可靠性设计的一些内容.doc

可靠性设计的一些内容

一、可靠性评价分析技术的应用

由于设计阶段对产品的可靠性将起到奠基作用，故在设计过程

中，应不断对产品的可靠性进行定性和定量的评价分析）以便及时了

解产品的可靠性指标是否有了保证，所采取的各种可靠性设计措施是

否有效，有效程度如何，设计中是否还存在薄弱环节和潜在缺陷，

产品在今后使用中可能会发生什么样的故障，以及故障一旦发生时，

其影响和危害程度如何等等。弄清以上问题将有助于及时发现缺陷，

及时改进设计，防止“带病”投产，保证预定的可靠性指标得到满

足。

下面介绍几种主要的评价分析技术的应用：

1．可靠性预计与分配

可靠性预计是在设计阶段，根据设计中所选用的电路程式、元器件、可靠性结构模型、工作环境、工作应力以及过去积累的统计数据，推测产品可能达到的可靠性水平。预计的目的不是在于了解在什么时候将发生什么样的失效，而是在于从设计开始就采取措施以防止失效的发生，并用定量的方法评价可靠性设计的效果。

可靠性分配是将可靠性指标或预计所能达到的目标值加以分解，用科学的方法，合理分配给分系统、设备、部件直至各元器件和每一个连接点、焊接点，以保证可靠性既定目标得以实现。通过分配，不仅可以层层落实设计指标，还可发现设计的薄弱环节和尚能挖掘的潜力。可靠性预计的方法一般有相似设备法、相似电路法。有源器件法、元器件计数法及元器件应力分析法等，它们分别适用于不同的设计阶段：当产品处于方论证阶段时，可用相似设备法、相似电路法、有源器件法等快速预计法进行可行性预计，以评价设计方案的可行性；当产品处于旱期的详细设计阶段时，可用元器件计数法进行初步设计预计，以了解元器件的初步选择是否恰当，并为可靠性分配打下预计的基础，而当产品处于详细设计阶段的中期和后期，可用元器件应力分析法进行详细的设计预计，以便及时发现设计的薄弱环节或潜在能力，及时改进设计，以期达到优化设计

的目的。

下面就三种预计方法作一些简略的介绍：

（1）有源器件法

所谓有源器件法，即按设备为完成规定功能所需的串联有源器件的数目预计设备失效的方法。预计公式为

λs=N*K(11.1)

式中：λs--设备的预计失效率；

N--串联有源器件的数目；

K---各种设备中每个有源器件的失效率。

(2)元器件计数法

所谓元器件计数法就是根据组成设备的各类元器件的通用失效率及其使用数量，来预计设备失效率的方法

。（3）元器件应力分析法预计

元器件应力分析法预计是考虑了温度、电应力、环境条件、元器件选用及电路等情况对元器件失效率的影响，先预计各个元器件在上述诸因素影响下的失效率，然后再预计设备总的失效率的一种方法。除微电子器件外，绝大多数电子元器件的工作失效率预计公式为：

λp=λb(πE?πQ……πn)（11.3）

式中：λp--元器件的工作失效率；

λb--元器件的基本失效率;

πE--环境修正系数；

πQ--元器件质量修正系数；

πn--考虑其它附加影响的修正系数。

在进行应力分析法可靠性预计时，需要对每个元器件给出失效率和各修正系数的数值。为此，我国电子产品可靠性数据交换网编制了我国的《电子设备可靠性预计手册》，并且已经列入军用标准GJB299一87，可以作为我国电子设备可靠性预计的依据。进行可靠性预计时，尤其是进行应力分析法预计时，要进行大量繁杂的计算，最宜于采用计算机辅助分析和计算。可靠性分配一般分为两大类，一类是无约束条件，单纯从可靠性指标出发进行分配；另一类是有约束条件，即以体积、重量、成本等为约束条件进行最优化可靠性分配。

等分法即是平均分配法，适用于由完全相同的单元电路构成的串联系统、分配公式为：

λi=λs/m（11．4）

式中：λi--第i分系统的失效率；

λs--系统的失效率；

m--分系统的数目。

AGREE分配法是由美国电子设备可靠性顾问团提出的一种分配方法。它考虑了组成系统的每个单元的复杂度和重要度。这种分配的基本观点是：越是复杂的单元越容易失效，分配给它的失效率应该大一些。越是重要的单元越不希望它失效，故分配给它的失效率应该小一些。亦即分配时每个单元的失效率应该是加权的，加权因子C应该与单元的复杂度成正比，与单元的重要度成反比，于是AGREE方法的分配公式为：

λi=(ni×T×λs)/(N×Wi×ti)(11.5)

式中：ni--第i单元的元器件数；

N--系统的元器件总数，ni/N表示第i单元的复杂度；

Wi--第i单元的重要度；

T--系统的任务周期;

ti--第i单元在任务周期内的工作时间；

λs--系统的失效率。

2．失效模式、效应与危害度分析

失效模式