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电子设备可靠性分析

摘要：

电子设备可靠性直接影响着电子设备的质量。因此,加强电子设备可靠性是设计、生产、

使用电子设备的最基本保障。当今电子产品的质量与可靠性已经成为热门普遍关注的焦点，

不仅在国防、航天、航空等尖端技术领域备受青睐，在工业、民用家电等领域也同样为人们

所重视。这足以说明注重电子产品的质量与可靠性已深入人心，其身份地位已经可以和电子

产品的功能与成本相提并论。但是，怎样才能保证电子产品的质量也可靠性？本文从电子设

备可靠性的历史发展、发展前景等方面介绍。

引言：

电子设备可靠性工程是研究电子产品可靠性的评价、预测、分析和提高可靠性的技术。电

子产品包括电子元件、器件、设备和系统，1970年以后又包括了软件系统。可靠性工程应

用概率论和数理统计方法研究产品故障时间分布、分布类型和分布参数，从而提出一系列评

价产品可靠性特征的指标、计算和试验方法，解决产品在研制、设计、制造、试验和使用各

阶段可靠性保证的工程应用问题。可靠性分析和预测是研究设备、系统可靠度和有效度的分

析、预测理论和方法，以及应力条件等各种因素对产品可靠性的影响，对于电子元件、器件，

是应用失效物理学对影响产品失效的物理、化学过程进行定性定量分析，确定这些过程与应

力和时间等各种因素的依赖关系，并鉴定证实其失效模式和失效机理，为改进和提高产品可

靠性提供依据。可靠性反映产品质量的综合性指标，是产品从出厂开始到工作寿命终结全过

程的一种特性。它具有综合性、时间性和统计性的特点，有广义和狭义两种解释。广义可靠

性是产品在其整个使用寿命周期内完成规定功能的能力，包括狭义可靠性和维修性；狭义可

靠性是产品在某一规定时间内发生失效的难易程度。广义和狭义可靠性都是从使用角度提出

的定性概念，并早已应用于工程实践。在实际需要和可靠性技术发展的条件下，50年代后

期，以可靠性特征量表示产品可靠性高低的各种定量指标和方法开始应用于电子工程实践，

制定出一系列可靠性标准，作为产品可靠性评价、考核的准则。可靠性特征量及其方法已为

电子产品的研制、生产和使用等部门所采用。

正文：

一、电子设备可靠性的发展。

十多年来，我国电子产品的质量与可靠性也有长足的进展。不管是国防军事电子装备、

航天器、通信机，还是计算机和家电设备，在质量与可靠性方面都有了大幅度的提高。但是，

也应该清楚地看到，我国电子产品的质量与可靠性水平与世界上发达工业国家相比，还存在

着很大地差距。在很多方面，仍没有摆脱传统的观念和管理模式；在很多地方，可靠性工作

仍处于较落后的状态。由于从事高、精、尖电子整机系统的科技工作者与从事先进电子元器

件设计和制造的科学工作者还缺乏沟通，互不了解，从而造成电子产品质量与可靠性水平低

下的实例颇多。正因如此，可挖掘的潜力应该是很大的。

产品都质量与可靠性问题很早就已为人们所关注，但是作为一门学科，专业进行这一领

域的研究还是近50年开展起来的。早在热、二次世界大战期间，许多机械电子产品常常在

战争的使用过程中出现故障，致使丧失了使用能力，如美国空军由于飞行故障而损失的飞机

达两万架，是在战争中被击落的飞机的1.5倍。于是，为解决军用电子设备和复杂导弹系统

的可靠性问题，美国军方及工业界有组织地开展了可靠性研究。在这期间，具有影响的是

1952年美国国防部成立了一个由军方、工业部门和学术界组成的电子设备可靠性咨询组

（AGREE）。1955年A-GREE开始实施一个从设计、试验、生产到交付、储存、使用的全面的

可靠性发展计划，并于1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告。该报告从9个

方面阐述了可靠性设计、试验及管理的程序及方法，确定了美国可靠性工程发展的方向，成

为可靠性发展的奠基性文件，标志着可靠性已成为一门独立的学科，是可靠性工程发展的重

要里程碑。

20世纪60年代是可靠性工程全面发展的阶段，也是美国武器系统研制全面贯彻可靠性

大纲的年代。在这10年中，美国先后开发出F-111A、F-15A战斗机、MI坦克、“民兵”导

弹、“水星”和“阿波罗”宇宙飞船等装备。这些新一代装备对可靠性提出了更加严格的要

求，因此1957年AGREE报告提出的一整套可靠性设计、试验及管理方法被国防部及国家航

空航天局（NASA）接受，在新研制的装备中得到广泛应用并迅速发展，形成了一套较完善

的可靠性设计、试验和管理标准，如MIL-HDBK-217、MIL-STD-781和MIL-STD-785。在这些

新一代装备的研制中，都不同程度地