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文檔簡(jiǎn)介

可靠度工程技術(shù)實(shí)務(wù)介紹可靠度工程可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度起源可追溯到第二次世界大戰(zhàn)，美國陸軍認(rèn)識(shí)到可靠度的需要，在1940年代最后五年間進(jìn)行了很多工作的研討，所得一些結(jié)果如下：1.對(duì)于250只真空管的維修工作，大約需要一位技術(shù)人員。2.美國空軍裝備的修理與維護(hù)成本，大約超出原來購入成本的十倍以上。3.美國陸軍很大一部份的裝備通常不是在修理就是在故障中。4.美國海軍的電子裝備約有70%的時(shí)間不能使用?？煽慷绕鹪疵绹鴩啦坑?950年對(duì)電子裝備可靠度方面成立一個(gè)AGREE特別調(diào)查委員會(huì)，并于1957年提出報(bào)告。往后美軍又發(fā)展一系列可靠度相關(guān)規(guī)范，MIL-STD-785即為執(zhí)行可靠度計(jì)劃之依據(jù)規(guī)范。可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度工程簡(jiǎn)介參考文件可靠度定義可靠度重要性可靠度工作項(xiàng)目可靠度設(shè)計(jì)與分析可靠度工程簡(jiǎn)介參考文件MIL-STD-781D ReliabilityTestingforEngineeringDevelopment Qualification&ProductionMIL-STD-785B ReliabilityProgramforSystem&Equipment Development&ProductionMIL-STD-1629A ProceduresforPerformingaFailureModeEffects& CriticalityAnalysisMIL-STD-2164 EnvironmentalStressScreeningProcessfor ElectronicEquipmentDOD-HDBK-344 EnvironmentalStressScreeningofElectronic EquipmentMIL-HDBK-217F ReliabilityPredictionofElectronicEquipmentMIL-HDBK-338 ElectronicReliabilityDesignHandbookMIL-HDBK-781 ReliabilityTestMethodsPlansandEnvironmentsfor EngineeringDevelopmentandProduction可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度定義THEPROBABILITYTHATANITEMWILLPERFORMITSINTENDEDFUNCTIONSFORASPECIFICINTERVALUNDERSTATEDCONDITIONS.可靠度為產(chǎn)品于既定的時(shí)間內(nèi)，在特定的使用(環(huán)境)條件下，執(zhí)行特定性能或功能，成功達(dá)成任務(wù)的機(jī)率?？煽慷人囊兀汗δ苁褂脳l件時(shí)間成功機(jī)率在四要素中以成功機(jī)率為產(chǎn)品可靠度的整體指標(biāo)可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度量度指標(biāo)成功機(jī)率(ProbabilityofSuccess)與時(shí)間無關(guān)，適用于單次功能裝置(one-shotdevice)，如飛彈的飛行可靠度，彈頭引爆可靠度，安全汽囊可靠度)等。任務(wù)可靠度(MissionReliability)又稱存活機(jī)率(probabilityofsurvival)，適用于工作期間內(nèi)需要高可靠度的產(chǎn)品，如發(fā)動(dòng)機(jī)、承載航天飛機(jī)玤的火箭、飛機(jī)等?？煽慷裙こ毯?jiǎn)介可靠度量度指標(biāo)硬件可靠度平均失效間隔時(shí)間(MeanTimeBetweenFailures,MTBF)適用于壽命較長(zhǎng)且可維修再反覆使用的產(chǎn)品，如飛機(jī)、計(jì)算機(jī)、汽車等。MTBF與MTTF(MeanTimeToFailure)最大的不同是，后者適用于不可修復(fù)件，如燈泡。失效率(FailureRateλ)適用于平均壽命非常長(zhǎng)的產(chǎn)品，如零件或模塊?？煽慷裙こ毯?jiǎn)介可靠度基本名詞任務(wù)可靠度-為產(chǎn)品達(dá)成工作能力的量度指標(biāo)，考慮的時(shí)間領(lǐng)域?yàn)椴僮髌陂g?；?后勤)可靠度-為不考慮后勤支援的情況下，產(chǎn)品操作能力的指標(biāo)。操作可靠度-為由使用者觀點(diǎn)來評(píng)估產(chǎn)品實(shí)際操作的可靠度值。固有可靠度-為由生產(chǎn)者觀點(diǎn)，依設(shè)計(jì)或測(cè)試所得的可靠度值，可用設(shè)計(jì)變更提升之。可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度重要性產(chǎn)品的可靠度在設(shè)計(jì)完成時(shí)即已賦與，正確的制造及嚴(yán)格的質(zhì)量管制并不能提高其可靠度，而只能維持其所賦與的可靠度。如果設(shè)計(jì)時(shí)所賦與的固有可靠度不能符合既定的目標(biāo)，即使所有產(chǎn)品均為合格品，亦不可能滿足顧客的需求，因此新產(chǎn)品之發(fā)展，最重要且最具挑戰(zhàn)性的工作，是在發(fā)展階段如何將"可靠度"設(shè)計(jì)于產(chǎn)品中，于試制過程中設(shè)法使產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，并在正式生產(chǎn)前建立有效的檢驗(yàn)試驗(yàn)程序及有效的質(zhì)量管制方案，以維持產(chǎn)品之可靠度水平?？煽慷裙こ趟墓ぷ黜?xiàng)目及方法，必須配合設(shè)計(jì)、制造及品保部門的分工合作，相互配合，在共同的體認(rèn)及質(zhì)量意識(shí)的提高下，才能經(jīng)濟(jì)有效的推展可靠度工作。可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度工作項(xiàng)目概念定義階段設(shè)計(jì)發(fā)展階段質(zhì)量鑒定階段質(zhì)量接收階段可靠度工程簡(jiǎn)介概念定義階段定義壽命周期(LifeCycle)輪廓定義環(huán)境條件系統(tǒng)效益分析定義量化可靠度目標(biāo)需求建立可靠度規(guī)范及合約可靠度配當(dāng)可靠度工程簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)發(fā)展階段建立設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(規(guī)格)設(shè)計(jì)分析失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)修正可靠度模式可靠度預(yù)估雛型試造可靠度發(fā)展試驗(yàn)(TAAF/RDGT)矯正行動(dòng)訂定減額定(de-rating)準(zhǔn)則趨勢(shì)分析可靠度評(píng)估零件質(zhì)量鑒定可靠度工程簡(jiǎn)介質(zhì)量鑒定階段環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)可靠度質(zhì)量鑒定試驗(yàn)(RQT)故障分析矯正行動(dòng)趨勢(shì)分析可靠度評(píng)估零件質(zhì)量鑒定可靠度工程簡(jiǎn)介質(zhì)量接收階段環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)可靠度質(zhì)量接收試驗(yàn)(RAT)故障分析矯正行動(dòng)趨勢(shì)分析零件質(zhì)量鑒定制程管制可靠度工程簡(jiǎn)介依據(jù)MIL-STD-785，可靠度工作項(xiàng)目分為三大類：計(jì)劃監(jiān)督與管制、設(shè)計(jì)與評(píng)估、發(fā)展與生產(chǎn)試驗(yàn)，各階段需執(zhí)行之工作項(xiàng)目如劃分表。S--選擇性實(shí)施項(xiàng)目G--通用性實(shí)施項(xiàng)目

GC--只在設(shè)計(jì)變更時(shí)之適用性實(shí)施項(xiàng)目ACC--可靠度決算ENG--可靠度工程MGT--可靠度管理可靠度工程簡(jiǎn)介產(chǎn)品研發(fā)可靠度工作示意圖可靠度工程簡(jiǎn)介可靠度設(shè)計(jì)與分析在產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡早考量及界定產(chǎn)品可靠度需求，并運(yùn)用各種可靠度設(shè)計(jì)技術(shù)，針對(duì)產(chǎn)品特性，將可靠度設(shè)計(jì)進(jìn)去?？煽慷仍O(shè)計(jì)方法很多，最重要者為考量設(shè)計(jì)工作之周延性，并于設(shè)計(jì)時(shí)盡量納入簡(jiǎn)化、復(fù)置、耐久等設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)層次之量化可靠度設(shè)計(jì)需求應(yīng)納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格中，并于發(fā)展階段之初步設(shè)計(jì)審查前，將可靠度規(guī)格配當(dāng)至各關(guān)鍵品項(xiàng)之設(shè)計(jì)規(guī)格中?？煽慷裙こ毯?jiǎn)介產(chǎn)品可靠度設(shè)計(jì)作業(yè)之基本原則如下:對(duì)零件與材料之選用宜趨于保守盡可能避免采用工藝上不成熟的材料或制造程序盡可能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)盡量減少零件數(shù)量盡可能使用曾驗(yàn)證過之設(shè)計(jì)及零件從所有系統(tǒng)之界面分析失效問題執(zhí)行最劣情況分析盡可能采用失效后不致引發(fā)安全事故之設(shè)計(jì)如成本上許可，則采用復(fù)置設(shè)計(jì)在低于額定值下使用零件硬件/任務(wù)可靠度硬件/任務(wù)可靠度硬件/任務(wù)可靠度可靠度參數(shù)可靠度模式硬件可靠度任務(wù)可靠度可靠度分析評(píng)估硬件/任務(wù)可靠度浴缸曲線或澡盆曲線

(t)t電子件早夭期磨耗期堪用期浴缸曲線

(t)t硬件/任務(wù)可靠度機(jī)械件可靠度參數(shù)硬件可靠度(MTBF)指系統(tǒng)、次系統(tǒng)或裝備在操作或使用環(huán)境下發(fā)生失效之平均間隔時(shí)間，或里程等。對(duì)其失效率為常數(shù)分布的系統(tǒng)，則其：平均失效間隔時(shí)間(MTBF)==硬件/任務(wù)可靠度累積操作時(shí)間累積失效次數(shù)失效率(λ)1硬件/任務(wù)可靠度可靠度參數(shù)任務(wù)可靠度(MR)假設(shè)：每一時(shí)段Δt間，所發(fā)生的失效次數(shù)與該段開始前已發(fā)生多少次失效無關(guān)，亦即此類事件為互相獨(dú)立。在任一時(shí)段Δt間，發(fā)生一次失效的機(jī)率與Δt的長(zhǎng)短成正比，其比率常數(shù)為λ。任務(wù)可靠度(MR)=e-λt

λ：失效率,t：操作時(shí)間硬件/任務(wù)可靠度

可靠度模式串聯(lián)模式A1A2An-1Anλ1MTBF1i=1nnRS＝R1×R2×...×Rn＝ΠRi

＝ｅ-λ1t×ｅ-λ2t×...×ｅ-λnt

＝ｅ-(λ1+λ2+...+λn

)t

＝ｅ-λst故λs＝λ1+λ2+...+λn

foridenticalelements

λs＝nλ∵M(jìn)TBF＝∴＝故MTBFS=MTBFMTBFS1n1硬件/任務(wù)可靠度串聯(lián)模式例題:一個(gè)收音機(jī)有電源供應(yīng)器,接收器,放大器及喇叭,其可靠度分別為0.91,0.97,0.92,0.99,求其系統(tǒng)可靠度.Ans:任一元件均應(yīng)正常才能運(yùn)作,視為串聯(lián),所以系統(tǒng)可靠度值為

RS＝R1×R2×...×Rn

＝0.91×0.97×0.92×0.99

＝0.804硬件/任務(wù)可靠度并聯(lián)模式A1A2AmRS＝1-F1×F2×...×Fm

＝1-(1-R1)(1-R2)...(1-Rm)

＝1-Π(1-Ri)foridenticalelementsRS＝1-(1-R)mi=1m硬件/任務(wù)可靠度串并聯(lián)模式RS＝Π〔1-Π(1-Rij)〕foridenticalelementsRS＝〔1-(1-R)m〕ni=1mj=1n................A11A21Am1A12A22Am2A1nA2nAmn硬件/任務(wù)可靠度硬件可靠度定義指系統(tǒng)，次系統(tǒng)或裝備在操作或使用環(huán)境下的平均失效時(shí)間。研發(fā)/設(shè)計(jì)階段之硬件可靠度分析電子零件依美軍軍規(guī)MIL-STD-217F分析計(jì)算其MTBF值。機(jī)械零件依RAC(ReliabilityAnalysisCenter)Non-electronicPartsReliabilityData(NPRD)分析計(jì)算其MTBF值。參考其他類似系統(tǒng)之操作及服役資料。串聯(lián)模式組合，以計(jì)算組件、次系統(tǒng)、系統(tǒng)件之MTBF值。硬件/任務(wù)可靠度服役/使用階段之硬件可靠度分析系統(tǒng)操作維修資料之搜集(軍機(jī)維修資料如美軍AFTO-349表)。MDCS(MaintainenceDataCollectionSystem)/MDAS(MaintainenceDataAnalysisSystem)計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)之應(yīng)用:依HMC、ATC等資料，判別失效類別為TYPE1、2或6。點(diǎn)估計(jì)MFTBF＝總累積飛行時(shí)數(shù)/總TYPE1失效數(shù)。提供十余種以上的R/M分析統(tǒng)計(jì)報(bào)表。追蹤可靠度之成長(zhǎng)(DuaneModel)。硬件/任務(wù)可靠度任務(wù)可靠度定義系統(tǒng)的任務(wù)可靠度，為該系統(tǒng)在規(guī)定的環(huán)境條件與特定的時(shí)間范圍能順利完成預(yù)定任務(wù)的機(jī)率。研發(fā)/設(shè)計(jì)階段之任務(wù)可靠度分析確定任務(wù)(MissionProfile)，例如:戰(zhàn)斗巡航任務(wù)(CAP)。任務(wù)成功/失敗準(zhǔn)則。任務(wù)可靠度方塊圖。應(yīng)用串并聯(lián)模式計(jì)算組件、次系統(tǒng)、系統(tǒng)件之可靠度值(R值)。硬件/任務(wù)可靠度服役/使用階段之任務(wù)可靠度分析試飛資料之搜集(AFFTC-300表)。MDCS/MDAS計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)之應(yīng)用:依RelData等資料，判別每一架次為任務(wù)成功(S)、任務(wù)失敗(F)、任務(wù)偏異(MD)或排除(E)。點(diǎn)估計(jì)MR＝S/(S+F)。提供任務(wù)可靠度之?dāng)?shù)種分析報(bào)表。追蹤可靠度之成長(zhǎng)(DuaneModel)。硬件/任務(wù)可靠度任務(wù)時(shí)間定義參照CAPMission之各MissionSegment，茲將任務(wù)時(shí)間定義如下:groundonly(includetake-offandlanding)missiontime=20min(0.33hours)throughoutthemissionmissiontime=133min(2.22hours)throughcombatmissiontime=101min(1.68hours)aftercombatmissiontime=32min(0.54hours)任務(wù)可靠度分析任務(wù)可靠度方塊圖應(yīng)用串并聯(lián)模式計(jì)算組件、次系統(tǒng)、系統(tǒng)件之可靠度值(R值)。R1=R1.1*R1.2*R1.3*R1.4*R1.5*R1.6=0.992773SECONDARYPOWERSYS(LEFT)SECONDARYPOWERSYS(RIGHT)ENGINE(LEFT)ENGINE(RIGHT)ACTUATINGMECHANICSGearBox(LEFT)GearBox(RIGHT)Generator(LEFT)Generator(RIGHT)R1.1=0.999887780R1.2=0.999887780R1.3=0.9965633300R1.4=0.9965633300R1.6=0.999856820R1.5=0.999999857硬件/任務(wù)可靠度硬件/任務(wù)可靠度操作使用階段之分析建立MDCS/MDAS計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)搜集維修資料(AFTO-349表)維修資料審查(MDR)審查維修資料填寫之正確性了解維修事件之現(xiàn)況判定失效類別依操作資料判別任務(wù)成功(S)/失敗(F)或排除(E)可靠度估計(jì)(點(diǎn)估計(jì))平均失效間隔時(shí)間(MTBF)=總積操作時(shí)數(shù)/可列計(jì)失效總數(shù)任務(wù)可靠度(R)=S/S+F提供可靠度分析報(bào)表追蹤可靠度之成長(zhǎng)(DUANEGROWTHMODEL)硬件/任務(wù)可靠度可靠度分析評(píng)估硬件/任務(wù)可靠度硬件/任務(wù)可靠度硬件/任務(wù)可靠度DUANEGROWTHMODEL:K1λCUM＝KT-αMTBFCUM＝TαTNλCUM＝N＝KT(1-α)dTdN＝(1-α)KT-αλINST＝＝(1-α)λCUM1-αMTBFCUMMTBFINST＝T2αK1T1αK1MTBF2MTBF1＝T1T2MTBF2＝MTBF1()αK1Log(MTBFCUM)＝Log()+αLog(T)Y＝K’+αX硬件/任務(wù)可靠度λCUM :CumulatedFailureRateλINST :InstantaneousFailureRateMTBFCUM :CumulatedMTBFMTBFINST :InstantaneousMTBFN :TotalNumberofFailurebyTimeTK :ConstantDependonEquipmentComplexityDesignObjectiveα :GrowthRateT :OperationTime(hours)硬件/任務(wù)可靠度硬件/任務(wù)可靠度硬件可靠度分析硬件/任務(wù)可靠度JRMET-JointReliabilityandMaintainabilityEvaluationTeamRGCAT-ReliabilityGrowthandCorrectiveActionTeam可靠度工作目標(biāo)1.提升硬件可靠度藍(lán)圖審查可靠度模式 可靠度配當(dāng)可靠度預(yù)估 失效模式效應(yīng)分析采用高質(zhì)量零件減額定設(shè)計(jì)(Derating)環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)可靠度成長(zhǎng)試驗(yàn)(RDGT,TAAF)可靠度驗(yàn)證試驗(yàn)(RQT)可靠度接收試驗(yàn)(RAT)可靠度工作目標(biāo)2.提升任務(wù)可靠度可靠度模式 可靠度預(yù)估 失效模式效應(yīng)分析采用并聯(lián)或復(fù)置設(shè)計(jì)可靠度配當(dāng)可靠度配當(dāng)可靠度配當(dāng)是將全系統(tǒng)既定之可靠度需求，適當(dāng)?shù)胤峙溆诟鞣窒到y(tǒng)，作為分系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)之可靠度管理作業(yè)。配當(dāng)之過程應(yīng)盡可能在研發(fā)初期即開始進(jìn)行，因?yàn)樵谀请A段的取舍與重新定義的工作彈性最大。可靠度配當(dāng)之目的如下:由系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值至每一分系統(tǒng)、零組件之可靠度配當(dāng)，建立可靠度目標(biāo)需求的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員根據(jù)可靠度目標(biāo)設(shè)定值評(píng)估系統(tǒng)的狀況，并決定主要問題的范圍及系統(tǒng)的弱點(diǎn)所在(WeakPointOfTheSystem)。使設(shè)計(jì)人員對(duì)系統(tǒng)的輪廓及相互間的關(guān)系有更深的認(rèn)識(shí)，如:零組件在系統(tǒng)功能上扮演的角色零組件達(dá)成系統(tǒng)功能的方法零組件的復(fù)雜性、數(shù)目、....等改變零組件對(duì)系統(tǒng)功能所造成的影響可對(duì)系統(tǒng)之成本、重量、可靠度.....等因素的擇優(yōu)(Trade-off)作考慮，以得到更經(jīng)濟(jì)有利的設(shè)計(jì)產(chǎn)品?？煽慷扰洚?dāng)可靠度配當(dāng)執(zhí)行時(shí)機(jī)(1)產(chǎn)品可靠度目標(biāo)確定且初步設(shè)計(jì)完成時(shí).(2)發(fā)現(xiàn)某單項(xiàng)可靠度未達(dá)配當(dāng)目標(biāo),致使產(chǎn)品可靠度目標(biāo)無法達(dá)成時(shí),應(yīng)實(shí)施再配當(dāng).基準(zhǔn)要求:除非某一分系統(tǒng)有特別合約規(guī)定,其可靠度需求值一定要達(dá)成,否則一般只要整體系統(tǒng)的可靠度達(dá)到目標(biāo)即可.

可靠度配當(dāng)可靠度配當(dāng)方法等量配當(dāng)法ARINC可靠度配當(dāng)法AGREE可靠度配當(dāng)法評(píng)點(diǎn)可靠度配當(dāng)法可靠度配當(dāng)?shù)攘颗洚?dāng)法(EquitableAllocation):假設(shè):(1)將各分項(xiàng)的可靠度均視為相同(2)將各分項(xiàng)視為串聯(lián)適用時(shí)機(jī):對(duì)影響各分項(xiàng)可靠度的因素尚未了解時(shí)所作的初步配當(dāng)

其中RS=系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值

Ri=分系統(tǒng)i之可靠度配當(dāng)值siRRn=

RRRisswni==

1Wni=1范例:某通訊系統(tǒng)可靠度為0.815,其包括發(fā)射機(jī),接收機(jī)及編碼器等3個(gè)分項(xiàng),依等量配當(dāng)法求各分項(xiàng)的可靠度值.Ans: Ri=(Rs)1/3=(0.815)1/3=0.934可靠度配當(dāng)可靠度配當(dāng)ARINC可靠度配當(dāng)法:美國AeronauticalRadioInc.于1958年所發(fā)表的可靠度配當(dāng)法假設(shè): (1)各分系統(tǒng)之任務(wù)時(shí)間與系統(tǒng)之任務(wù)時(shí)間相同

(2)失效率皆為常數(shù)，將各分項(xiàng)視為串聯(lián)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)資料計(jì)算各分系統(tǒng)之失效率預(yù)估值(λi)，用下列關(guān)系式先求得各分系統(tǒng)之權(quán)重因子，然后計(jì)算各分系統(tǒng)之可靠度配當(dāng)值。

Wi=λi

/

λiRi=(Rs)

Wi Rs：系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值

Wi

：第i項(xiàng)分系統(tǒng)之權(quán)重因子

Ri：第i項(xiàng)分系統(tǒng)之可靠度配當(dāng)值ni=1范例:假設(shè)有一由五個(gè)分系統(tǒng)串聯(lián)組成的電子裝備，其系統(tǒng)整體可靠度目標(biāo)為0.998，各分系統(tǒng)利用可靠度預(yù)估方法求得的分系統(tǒng)失效率值如表

1所示，若任務(wù)時(shí)間t=1小時(shí)，試?yán)肁RINC配當(dāng)法進(jìn)行各分系統(tǒng)之可靠度配當(dāng)。

表1某電子裝備各分系統(tǒng)之失效率預(yù)估值

分系統(tǒng) 失效率預(yù)估值(次/小時(shí))

10.0001 20.0002 30.0003 40.0004 50.0005可靠度配當(dāng)可靠度配當(dāng)

解:

假設(shè)系統(tǒng)(各分系統(tǒng))可靠度與失效率之關(guān)系為已知任務(wù)時(shí)間t=1小時(shí)，則

故W1=0.0001/0.0015=0.0667

同法算得W2=0.1333W3=0.2000W4=0.2667W5=0.3333

故

Re=-λtλii=

15=0.0001+0.0002+0.0003+0.0004+0.0005.=0.0015次/小時(shí)范例:有一產(chǎn)品其3個(gè)分系統(tǒng)的失效率估計(jì)為0.003,0.001,0.004,

產(chǎn)品作用時(shí)間為20小時(shí),可靠度為0.9,求各分系統(tǒng)的配當(dāng)值.Ans: (1)先確定系統(tǒng)的失效率

0.9=e-λ(20)

λ=0.005 (2)算出各分項(xiàng)權(quán)重W1=0.003/(0.003+0.001+0.004)=0.375 W2=0.001/(0.003+0.001+0.004)=0.125 W3=0.004/(0.003+0.001+0.004)=0.5 (3)計(jì)算各分項(xiàng)的配當(dāng)失效率(因假設(shè)操作時(shí)間相同) λ1*

=(λ)(W1)=0.005*0.375=0.001875 λ2*

=(λ)(W2)=0.005*0.125=0.000625 λ3*

=(λ)(W3)=0.005*0.5=0.0025 (4)得出各分項(xiàng)可靠度配當(dāng)值

R1*=exp(-λ1*

*20)=0.96 R2*=exp(-λ2*

*20)=0.99 R3*=exp(-λ3*

*20)=0.95可靠度配當(dāng)可靠度配當(dāng)AGREE可靠度配當(dāng)法:為AdvisorGrouponReliabilityofElectronicEquipment于1957年發(fā)表之可靠度配當(dāng)法配當(dāng)時(shí)同時(shí)考量分系統(tǒng)的復(fù)雜性及重要性

其中 λi :分系統(tǒng)i之失效率配當(dāng)值 ni :分系統(tǒng)i所含之零件數(shù)(模塊數(shù)) Ci :分系統(tǒng)i之重要性因子

ti :分系統(tǒng)i所需之操作時(shí)間

N :系統(tǒng)之零件數(shù)(模塊數(shù))總和

Rs(t) :系統(tǒng)在操作時(shí)間為t時(shí)之可靠度需求值分系統(tǒng)的可靠度配當(dāng)值可按下式計(jì)算:

λiNCiti=**ni〔-lnRs(t)〕可靠度配當(dāng)范例

有一包含四個(gè)分系統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)，工作上要求連續(xù)操作10小時(shí)之可靠度為0.95，其各分系統(tǒng)之條件如下:

分系統(tǒng)

件數(shù)

關(guān)鍵性因子

操作小時(shí)

模塊總數(shù)量N=30+100+50+80=260，故

同理可得

故得各分系統(tǒng)之可靠度配當(dāng)值為

同理可得

R2=0.97945R3=0.99018R4=0.98262Re1-5.918x10-4x10==0.99410可靠度配當(dāng)評(píng)點(diǎn)可靠度配當(dāng)法利用問卷調(diào)查的方式，請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)工程人員就可能影響各分系統(tǒng)可靠度配當(dāng)?shù)母黜?xiàng)因子，進(jìn)行評(píng)點(diǎn)記分。根據(jù)各分系統(tǒng)每一種因素評(píng)點(diǎn)資料的結(jié)果進(jìn)行分析歸納，得到 各分系統(tǒng)的權(quán)重因子。影響可靠度的主要因素如下:復(fù)雜性:分系統(tǒng)零件數(shù)越少，失效機(jī)率越小，所配當(dāng)之可靠度理應(yīng)較高。發(fā)展性:一般研究發(fā)展之歷史較短，發(fā)展?jié)摿^高，較易提高可靠度，故應(yīng)配當(dāng)較高之可靠度。重要性:對(duì)于易導(dǎo)致全系統(tǒng)失效之分系統(tǒng)，應(yīng)配當(dāng)較高之可靠度。環(huán)境條件:嚴(yán)酷的環(huán)境下，易受影響之分系統(tǒng)，應(yīng)配當(dāng)較高之可靠度。安全性:對(duì)人員之安全有重大影響之分統(tǒng)，應(yīng)配予較高之可靠度。維護(hù)性:維修不易且費(fèi)時(shí)者，應(yīng)配當(dāng)較高之可靠度。成本:提高可靠度，不需花費(fèi)龐大成本之分系統(tǒng)，應(yīng)配當(dāng)較高之可靠度?？煽慷扰洚?dāng)評(píng)點(diǎn)數(shù)計(jì)算關(guān)系式

Yij=﹝ΣXijk﹞/

N Yij :第i分系統(tǒng)中第j影響因素之平均評(píng)點(diǎn)數(shù)

Xijk :第k位評(píng)點(diǎn)人員對(duì)第i分系統(tǒng)的第j項(xiàng)影響因素所作之評(píng)點(diǎn)

N :參與評(píng)點(diǎn)之專家分系統(tǒng)配當(dāng)權(quán)重因子(Wi)計(jì)算模式有下列兩種幾何模式Wi

=ΠYij

/ΣΠYij算術(shù)模式Wi

=ΣYij

/ΣΣYij由配當(dāng)權(quán)重因子Wi可得到第i分系統(tǒng)之可靠度配當(dāng)，關(guān)系式如下:

iWSi)R(R=K=1NMj=1i=1j=1LMMMLj=1j=1i=1可靠度配當(dāng)范例

一電機(jī)系統(tǒng)包含A、B、C、D、E等五個(gè)分系統(tǒng)，可靠度Rs為0.90，試以評(píng)點(diǎn)可靠度配當(dāng)法，利用問卷調(diào)查方式對(duì)影響系統(tǒng)可靠度之因素進(jìn)行評(píng)點(diǎn)記分，以配當(dāng)各分系統(tǒng)之可靠度:先制作下例表格請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人員(N位)進(jìn)行評(píng)點(diǎn)記分(Xijk)1.復(fù)雜性2.發(fā)展性3.重要性4.環(huán)境條件5.安全性6.維護(hù)性7.成本效益ABCDE次系統(tǒng)(i)評(píng)點(diǎn)項(xiàng)(j)Xijk專業(yè)人員(k)可靠度配當(dāng)假設(shè)請(qǐng)三位專業(yè)人員參與評(píng)點(diǎn)結(jié)果而得第i分系統(tǒng)中第j影響因素之平均評(píng)點(diǎn)數(shù)Yij=﹝ΣXijk﹞/

3并經(jīng)由幾和模式或算術(shù)模式計(jì)算每一分系統(tǒng)之配當(dāng)因子Wi及可靠度Ri，如下表:

1.復(fù)雜性2.發(fā)展性3.重要性4.環(huán)境條件5.安全性6.維護(hù)性7.成本效益ABCDE次系統(tǒng)(i)評(píng)點(diǎn)項(xiàng)(j)Yij

=3564315565154474754576737239108241285400.232112000301372003947628371024035212468168幾何模式算術(shù)模式.0254.0565.6457.2242.0482.1607.178627.2202.2083.997.994.935.978.995.984.982.977.978.979K=1NWiWiΣYijΣYiji=17i=17失效模式與效應(yīng)分析可靠度工程失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)前言FMEA前置準(zhǔn)備工作FMEA作業(yè)實(shí)施程序FMEA實(shí)例研討

前言失效模式與效應(yīng)分析(FAILUREMODESANDEFFECTSANALYSIS)簡(jiǎn)稱FMEA，是一種結(jié)構(gòu)化預(yù)防性的可靠度分析技術(shù)，目的在確認(rèn)可能的失效模式，探討失效原因，并采取預(yù)防性措施，以提高產(chǎn)品的可靠度。為有效達(dá)到FMEA功效，F(xiàn)MEA需隨設(shè)計(jì)過程本身的特性修改而修訂，因此對(duì)于整個(gè)計(jì)劃的決定具有重要的影響。失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)FMEA要早期確認(rèn)所有可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡(CATASTROPHIC)與嚴(yán)重(CRITICAL)失效的可能失效模式，并經(jīng)由及早設(shè)計(jì)改正，以消除或減少發(fā)生上述失效之可能性。FMEA的執(zhí)行時(shí)機(jī)應(yīng)在較高系統(tǒng)階層設(shè)計(jì)時(shí)且獲得初期設(shè)計(jì)信息時(shí)（PDR)為之，在執(zhí)行較細(xì)部系統(tǒng)階層設(shè)計(jì)獲得更多信息時(shí)(CDR)，則執(zhí)行有問題項(xiàng)目的FMEA分析。失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)FMEA前置準(zhǔn)備工作空白工作底稿表格(參照MIL-STD-1629AFIG.101.3)確定FMEA分析方式硬件法(HARDWAREAPPROACH):可由藍(lán)圖或其他工程/設(shè)計(jì)資料確定硬件零件時(shí)采用之，通常使用零件階層向上分析方式執(zhí)行(BOTTOM-UPAPPROACH)。功能法(FUNCTIONALAPPROACH):硬件零件無法確定或系統(tǒng)復(fù)雜性較高需要由上層分析至下層(TOP-DOWNAPPROACH)時(shí)為之。以上兩種分析方式均采用(COMBINATION)。失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)確定FMEA分析階層最低階層為L(zhǎng)SA清單項(xiàng)目(LSACANDIDATELIST)。最低階層為嚴(yán)重等級(jí)Ⅰ及Ⅱ項(xiàng)目(CATASTOPHIIC&CRITICAL)。特定或欲修護(hù)與維修階層(REPAIRABLE)如LRU件或PIECEPARTS階層。代碼系統(tǒng)建立采用硬件細(xì)分架構(gòu)、工作單元代碼(MIL-STD-780)或其他類似標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化系統(tǒng)作為確定系統(tǒng)與裝備功能并追蹤其失效模式。FMEA表格代碼系統(tǒng)需與可靠度方塊圖與功能方塊圖代碼系統(tǒng)一致，用于提供每一失效模式與其系統(tǒng)間關(guān)系。失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)

飛彈WUCWUC

說明23000整合式?jīng)_壓引擎(IRR)25000側(cè)掛加力器(23A22-P0)57000致動(dòng)器系(55A1-LO)63000電源供應(yīng)及飛行控制(55A1-BOB)66000主動(dòng)雷達(dá)尋標(biāo)器(55A1-BOA)81000彈頭WUC23000整合式?jīng)_壓引擎(IRR)WUC

說明23A00進(jìn)氣道23C00燃燒室組(55A1-H0)23E00油箱23G00控油模塊(55A1-K0)23A00進(jìn)氣道23AA0進(jìn)氣道本體23AC0油箱加壓管23AE0渦輪泵進(jìn)氣管23AG0點(diǎn)火器組(55A1-E2-E0)23A99N.O.C.工作單元代碼(WUC)失效模式與效應(yīng)分析作業(yè)實(shí)施程序前置工作確認(rèn)失效模式與效應(yīng)分析實(shí)施對(duì)象(系統(tǒng)、分系統(tǒng))之任務(wù)需求。決定系統(tǒng)、分系統(tǒng)分析層次。建立系統(tǒng)、分系統(tǒng)之功能結(jié)構(gòu)，并決定功能方塊圖。按照功能方塊建立可靠度方塊圖并編訂識(shí)別碼。主體工作列出各方塊項(xiàng)目之潛在失效模式。清查上項(xiàng)列舉之失效模式，選出具有失效效應(yīng)之潛在失效模式。分析上項(xiàng)所選出失效模式之可能造成之原因。分析上述失效模式發(fā)生之機(jī)率。分析上述失效模式發(fā)生造成損傷之嚴(yán)重等級(jí)。將上述資料填入失效模式與效應(yīng)分析表中。后續(xù)工作就嚴(yán)重等級(jí)高及失效機(jī)率大者檢討是否需要變更設(shè)計(jì)。執(zhí)行其他可行的失效防制措施。失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)失效模式與效應(yīng)分析實(shí)例研討

茲以高壓空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)之失效模式與效應(yīng)分 析為例說明其執(zhí)行程序：

空氣壓縮機(jī)功能方塊圖－－－－－如圖１ 空氣壓縮機(jī)可靠度方塊圖－－－－如圖２ 空氣壓縮機(jī)識(shí)別編碼－－－－－－如圖３ 空氣壓縮機(jī)FMEA表－－－－－－如圖４，５失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)INSTRUMENTATIONS&MONITORS20TEMPERATURE&PRESSUREREADOUTAIRPRESSURERELIEFPRESSURE&TEMPERATURESENSOROUTPUTAUTOMATICSHUTDOWNELECTRICPOWER440V,3φMOTOR10TORQUE(3510R/MIN)COMPRESSOR50HIGHPRESSUREAIRCOOLINGSMOISTURESEPARATION30COOLED&DRIEDAIRLUBRICATION40OILFRESHWATERSALTTOFRESHWATEREXCHANGESIGNALS(TEMPERATURE&OILPRESSURE)ELECTRICALCONTROL圖1.空氣壓縮機(jī)功能方塊圖COOLEDOIL失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)MOTOR10HIGHPRESSUREAIRCOMPRESSORINSTUMENTATION&MONITORS20LUBRICATION40COOLINGSMOISTURESEPARATION30UNITLEVELCOMPRESSOR50OILHEATERS42MAINPUMP43FILTER44ARESERVOIR41FILTER44BPARTLEVELCOOLER45OILPIPING46ASSEMBLYLEVEL圖2.空氣壓縮機(jī)可靠度方塊圖失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)LUBRICATIONCOMPRESSORINSTRUMENTATION&MONIORSCOOLING&MOISTURESEPARATIONMOTORAESERVOIROILHEATERSMAINPUMPFILTERCOOLEROILPIPINGHIGHPRESSUREAIRCOMPRESSOR1044434542415040302046圖3.FMEA識(shí)別代碼失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)失效模式及效應(yīng)分析表單元/編號(hào)規(guī)格或功能失效原因失效機(jī)率嚴(yán)重等級(jí)防制措施失效影響失效模式備注1.潤(rùn)滑油停止流動(dòng)1.主泵故障2.油管斷裂軸承及滑動(dòng)面干涸，壓縮機(jī)因而停止工作1.注意執(zhí)行主泵故障之防制2.注意油管之品質(zhì)及接裝技術(shù)Ⅰ極低2潤(rùn)滑系統(tǒng)401.各組件與油管連接部位漏油2.油濾堵塞3.主泵故障潤(rùn)滑油量逐漸減少，油壓更為降低，以致壓縮機(jī)功能之惡化加速1.注意組裝檢驗(yàn)及組裝后之測(cè)試2.油濾應(yīng)定期理3.注意執(zhí)行潤(rùn)滑系統(tǒng)主泵故障之防制Ⅲ低供120kg/cm潔凈潤(rùn)滑油流通壓縮機(jī)各軸承及滑動(dòng)面，油液流動(dòng)速率5cm/sec1.潤(rùn)滑油壓降低(分)系統(tǒng)名稱:高壓空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)頁次:____之____參考圖號(hào):__________審核者:分析者:日期:圖4.高壓空氣壓縮機(jī)失效與效應(yīng)分析表失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)失效模式及效應(yīng)分析表單元/編號(hào)規(guī)格或功能失效原因失效機(jī)率嚴(yán)重等級(jí)防制措施失效影響失效模式備注1.輸出油壓降低1.主泵油環(huán)損壞漏油2.動(dòng)力皮帶磨損打滑3.滑動(dòng)面磨損潤(rùn)滑油液動(dòng)緩慢，油壓減低，軸承及滑動(dòng)面磨擦阻力增加，壓縮機(jī)功能減低1.注意油環(huán)進(jìn)料檢驗(yàn)及定期更換2.注意皮帶之更換3.工作監(jiān)測(cè)油壓Ⅰ極低2主泵43動(dòng)力皮帶斷裂無潤(rùn)滑油輸出，以致壓縮機(jī)各軸承及滑動(dòng)面干涸，壓縮機(jī)停止工作1.皮帶采購注意檢查質(zhì)量2.訂定適當(dāng)?shù)钠Ц鼡Q時(shí)機(jī)Ⅲ低傳送潤(rùn)滑油液貫通壓縮機(jī)各軸承及滑動(dòng)面，輸出油壓120kg/cm1.停止運(yùn)轉(zhuǎn)(分)系統(tǒng)名稱:高壓空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)頁次:____之____參考圖號(hào):__________審核者:分析者:日期:圖5.高壓空氣壓縮機(jī)失效與效應(yīng)分析表失效模式與效應(yīng)分析(FMEA)可靠度預(yù)估可靠度預(yù)估可靠度預(yù)估失效率的定義電子零件之失效率預(yù)估類似裝備法(略)類似復(fù)雜性法(略)類似功能法(略)零件計(jì)數(shù)法零件應(yīng)力法非電子零件之失效率預(yù)估可靠度預(yù)估失效率的定義系統(tǒng)或零件在某時(shí)間范圍內(nèi)，平均每一單位時(shí)間的失效機(jī)率，即定義為失效率。失效率的單位為Failures/106hours，符號(hào)以λ表示。依據(jù)MIL-HDBK-217，造成零件失效主要因素為溫度。

可靠度預(yù)估可靠度預(yù)估是對(duì)所設(shè)計(jì)或構(gòu)想中之系統(tǒng)/分系統(tǒng)/裝備進(jìn)行可靠度估算，以預(yù)測(cè)并確定其是否可符合既定可靠度需求之一種計(jì)量程序?？煽慷阮A(yù)估通常由較低層次之組件做起，并逐次估計(jì)總成件、分系統(tǒng)，最后預(yù)估整個(gè)系統(tǒng)之可靠度。電子零件MIL-HDBK-217零件計(jì)數(shù)法零件應(yīng)力分析法Bellcore機(jī)械零件RADC-TR-85-194，RACNonelectronicPartsReliabilityData系統(tǒng)分系統(tǒng)2分系統(tǒng)3分系統(tǒng)1分系統(tǒng)4可靠度預(yù)估可靠度預(yù)估零件計(jì)數(shù)法在初期設(shè)計(jì)尚未定型時(shí)，有零件種類、數(shù)量、質(zhì)量水平及使用環(huán)境資料，配合零件基本失效率即可應(yīng)用零件計(jì)數(shù)法預(yù)估產(chǎn)品的可靠度?；炯僭O(shè):所有零件為串聯(lián)模式MIL-HDBK-217為估算電子零件失效率最常用的手冊(cè)，可靠度預(yù)估零件計(jì)數(shù)法零件計(jì)數(shù)法預(yù)估失效率通用模式如下：

equip=裝備失效率(失效/106

小時(shí))

g=第i個(gè)零件之基本失效率(失效/106

小時(shí))

Q=第i個(gè)零件之質(zhì)量系數(shù)Ni=第i個(gè)零件之?dāng)?shù)量n=該裝備之不同零件數(shù)量MTBF為失效率(

)之倒數(shù)，即MTBF=1/

。可靠度預(yù)估表5.2-29電容及電阻質(zhì)量系數(shù)

Q

(MIL-HDBK-217E)表5.2-27電阻基本失效率

g

(MIL-HDBK-217E)注:戰(zhàn)機(jī)座艙裝備

E=AIF可靠度預(yù)估范例P1電路板可靠度預(yù)估結(jié)果可靠度預(yù)估零件應(yīng)力法適用于細(xì)部設(shè)計(jì)階段，所有相關(guān)零件、使用應(yīng)力及環(huán)境等因素資料齊全時(shí)。它以零件各種應(yīng)力之觀點(diǎn)來建立其模式，其一般式為: λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC…..

所含修正系數(shù)Π的多寡因零件而不同.MIL-HDBK-217共提供19大類不同電子零件的失效率數(shù)學(xué)模式?？煽慷阮A(yù)估λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC…..λb（零件之基礎(chǔ)失效率Basefailurerate）λb

取決于環(huán)境之溫度及最主要之電性應(yīng)力

溫度:失效率與溫度T之關(guān)系大致為eaT或TeaT電性應(yīng)力:隨零件之種類而異 例如電阻、晶體管為功率消耗，繼電器、開關(guān)為電流。 操作值與額定值之比例稱為應(yīng)力比（stressratio，S）。λb

即由MIL-HDBK-217有關(guān)圖表中，按工作溫度 及S值而查得。可靠度預(yù)估

λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC…..ΠE（環(huán)境系數(shù)Environmentfactor）取決于零件使用之環(huán)境，隨環(huán)境之不同而有不同之值。

MIL-HDBK-217E將使用環(huán)境區(qū)分為27類，其中包括地面固定(GroundFixed,GF)，地面移動(dòng)(GroundMobile,GM)，空載有遮護(hù)(AirborneInhabitedAIF)，空載無遮護(hù)(AirborneUninhabited,AUF)等。ΠR（最大功率或額定電流修正系數(shù)），如二極管不同額定電流有不同的ΠR值。

可靠度預(yù)估λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC…..ΠQ（質(zhì)量系數(shù)QualityFactor）ΠQ為零件質(zhì)量作適當(dāng)修正之參數(shù)，其值隨零件質(zhì)量高低而異。質(zhì)量等級(jí)依各種不同零件而區(qū)分為數(shù)級(jí):

可靠度預(yù)估λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC…..ΠC（復(fù)雜性系數(shù)ComplexityFactor，構(gòu)造系數(shù)

ConstructionFactor，或接點(diǎn)系數(shù)Contact Factor）ΠC依零件種類不同而異，如使用于半導(dǎo)體則為復(fù)雜性系數(shù)，此因子與零件包裝內(nèi)的電路有關(guān)﹔如使用于電容或線圈，則為構(gòu)造性系數(shù)，此因子與零件的構(gòu)造型態(tài)有關(guān)﹔如使用于開關(guān)或繼電器，則為接點(diǎn)系數(shù)，此因子與零件的接點(diǎn)形式有關(guān)。ΠS2（第二電性應(yīng)力系數(shù)2ndElectricalStressFactor）對(duì)某些零件而言，λb中主要電性應(yīng)力不足以充分代表零件電性受應(yīng)力狀況，則以ΠS2來加以修正。第二電性應(yīng)力隨零件不同而異，如晶體管為VCE，電阻器為電壓?？煽慷阮A(yù)估λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC…..ΠA（應(yīng)用系數(shù)ApplicationFactor）ΠA為對(duì)于半導(dǎo)體元件，其于電路上之應(yīng)用，而予以適當(dāng)修正之因素。如二極管，于某電路上之作用為類比線路、開關(guān)或是電源整流，則ΠA值亦隨之而異。ΠL（學(xué)習(xí)系數(shù)LearningFactor）ΠL為對(duì)于新產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)資料不足時(shí)所加之安全因素，此項(xiàng)因素多用于微電子零件。在新產(chǎn)品或生產(chǎn)程序大幅變更，或生產(chǎn)及測(cè)試中斷后，重新開始等情況下，新零件要負(fù)擔(dān)情況不明的冒險(xiǎn)因素，故ΠL較高(通常為10)﹔其他情況下，ΠL較低(通常為1)。故高可靠性之產(chǎn)品，常限制其任意使用新零件?？煽慷阮A(yù)估電子零件之失效率預(yù)估DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件MicroelectronicDevices微電子裝置Resistors電阻Capacitors電容Switches開關(guān)Relays繼電器Connectors連接器InductiveDevices變壓器，線圈

可靠度預(yù)估λp＝λb(ΠEΠAΠQΠRΠS2ΠC)DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估GROUPI: λp＝λb(ΠEΠAΠQΠRΠS2ΠC)GROUPII: λp＝λb(ΠEΠAΠQΠC)GROUPIII: λp＝λb(ΠEΠQ)GROUPIV: λp＝λb(ΠEΠAΠQΠRΠS2ΠC)GROUPV: λp＝λb(ΠEΠAΠQ)GROUPVI: λp＝λb(ΠEΠQΠR)GROUPVII: λp＝λb(ΠEΠQ)GROUPVIII: λp＝λb(ΠEΠAΠQΠR)GROUPIX: λp＝λb(ΠEΠAΠQΠFΠTΠM)GROUPX: λp＝λb(ΠEΠQΠT)GROUPXI: λp＝λbΠEDiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估★ΠA

ApplicationFactor-Accountsforeffectofapplicationintermsofcircuitfunction★ΠR RatingFactor-Accountsforeffectofmaximumpowerorcurrentrating★ΠS2 VoltageStressFactor-Adjustsmodelforasecondelectricalstress(applicationvoltage)inadditiontowattageincludedwithinλb★ΠC ComplexityFactor-Accountsforeffectofmultipledevicesinasinglepackage★ΠF

Frequencyandpeakoperatingpowerfactor,alsopulseddutycyclefactor★ΠT

TemperatureFactor-Accountsforeffectoftemperature★ΠM

MatchingNetworkFactor-AccountsforeffectoftypeofmatchingnetworksDiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估

DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估DiscreteSemiconductors半導(dǎo)體元件可靠度預(yù)估MonolithicBipolar&MOSAnalogMicroprocessorDevices: λp＝ΠQΠA(C1ΠTΠV＋C2ΠE)ΠLHybrids: λp＝｛ΣＮCλCΠG＋〔ＮRλR＋ΣＮIλI＋λS〕

ΠFΠE｝ΠQΠDMagneticBubbleMemories: λp＝λ1＋λ2SurfaceAcousticWave(SAW)Devices: λp＝2.1ΠQΠEMicroelectronicDevices微電子裝置可靠度預(yù)估

★Ｃ1 CircuitComplexityFactor-Basedongate(transistor,bit)count★Ｃ2 PackageComplexityFailureRate★ΠT TemperatureAccelerationFactor★ΠV VoltageStressde-ratingFactor★ΠL LearningFactor★ΠA

AnalogSignalFactor,=1.24MicroelectronicDevices微電子裝置可靠度預(yù)估λp＝λb(ΠEΠRΠQ)Composition,Fixed: λp＝λb(ΠEΠRΠQ) Film,Fixed: λp＝λb(ΠEΠRΠQ)Network,Film,Fixed: λp＝0.00066(NRΠTΠEΠQ)Wirewound,Fixed: λp＝λb(ΠEΠRΠQ)Thermistor: λp＝λb(ΠEΠQ)Non-wirewound,Variable: λp＝λbΠTAPS

(ΠEΠRΠQΠV)Wirewound,Variable: λp＝λbΠTAPS

(ΠEΠRΠQΠV) λp＝λbΠTAPS

(ΠEΠRΠQΠCΠV)Resistors電阻可靠度預(yù)估λp＝λb(ΠEΠCVΠSRΠQΠC)Paper/PlasticFilm: λp＝λb(ΠEΠCVΠQ)Mica: λp＝λb(ΠEΠCVΠQ)Glass: λp＝λb(ΠEΠCVΠQ)Ceramic: λp＝λb(ΠEΠCVΠQ)Electrolytic: λp＝λb(ΠEΠCVΠQΠSR) λp＝λb(ΠEΠCVΠQΠC)VariableCapacitors: λp＝λb(ΠEΠQ)VacuumorGas, FixedandVariable: λp＝λb(ΠEΠQΠCF)Capacitors電容可靠度預(yù)估 λp＝λb(ΠEΠCΠCYCΠFΠQ)

MechanicalRelays: λp＝λb(ΠEΠCΠCYCΠFΠQ)SolidStateRelays(SSR): λp＝ΣλiHybridandSolidStateTimeDelayRelays(TDR):λp＝Σλi

Relays繼電器可靠度預(yù)估

★ΠL LoadFactor-Accountsfortypeofcontactload(sameasswitches)★ΠC ContactsFactor-Accountsforcontactquantityandform(sameasswitches)★ΠCYC CyclingFactor-Accountsfortimerateofactuation★ΠF FamilyFactor-AccountsforconstructionandapplicationRelays繼電器可靠度預(yù)估λp＝λb(ΠEΠPΠK)GeneralConnectors: λp＝λb(ΠEΠPΠK)PCBConnectors: λp＝λb(ΠEΠPΠK)ICConnectors: λp＝λb(ΠEΠP)Connectors連接器可靠度預(yù)估

★ΠP Contacts-Accountsforquantityofcontacts★ΠK Cycling-AccountsfortimerateofmatingandunmatingConnectors連接器InductiveDevices變壓器，線圈λp＝λb(ΠEΠQΠC)Transformers: λp＝λb(ΠEΠQ)Coils: λp＝λb(ΠEΠQΠC)可靠度預(yù)估可靠度預(yù)估非電子零件之失效率預(yù)估機(jī)械零件依RACNonelectronicPartsReliabilityData(NPRD)分析計(jì)算其MTBF值。可靠度預(yù)估范例:Silicondiode,JANTXgrade,infixedgroundserviceoperatingat0.6ratedmaximumcurrentand40%ratedvoltageinpowerrectifieroperationat600Ccasetemperature.Deviceratedat5amps,Ts=1000CcasetemperatureandTmax=1500Candthedevicehasametallurgicallybondedcontact.Ans:(1)由MIL-STD-217E第5.1.3.4節(jié)知Silicondiode失效模式為

λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC(2)由5.1.3.12中(2)(7)知StressCorrectionFactor C.F.=(Tmax-Ts)/150=(150-100)/150=0.333

故應(yīng)力比S=0.6x0.333=0.2 λb的溫度為T=Tc+(175-Tmax)=60+(175-150)=85

故由T=850C,S=0.2查表5.1.3.4-7得

λb=0.00076失效/106小時(shí)(3)查表5.1.3.4-1得FixedgroundΠE=3.9(4)查表5.1.3.4-2得JANTXgradeΠQ=0.3(5)查表5.1.3.4-3得5ampsΠR=2.0(6)查表5.1.3.4-4得powerrectifierΠA=1.5(7)查表5.1.3.4-5得40%ofratedvoltageΠS2=0.7(8)查表5.1.3.4-6得metallurgicallybondedcontactΠC=1.0(9)所以λp＝λbΠEΠQΠRΠAΠS2ΠC＝0.0019失效/106小時(shí)可靠度預(yù)估可靠度試驗(yàn)可靠度試驗(yàn)可靠度試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)可靠度發(fā)展/成長(zhǎng)試驗(yàn)(TAAF/RDGT)可靠度鑒定試驗(yàn)(RQT)可靠度接收試驗(yàn)(RAT)可靠度試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)針對(duì)電子硬品（含組件以上)，利用環(huán)境應(yīng)力，使產(chǎn)品在制程中，因較弱零組件與不良工藝等因素所造成之非設(shè)計(jì)疵病，提早暴露而被檢測(cè)出來，因而得以采取修改行動(dòng)或?qū)⒅嫣蕹?，提高該硬品之制造質(zhì)量，使之維持設(shè)計(jì)

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