产品可靠性设计——北航.ppt

K1 K2 32 双开关系统原理图 2005-6-2 双开关系统可靠性框图 可靠性维修性测试性保障性概论 可靠性建模 可靠性模型是依据系统的原理和功能关系而建立的。 如下图所示的双开关系统，当系统的功能是使电路导 通，系统要能正常工作，只需开关A或B闭合即可，其 可靠性框图如图(a)所示（并联系统）；当系统的功能 是使电路断开，系统要能正常工作，需要开关A和B同 时断开，其可靠性框图如图 (b)所示（串联系统）。 K1 K2 K1 K2 (a) (b) 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 33 可靠性分配 ?可靠性分配是将产品总的可靠性定量 要求分配到规定的产品层次,用于对配 套外协产品提出可靠性要求 ?通过分配使整体和部分的可靠性定量 要求协调一致 ? 可靠性分配是一个由整体到局部，由 上到下的分解过程 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 34 可靠性预计 可靠性预计是在设计阶段对系统的可靠性进行 定量的估计 系统的可靠性预计是根据组成系统的元件、部 件的可靠性数据按可靠性模性来估计的。 部件、元件的可靠性数据来源： 电子元器件：国军标、美军标和BellCore的元器件计 数法、应力分析法 已有相似产品的可靠性数据通过系统的构成和结构特 点、系统的工作环境等因素修正 部件的可靠性试验数据或实际使用数据 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 35 可靠性设计准则 什么是可靠性设计准则 – 是一种设计规范，从系统可靠性角度出发，设计人 员必须遵守的设计要求，是已有的、相似产品的工 程经验的总结，并系统化、科学化、规范化而成。 制定与实施的原因与目的 – 仅有定量分析设计、FMEA等是不够的 – 准则是系统设计经验的积累，甚至有血的代价。 – 设计人员最易于接受的 – 可靠性设计分析的重要依据 – 可靠性设计与功能、性能设计紧密结合 – 提高产品可靠性、降低费用 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 36 耐环境设计 ? ? ? ? ? ? 抗振动设计 抗冲击设计 抗噪音设计 防潮设计 防霉设计 热设计 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 37 元器件的选择与控制 元器件固有可靠性：元器件通过设计和制造等 工作表现的可靠性特征，是元器件研制、生产 方的任务。 元器件使用可靠性：元器件在使用过程中表现 的可靠性特征，是产品开发方的任务。 国内外失效分析资料表明，有相当多的元器件 失效并非由于元器件本身固有可靠性不高，而 是由于使用者对元器件的选择不当或使用有误 引起的。 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 38 元器件的选择与控制 ? 元器件质量控制过程： –选择：包括厂家、性能、质量稳定性等内 容的优选目录，每年修订一次，增删的依据 是质量表现 –设计：降额设计、热设计、隔振设计 –筛选：元器件入厂后要进行筛选和测试 –保管和装配：防静电等措施 –失效分析：判明元器件失效的真正原因 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 39 电磁兼容性设计与试验 ? 设计： – – – – 静电抗扰性 浪涌抗扰性 电源波动及瞬间跌落抗扰性 射频电磁场辐射抗扰性 ? 试验： – 按行业标准 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 40 降额设计与热设计 ? 降额设计 – 元器件、零部件的故障率是与其承受的应力紧密相 关的，降低其承受的应力可以提高其使用可靠性 – 设计时应将其工作应力设计在规定的额定值之下 – 对元器件有降额准则方面的标准 ? 热设计 – 电子产品的环境温度过高是造成其故障率增大的重 要原因 – 利用热传导、对流、热辐射等原理进行合理的热设 计，以降低其周围的环境温度 – 热测试：对热设计效果的检验 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 41 FMECA概述 ? 故障模式影响及危害性分析 – Failure Mode ,Effects and Criticality Analysis , 简记为FMECA – 针对产品所有可能发生的故障，进行故障模 式分析，确定每种故障模式对产品工作的影 响，找出单点故障，并按每一个故障模式的 严重程度及其发生概率确定其危害性 – 单点故障：引起产品故障的，且没有冗余或 替代的工作方式作为补救的局部故障 2005-6-2 可靠性维修性测试性保障性概论 42 可靠性试验 ? 可靠性试验的目的和分类 ? 环境应力筛选试验 ? 可靠性增长试验 ? 可靠性鉴定试验 ? 可靠性验收试验 2005-6-2 可靠性维修性测试性保