電子設(shè)備可靠性預(yù)計SR332Issue4,March2016目錄1引言2電子設(shè)備可靠性預(yù)計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計4器件早期壽命因子預(yù)計5部件失效率預(yù)計6系統(tǒng)可靠性7失效率置信度上限8器件參數(shù)9失效率因子1引言1.1目的和范圍為預(yù)計器件(device)，部件(unit)和串聯(lián)系統(tǒng)硬件(serialsystemhardware)的可靠性推薦方法不能用來直接預(yù)計非串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性，但可以用來自該標準預(yù)計出來的部件的數(shù)據(jù)；短暫故障、軟件問題、程序錯誤或意外的運行環(huán)境對系統(tǒng)級的可靠性有重大影響，系統(tǒng)硬件的失效只是總系統(tǒng)故障率的一部分MTBF和FIT的計算方法和假設(shè)須明確1引言1.2變更Section8:器件失效率有更新，少數(shù)器件復(fù)雜范圍有擴展，另外增加了新器件類型Section9:環(huán)境因子有更新，基于市場數(shù)據(jù)和論壇成員共同的經(jīng)驗新增了項目的說明和指導(dǎo)，來自論壇成員的提議和標準使用者針對問題頻繁的提問2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.1可靠性預(yù)計的目的.幫助評估產(chǎn)品維修活動的可靠性效果，和評估備品需求的數(shù)量為系統(tǒng)級的可靠性模型提供必要的輸入為組件和系統(tǒng)級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爭產(chǎn)品中采購何種產(chǎn)品可用來為產(chǎn)品可靠性測試需求建立企業(yè)測試標準作為復(fù)雜系統(tǒng)分析的輸入用來設(shè)計權(quán)衡研究，比如一種由很多簡單器件組成的設(shè)計和一種更少但更新和更復(fù)雜器件組成的設(shè)計，更少器件的通常更可靠2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.2定義2.2.1設(shè)備定義器件Device：Section8中列出的基本組件部件Unit：任何器件的裝配。包含但不僅限于電路包、模塊、插件部件等，通常是可更換的最低級別的組件或器件。該預(yù)計流程主要針對的就是部件Unit的可靠性預(yù)計串聯(lián)系統(tǒng)SerialSystem:任何單一部件的失效將會導(dǎo)致系統(tǒng)失效的部件總成2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.2失效定義可靠性預(yù)計流程直接面對的是部件級別的由器件硬件失效引起的失效。使用該方法預(yù)計失效率不包含如下：短暫的失效，如由于alpha粒子和宇宙輻射效應(yīng)引起的軟錯誤制造工藝有問題（比如焊點，印制電路板裝配，接線）軟件錯誤程序錯誤引起的失效2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.2.3失效率定義EarlyLife早期壽命（嬰兒死亡率）：失效率高，但下降迅速。失效時間模型適合Weibull分布，該方法假設(shè)產(chǎn)品運行的前10000小時（略多于1年）Steady-State穩(wěn)態(tài)：該階段接在早期階段，失效以恒定的速率發(fā)生，稱作穩(wěn)態(tài)失效率，失效時間服從指數(shù)分布?？煽啃灶A(yù)計流程假設(shè)電子設(shè)備在大約運行1年后處于該階段Wear-Out損耗：失效率迅速增加。通常，損耗在電子器件服務(wù)壽命期不會發(fā)生，可能多達20年，因此在此可靠性預(yù)計流程中不考慮損耗期2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.2.3.3失效率影響因子器件失效率是隨著運行條件和生產(chǎn)質(zhì)量變化而變化器件運行溫度：指在部件內(nèi)部器件位置的溫度，定義為在器件表面0.5英寸處的溫度?？煽啃灶A(yù)計流程使用溫度因子來模擬溫度對失效率的影響，因子可在Section9.1找到，基于運行溫度和器件類型。該數(shù)值標準化為40C，對于所有器件溫度因子為1.0殼體溫度(Tc)：殼體溫度是器件殼體外面測得的外部器件溫度，大部分散熱器件的殼體溫度用來決定器件的運行溫度電應(yīng)力：

Section9.2，假設(shè)因子電應(yīng)力為50%，對所有器件類型因子為1質(zhì)量：

Section9.3，質(zhì)量因子最高級0.8，最低級6.0，默認使用LEVELII，質(zhì)量因子1.0環(huán)境條件：

Section9.4，環(huán)境因子從1（地面，固定的，受控環(huán)境比如中心辦公室）到15（太空商用環(huán)境，如商用通訊衛(wèi)星）2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.3方法概要可靠性預(yù)計流程提供了電子設(shè)備早期和穩(wěn)態(tài)階段的失效率預(yù)計方法，沒有包含損耗階段，其假設(shè)設(shè)備在其生命周期內(nèi)沒有進入損耗階段2.3.1早期壽命失效率計算器件的早期壽命因子的計算在Section4，部件的早期壽命因子由組成它的器件按平均的權(quán)重計劃，詳見Section5.42.3.2穩(wěn)態(tài)失效率計算部件的失效率預(yù)計基于組成部件的器件的失效率，同樣的串聯(lián)系統(tǒng)的失效率預(yù)計基于組成它的部件的失效率；即更低級別的設(shè)備預(yù)計用來預(yù)計更高級別的設(shè)備。在不同的級別，失效率預(yù)計可以使用由一到三種方法：MethodI:TheBlackBoxorPartsCountMethodMethodII:TheintegrationoflaboratorydatawiththeBlackBox/PartsCountMethodMethodIII:TheintegrationoffielddatawiththeBlackBox/PartsCountMethod為了區(qū)別不同級別的方法，MethodI,II,III對應(yīng)部件級別，MethodI-D,II-D,III-D對應(yīng)器件級別2電子設(shè)備可靠性預(yù)計2.3.5統(tǒng)計學(xué)考慮2.3.5.1置信度上限UCL器件和部件的失效率預(yù)計在Section3和Section5，是平均預(yù)計值，并沒有對不確定性和變異性作出說明。如果需要更保守的失效率預(yù)計，比如介于60%和90%的置信度上限，則需用到該標準；其表示只有100%-60%=40%或100%-90%=10%的可能性，預(yù)計的失效率會低于真實的失效率。UCL越高，則預(yù)計越保守。Section7提供了基于Section3和5預(yù)計出的平均值和標準偏差來計算UCL失效率的方法。3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計三種方法都要求使用黑盒法來預(yù)計失效率，額外的兩種方法是用來提高某些特殊器件的預(yù)計準確度的。3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計3.2MethodII-D:TechniquesIntegratingLaboratoryData使用試驗數(shù)據(jù)有兩種方法預(yù)計穩(wěn)態(tài)器件失效率，取決于實驗室的試驗是否有burned-in，不管哪種情況，平均和標準偏差計算如下：n是實驗室試驗的器件失效數(shù)量，兩種方法中A是不同的3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計有效試驗時間=實際試驗時間X溫度加速因子3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預(yù)計4器件早期壽命因子預(yù)計5部件失效率預(yù)計該方法假設(shè)各零件在統(tǒng)計學(xué)上相對獨立，原理是將組成單元的零件按類型拆分，分別計算出各個零件類型的總失效率，然后按類型求和、乘以環(huán)境修正因子。公式如下：式中：πe環(huán)境因子

Li同一類型零件總失效率

Ci同一類型零件總標準差5部件失效率預(yù)計如果，所有的零件采用相同的質(zhì)量水平，相同的工作溫度，相同的電應(yīng)力條件，則式中：Ni該類型零件數(shù)量否則，需要根據(jù)實際使用情況對各零件失效率進行質(zhì)量、溫度、電應(yīng)力修正：5部件失效率預(yù)計5部件失效率預(yù)計5部件失效率預(yù)計5部件失效率預(yù)計6系統(tǒng)可靠性7失效率置信度上限7失效率置信度上限8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8