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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2021-12-09 16:46
可靠性預(yù)計(jì)：為了估計(jì)產(chǎn)品在給定的工作條件下的可靠性而進(jìn)行的工作。它根據(jù)組成產(chǎn)品的單元可靠性來推算是否滿足規(guī)定的可靠性要求。
可靠性 預(yù)計(jì)的 目的
• 幫助評(píng)估產(chǎn)品維修活動(dòng)的可靠性效果，和評(píng)估備品需求的數(shù)量；
• 為系統(tǒng)級(jí)的可靠性模型提供必要的輸入；
• 為組件和系統(tǒng)級(jí)的生命周期成本分析提供必要的輸入；
• 幫助決定在一系列競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品中采購(gòu)何種產(chǎn)品；
• 可用來為產(chǎn)品可靠性測(cè)試需求建立企業(yè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；
• 作為復(fù)雜系統(tǒng)分析的輸入；
• 用來設(shè)計(jì)權(quán)衡研究，比如一種由很多簡(jiǎn)單器件組成的設(shè)計(jì)和一種更少但更新和更復(fù)雜器件組成的設(shè)計(jì)，更少器件的通常更可靠。
可靠性 預(yù)計(jì)的 一般程序
1.明確產(chǎn)品的目的、用途、任務(wù)、性能參數(shù)及失效條件；
2.明確產(chǎn)品的組成成分和各個(gè)基本元件；
3.繪制可靠性框圖；
4.確定產(chǎn)品所處環(huán)境；
5.確定產(chǎn)品的應(yīng)力；
6.確定產(chǎn)品的失效分布；
7.確定產(chǎn)品失效率；
8.建立產(chǎn)品可靠性模型；
9.預(yù)計(jì)產(chǎn)品可靠性；
10.編寫預(yù)計(jì)報(bào)告。
可靠性 預(yù)計(jì) 方法方法名
可預(yù)計(jì)的參數(shù)
方法名稱
可預(yù)計(jì)的參數(shù)
應(yīng)用條件
使用階段
評(píng)分預(yù)計(jì)法
MTBF,?
需要有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員和專家參與可靠性設(shè)計(jì)工作
論證、方案、初步（初樣）設(shè)計(jì)
元器件計(jì)數(shù)法
?,Rm(t)
元器件種類、數(shù)量、質(zhì)量等級(jí)、工作環(huán)境已基本確認(rèn)：能找到相關(guān)的數(shù)據(jù)
研發(fā)階段的早期
應(yīng)力分析法
?,Rm(t)
元器件種類、數(shù)量、質(zhì)量等級(jí)、工作環(huán)境已確定：能找到相關(guān)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，可提供經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)
研發(fā)階段的中后期
相似產(chǎn)品法
MTBF,?,Rm(t)
具有相似產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)
論證、方案、初步（初樣）設(shè)計(jì)
方法一 評(píng)分預(yù)計(jì)法
依據(jù)有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員，按照幾種因素進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分考慮因素有產(chǎn)品特點(diǎn)而定。按評(píng)分結(jié)果，由已知的某單元可靠性數(shù)據(jù)，根據(jù)評(píng)分系數(shù)算出其余單元的預(yù)計(jì)值。
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評(píng)分因素 |
評(píng)分原則 |
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復(fù)雜度 |
根據(jù)組成單元的零部件數(shù)量以及組裝的難易程度。最復(fù)雜的評(píng)10分，最簡(jiǎn)單的評(píng)1分。 |
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技術(shù)成熟度 |
根據(jù)組成單元的技術(shù)成熟程度評(píng)定。技術(shù)成熟度最低的評(píng)10分，最高的評(píng)1分。 |
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工作時(shí)間比率 |
根據(jù)組成單元的工作時(shí)間長(zhǎng)短來評(píng)定。系統(tǒng)工作時(shí)，一直工作的單元評(píng)10分，工作時(shí)間最短的單元評(píng)1分。 |
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環(huán)境嚴(yán)酷度 |
根據(jù)組成單元所處的環(huán)境評(píng)定。單元工作過程中會(huì)經(jīng)受惡劣且嚴(yán)酷的環(huán)境條件的單元評(píng)10分，環(huán)境條件最好的評(píng)1分。 |
方法二：元器件計(jì)數(shù)法
適用于電子產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)階段的可靠性預(yù)計(jì)，此時(shí)元器件的種類和數(shù)量已大致確定，但具體的工作應(yīng)力和環(huán)境條件尚未明確。
數(shù)學(xué)模型
式中
λGi——為第i中元器件的通用失效率 ；
πQi——為第i中元器件的質(zhì)量系數(shù)。
GJB/Z 299C-2006《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》或MIL-HDBK-217F-2006《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》；
方法三：元器件應(yīng)力分析法
適用于電子產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的可靠性預(yù)計(jì)，此時(shí)已有元器件清單及其應(yīng)力數(shù)據(jù)。
數(shù)學(xué)模型
式中
λb——基本故障率，10-6/h；
πE——環(huán)境系數(shù)；
πQ——質(zhì)量系數(shù)；
πi——其它修正系數(shù)，根據(jù)具體元器件確定。
需求信息
• 器件種類；
•工作環(huán)境；
• 器件質(zhì)量等級(jí)；
• 電應(yīng)力等。
方法四：相似產(chǎn)品法
利用成熟的相似產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來估計(jì)新產(chǎn)品可靠性的預(yù)計(jì)方法。這種方法預(yù)計(jì)速度快，方法直接簡(jiǎn)便。當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中查不到故障率數(shù)據(jù)時(shí)，尤其非電產(chǎn)品，可以采用該方法。預(yù)計(jì)的精度取決于歷史數(shù)據(jù)的質(zhì)量和新老產(chǎn)品之間的相似程度。
預(yù)計(jì)模型：
式中：Ki為相似系數(shù)。一般由工程經(jīng)驗(yàn)豐富的專家判斷或相似性評(píng)分法給出相似系數(shù)。
可靠性 預(yù)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)
應(yīng)用發(fā)布
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
MIL-HDBK-217F
軍、民用美國(guó)
對(duì)電子部件提供了計(jì)數(shù)和應(yīng)力兩種方法。能夠簡(jiǎn)單的從預(yù)研階段到真正的設(shè)計(jì)階段過度，從計(jì)數(shù)法到應(yīng)力法過度。包括了廣泛的器件類型，提供多種環(huán)境定義非常有名，被廣接受。
基于悲觀故障率假設(shè)，沒有考慮到其他可以影響故障率的因素；老化數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)以及損耗等。
SR-332
民用美國(guó)
考慮到老化數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)非常有名的被接受的。
僅支持有限數(shù)量的環(huán)境，相比MIL-HDBK-217F更少的器件模型，沒有計(jì)入設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)以及損耗等因素。
GJB 299C
軍用中國(guó)
包括計(jì)數(shù)法和應(yīng)力分析法。299C包括國(guó)產(chǎn)器件和進(jìn)口器件兩部分，已經(jīng)可以作為單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)使用。
只考慮電子器件，在中國(guó)得到廣泛應(yīng)用。
其他標(biāo)準(zhǔn)：
IEC 62380、IEC 61709、Simens SN29500、Fides Guide、NPRD／EPRD、NSWC、PRISM、英國(guó)電信、法國(guó)電信等，其他行業(yè)性可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
可靠性 預(yù)計(jì) 需要準(zhǔn)備的資料
• 可靠性要求（目標(biāo)值）
• 產(chǎn)品的系統(tǒng)架構(gòu)（BOM 電子元器件細(xì)致具體的規(guī)格）
• 操作環(huán)境（室內(nèi)、室外、汽車等）
• 工作條件剖面
• 故障模式、機(jī)制和原因（應(yīng)力）
來源：Internet
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