中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

可靠性預(yù)計是估計產(chǎn)品在給定的工作條件下的可靠性而進(jìn)行的工作，在產(chǎn)品尚無可靠性指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時，對產(chǎn)品給定工作或非工作條件下的可靠性參數(shù)進(jìn)行估算。在可靠性預(yù)計方法中，元器件應(yīng)力法考慮了設(shè)備使用時的應(yīng)力條件，預(yù)計結(jié)果更接近實(shí)際情況。本文淺析了以GJB/Z 299C-2006為代表的軍用標(biāo)準(zhǔn)和以Telcordia SR-332（后簡稱SR-332）為代表的商用標(biāo)準(zhǔn)中的元器件應(yīng)力法。

 

可靠性預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)概覽

 

根據(jù)調(diào)研，列出了部分的可靠性預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)，按類別可大致分為軍用標(biāo)準(zhǔn)和商用標(biāo)準(zhǔn)，分別如表1、2所示。

 

表1 可靠性預(yù)計軍用標(biāo)準(zhǔn)

 

軍用標(biāo)準(zhǔn)對元器件分類以及各類別下的失效率預(yù)計模型和數(shù)據(jù)的介紹十分詳細(xì)。

 

表2 可靠性預(yù)計商用標(biāo)準(zhǔn)

商用標(biāo)準(zhǔn)從便捷性的角度出發(fā)：在SR-332有關(guān)可靠性模型的描述中，主要針對基于基本可靠性模型的串聯(lián)模型進(jìn)行了介紹，對復(fù)雜系統(tǒng)的任務(wù)可靠性模型介紹較少。

 

本文以軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB/Z 299C-2006和商用標(biāo)準(zhǔn)Telcordia SR-332 Issue4 2016為代表進(jìn)行分析。為了方便下文介紹，后文以基本可靠性模型為例。

 

元器件計數(shù)法和應(yīng)力法的對比

 

GJB/Z 299C和SR-332預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)均主要針對元器件應(yīng)力法進(jìn)行介紹。

 

元器件計數(shù)法一般用于產(chǎn)品研制階段的早期，此時已進(jìn)行了初步的設(shè)計，形成了產(chǎn)品的功能原理框圖或草圖，對產(chǎn)品所需的元器件種類和數(shù)量均有了一定的了解，但缺少產(chǎn)品的應(yīng)力數(shù)據(jù)。此時應(yīng)用元器件計數(shù)法，可對產(chǎn)品的基本可靠性有一個大概的預(yù)估。在GJB/Z 299C-2006中，簡單介紹了元器件計數(shù)法的模型，見下式：

 

式中：

 

λGS——總失效率，10-6/h；

 

Ni——第i種元器件的數(shù)量；

 

λGi——第i種元器件的通用失效率，10-6/h；

 

πQi——第i種元器件的通用質(zhì)量系數(shù)；

 

n——設(shè)備所用元器件的種類數(shù)目。

 

由計數(shù)法計算模型可知，該方法僅考慮該電子設(shè)備所使用的所有元器件的通用失效率和通用質(zhì)量系數(shù)，不涉及任何電子設(shè)備使用時所處的應(yīng)力狀態(tài)。

 

一般在產(chǎn)品研制的中后期，此時已具備詳細(xì)的電路圖紙，元器件清單及每個元器件所承受的應(yīng)力等級數(shù)據(jù)，此時應(yīng)用元器件應(yīng)力法，將產(chǎn)品所受到的電應(yīng)力、溫度應(yīng)力等因素考慮進(jìn)預(yù)計模型，就更能夠接近產(chǎn)品實(shí)際使用時的真實(shí)狀況。在SR-332中，從元器件級、單元級到系統(tǒng)級，逐步計算出設(shè)備的總失效率：

 

1）當(dāng)沒有實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)或現(xiàn)場數(shù)據(jù)時，綜合考慮質(zhì)量、電應(yīng)力和溫度應(yīng)力情況，進(jìn)行元器件級的失效率計算：

 

式中：

 

λSSi——第i種元器件應(yīng)力法下的穩(wěn)態(tài)失效率；

 

σSSi——第i種元器件應(yīng)力法下的失效率標(biāo)準(zhǔn)差；

 

λGi——第i種元器件的平均通用穩(wěn)態(tài)失效率；

 

σGi——第i種元器件的通用穩(wěn)態(tài)失效率標(biāo)準(zhǔn)差；

 

πQi——第i種元器件的質(zhì)量系數(shù)；

 

πSi——第i種元器件的電應(yīng)力系數(shù)；

 

πTi——第i種元器件的溫度應(yīng)力系數(shù)。

 

2）對每個單元下的所有元器件失效率進(jìn)行加合，進(jìn)行單元級失效率計算：

 

式中：

 

λPC——第j個單元的穩(wěn)態(tài)失效率（平均值估計）；

 

σPC——第j個單元的失效率標(biāo)準(zhǔn)差；

 

Ni——第i種元器件的數(shù)量;

 

πE——環(huán)境應(yīng)力系數(shù)。

 

3）綜合每個單元級的失效率，進(jìn)行系統(tǒng)級失效率計算:

 

 

式中：

 

λSYS——系統(tǒng)級穩(wěn)態(tài)失效率（平均值估計）；

 

σSYS——系統(tǒng)級失效率標(biāo)準(zhǔn)差（平均值估計）；

 

M——系統(tǒng)中的單元數(shù)。

 

GJB/Z 299C和SR-332元器件應(yīng)力法的對比

 

目前可以接觸到的GJB/Z 299C和SR-332標(biāo)準(zhǔn)分別發(fā)布于2006年和2016年。

 

①可靠性模型選用的側(cè)重點(diǎn)不同

 

在GJB/Z 299C的應(yīng)力法介紹中，主要側(cè)重于各類元器件的應(yīng)力法模型，即如何得出在一定的環(huán)境應(yīng)力條件下的元器件工作失效率，并沒有規(guī)定可靠性建模的類別。體現(xiàn)了軍用標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

 

在SR-332的應(yīng)力法介紹中，主要介紹的是基本可靠性的串聯(lián)模型，即系統(tǒng)總失效率是各單元失效率的總合，對于非串聯(lián)模型的復(fù)雜系統(tǒng)的介紹較少?；诖?lián)模型進(jìn)行預(yù)計比較適合開發(fā)商業(yè)軟件和推廣，體現(xiàn)了商用標(biāo)準(zhǔn)的便捷性。

 

②元器件的分類類別不同

 

GJB/Z 299C中，將元器件分為了22大類，大類之下又有很多小類，各類別之下均給出了失效率模型或失效率數(shù)據(jù)；SR-332中，僅分為了13類，多數(shù)能夠通過查表直接得到元器件的失效率數(shù)值。

 

③除失效率預(yù)計外，SR-332還重點(diǎn)關(guān)注了早期失效率

 

電子產(chǎn)品失效率隨使用時間變化的規(guī)律基本服從浴盆曲線，如下圖所示。

 

圖1 SR-332浴盆曲線

 

SR-332根據(jù)浴盆曲線將電子產(chǎn)品的失效率分為三個階段：早期壽命階段、穩(wěn)態(tài)階段和耗損階段。應(yīng)力法主要針對的是穩(wěn)態(tài)階段的可靠性。在SR-332中，還重點(diǎn)提出了早期壽命因子（Early Life Factor）的概念，用來衡量早期壽命階段失效率與穩(wěn)態(tài)失效率的比值：

 

當(dāng)πTπS≤1.14時，

否則

 

式中：

 

πEL——早期壽命因子，即早期壽命階段失效率和穩(wěn)態(tài)失效率的比值；

 

πT——溫度應(yīng)力系數(shù)；

 

πS——電應(yīng)力系數(shù)。

 

④SR-332提出使用置信上限衡量單元級的工作失效率

 

SR-332中，著重強(qiáng)調(diào)了，失效率是統(tǒng)計學(xué)概念，不論是查表還是計算得到的失效率為平均失效率，必然存在對應(yīng)的失效率標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差衡量了平均失效率的準(zhǔn)確性，對預(yù)計結(jié)果有重要的參考作用。

 

SR-332提出，在計算系統(tǒng)級的失效率時，用平均失效率作為總失效率預(yù)計的依據(jù)因?yàn)闆]有考慮到不確定度和失效率在均值附近的波動，所有會忽略了失效率的統(tǒng)計性質(zhì)。

 

在多數(shù)的可靠性預(yù)計工作中，失效率預(yù)計的結(jié)果往往偏低，為了使預(yù)計結(jié)果更保守，可以采取對失效率適度膨脹的方式——將單元級失效率標(biāo)準(zhǔn)差考慮在內(nèi)，使用取失效率統(tǒng)計分布的置信水平上限作為求取總失效率的依據(jù)。置信水平取的越高，則失效率越高，預(yù)計的結(jié)果越保守。

 

下面對置信上限法進(jìn)行介紹：

 

現(xiàn)已知平均失效率λ和失效率標(biāo)準(zhǔn)差σ，假設(shè)失效率數(shù)據(jù)符合gamma分布，那么次gamma分布的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)：

 

基于形狀參數(shù)和尺度參數(shù)即可構(gòu)造gamma分布概率密度函數(shù)。

 

取P%的置信上限對應(yīng)的失效率值為最終的單元級失效率，即求P%置信水平下的反gamma分布值：

 

當(dāng)尺度參數(shù)較大時（例如κ大于100時），也可以用反正態(tài)分布計算置信上限失效率：

 

算例介紹：現(xiàn)有4個單元級產(chǎn)品，僅由1種電阻組成，電阻個數(shù)分別為1、2、5、12，單個電阻的通用失效率、標(biāo)準(zhǔn)差、使用時的溫度應(yīng)力系數(shù)、電應(yīng)力系數(shù)等如圖2所示。

 

圖2 單個電阻的失效率值和應(yīng)力參數(shù)值

 

第一步：基于應(yīng)力參數(shù)計算平均失效率和平均標(biāo)準(zhǔn)差：

 

第二步：計算gamma分布的尺度參數(shù)和形狀參數(shù)：

 

第三步：計算90%置信水平下的反gamma分布對應(yīng)的失效率：

 

觀察4個系統(tǒng)置信上限失效率的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，相對于平均失效率均有一定程度上的膨脹，相對于平均失效率更為保守了。

 

小結(jié)

 

本文簡要調(diào)研了目前可以接觸到的可靠性預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)，對以GJB/Z 299C為代表的軍用標(biāo)準(zhǔn)和以SR-332為代表的商用標(biāo)準(zhǔn)中的元器件應(yīng)力法進(jìn)行了對比。

 

對比結(jié)果表明，GJB/Z 299C作為軍用標(biāo)準(zhǔn)，對元器件的分類和失效率模型的介紹更為嚴(yán)謹(jǐn)；SR-332作為權(quán)威性的商用標(biāo)準(zhǔn)，其可靠性模型選擇、元器件分類和通用失效率的選擇相對于軍用標(biāo)準(zhǔn)更簡潔，同時提出融合平均失效率及其標(biāo)準(zhǔn)差，使用置信上限失效率的保守預(yù)計法，使預(yù)計結(jié)果更保守。