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）。

5.3可靠性模型
依据GJB813-1990《可靠性模型的建立与可靠性预计》中规定的程序和方法建立XXX产品名称的基本可靠性模型和任务可靠性模型。

对于基本可靠性模型，将组成XXX产品名称各板卡/模块间的可靠性视为串联关系；对于任务可靠性模型，要考虑实际工作中的串并联和冗余关系。

以下为XXX产品名称的基本可靠性和任务可靠性建模过程。

5.3.1整机基本可靠性模型
XXX产品名称的基本可靠性模型为串联模型，依据GJB 813-1990，可靠性数学模型如下（公式1）：
λ
基本=λ
主板
++……+λ
电源
+λ
电源
公式中：
λ基本：XXX 产品名称失效率； λ主板：主板失效率；
：卡1失效率； ……
λ电源：电源失效率。

XXX 产品名称的基本可靠性框图如图1：
图1 XXX 产品名称基本可靠性框图
5.3.2
整机任务可靠性模型
XXX 产品名称的电源是双备份冗余工作，其他模块任何一个故障，系统就会失效。

故XXX 产品名称的任务可靠性数学模型为（公式2）：
S λ任务=λ主板+
+……+λ电源+λ电源/(1+1/2)
公式中：
S λ任务：XXX 产品名称失效率；
λ主板：主板失效率；
：卡1失效率； ……
λ电源：电源失效率。

XXX 产品名称的任务可靠性框图如图2：
主板
卡1
……
…… …… 电源
电源
主板
卡1
……
……
……
电源
电源
图2 XXX 产品名称任务可靠性框图
5.3.3
板卡/模块的可靠性模型
通过对各板卡电路功能原理分析可知，各板卡中的元器件的可靠性关系为串联关系，即任何一个元器件的失效都会导致该板卡故障。

因此，板卡中各元器件之间的可靠性关系为串联关系，板卡失效率为板块中所由元器件失效率之和。

同时，板卡的基本可靠性模型与任务可靠性模型相同。

如果某板卡中的元器件数量为n ，用λ1λ2……λn 表示第1~n 个元器件的工作失效率，则该板卡的可靠性框图和数学模型为：
图3 板卡可靠性框图
板卡的可靠性数学模型为（公式3）：
4n
λλλλλλ=++++123板卡……+
5.3.4
元器件失效率预计
用于预计元器件可靠性的相关信息分为两大类：
a ）元器件基本信息：包括质量等级、类型和参数及工艺特性信息：此类信息参考元器件使用规格说明书；
b ）元器件实际使用信息：包括工作温度、工作电应力等，来自于主板电路设计，和实际加电工作中的测量数据。

利用上述两类信息，查GJB/Z 299C 即可得到所有元器件的失效率值。

6 可靠性预计结果 6.1 元器件失效率预计
利用5.3.4节的方法获取各板卡中元器件的相关信息，并通过查询GJB/Z 299C ，获取得到所有元器件的失效率值，预计过程详见附表2。

6.2 板卡可靠性预计
在元器件失效率预计结果的基础上，结合公式3，计算得到各板卡的失效率值。

具体如下表所示：
表1XXX 产品名称板卡可靠性预计结果
序号
模块 数量 λ值（10－6/ h ）
备注 1 主板 1 24.9703 2 显卡 1 13.5147 3 …… …… ……
4
电源模块
2
11.27092
单个电源失效率
6.3 XXX 产品名称整机可靠性预计
利用表1中预计得到的各板卡失效率值，结合公式1和公式2，计算得到XXX
产品名称整机的基本可靠性和任务可靠性。

a ） 基本可靠性：
λ基本=λ主板+
+……+λ电源+λ电源
λ基本=XX.XXXXX x10
-6
/h
MTBF=XXXXX h b ）任务可靠性：
S λ任务=λ主板+
+……+λ电源+λ电源/(1+1/2)
S λ任务= XX.XXXXX x10-6/h
MTBF=XXXXX h
因此，XXX 产品名称的基本可靠性和任务可靠性均满足技术协议提出的XXXXX 小时的MTBF 目标值要求。

7产品的薄弱环节分析及结论
从分析过程和预计结果看，影响和制约XXX产品名称可靠性水平的短板在于XXX、XXX等器件的可靠性等级不高。

虽然目前的设计方案满足满足技术协议有关可靠性的要求，但考虑到设计余量，建议采用器件二次筛选的控制手段，提高整机的使用可靠性。

设计鉴定后，应在不改变功能、性能的基础上，重点考虑XXX、XXX 的选型等环节，以提高整机的基本可靠性水平，达到可靠性目标值（生产鉴定）。

附表1 元器件清单
附表2 预计模型信息
附表2-1 主板失效率预计
附表2-2 显卡失效率预计
附表2-3 时统卡失效率预计
附表2-4 网卡失效率预计
附表2-5 电源失效率预计
附表2-6 背板失效率预计。