电子设备可靠性预计

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电子装备可靠性预计方法概述_陈亚兰

电子装备可靠性预计方法概述_陈亚兰

可靠性分析中心 P R I S M T D
述, 该标准分别确定 了 板 级 电 路 和 混 合 电 路 的 可 靠 性预计 B S 模型 。 该标准 最 新 版 本 中 给 出 的 微 电 路
1 2] : 可靠性预计模型为 [
霍尼韦尔现役产品可 靠 性 评 估 计 划 ( H I R A P)相
1 8, 1 9] 似性分析方法 [ [0] 可靠性增强方法与模型 ( R EMM) 2 d 2 1] )[ 运输可靠性评估与计算系统 ( D E R A T R A C S
[ 1, 2]
预计方法 , 列出代表这些理想方法的标准 , 并对这些 标准和方法进行对 比 , 归纳总结出在电子装备研制 过程中实现各种预计目标的建设性意见 。
2 可靠性预计方法的分类
表 1 列出国际上最常用的电子装备可靠性预计 方法 。 这些方法 可 分 为 三 大 类 : 自下而上( b o t t o m - ) , 的统计学 方 法 ( 基于外部失效数据的自上 u B S) p ( ) , 而下 t 自下而上 o d o w n 的相似分析法( T D) - p ( ) 。前 两 种 类 型 是 的失效物理法( b o t t o m- u B P) p 对失效数据进行统 计 分 析 , 后一种类型则采用失效 物理 ( 模 型。 目 前, 国际上已经发表了多篇关 P o F)
( ) 5 ( ) 6 ( ) 7
B P
[2, 2 3] 使用制造商测试结果的 A i r b u s– G i a t方法 2
C A DMP, c a l c e PWA, c a l c e F A S T 软件 E P S C ,马里兰大学 )
e [ ] 2 4 2 6 -
(C A L C E

可靠性预计报告

可靠性预计报告

电子产品可靠性预计报告1前言XXX产品名称是XXX系统的组成部分之一,主要是XXXX、XXXX、XXX的作用和功能。

本报告以可靠性模型为基础,根据现有的可靠性数据信息,采用应力分析方法,预计XXX产品名称可靠性水平。

进一步通过分析得到产品的薄弱环节,并给出相应的改进措施和建议,以期提高产品的可靠性水平。

2引用文件GJB 450A-2004 装备可靠性通用要求GJB 813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计GJB/Z 299C-2006 电子设备可靠性预计手册GJB 451A-2005 装备可靠性维修性保障性术语《技术协议书》《技术方案》3可靠性指标要求《XXX型XXXX技术协议书》中规定的可靠性定量指标如下。

MTBF目标值:XXXXX小时MTBF最低可接收值:XXXX小时4系统定义4.1系统功能与组成XXX产品名称的具体功能如下:(略)XXX产品名称由主板、显卡、时统板、网卡、背板、和两个电源组成。

其中,两个电源模块在实际使用中同时工作,并联使用互为备份,只有在两个电源同时故障时才会导致XXX产品名称功能失效。

4.2任务剖面XXX产品名称全程参与XXX系统的工作。

5可靠性建模和预计5.1假设条件XXX产品名称主要由电子产品组成,另外包括少量结构件。

由于结构件属于机械产品,不直接参与任务执行,且结构件设计强度较高,可靠性可视为1。

因此XXX 产品名称的可靠性可视作服从指数分布。

5.2预计方法XXX产品名称的可靠性预计分为三个步骤:a)考虑到XXX产品名称所采用的元器件种类、型号和工作环境条件均已基本确定,可参照GJB/Z 299C-2006《电子产品可靠性预计手册》中的应力方法,预计给出XXX产品名称各型号元器件的工作失效率指标。

b)依据XXX产品名称的工作原理和可靠性关系分析结果,参照GJB 813-1990建立XXX产品名称各板卡及整机的基本可靠性模型和任务可靠性模型。

c)综合利用a)和b)得到的数据和模型,预计给出各板卡和整机的基本可靠性和任务可靠性(失效率和MTBF)。

可靠性预计

可靠性预计
λso——相似设备的失效率;
Mo——相似设备的MTBF值
Nn——(新)设计方案的(估计)有源器件数;
λsp——(新)设计方案的失效率(预计值);
MTBFsp——(新)设计方案的MTBF(预计值)。
②相似电路法
相似电路法是利用已了解的电路的可靠性数据来推断新设计方案产品的可靠性方法。此种方法应用在方案设计阶段。
将上述一步至七步的检索和计算用表格形式列在表7—7中,便于学习和对照。
(ii)电源变压器
第一步检索“目次”感性元件在P163~173。
第二步查P.164变压器的工作失效率λp
λp=λbπEπθπA
第三步查P.166表5,1,7,1—3πE=1。
第四步查P.167表5,1,7,1——7选择绝缘等级A,额定温度为105℃。因为变压器的温升△T设计小于60℃,加上工作环境温度T=40℃,T+△T=100℃<105℃,选择合理查得札λb=0.078。
数量N
基本失效率(λb)
π系数
工作失效率λp
(10-6/h)
备注
πE
πθ
πA
πS2
πr
πC
πR
πK
πTAPS
πCV
1
硅整流桥
(2CP24)
4
0.145
1.7
1
0.65
0.6409
T=40℃
S=0.5
2
工功率晶体管(3DA18C)
1
0.244
2
1
1
1.2
2.5
1
1.4640
T=40℃
S=0.5
3
中小功率晶体管(3DG4C)
第三步T=50℃,S=0.4时,查表5.1.4.2-5,查得λb=0.009(10-6/h)。

电子器件的可靠性测试与寿命预测

电子器件的可靠性测试与寿命预测

电子器件的可靠性测试与寿命预测引言:电子器件在现代社会扮演着重要角色,因此其可靠性测试和寿命预测显得尤为关键。

本文将详细讨论电子器件可靠性测试和寿命预测的步骤及相关内容。

一、可靠性测试的步骤:1. 设定测试目标:根据电子器件的应用和要求,确定可靠性测试的目标和指标,例如故障率、失效模式等。

2. 确定实验样本:选择一定数量的电子器件作为测试样本,要求样本具有代表性,并确保测试中的样本能够反映整个批次的可靠性。

3. 制定测试计划:确定测试的时间、环境以及测试方法,例如静态或动态测试,常温或高温测试等。

4. 实施可靠性测试:按照制定的计划进行测试,记录测试过程中的数据和结果,包括器件运行时间、电流、温度等。

5. 故障分析:当出现故障时,进行故障分析,找出故障的原因和失效模式,并及时采取措施修复或更换故障器件。

6. 统计分析:对测试结果进行统计分析,计算故障率、可靠度等指标,并生成相应的报告。

二、寿命预测的步骤:1. 收集可靠性数据:通过可靠性测试和现场测试等方式,收集大量的电子器件可靠性数据,包括使用时间、环境条件、故障次数等。

2. 数据预处理:对收集到的数据进行清洗和处理,包括去除异常数据、补全缺失数据等,以保证数据的可靠性和准确性。

3. 选择合适的寿命模型:根据所得数据的特点和分布情况,选择合适的寿命模型,例如指数分布、Weibull分布等。

4. 参数估计:使用统计方法对所选的寿命模型进行参数估计,得到相应的参数估计值,并计算出可靠度函数。

5. 寿命预测:利用所得参数估计值,根据可靠度函数对未来时间段内的寿命进行预测,从而评估电子器件的寿命和可靠性。

6. 验证和修正:对预测结果进行验证和修正,通过与实际测试结果进行比较,检验预测的准确性,并及时修正模型或参数。

三、相关内容讨论:1. 可靠性测试方法:可靠性测试方法包括压力测试、温度循环测试、振动测试等,根据不同的应用领域和使用环境选择合适的测试方法。

电子设备可靠性预计研究

电子设备可靠性预计研究

Re s e a r c h o n t he Re l i a bi l i t y Pr e d i c t i o n o f El e c t r o n i c Equ i p me n t
L I X i a o mi n ,WE I Mi n f e n g , Q I U J i n g y u , Z HU X i a o l e i
进 行 可靠 性预计 , 因为此 时两种 方法 的预 计结 果 差 异较 大 。软 件 分 析 方法 是 对 应 力 分 析法 的简 化 , 设 计
人员 只需将 元 器件相 关信 息填 人表格 , 软 件将会 自动运算 得 到设 备 失效率 。
2 电子 设 备 可 靠 性 预 计 方 法
c o mp ra a t i v e a n a l y s i s ,g i v e n t h e i r r e s p e c t i v e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s a t t h e s a me t i me ,a l s o p o i n t e d o u t t h a t i n t h e c u r r e n t r e l i a b i l —
( B e r i n g A e r o s p a c e A u t o m a t i c C o n t r o l R e s e a r c h I n s t i t u t e , B e r i n g , 1 0 0 8 5 4 ,C h i n a )
Ab s t r a c t : T h r e e e l e c t r o n i c e q u i p me n t r e l i a b i l i t y p r e d i c t i o n me t h o d s w e r e i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r :t h e c o mp o n e n t c o u n t a n a l y s i s , s t r e s s a n a l y s i s o f c o mp o n e n t a n d t h e s o f t wa r e a n a l y s i s .An d t h e p a p e r s h o w s e x a mp l e s t h e d i f f e r e n c e s o f t h r e e k i n d s o f me t h o d .T h r o u g h t h e

国家军用标准GJB/Z299D《电子设备可靠性预计手册》(送审稿)顺利

国家军用标准GJB/Z299D《电子设备可靠性预计手册》(送审稿)顺利
设 中采用 大量 的新 型元 器 件而 产生 的对 可 靠性 预计 适 用 性 、覆 盖 面 、实 用 性 和 准确 性 等 方 面的需 要 ,
电器 、电感器 、变 压器 、振 荡器 、普通 二极 管 、双
极型 晶体 管 、硅场 效应 晶体 管 、微 电路 、光 电子 器 件 、激光器 和 光纤 连接器 的预 计模 型或 系数 ; 8 )扩展 了微 电路 和行 波 管 的预 计 范 围 ( 产 品
国 家军用 标 准 G J B / Z 2 9 9系列 《 电子 设 备 可靠
当地 调整 了部 分元 器件类 别 的质量 系数 : 3 )调 整 了各 类 别元 器 件 的基 本 失 效 率数 值 和 1 T 系 数值 ,更 新 了 S曲线 图 :
性 预 计手 册》 是 当前 电子 设备 可靠 性 指标论 证 、指 标 分 配 、方案 优选 和设 计 改进 必不 可少 的依 据 。是 开 展 可靠性 试 验 和研制 转 阶段 评审 的支 撑性 、基 础 性 标 准 当前 的有 效 版 本 是 2 0 0 6年 发 布 的 G J B / Z
2 9 9 C 一 2 0 0 6和 G J B / Z 1 0 8 A 一 2 0 0 6《 电子 设 备 非工 作
锗混 频 二极管 的 可靠性 预计 模型 :
7 )修 改 和完 善 了片式 膜 电阻 、 电连 接器 、继
状 态 可 靠性 预 计 手 册》 ,将 满 足武 器 装 备 现 代化 建
第 2期
翟 玉 卫 等 :结 温 准 确 性 对 Ga N H E MT 加速 寿命 评 估 的 影 响
2 0 0 6 ,5 3( 1 0 ) :2 4 3 8 — 2 4 4 7 .
p l i i f e r s[ J 】. Mi c r o w a v e S y m p o s i u m D i g e s t ,2 0 0 9 :9 1 7 -

电子设备可靠性预计(SR-332)

电子设备可靠性预计(SR-332)

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8 Device Parameter Values
II-VI Proprietary
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8 Device Parameter Values
II-VI Proprietary
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8 Device Parameter Values
II-VI Proprietary
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8 Device Parameter Values
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8 Device Parameter Values

II-VI Proprietary
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8 Device Parameter Values
II-VI Proprietary
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3 器件稳态失效率预计
• 三种方法都要求使用黑盒法来预计失效率, 额外的两种方法是用来提高某些特殊器件 的预计准确度的。
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3 器件稳态失效率预计
II-VI Proprietary
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3 器件稳态失效率预计
式中: – πe环境因子 – Li同一类型零件总失效率 – Ci同一类型零件总标准差
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5 部件失效率预计
如果,所有的零件采用相同的质量水平,相 同的工作温度,相同的电应力条件,则
– 式中:Ni该类型零件数量
否则,需要根据实际使用情况对各零件失效 率进行质量、温度、电应力修正:
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9 Failure Rate Factors

电子产品的可靠性分析与预测

电子产品的可靠性分析与预测

电子产品的可靠性分析与预测电子产品的可靠性是指在规定的使用条件下,产品在一定时间内正常运行的能力。

在现代社会中,电子产品已经成为人们生活、工作中不可或缺的一部分。

因此,对于电子产品的可靠性进行分析和预测,对于产品的设计、制造和维护具有重要意义。

本文将详细介绍电子产品可靠性分析与预测的步骤和内容。

一、可靠性分析的步骤:1. 收集数据:收集电子产品的使用数据,包括产品故障、维修记录等信息。

2. 构建可靠性模型:根据收集的数据,使用统计学方法构建可靠性模型,例如故障率函数、生存函数等。

3. 分析故障模式:通过对数据进行统计和分析,确定电子产品的故障模式。

4. 评估影响因素:分析各种可能的影响因素,例如外部环境、使用条件等,对电子产品的可靠性进行评估。

5. 优化设计:根据评估结果,对电子产品的设计进行优化,提高产品的可靠性。

二、可靠性分析的内容:1. 故障率分析:对电子产品进行故障率分析,了解产品的寿命分布情况,例如常用的指数分布、韦伯分布等。

2. 可靠性指标分析:分析电子产品的可靠性指标,例如平均无故障时间(MTTF)、平均故障时间(MTBF)等,评估产品的可靠性水平。

3. 故障模式分析:对电子产品的故障模式进行分析,了解不同故障模式的概率分布和对产品可靠性的影响。

4. 应力-应变分析:通过模拟电子产品在不同应力条件下的工作状态,分析应力-应变关系,评估产品的可靠性。

5. 故障树分析:应用故障树分析方法,建立故障树模型,分析不同事件之间的因果关系,确定故障发生的可能性。

三、可靠性预测的步骤:1. 收集历史数据:通过收集历史数据,了解电子产品的使用情况、故障情况等信息。

2. 确定预测模型:根据历史数据,选择合适的预测模型,例如回归分析、时间序列分析、神经网络等。

3. 建立预测模型:根据选择的预测模型,建立可靠性预测模型,对未来一段时间内电子产品的可靠性进行预测。

4. 评估预测结果:通过与实际情况进行比较,评估预测结果的准确性和可靠性。

可靠性预计报告

可靠性预计报告

电子产品可靠性预计报告1前言XXX产品名称是XXX系统的组成部分之一,主要是XXXX、XXXX、XXX的作用和功能。

本报告以可靠性模型为基础,根据现有的可靠性数据信息,采用应力分析方法,预计XXX产品名称可靠性水平。

进一步通过分析得到产品的薄弱环节,并给出相应的改进措施和建议,以期提高产品的可靠性水平。

2引用文件GJB 450A-2004 装备可靠性通用要求GJB 813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计GJB/Z 299C-2006 电子设备可靠性预计手册GJB 451A-2005 装备可靠性维修性保障性术语《技术协议书》《技术方案》3可靠性指标要求《XXX型XXXX技术协议书》中规定的可靠性定量指标如下。

MTBF目标值:XXXXX小时MTBF最低可接收值:XXXX小时4系统定义4.1系统功能与组成XXX产品名称的具体功能如下:(略)XXX产品名称由主板、显卡、时统板、网卡、背板、和两个电源组成。

其中,两个电源模块在实际使用中同时工作,并联使用互为备份,只有在两个电源同时故障时才会导致XXX产品名称功能失效。

4.2任务剖面XXX产品名称全程参与XXX系统的工作。

5可靠性建模和预计5.1假设条件XXX产品名称主要由电子产品组成,另外包括少量结构件。

由于结构件属于机械产品,不直接参与任务执行,且结构件设计强度较高,可靠性可视为1。

因此XXX 产品名称的可靠性可视作服从指数分布。

5.2预计方法XXX产品名称的可靠性预计分为三个步骤:a)考虑到XXX产品名称所采用的元器件种类、型号和工作环境条件均已基本确定,可参照GJB/Z 299C-2006《电子产品可靠性预计手册》中的应力方法,预计给出XXX产品名称各型号元器件的工作失效率指标。

b)依据XXX产品名称的工作原理和可靠性关系分析结果,参照GJB 813-1990建立XXX产品名称各板卡及整机的基本可靠性模型和任务可靠性模型。

c)综合利用a)和b)得到的数据和模型,预计给出各板卡和整机的基本可靠性和任务可靠性(失效率和MTBF)。

电子设备可靠性预计(SR-332)

电子设备可靠性预计(SR-332)

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3 器件稳态失效率预计
有效试验时间=实际 试验时间 X 温度加速
因子
II-VI Proprietary
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3 器件稳态失效率预计
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3 器件稳态失效率预计
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3 器件稳态失效率预计
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2 电子设备可靠性预计
• 2.1 可靠性预计的目的.
– 帮助评估产品维修活动的可靠性效果,和评估 备品需求的数量
– 为系统级的可靠性模型提供必要的输入
– 为组件和系统级的生命周期成本分析提供必要 的输入
– 帮助决定在一系列竞争产品中采购何种产品
– 可用来为产品可靠性测试需求建立企业测试标 准
式中:
– πe环境因子 – Li同一类型零件总失效率 – Ci同一类型零件总标准差
II-VI Proprietary
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5 部件失效率预计
如果,所有的零件采用相同的质量水平,相 同的工作温度,相同的电应力条件,则
– 式中:Ni该类型零件数量
否则,需要根据实际使用情况对各零件失效 率进行质量、温度、电应力修正:
• 3.2 Method II-D: Techniques Integrating Laboratory Data
使用试验数据有两种方法预计稳态器件失效 率,取决于实验室的试验是否有burned-in, 不管哪种情况,平均和标准偏差计算如下:
n是实验室试验的器件失效数量,两种方法中 A是不同的
II-VI Proprietary
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电子电器产品可靠性设计与预估

电子电器产品可靠性设计与预估

est e1t e2t e3t ent
e (1 2 3 n )t
s 1 2 3 n
1 MTBF
s
2024/3/12
12
5、可靠度数学模式(续)
串联模式
范例: 20个相同零件的串联系统,其单个零件的可靠度为R,若R=
0.95,则系统的可靠度RS=0.3585,若R=0.9,RS=0.121。我们 可做成下表讨论
2024/3/12
31
2、可靠度预估技术种类(续)
应力分析法
零件应力分析法适用于细部设计阶段,此时有关零件使 用应力及环境等因素都已经有详细的资料可以应用,故 可以用精确的零件应力分析法执行可靠度预估。
2024/3/12
32
3、MIL-HDBK-217F-零件计数法
零件计数法使用时机
一般厂商在竞标或者初期设计阶段产品,研发进入硬体 初步设计时,因为设计尚未定型,可用的可靠度预估资 料并不完全,但对于所使用的零件的种类(Class)或型 别(Type),则应有大致的概念,因此可以用实际计算
可靠度为:
n
Rs 1 (1 Ri ) i 1
2024/3/12
14
5、可靠度数学模式(续)
并联模式
范例: 若组件的可靠度为R,则n个组件并联时,其系统可靠度为: Rs=1-(1-R)n,以下表来讨论。
n
0.6
0.7
1
0.60000 0.70000
2
0.84000 0.91000
3
0.93600 0.97300
2024/3/12
22
6、可靠度设计技术(续)
电子零件选用一般原则
决定完成特定功能及预期操作环境所需的零件型式 决定零件之重要性,如寿限问题,成本,采购时间长短 决定零件的妥善性,是否由合格厂商提供,交货是否正常,

电子产品的可靠性评估和寿命预测

电子产品的可靠性评估和寿命预测

电子产品的可靠性评估和寿命预测随着科技的不断发展,电子产品已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

然而,电子产品的可靠性和寿命一直是用户们关注的焦点。

在购买时,了解电子产品的可靠性评估和寿命预测是非常重要的。

本文将详细介绍电子产品的可靠性评估和寿命预测的步骤与内容。

一、可靠性评估可靠性评估是评估电子产品在特定条件下正常使用的能力,通常包括硬件可靠性和软件可靠性两个方面。

以下是进行可靠性评估的步骤:1. 收集数据:收集与电子产品相关的数据,包括制造商提供的技术规格、实验数据、质量管理体系等。

2. 定义指标:根据所收集的数据,定义可靠性指标,如故障率、失效率、平均无故障时间等。

这些指标将用于对电子产品的可靠性进行量化评估。

3. 进行实验:根据实际情况,进行可靠性实验。

可以采用加速寿命测试、环境适应性测试等方法,模拟出长时间使用的情况。

4. 数据分析:根据实验结果,进行数据分析,计算出可靠性指标的具体数值。

通过数据分析,可以评估电子产品在特定条件下的可靠性水平。

5. 结果评估:根据可靠性指标的数值,评估电子产品的可靠性水平。

将结果与制造商提供的技术规格进行比较,以判断产品是否符合要求。

二、寿命预测寿命预测是通过对电子产品的使用情况进行分析和预测,来估计产品的寿命。

以下是进行寿命预测的步骤:1. 收集数据:收集与电子产品使用相关的数据,包括产品的使用环境、使用方式、负载条件等。

2. 建立模型:根据所收集的数据,建立寿命预测模型。

可以采用统计学方法、可靠性工程方法等,对数据进行分析和建模。

3. 参数估计:根据建立的模型,对模型中的参数进行估计。

可以借助统计学的方法,利用历史数据进行参数估计。

4. 寿命预测:根据模型和参数估计结果,进行寿命预测。

可以通过模拟、数学求解等方式,得出产品的寿命预测结果。

5. 结果评估:根据寿命预测结果,评估产品的寿命。

将结果与用户需求进行比较,判断产品是否能够满足用户的寿命要求。

三、其他注意事项除了上述的步骤外,进行电子产品可靠性评估和寿命预测时,还需要注意以下几点:1. 数据的准确性:确保收集到的数据准确可靠,尽量获取真实的使用情况和故障数据。

电气设备的可靠性评估与寿命预测技术

电气设备的可靠性评估与寿命预测技术

输入:设备运行状态、环境条件、 故障信息等
输出:设备的可靠性指标,如 MTBF、MTTR等
添加标题
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添加标题
添加标题
处理:通过可靠性模型进行计算和 预测
应用:用于设备的维护、维修和更 新决策
原理:通过随机 抽样,模拟各种 可能的情况,计 算结果的概率分 布
特点:适用于复 杂系统的可靠性 评估,可以处理 不确定性和随机 性
添加标题
在工业自动化领域中,电气设备可靠性评估与寿命预测技术可以对各种自动化设备进行全面 的检测和评估,预测设备的寿命和性能,为设备的维护和更新提供科学依据。
添加标题
通过应用电气设备可靠性评估与寿命预测技术,工业自动化领域可以更好地保障生产安全, 减少事故发生,降低生产成本,提高企业的经济效益和社会效益。
命预测方法
模型假设:材 料在应力作用 下的疲劳寿命 与应力幅值、 循环次数和材
料特性有关
模型应用:广 泛应用于机械、 电子、航空等 领域的寿命预

模型局限性:需 要了解材料的疲 劳特性和应力分 布情况,对复杂 结构的预测准确
性有限
寿命预测技术的重要性:提高电气设备的可靠性和寿命 寿命预测技术的分类:基于物理模型、基于数据驱动的方法等 寿命预测技术的应用:预测电气设备的剩余寿命、评估设备的可靠性等 寿命预测技术的挑战:数据质量、模型选择、参数估计等
添加标题
随着工业自动化领域的不断发展,电气设备可靠性评估与寿命预测技术将发挥越来越重要的 作用,为工业自动化领域的可持续发展提供有力支持。
技术发展趋势与挑 战
深度学习:通过大量数据训练,提高预测准确性 强化学习:通过模拟环境,优化预测策略 自然语言处理:通过分析文本数据,提取关键信息 知识图谱:构建设备知识图谱,提高预测效率 挑战:数据质量、模型泛化能力、解释性等问题

电子设备可靠性预计

电子设备可靠性预计

8 元器件的应力分析法- 概述
• 元器件应力分析法通过分析设备上各元器件工作时所承 受的电、热应力及了解元器件的质量等级,承受电、热 应力的额定值,工艺结构参数和应用环境等,计算各元 器件的工作失效率,并由产品可靠性模型预计电子设备 和系统的可靠性指标。 • 元器件应力分析法适用于详细设计阶段,在这个阶段, 所使用的元器件规格、数量,工作应力和环境条件、质 量等级等应该是已知的,或者根据硬件定义能够确定。 • 在实际或模拟使用条件下进行可靠性评价之前,应力分 析法是最能反映实际可靠性的一种可靠性预计方法。 • 应力分析法假设元器件失效前时间服从指数分布(即失 效率恒定)。
元器件失效率模型
λp=λbΠπi
• 普通晶体管的工作失效率模型为: • λp=λbπEπQπAπS2πrπC
• • 率; πE——环境系数; πQ——质量系数,其对应的质量等级见表; πA——应用系数; πS2——电压应力系数; πr——额定功率或额定电流系数;πC——结构系数。
可靠性预计的一般要求
可靠性预计-
报告的一般要求(1〕
(1)可靠性预计报告应根据预计结果分析设计方案 满足规定可靠性要求的程度。可靠性预计值应高 于合同的规定值。(美国海军航空兵规定:预计 值为规定值的1.25倍,我国一般还要高一些)。 (2)初始预计报告应能适用于论证产品方案的可行 性、先进性。 (3)中间预计报告应能适用于设计评审。包括比较、 选择设计方案,指明设计中的高故障率单元,过 应力的元器件和薄弱环节,提出设计改进措施的 建议等。
NPRD95(非电)
基本可靠性预计和任务可靠性预计
2.1 基本可靠性预计
• 基本可靠性定义为:产品在规定条件下无故障 的持续时间或概率。 • 这里的故障是指引起引起维修工作的事件或状 态。这种故障可能影响,可能不影响产品完成任 务的功能。 • 基本可靠性涉及维修人力,费用和后勤保障要 求。 • 基本可靠性预计用串联模型。 • 产品的基本可靠度一般为工作状态下的可靠度 与各非工作状态下的可靠度连乘积。

MIL-HDBK-217之后,可靠性预计废了?

MIL-HDBK-217之后,可靠性预计废了?

MIL-HDBK-217之后,可靠性预计废了?可靠性预计(reliabilityprediction)是一个自下而上,从局部到整体的系统综合过程,根据历史产品的可靠性数据、系统构成和结构特点、系统工作环境等因素估计组成系统的部件及设备的可靠性。

可靠性预计结果可用来判断产品可靠性能否达到规定要求,发现影响产品可靠性的薄弱环节,为改进设计及可靠性分配提供依据。

可靠性预计自上世纪50年代以来,发展了两种不同模式的预计体系。

一种是传统的手册式预计方法,以美国国防部1957年推出的MIL-HDBK-217《电子设备可靠性预计手册》为代表。

另一种是基于失效物理的可靠性预计方法,美国马里兰大学的CALCE(Center for Advanced Life CycleEngineering)中心是这一方法的研究代表机构。

1 传统可靠性预计方法传统可靠性预计方法在工程实践中方便易行,见效快,从而在各个国家被广泛推广,发展迅速。

不论是美国的MIL-HDBK-217手册,还是国内的GJB/Z299B《电子设备可靠性预计手册》,都是传统的可靠性预计方法。

随着电子产品设计技术的高速发展,基于数理统计思想的手册式可靠性预计数据更新速度严重滞后于产品更新速度,此外,手册式预计模型均采用恒定失效率,预计缺乏对失效原理的认识与研究,造成可靠性预计结果不够准确,甚至给电子行业造成了较大的损失。

(可靠性预计害了多少人啊,提起都是泪...)由于传统可靠性预计方法的不准确性及其误导性,在1996年2月,美国陆军明文规定停止采用MIL-HDBK-217手册进行可靠性预计。

紧随其后,通用、英特尔和波音等著名公司,也宣布将停止采用基于手册和标准的传统可靠性预计方法,并开始着力研究更加科学、准确、有效的可靠性预计方法。

1998年IEEE发布了IEEE 1413标准《电子系统及装备可靠性预测和评估的标准方法》,目的是为找到科学恰当的可靠性预计方法应包含的要素提供指导。

电子产品可靠性计数法预计指南

电子产品可靠性计数法预计指南

Q / ZX 深圳市中兴通讯股份有限公司企业标准(可靠性技术标准)Q/ZX 23.001 - 1998电子产品可靠性计数法预计指南1998-06-16发布 1998-06-16实施深圳市中兴通讯股份有限公司发布Q/ZX 23.001 - 1998前言本标准规定了深圳市中兴通讯股份有限公司电子产品可靠性预计的方法和程序。

必要时提出建议更改某些选用的对可靠性起关键作用的元器件的来源、质量等级等,以提高产品的可靠性达到预定指标。

本标准由深圳市中兴通讯股份有限公司中心实验室提出,企管部归口。

本标准由中心实验室可靠性组起草。

本标准于1998年6月首次发布。

深圳市中兴通讯股份有限公司企业标准(可靠性技术标准)电子产品可靠性计数法Q / ZX 23.001 - 1998预计指南1 范围本指南适用于深圳市中兴通讯股份有限公司所有设计的电子产品(包括电路板、整机)的可靠性计数法预计。

元器件计数可靠性预计法是一种较粗糙的预计法,在产品开发的初期起就可使用。

国内外实践证明:可靠性预计得到的整机MTBF值与现场实际统计值的差异一般可大到一倍左右。

作为绝对值而言,预计不太精确;但作为产品不同设计方案的故障率的优化比较而言,则是一项有效方法。

[注] 元器件应力分析可靠性预计法是一种较精确的预计法。

在产品开发的后期,已具备了详细的元器件清单及电话、已知产品工作时的元器件的若干参数(如工作电压、结温……等条)时可使用。

计数法与应力分析法亦可结合使用,即对确知应力分析法需要的若干参数的元器件用应力分析法分析,不确知的元器件用计数法分析。

本预计工作有电子部五所的“可靠性预计软件”(公司包括上海、南京所都已购置,供使用)2 引用标准GJB299B 1998 电子设备可靠性预计手册MIL-HDBK217F 1991 电子设备可靠性预计手册GJB1909 1994 装备可靠性、维修性参数选择与指标确定要求3 符号术语3.1 基本失效率λ b3.2 工作失效率λp3.3 环境系数Л E :不同环境类别的环境应力(除温度应力外)对元器件失效率影响的调整系数。

Bellcore可靠性预计法资料

Bellcore可靠性预计法资料

Bellcore可靠性预计法XXXX市XXXXXXX有限公司1、适用范围这一方法得到的器件和单元的故障率预计值适用于商用电子产品,其设计、生产、安装和可靠性保障体制满足相应的贝尔(或等同的)术语规范和产品特殊要求。

这一方法无法直接用于预计一个非串联系统。

然而,使用此方法得到的单元可靠性预计结果可以输入到系统可靠性模型中,以预计系统级的硬件可靠性指标。

2、方法简介Bellcore预计法包括三种常用的预计产品可靠性的方法,分别称为方法I、II、III。

方法I:基于计数法的可靠性预计。

这一方法可以用于独立器件或单元。

方法II:综合了方法I和从实验室得到的数据进行单元或器件级的可靠性预计。

方法III:在进行现场数据收集的基础上,进行在线服务的可靠性统计预计。

3、方法I:元器件计数法(1)方法I 的三种情况方法I 包括三种情况的温度和电应力情况:情况1:单元/系统老化时间<=1小时,且无器件级老化的黑盒预计。

器件假设工作在40℃的温度和50%的电应力下。

情况2:单元/系统老化时间>1小时,但没有器件级的老化的黑盒预计。

器件假设工作在40 ℃的温度和50%的电应力下。

情况3:一般情况-所有其它的环境条件。

这种情况用于供应商想要采用器件级老化的情况。

这种情况也可用于当供应商或用户希望得到在除40 ℃和50%的电应力条件以外的情况下的可靠性预计结果时。

以下称这些预计为“有限应力”预计。

(2)情况选择这种方法用于第一年累积值和稳态可靠性预计计算中最简单的情况,即无老化、温度和电应力水平假设为40 ℃和50%。

这样,上面所列的各种情况中情况1最简单。

供应商之所以选择情况2的原因是情况2允许系统或单元通过老化减少早期阶段的故障率。

情况3(一般情况)允许使用各种型式的老化来减少早期阶段的故障率。

有限应力的情况,只能在情况3下处理,可以生成工作温度和电应力不等于40度和50%情况下更准确的预计结果。

一些供应商对成熟产品设计中的老化结果提出疑意,贝尔实验室通过一项研究,调研了成熟产品设计中相关的老化情况,其中包括三种类型的老化和无老化的情况。

可靠性预计与MTBF值计算

可靠性预计与MTBF值计算

靠性预计与MTBF 值计算疲劳损伤期,如耐热指标是90℃,但工作在95℃时不一定马上就失效,但其失效率为很高,这类隐患经常是工程人员最麻烦的事。

现在有了可靠性分析软件,马上就可以指出哪些器件不稳定。

4.决定价值一个产品的最终价值决定于许多因素。

但今天,MTBF值将是其中十分重要的一个因素。

用户在了解和评审你的产品价格时,也一定会把MTBF值考虑进去。

很多产品其技术指标、市场领先性都很好,但由于MTBF值低,也就是说其产品不可靠。

或者说,其产品质量不稳定等,从而使其产品的性价比降低。

目前衡量产品是否可靠的唯一标准就是MTBF值(注意,不能依靠手工粗略的不精确估算)。

5.质量管理一个电子产品的可靠性指标MTBF的设计已经是任何人都不可回避的事实了。

一方面,国内国际上都有十分严格的政策规定,任何电气产品都必须有最终的MTBF报告,更何况可靠性软件还不仅仅有此功能。

另一方面,用户也将迫使厂家必须提供MTBF值,以便“买得放心”。

试想,如果用户得知你的MTBF值是人为估测的,那么他将会怎么想?事实上,今天可靠性软件是管理一个产品整个开发周期的主要手段。

二、MTBF和那些因素有关?MTBF的计算方法和依据已经成为标准,其主体是考虑产品中每个元器件的失效率。

但是由于电子产品的结构不同,应用环境不同等,会严重影响每个元器件失效率,从而导致总体MTBF值降低。

因此在计算中:首先要考虑的是环境因素。

对于Mil-217标准,环境因素概括成14种类型,它们是GB,GF,GM,NS,NU,AIC,AIF,AUC,AUF,ARW,SF,MF,ML,CL。

如GF表示Ground Fixed, 即固定在普通地面的情况,而CL表示Cannon Launch,即火炮发射瞬间的情况。

这两种情况下,同一电路的失效率会相差很大。

对于Bellcore商用系统,其环境概括为5种类型,它们是:GB,GF,GM,AC,和SC。

除环境因素外,其次十分重要的因素是器件本身的可靠性参数,包括内部结构、工艺、封装、应力度等,而每种器件的内部结构不同而其参数不同,如CPU和电阻的结构差别很大。

电子设备可靠性预计38页PPT

电子设备可靠性预计38页PPT

71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
电子设备可靠性预计
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀,青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ,卓为 霜下杰 。
13、归去来兮,田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑,菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝,秋熟靡王税。
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电子设备可靠性预计
信息产业部电子五所
主要内容
1. 可靠性预计的目的和作用及工程应用 2. 基本可靠性预计和任务可靠性预计 3. 可靠性预计类型及其不同使用阶段 4. 相似预计法的程序 5. 元器件计数法的可靠性预计 6. 元器件应力分析法的可靠性预计 7. 使用《电子设备可靠性预计手册》应注意的事项
元器件的应力分析法-预计程序
(1) 建立产品可靠性模型。 (2)明确各元器件的应用方式,工作环境温度及其它环境 应力,以及电应力比等工作应力数据; (3)汇编设备的元器件详细清单,清单内容包括:元器件名称,
型号规格,数量,产品标准或技术文件,性能额定值及有关的设计、工艺、 结构参数和工作应力数据等;
可靠性预计的目的和作用及工程应用
1.2 可靠性预计的作用
(1) 在设备、系统的设计阶段, 定量地预测其可靠性水平, 以判断设计方案能否满足可靠性指标的要求。 (2) 对几种相似的设计方案进行比较, 以便选择在可靠性、 性能、重量、费用等方面最佳的综合设计方案。 (3) 为实施可靠性分配提供依据。 (4) 为优选元器件及合理使用元器件提供指南。 (5) 通过应力分析法预计, 可鉴别设计上潜在的问题, 以便 于及时地采取措施来改进设计,以便制定设备、系统 的预防性维护方案。 。 (6) 中立机构进行可靠性预计,预测产品的寿命,增强产 品的竞争力。
8. 特殊可靠性预计的修正
可靠性预计的目的和作用及工程应用
1.1 可靠性预计的目的
• 可靠性预计是电子设备可靠性从定性考虑转入定量分析的关键, 是“设计未来”的先导, 是决策设计、改进设计, 确保产品满足 可靠性指标要求的不可缺少的技术手段。 • 可靠性预计不去追求绝对准确。采用统一尺度预计,为可靠性 的定量分析提供可比的相对度量。 • 预计的主要目的在于检查产品研制方案和电路设计的合理性, 比较不同设计方案的可靠性水平,发现薄弱环节,对高故障率 和承受过高应力部分引起注意。 • 与可靠性分配技术相结合,把规定的可靠性指标合理地分配给 各个组成部分,并为制定研制计划、验证试验方案以及维修、 后勤保障方案提供依据。
8 元器件的应力分析法- 概述
• 元器件应力分析法通过分析设备上各元器件工作时所承 受的电、热应力及了解元器件的质量等级,承受电、热 应力的额定值,工艺结构参数和应用环境等,计算各元 器件的工作失效率,并由产品可靠性模型预计电子设备 和系统的可靠性指标。 • 元器件应力分析法适用于详细设计阶段,在这个阶段, 所使用的元器件规格、数量,工作应力和环境条件、质 量等级等应该是已知的,或者根据硬件定义能够确定。 • 在实际或模拟使用条件下进行可靠性评价之前,应力分 析法是最能反映实际可靠性的一种可靠性预计方法。 • 应力分析法假设元器件失效前时间服从指数分布(即失 效率恒定)。
元器件的选用
晶体管失效率计算示例
• 设有一符合GJB33-85《半导体分立器件 总规范》JP级的硅NPN单管在恶劣地面 固定设备的线性电路中使用,实际功耗 是额定功耗(0.7W)的0.4倍,工作环境温 度为40℃,TS=25℃,TM=175℃, 外加电 压VCE是额定电压VCEO的60%,其工作失 效率可用下式计算。
元器件质量等级与质量系数
• 元器件质量直接影响其失效率,不同质量等级对 元器件失效率的影响程度用质量系数πQ来表示。 所谓质量等级是指元器件装机使用之前,在制造、 检验及筛选过程中其质量的控制等级。质量系数 则反映了不同质量等级的元器件其失效率的差异 程度。 • 根据我国电子元器件标准的制订、实施情况,及 按不同标准或技术文件组织生产和试验的产品的 实际可靠性水平,手册中将各类元器件划分为A、 B、C三个质量层次。每个层次包含若干个质量等 级,每个质量等级分别给出与其对应的质量系数 值。(见GJB299)
NPRD95(非电)
基本可靠性预计和任务可靠性预计
2.1 基本可靠性预计
• 基本可靠性定义为:产品在规定条件下无故障 的持续时间或概率。 • 这里的故障是指引起引起维修工作的事件或状 态。这种故障可能影响,可能不影响产品完成任 务的功能。 • 基本可靠性涉及维修人力,费用和后勤保障要 求。 • 基本可靠性预计用串联模型。 • 产品的基本可靠度一般为工作状态下的可靠度 与各非工作状态下的可靠度连乘积。
6 相似预计法-相似电路法的程序
• 这种预计方法是从相似电路(如振荡器、放大器、调制器、脉 冲传输网络等)所获得的特定经验,用于被考虑的对象是由单 个电路组成时。 • 估计可靠性的最快方法是将正在研制的电路与一个相似电路 进行比较,后者的可靠性以前曾用某种手段确定过,并经过 了现场评定。 • 当各个单元电路可靠性可以综合成为整个产品可靠性时,对 按系列开发的电路,这种方法有不间断应用的意义。预期的 新设计不仅要与老设计相似,而且还要易于确定和评定细致 的差别。 • 在将单个电路可靠性综合到一起时,应该考虑电路互连可靠 性因素。 • 相似电路法的有效性取决于电路之间的等效程度,而不仅仅 在于用来描述电路的一般性术语
基本可靠性预计和任务可靠性预计
2.3 基本和任务可靠性预计的权衡
@ 简化产品设计和采用高可靠性的元器件既可提高基本可靠性, 又可提高任务可靠性,采用赢余设计只能提高任务可靠性而降低基 本可靠性。 @ 应综合考虑基本可靠性预计结果和任务可靠性预 计的结果: • 当任务可靠性相同时,基本可靠性预计结果高好 • 若一个设计的基本可靠性比另一个高很多,即使 任务可靠性稍低也是可取的 • 若一个设计的任务可靠性预计不能满足合同要求, 往往降低基本可靠性以获得提高任务可靠性 @ 基本可靠性预计和任务可靠性预计的都应尽早进 行,并随着设计和任务的变化及时作相应的修改,
可靠性预计的主要依据
1)工作状态预计依据
GJB/Z 299B-98应力分析法、元器件计数法 MIL-HDBK-217F应力分析法、元器件计数法 MIL-HDBK-217F Notice2应力分析法、元器件计 数法 NPRD95(非电)
2)非工作状态预计依据 GJB/Z 108-98应力分析法、元器件计数法
应用环境类别与环境系数πE
• 不同环境下,电子设备所经受的冲击、振动等机 械环境应力和气候环境应力有很大差别。根据电 子设备的应用场合,环境应力和类型,及其对电 子产品可靠性的影响程度,GJB/Z299B规定了17 类应用环境。 • 电子设备及元器件处于不同类别的环境中其可 靠性则不相同。手册中以环境系数πE表示不同环 境类别的环境应力对元器件失效率的影响程度。 亦即,πΕ值表示该环境相对于基准环境的严酷倍 数。 • 因此,GJB/Z299B分别列有环境系数表,提供了 各种类元器件的环境系数值。
可靠性预计的一般要求
可靠性预计-
报告的一般要求(1〕
(1)可靠性预计报告应根据预计结果分析设计方案 满足规定可靠性要求的程度。可靠性预计值应高 于合同的规定值。(美国海军航空兵规定:预计 值为规定值的1.25倍,我国一般还要高一些)。 (2)初始预计报告应能适用于论证产品方案的可行 性、先进性。 (3)中间预计报告应能适用于设计评审。包括比较、 选择设计方案,指明设计中的高故障率单元,过 应力的元器件和薄弱环节,提出设计改进措施的 建议等。
6 相似预计法-相似产品法的程序
• a. 确定与新设计产品最相似的现有产品,其相 似性比较的要点为:
产品的结构、性能、设计、制造、寿命剖面的工 作条件和环境条件
• b. 对相似产品在使用期间所有的数据进行分析, 确定其已达到的可靠性水平。 • c. 比较新老产品的差异程度,根据相似产品的 可靠性水平经适量的修正后,作为新产品可靠 性水平的预计值。
λp=πEπQπAπS2πrπTπC λb
• 其应力比为S=0.4,环境温度为40℃, • 基本失效率λb=0.205(10-6/h)。
(4)按各种类元器件工作失效率模型,计算每预计单元内 各元器件的工作失效率; (5)将(2)~(4)步骤所得到的数据填入规范化的预计表内。 (6)将预计单元内元器件的工作失效率相加,由此计算组 件或分系统的失效率; (7)按设备、系统的可靠性模型,逐级预计设备、系统的 平均故障间隔时间与可靠度等可靠性指标。
7 元器件计数法预计
• 元器件计数法是在初步设计阶段使用的预计方法。在这 个阶段中,每种通用无器件的数量已经基本上确定,在 以后的研制和生产阶段,整个设计的复杂度预期不会有 明显的变化。元器件计数法假设元器件失效前的时间是 指数分布的(即元器件失效率恒定)。 • 如果产品可靠性模型的所有部分为串联的,或者为取 得近似值可以假设它们是串联的,则可以把元器件失效 率相加直接求得产品故障率。 • 如果产品可靠性模型中有非串联部分(例如:冗余、代 替的工作模式),则产品可靠性可用下述方法求得,即: 或仅是计算模型的串联部分作为近似;或把各个串联部 分的元器件失效率相加,再计算模型的非串联部分的等 效串联失效率。
可靠性预计的一般要求
可靠性预计-
报告的一般要求(2〕
(4)最终预计报告应反映最终的设计,并确定设计 中不能消除的高故障率单元和潜在的任务单点 故障等。 (5)可靠性预计应周到、齐全;应附加说明没有纳 入可靠性模型部分的理由及其清单。 (6)对于高度复杂的模型,得附有简化的可靠性模 型及其说明。 其余要求详见GJB/Z23-91《可靠性和维修性 工程报告编写一般要求》。
元器件计数法预计所需信息
a. 设备上所用元器件的种类及每类元器件的数量; 种类的划分是按GJB/Z299B上18大类元器件中 的小类。 b. 各种类元器件的质量等级及其质量系数。 c. 设备应用的环境类别。比如,设备是用在导弹发 射场合呢,还是用在背负、手提的环境,等等。
元器件计数法预计-计算步骤
• 先计算设备中的各种类型(按所采用的预 计手册分类)元器件的数目, • 不同质量等级的元器件数目 • 然后再乘上相应类型元器件在规定使用 环境下的通用失效率, • 最后把各类元器件的失效率累加起来, 即 可得到部件、系统的故障率, (参见例子 P9)
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