生故障的产品数 可靠性指标及其内在关系一个有用的推论：一个有用的推论：对于指数分布，当使用时间=MTBF时,可靠度=0.367879 故障率=0.632121GJB-299C/2006 GJB-299C/2006链接 简介-由信息产业部电子第五研究所、总装

9、备部技术基础管理中心起草，1987年首次发布；为电子设备和系统的可靠性预计提供基本数据和方法,国产器件按第5、6章方法进行预计 。 重要参数 针对299c的详细元器件预计模板环境分类 针对我们技术中心产品-保护、监控类使用环境为GB，温度上限55度，配电类户外使用环境为GF1，温度上限70度; 相对准确的反映可靠性趋势，有无异议？有好的建议希望大家反馈给我。 主称：电阻R 材料：(字母)T碳膜电阻，一般是绿色；X线绕电阻；J金属膜电阻，一般是暗红色 （漆面下）进口半导体预计方法预计方法在实现阶段按照三步分配预计法进行系统到单元和单元到系统的可靠性预计。根据DEV-T-3C0-30-20单板原理

10、设计说明书(电气详细设计)DEV-T-3C0-35-10结构详细设计说明书形成各单元的BOM清单。用等分法等分法把系统可靠性指标等分给各单元，初步预计各单元的可靠性裕度，识别出关键单元，并初步找到解决方法。再用综合因素评分法综合因素评分法把系统可靠性指标分配给各单元，并结合等分法找出的解决方法，详细预计各单元的可靠性裕度，进一步寻找提高可靠性的方法。在单元间进行加权综合因素分配系统可靠性指标时，应重点关注关键单元的分配。最后结合在加权综合因素评分法中找出的提高单元可靠性的方法，详细预计各单元的可靠性裕度，然后用再分配法再分配法验证是否实现了系统可靠性指标，如果没实现，进一步微调单元可靠性指标，

11、并找出满足微调后可靠性指标改善的方法。从系统到单元，再从单元到系统预计可靠性裕度。对可靠性预计过程、结果、解决方法进行说明。在设计改善的过程中主动运用可靠性设计准则。补充说明：补充说明：按照三步法，每一种方法都是下一种方法的输入，因此每种可靠性预计方法不再需要迭代。在预计过程中，针对暴露出的可靠性问题，要结合可靠性设计准则有目的的解决，尽管可靠性设计准则不能反映可靠性裕度的改善。我们的预计原则、方法、流程可靠性指标分配的原则可靠性指标分配的原则1对于复杂度相对高的产品，分配的值应该大一些。2对于技术上不成熟的产品，分配的值应该大一些。3对于工作条件较差的产品，分配的值应该大一些。4对于需要长期

12、工作的产品，分配的值应该大一些。5对于重要度高的产品，分配的值应该小一些。6对于成熟使用的单元，可不进行可靠性分配，但应从系统总指标中剔除这些单元的可靠性值。在方案论证期可靠性指标分配的方法在方案论证期可靠性指标分配的方法在方案论证期，产品的定义还不十分清晰，我们采用等分法等分法，初步预计系统可靠性，主要是为找出系统可靠性的薄弱点，为下一步的可靠性分配打好基础。假如系统和各单元的寿命周期的故障率满足指数分布，那么等分法的系统可靠性指标与各单元的可靠性指标之间有如下关系式： S= inS：系统故障率 i：单元故障率i：1n 单元数 在概要设计期可靠性指标分配的方法在概要设计期可靠性指标分配的方法

13、 在概要设计期我们采用综合因素评分法综合因素评分法进行可靠性指标的分配。该方法适用于可靠性数据缺乏的情况下，通过产品架构师或产品经理产品架构师或产品经理对影响可靠性的几种因素评分，并对评分值进行综合分析以获得各单元产品之间的可靠性相对比值，再根据相对比值对各单元分配系统可靠性值。应用这种方法时，应以系统工作时间为基准。1评分原则各种因素评分值范围为1到10，分值越高，说明可靠性越差。2评分因素复杂度： 越复杂分值越高。成熟度： 越不成熟分值越高。工作时间：时间越长，分值越高。环境条件：环境越恶劣，分值越高。3可靠性分配方法i= Ci*Si：单元故障率 Ci :第i个单元的评分系数 S：系统故障

14、率 i：1n 单元数Ci=i/i: 第i个单元的评分数 : 系统的评分数 4i=rij j=1rij：第i个单元，第j个因素的评分值 j=1：复杂度 j=2：成熟度 j=3：时间长度 j=4：环境条件 n=i ii=1n 为单元数 经过论证期和概要设计期对可靠性指标的分配，如果所设计的系统还不能满足系统规定的可靠性指标，那么需要进一步改进原设计以提高其可靠度，可以采用可靠性指标再分配法再分配法对各单元的可靠性指标进行调整。 可靠性指标分配的注意事项可靠性指标分配的注意事项1可靠性分配应在研制阶段早期进行，这样，设计人员能尽早知道可靠性设计指标，进行优化设计；可以为外购件和外协件优选提供可靠性参数指标；可以优化有限资源的配置。2可靠性分配应反复多次进行，要保持耐心,如果超过三次迭代仍然满足不了系统可靠性指标需求，将分配、预计的实际值记录到07 研发 构建阶段 可靠性预计 报告文档中。3为了尽量减少可靠性指标分配的重复次数，在规定的可靠性指标的基础上，可考虑留出一定的余量（不超过系统可靠性指标的10%），这种做法也为系统功能扩展留下可靠性指标余地。文件位置文件位置元器件预计模板硬件可靠性工程师职位说明 硬件可靠性设计工程师硬件可靠性设计工程师 负责项目级硬件可靠性设计的预计、分析工作，按硬件可靠性设计体