某科技公司可靠性关键技术介绍

可靠性关键技术介绍培训讲义之三：内容安排12可靠性建模可靠性预计和分配3可靠性数据评估4故障模式影响分析可靠性建模技术可靠性模型体现的是系统与单元之间的可靠性逻辑关系可靠性模型是系统任务可靠性分析的主要手段，因此与执行的任务密切相关建立可靠性模型的目的如下：系统任务可靠性分析设计方案的可靠性权衡设计方案的可靠性改进为子系统和设备提出可靠性要求任务、维修、费用等方面权衡为费用分析、备件计算、检测周期提供可靠性支持1产品是分层次的从上到下的层次：系统、子系统、设备、组件、模块、零部件在本文中，除了零部件外，任何层次的产品都可以称为系统，而单元是系统的下级组成部分系统车身分系统门窗内装外装组件门内板玻璃窗密封条门锁A(t)C(t)B(t)(t)系统的可靠度(t)是子系统可靠度

(t),(t),(t)的函数可靠性模型典型的可靠性模型可靠性建模技术1其可靠性框图为：其数学模型为：串联模型1可靠性模型:ABCRA=0.95RB=0.95RC=0.95可靠性框图和设计图的关系串联模型举例可靠性框图为：其数学模型为：并联模型1可靠性模型:R=0.95R=0.95R=0.95并联联模模型型的的举举例例和和特特点点举例例：：发动动机机四四个个点点火火器器只只要要同同时时点点火火，，其其中中一一个个点点火火就就行行电路路保保护护：：两两个个保保险险丝丝串串接接（（保保护护的的角角度度））并联联系系统统的的特特点点：：同时时都都工工作作（（消消耗耗能能源源））增加加设设计计复复杂杂度度从另另外外的的角角度度看看，，可可能能是是串串联联可靠靠性性模模型型可能能由由串串、、并并、、表表、、旁旁联联混混合合组组成成的的系系统统18的的可可靠靠性性模模型型系统统建建模模1:R=0.90R=0.98R=0.97=0.90*0.98=0.882=0.99646*0.97=0.96657R=0.97=1-(1-0.882)(1-0.97)=0.99646任务务可可靠靠性性计计算算例子子－－传传动动机机构构-5有14个故障可能例子子－－传传动动机机构构的的内容安排12可靠靠性性建建模模可靠靠性性预预计计和和分分配配3可靠靠性性数数据据评评估估4故障障模模式式影影响响分分析析R1R2R3R4R5RTotal=f(R1,R2,…RN)Block-SimReliabilityModelorScorecardSimpleSeriesCalculationSystemSystemRel=f(SubsysRel)AssemblyAsmRel=f(CompRel)ComponentCompRel=f(FailureModes)SubSystemSubSysRel=f(AsmRel)GoalsAnalysisR=e(l)(-t)l=Ln(R)-tAutomaticconversionofreliabilitymetrics2可靠靠性性预预计计和和分分配配一个个例例子子:辅辅助助供供电电系系统统（（含含有有控控制制器器，，电电机机和和电电源源））可靠靠性性要要求求:满满足足故故障障率率>0.0053,或或R>90%@20年年PowersupplyF/LY=0.0031DriveSystem,needsF/LY=0.0053(orR=0.9at20years)SubsystemLevelSystemLevelMotorR=0.97F/LY=0.0015PartR=0.9999ControlCardF/LY=0.0005PartR=0.9999PartR=0.9999PartF/LY=0.00005PartR=0.9999PartR=0.9999PartR=0.999ComponentLevel可靠靠性性分分配配可靠靠性性预预计计可靠靠性性预预计计是是对对产产品品或或者者系系统统的的可可靠靠性性进进行行定定量量的的估估计计，，推推测测其其可可能能达达到到的的可可靠靠性性水水平平，，是是其其从从定定性性考考虑虑转转入入定定量量分分析析的的关关键键之之处处，，是是实实施施可可靠靠性性工工程程的的基基础础。。可靠靠性性预预计计是是根根据据组组成成系系统统的的元元器器件件、、零零部部件件的的可可靠靠性性来来估估计计的的，，是是一一个个自自下下而而上上、、由由局局部部到到整整体体、、从从小小到到大大的的一一种种系系统统综综合合过过程程，，它它需需要要根根据据历历史史产产品品的的可可靠靠性性数数据据、、系系统统的的构构成成和和结结构构特特点点、、系系统统的的工工作作环环境境、、元元器器件件的的工工作作应应力力和和质质量量级级别别等等因因素素来来进进行行估估计计，，主主要要用用在在产产品品的的设设计计阶阶段段。。电子元器件件的应力分分析法电子元器件件的应力分分析法已有有成熟的预预计标准和和手册。对对于国产电电子元器件件，可采用用国家军用用标准29998《《电子设备备可靠性预预计手册》》进行预计计；而对于于进口电子子元器件，，可采用美美国军用手手册217F《电子子设备可靠靠性预计》》进行预计计。应力分析法法假设元器器件寿命都都服从指数数分布（即即具有恒定定的失效率率）。应力分析法法计算较为为繁琐和复复杂，但分分析结果更更加真实，，更具有现现时指导意意义。可靠性预计计方法可靠性预计计模型－－299B299B为为电子设设备和系统统的可靠性性预计提供供基本的数数据和统一一的方法，，是我国电电子设备和和系统进行行可靠性预预计的依据据。299B提提供了18大类元器器件和17类环境数数据，覆盖盖了我国电电子设备上上常用的元元器件类别别及工作环环境类型299B从从我国现行行标准的制制订和实施施情况出发发，划分了了各类元器器件的质量量等级。实实践证明它它能切合不不同专业，，不同可靠靠性要求的的电子设备备、系统的的可靠性预预计。为什么要进进行可靠性性预计？评价产品或或系统是否否能够达到到要求的可可靠性指标标；可作为不能能直接进行行可靠性验验证的大型型产品系统统的可靠性性估计；为产品设计计提供科学学合理的依依据（如对对不同设计计方案的选选择，元器器件、零部部件质量等等级的确定定，新技术术、新材料料的采用，，设计是否否需要改进进等）；根据预计结结果，编制制可靠性关关键件清单单，为生产产过程质量量控制提供供依据；为可靠性试试验方案设设计提供依依据；为产品系统统的可靠性性指标分配配提供依据据和顺序；；对产品使用用、维护提提供信息等等。电子元器件件的应力分分析法电阻电阻类型工作环境电阻阻值工作应力质量级别节点温度可靠性预计标准GJB299BMIL-STD-217FBellcore失效率电子元器件件的应力分分析法集成电路技术类型工作环境管脚数和位数工作应力质量级别封装类型可靠性预计模型GJB299BMIL-STD-217FBellcore失效率电子元器件件的应力分分析法机械产品可可靠性预计计方法机械产品的的可靠性特特点个性十足没有恒定的的故障率应力和强度度关系明显显常有运动特特性机械产品可可靠性分析析的手段有限元建模模－强度概率分析模模型－强度度和应力要素随机化化仿真运行机械结构产产品可靠性性预计步骤骤建立有限元元模型，进进行强度计计算确定可能的的失效点针对每个失失效点确定定失效函数数确定随机变变量随机变量参参数设定选择概率分分析方法仿真计算结果分析内容安排12可靠性建模模可靠性预计计和分配3可靠性数据据评估4故障模式影影响分析可靠性数据据评估定义：利用用产品的可可靠性数据据，评估产产品可靠性性水平产品：系统统或组成系系统的各个个部分可靠性数据据：产品的的试验或使使用信息评估方法：：基于概率率统计可靠性水平平：产品的的可靠性参参数值可靠度R等的估估计值。3可靠性评估估20个电子子管在某次次试验中共共发生５次次故障，记记录如下表表序号12345故障时间2664119145182可靠性评估估的目的作为产品可可靠性定型型鉴定的重重要依据产品往往受受到资源（（样本量、、进度等））的限制，，不能进行行单独的可可靠性鉴定定试验，在在这种情况况下经常采采用可靠性性评估的方方法对产品品是否达到到规定的可可靠性要求求进行判别别，作为可可靠性鉴定定的重要依依据。作为产品可可靠性增长长的重要依依据通过可靠性性评估，可可以定量分分析的手段段地判断可可靠性薄弱弱环节，从从而确定需需要改进和和增长的项项目；另外外，通过可可靠性评估估也可以对对于产品的的可靠性增增长趋势进进行评价，，为可靠性性工作的改改进提供依依据；通过可靠性性评估得到到的产品可可靠性参数数值，可作作为当前产产品的冗余余设计、维维修策略设设计和备件件方案设计计的重要依依据，也可可以作为后后续产品的的可靠性指指标论证的的技术依据据。可靠性性评估是对对产品的可可靠性定量量评价，辅辅助或代替替可靠性鉴鉴定。可靠性数据据的来源试验数据：：在产品的的研制生产产过程中，，需要进行行各种性能能试验、环环境试验和和可靠性试试验，这些些试验产生生的数据是是可靠性数数据的重要要来源。现场数据：：在产品的的实际生产产和使用过过程中得到到的产品工工作、故障障和维修数数据为现场场数据。可靠性数据据程序产品工作信息记录表-(供参考)产品名称：记录人：产品型号：记录日期：产品编号：之前累积工作时间（小时）：序号开机时间点T0停机时间点T1本次工作时间T10备注本表累积工作时间(小时)：产品累积工作时间（小时）：产品故障信息记录表-(供参考)产品名称：产品型号：产品编号：系统编号：报告部门报告人员报告日期故障件名称故障件编号故障等级故障模式故障性质相关故障□责任故障□人为故障□故障描述原因分析解决措施建议与要求评审意见：评审人评审日期整理数据格式代号数据格式样例A对每个样本：[T]t123,…为产品发生故障前的累积工作时间;T为统计截至产品累积工作时间样本1：[500]100，221，300表示在100小时，221小时，300小时分别出现过故障并修复，统计截止时间为500小时。样本2：[200]200表示该样本在200小时出现故障，不修复样本3：[300]表示该样本统计时间为300小时，无故障B针对所有样本：（T，r）表示该产品在T时间内共发生了r个故障，T为所有样本的累积工作时间。（300，4）表示在累积300小时内发生了4次故障指数分布产产品的可靠靠性评估式中：－单侧评估估下限T－累积工工作（试验验时间）r－故障数数量χ－卡方分分布，可查查统计分布布表，在中中的函数为为γ－置信度度成败型产品品的可靠性性评估式中：－可靠度单单侧评估下下限n－累积试试验次数r－累积失失败F－F分布布，可查统统计分布表表，在中的的函数为γ－置信度度内容安排12可靠性建模模可靠性预计计和分配3可靠性数据据评估4故障模式影影响分析故障模式影影响分析故障模式影影响分析（（，，简记为为）是分析系统统中每一产产品所有可可能产生的的故障模式式及其对系系统造成的的所有可能能影响，并并按每一个个故障模式式的严重程程度、检测测难易程度度以及发生生频度予以以分类的一一种归纳分分析方法。。FMFailureModeAnalysisEAEffect4是一种事先先预防的行行为分析的是潜潜在故障（（），是是可能发生生但是现在在还没有发发生的故障障。它是一种““事前预防防”的行为为“及时性””是的关键键因素事先花时间间对设计进进行分析，，事先低成成本地进行行修改减少未来更更大损失的的发生的目的的目的在产产品设计阶阶段，预先先发现、评评价产品可可能潜在的的失效与后后果，及早早找出能够够避免或减减少这些潜潜在失效发发生的措施施，并将此此过程文件件化，为以以后的设计计提供经验验与参考。。是用于产品品研发阶段段对产品设设计过程中中出现的问问题进行风风险控制的的方法和手手段是产品初步步设计和详详细设计阶阶段必须进进行的可靠靠性工作之之一对于及早发发现和解