1、產(chǎn)品可靠度試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,報(bào)告人：張志偉,Outline,抽樣計(jì)劃方式 加速壽命試驗(yàn)抽樣計(jì)劃 加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃 結(jié)語(yǔ),摘要,產(chǎn)品可靠度可達(dá)到預(yù)期的可靠度目標(biāo)過程,摘要,但為了更確保產(chǎn)品正式生產(chǎn)的品質(zhì)，必須通過可靠度鑑定試驗(yàn)，此試驗(yàn)稱為生產(chǎn)前(Preproduction)可靠度鑑定試驗(yàn)或首件(First Article)可靠度鑑定試驗(yàn)。 在正式生產(chǎn)階段，定期以抽樣或全數(shù)試驗(yàn)的方式驗(yàn)明產(chǎn)品仍能維持既定的可靠度目標(biāo)，因此又可稱生產(chǎn)可靠度接收試驗(yàn)。,抽樣計(jì)劃方式,一般可靠度試驗(yàn)假設(shè)失效時(shí)間為指數(shù)分配，即失效率為一常數(shù)，主要有三種型式:,1,一定個(gè)數(shù)試驗(yàn),2,一定時(shí)間試驗(yàn),3,逐次抽樣試驗(yàn),

2、一定個(gè)數(shù)抽樣計(jì)劃,試驗(yàn)前先由產(chǎn)品批中隨機(jī)抽數(shù)取n件產(chǎn)品作壽命檢定，當(dāng)被抽出n件產(chǎn)品中，有r件(rn)失效發(fā)生，則此試驗(yàn)立即停止，並依失效時(shí)間的數(shù)據(jù)，判斷整批產(chǎn)品的可靠度。 MTBF估計(jì)量的計(jì)算,一定個(gè)數(shù)抽樣計(jì)劃,不更換的條件下求得(Non-replacement) 更換的條件下求得 允收域(Acceptance region)計(jì)算 設(shè)0與1分別代表允收與拒收水準(zhǔn)，若產(chǎn)品的 = 0時(shí)，則規(guī)定允收機(jī)率等於1-。,一定個(gè)數(shù)抽樣計(jì)劃,若 = 1時(shí)，則規(guī)定允收的機(jī)率為，其允收域示意圖如下所示:,一定個(gè)數(shù)抽樣計(jì)劃,允收域計(jì)算方法:,一定時(shí)間抽樣計(jì)劃,一定時(shí)間試驗(yàn)的假設(shè)檢定為 H0: = 0 H1: 0 顯

3、著水準(zhǔn): 試驗(yàn)數(shù)統(tǒng)計(jì)量r=當(dāng)試驗(yàn)終止時(shí)間t時(shí)的失效數(shù) 允收準(zhǔn)則：rr0允收，r0為拒收數(shù) rr0拒收,一定時(shí)間抽樣計(jì)劃,更換(replacement)條件下之抽樣試驗(yàn) (Poisson distribution) 不更換(Non-replacement)條件下抽樣試驗(yàn) (Binomial distribution),逐次試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,逐次試驗(yàn)抽樣計(jì)劃的最大特點(diǎn)是每次試驗(yàn)失效發(fā)生都可得到一個(gè)結(jié)果：允收0、拒收0、或繼續(xù)試驗(yàn)，試驗(yàn)將繼續(xù)進(jìn)行至決定允收0、拒收0為止。 逐次試驗(yàn)抽樣計(jì)劃是假設(shè)失效時(shí)間為指數(shù)分配，並利用瓦勒氏(Walds)機(jī)率比PR (Probability Ratio)導(dǎo)出的抽樣計(jì)劃

4、。 MIL-HDBK-781規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)逐次檢定計(jì)劃共8種，其中前6種稱基本檢定計(jì)劃(Basic Test Plan)或標(biāo)準(zhǔn)PRST檢定(Standard PRST)計(jì)劃，應(yīng)用於一般生產(chǎn)者與消費(fèi)者風(fēng)險(xiǎn)，其風(fēng)險(xiǎn)值較小，後2種稱短期高風(fēng)險(xiǎn)PRST檢定計(jì)劃，應(yīng)用於因?yàn)槌杀净驎r(shí)程壓力而必須縮短試驗(yàn)時(shí)間的專案計(jì)劃，因此生產(chǎn)者與消費(fèi)者願(yuàn)意付較大的風(fēng)險(xiǎn)。,逐次試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,對(duì)於失效時(shí)間符合指數(shù)分配，但MTBF()真實(shí)值未知的產(chǎn)品而言，在累積操作時(shí)間T期間內(nèi)，發(fā)生失效次數(shù)r會(huì)服從卜瓦松分配，當(dāng) = 0時(shí)，在累積操作時(shí)間T期間內(nèi)發(fā)生r次失效的機(jī)率為 當(dāng) = 1時(shí)，在累積操作時(shí)間T期間內(nèi)發(fā)生r次失效的機(jī)率為,逐次試

5、驗(yàn)抽樣計(jì)劃,此時(shí)的機(jī)率比PR為,逐次試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,將兩邊取自然對(duì)數(shù)後得,加速壽命試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,固定時(shí)間抽樣計(jì)劃，其試驗(yàn)方法為假設(shè)樣本數(shù)為n，試驗(yàn)時(shí)間為t，合格判定數(shù)為r=r0-1，消費(fèi)者風(fēng)險(xiǎn)率=0.1，依卜瓦松分配其允收率Pa是發(fā)生失效數(shù)為r=0、r=1、r=2r=r0-1的機(jī)率總和，且Pa(r0-1) ,加速壽命試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,查表步驟如下,加速壽命試驗(yàn)抽樣計(jì)劃,由表12.3中可以得知當(dāng)樣本數(shù)愈小時(shí)，試驗(yàn)時(shí)間愈長(zhǎng)，因此如何決定樣本數(shù)與試驗(yàn)時(shí)間須由試驗(yàn)設(shè)備能量試驗(yàn)所需的費(fèi)用及時(shí)間的限制等條件來(lái)考量。 產(chǎn)品的MTBF很長(zhǎng)，由實(shí)際的儲(chǔ)存時(shí)間來(lái)考慮，無(wú)法做這麼長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)，可以加速老化試驗(yàn)的方法，即試驗(yàn)

6、時(shí)提高外在應(yīng)力條件，使失效提早發(fā)生。,加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?The Arrhenious Model(阿氏模式),加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?假設(shè)壽限為失效率之倒數(shù)，則,加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?活化能(Activation Energy)是分子於化學(xué)或物理作用中，需具備的能量，單位為electron-Volts (ev)，當(dāng)試驗(yàn)的溫度其差距範(fàn)圍不大時(shí)則EA均設(shè)定為常數(shù),活化能與溫度的關(guān)係,假設(shè)考慮200C至225C及225C至250C各為一組，則活化能表示各為圖中所示,加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?The Eyring Model,加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?複合模式(Combination Model),加速壽命試

7、驗(yàn)?zāi)Ｊ?Martin Marietta Model 由Martin Marietta Model公司根據(jù)複合模式發(fā)展出類似的加速模式，其考量的加速變數(shù)為高溫、高電壓及濕度,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,一定時(shí)間與逐次試驗(yàn)抽樣計(jì)劃參數(shù)及試驗(yàn)計(jì)劃的決定 1：表示MTBF的下限值是不被接受的，產(chǎn)品系統(tǒng)的真實(shí)MTBF接近1時(shí)，其允收率為。 0：表示MTBF的上限值是可接受的，即試件的目標(biāo)值，若產(chǎn)品系統(tǒng)的真實(shí)MTBF接近0時(shí)，其允收率為1-。 ：生產(chǎn)者風(fēng)險(xiǎn),試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,：消費(fèi)者風(fēng)險(xiǎn) 若試驗(yàn)結(jié)果必須分析MTBF之估計(jì)值或知道總試驗(yàn)時(shí)間及成本時(shí)，則應(yīng)用一定時(shí)間試驗(yàn)計(jì)劃，故通常選擇一定時(shí)間試驗(yàn)計(jì)劃來(lái)作為生產(chǎn)前可靠度鑑定試驗(yàn)

8、的方法。 在預(yù)定的、 與MTBF(0, 1)的要求下，判定產(chǎn)品系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果可能被判允/拒收，而總試驗(yàn)時(shí)間或MTBF(0, 1)估算不是很緊要，則可選用逐次抽樣試驗(yàn)，若試驗(yàn)時(shí)間有限且生產(chǎn)者與消費(fèi)者願(yuàn)接受較高的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可使用短期高風(fēng)險(xiǎn)逐次抽樣試驗(yàn)，因此一定時(shí)間與逐次抽樣試驗(yàn)計(jì)劃均可選作生產(chǎn)可靠度接收試驗(yàn)的評(píng)估方法。,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,在鑑別比及風(fēng)險(xiǎn)率相同情況下，PRST較一定時(shí)間抽樣試驗(yàn)計(jì)劃可較快決定產(chǎn)品系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果之允收或拒收，但PRST無(wú)法估算MTBF值。 具較低的風(fēng)險(xiǎn)率之允收/拒收標(biāo)準(zhǔn)，其試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，但結(jié)果好批被拒收或壞批被允收的機(jī)率相對(duì)會(huì)減少。 鑑別比愈高，所需試驗(yàn)時(shí)間愈短，唯必須注意者為當(dāng)

9、鑑別比(0 / 1)過高時(shí)，則由於設(shè)計(jì)之限制，無(wú)法達(dá)到0值之需求。,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,試驗(yàn)數(shù)量 可靠度鑑定試驗(yàn)：所需試件數(shù)應(yīng)於合約中規(guī)定載明，通常最小為2件，依產(chǎn)品之方便性，交貨時(shí)程及試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)短而定。 可靠度接收試驗(yàn)：如合約中未載明批量，以一個(gè)月產(chǎn)量為一批，除非另有規(guī)定每批抽樣數(shù)量最少為3個(gè)產(chǎn)品，抽樣數(shù)以每批10%為原則，最多至每批20個(gè)產(chǎn)品。 新產(chǎn)品接收試驗(yàn)：所有產(chǎn)品，全數(shù)均執(zhí)行可靠度接收試驗(yàn)。,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,試驗(yàn)條件 電氣應(yīng)力 振動(dòng)應(yīng)力 熱應(yīng)力 濕度應(yīng)力 應(yīng)力型式/水準(zhǔn),試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,可靠度鑑定試驗(yàn)之前必須具備的條件 可靠度預(yù)測(cè)(第七章) 環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(第六、十一章) 熱與振動(dòng)測(cè)量,試驗(yàn)

10、計(jì)劃規(guī)劃,試驗(yàn)結(jié)果的處理 可靠度鑑定試驗(yàn)結(jié)果：允收表示裝備設(shè)計(jì)通過鑑定能夠核準(zhǔn)後正式生產(chǎn)；拒收表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)未通過鑑定不能正式生產(chǎn) 可靠度接收試驗(yàn)結(jié)果：允收表示如以抽樣方式試驗(yàn)達(dá)到允收水準(zhǔn)，則該批允收，若將全數(shù)產(chǎn)品試驗(yàn)，則所有產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)果必須滿足既定0之需求；拒收表示以抽樣方式或所有裝備全數(shù)試驗(yàn)未達(dá)到允收水準(zhǔn)，則判拒收並同時(shí)採(cǎi)取必要的矯正措施。,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,失效分析與矯正措施 可靠度試驗(yàn)中極為重要的一環(huán)為失效數(shù)據(jù)之收集、研究、分析、矯正措施及追蹤。 失效：表示裝備無(wú)法滿足在規(guī)定條件與規(guī)格界限內(nèi)之需求。 失效亦表示產(chǎn)品之機(jī)械、結(jié)構(gòu)、或零件在操作中發(fā)生折斷、破裂或損壞而造成的失效。,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,失效分類 相關(guān)失效：在實(shí)際操作使用中可能發(fā)生的失效，所有相關(guān)失效必須用以分析MTBF。 非相關(guān)失效：造成失效原因與試驗(yàn)裝備無(wú)關(guān)，並非試驗(yàn)需求，同時(shí)實(shí)際使用時(shí)亦不可能發(fā)生類似的失效。 列入失效紀(jì)錄：相關(guān)失效，用以決定允收/拒收標(biāo)準(zhǔn)。 不列入失效紀(jì)錄：非相關(guān)失效，不用以決定允收/拒收標(biāo)準(zhǔn)。,試驗(yàn)計(jì)劃規(guī)劃,失效管制 失效紀(jì)錄需詳列失效模式，失效原因，失效時(shí)間與失效裝備。 設(shè)計(jì)工程師需分析失效零件及設(shè)計(jì)，並採(cǎi)取矯正措施，用以預(yù)防或減少失