质量可靠性总体解决平台

② 机械条件：振动（包括变频振动）、冲击、线加速度、噪 声等。③ 生物条件：霉菌、昆虫、鼠类等。④ 电磁条件⑤ 核辐射条件：X射线、γ射线、中子、质子、电子等辐射。
• 上述这些条件并不一定为每一产品所经历，重要的是设计者 应明确产品实际所经历的是什么环境条件，以及产品的各组 件对什么环境最敏感。
• 设计者通过选取合理的设计方案和对各种耐环境设计技术-热设计、密封设计、减振设计、抗干扰设计和抗辐射设计技 术的应用，就能使产品增强对环境的适应能力。
1
• 可靠度？ • 用户要求？ • 产品翻修率？ • 客户满意度？ • 6 西格玛
电表保修10年？
R－可靠度，越大越好 T—任务时间，客户要求的时间 λ－失效率，越小越好
可靠性设计、可靠性预计、
FMEA 、FTA、FRACAS、因果树 、排列图、直方图。。。。。
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工具/技术
概念和立项 产品设计 工艺设计 小批试制 量产 运行维护
三包成本预测WAP
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快速质量标杆RQB
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质量虚拟分析VQA
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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潜在失效模式和后果分析
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FMEA
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设计验证试验优化DVO
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可靠性设计能力成熟度模 型DFR-CMM
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电磁兼容设计改进DIE
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安规设计改进DIS
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寿命增长技术RG
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• 红石火箭存在潜在通路 的简图如图7-1所示。
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【案例14-3】起重操控台电路的潜 在通路
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两个二态的CMOS门
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TSQ: 部分工具集/工具箱介绍
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（一） 三包成本预测
（Warranty Prediction）WAP
可靠性的定量设计
• 民品的思路： 硬盘是一年包换还是三 年包换？
中国有句老话为“三岁看一生”
赛宝的WAP技术希望能帮助企业通过设计阶段的试
验结果和其他相关信息，获得未来产品的售后表现。
电子组装工艺改进EAPI
内部实验室建设 I-Lab
售后质量数据系统QDW
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快速进货质量检测RIT
仪器综合管理系统IMS
高效筛选 MPS
以可靠性为中心的维修保 障平台RCM
备件预测与管理SSS
综合诊断
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量产
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运行维护
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(5) 重视和加强设计阶段的可靠性管理
• 为确保设计质量和产品的可靠性，在研究设计 中，必须贯彻和执行可靠性设计有关的技术标准 和规范、产品可靠性要求事项和可靠性工作计划 以及设计的可靠性审查程序等管理措施。
• 可靠性设计并不是要求设计人员不遵循以往为保
证产品性能指标有关的设计技术，而是要求在满
• 反之，制造工艺对设计也有一定的要求，如工艺过 程中的高温环境，设计时是否已作了考虑？这些方
面虽然设计者是熟悉的，但是否在设计的初期和方
案阶段就进行这种考虑确是容易被忽视的。
• 另外设计也应满足调试、检测及维护使用中的各种
要求。如设计是否提供了方便的测试点，更换和调
整的部位是否便于实施等。设计应综合考虑产品的
故障根本原因分析RCFA
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问题报告分析和纠正措施 系统FRACAS
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零部件优选控制PPL
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TSQ: 工具集/工具箱，包括但不限于这些
工具/技术
概念和立项 产品设计 工艺设计 小批试制
加速寿命试验ALT
静电防护体系EPS
潮敏防护体系MSDPS
• 产品的可靠性定量活动应贯穿于研制阶段的始终，切不可一 次“算总帐”。虽然产品研制出来之后，进行一次评定能得到 产品的可靠性数值，但这一设计可能不是一项合理的设计。
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TSQ
企业的 质量目标
翻修率？ 退货率？ 不良率？ 可靠性?
产品可靠 性的要求
产品可靠 性的可 靠性设 计和制 造
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下面哪一个完成了产品设计(电视）？
A. 画出图纸 B. 做出样机 C. 样机＋试验验证 D. 样机＋试验验证＋小试 E. 样机＋试验验证＋小试＋元器件规范
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可靠性设计的指导思想
• 在设计之初，必须全面对诸项设计要求和指 标进行充分的分析和论证，以求树立正确的 设计指导思想，而且不可顾此失彼。
足性能指标的同时，对各项技术的应用更加合
理，并把提高产品质量和可靠性的一些经验，以
标准和规定的形式固定下来，要求设计者必须遵
守。
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防盗门的设计－－可靠性设计的 重要
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开展产品的可靠性设计
为何可靠性设计是重要的？
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案例1 要求累积故障率的情况
• 一个产品的设计寿命为15年，要求15年内 其累积的故障率不超过10%
其MTBF为140年 其失效率为1/140=7.14×10-3/年＝7.15×10-7/h
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案例2 要求年维修率的指标分析
可靠性设计、可靠性预计、
FMEA 、FTA、FRACAS、因果树 、排列图、直方图。。。。。
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减小失效率就要 进行可靠性工程
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四、 TSQ: 工具集/工具箱
• 23个工具模块 • 贯穿产品的全寿命周期 • 可剪裁
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TSQ: 工具TS集Q/:工工具具箱集，/工现具有箱的，23个模块
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3 元器件的正确使用
一个大功率三极管使用的例子
• 该管额定功率 3W • 实际功率 2.4W • 环境温度 70℃
问：可否正常工作？
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应特别注意半导体器件的结温
• 半导体器件的结温 对于硅半导体器
件，结温 Tj=tA+150.ρ；
• 锗器件Tj=tA+100.ρ ，即结温与环境温 度tA 与负荷系数 ρ=Pm/Pjm有关，而 Pm为实际使用功率， Pjm 为25℃极限 结温之功率（称极限功率）。
减小失效率就要 进行可靠性工程
2
1. TSQ的认识
• TSQ: 质量可靠性整体解决方案
• 整体解决方案：
– 以客户的需求为中心，提供“一站式”服务。
– 整体解决方案
• 也称为“一站式服务”或“系统解决方案”
• 工作重点
– 质量可靠性
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2.TSQ特点
特点A. 软硬兼施
针对造成问题和故障的组织体系、流程，以整体提升 组织能力为方向，搭建企业质量可靠性平台
以问题为突破口，适当时，采取紧急“遏制”措施来减 缓问题影响
不以解决具体问题为主要目的，而是关注基础平台提 升（研发体系、制造体系、采购体系、检测体系等） 来整体提升组织能力
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降额
电 路
设计
降额等级（3）、参数、 系数、准则、标准
级 可
过电保护
干扰、浪涌、电应力瞬变
靠 性
耐环境设计 气候、机械、辐射、静电
设 计
容差设计 确定连接方式、类型与规格 选择良好的连接材料及工艺
装连
减少接触点、尽量并联冗余
可靠性
涂电润滑剂、避免磨损氧化
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1. 热设计
一个产品的设计寿命为15年，要求15年时 其每年的故障比例不超过1%
其MTBF为100年
其失效率为1/100=1×10-2/年＝1.14×10-6/h
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（二）可靠性设计能力成熟度 模型DFR-CMM
• 可靠性设计能力成熟度模型：评估和确定组织质 量可靠性设计能力水平，提供能力提升方向。
• 可靠性设计技术是产品设计的关键技术之一。其
具体包括产品的降额设计、容差和漂移设计、储
备（冗余）设计、简化设计、潜在分析、“三防”
设计、防雷、防浪涌、热设计、可靠安装、防闩
锁设计等设计技术，而这些设计技术的有效使用
将有利于企业提升产品质量可靠性水平，减少产
品售后故障。
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中国赛宝版【权案所例有，8-未3】经许变可压切器勿的复外制传接播线断
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3）设计应满足工艺制造和调试检测的相互要求
• 设计中，对影响产品可靠性的重要工艺，如电气连 接（接触、焊点等）、表面处理（金属化孔、电镀
等）、灌封和密封以及工艺筛选和高温老化等应有
规定。
芯片 导热条 (a)
芯片 插座 导热条
(b)
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2 潜在通路分析的案例
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历史上的潜在通路案例：
• 美国红石兵工厂研制的红石火箭，即使经过50次 以上成功发射以后，在1960年11月21日，一个装 有“水星号”座舱的红石火箭发射时，在发射命令给 出和发射器点火情况下，火箭由基座上上升几英寸 后发动机突然熄灭，火箭落回基座，“ 水星号”座 舱被弹出，一个失去控制易于爆炸的火箭位于发射 台之上，无人敢接近，达28小时之久，直到电池 耗尽和液态氧蒸发后才加以处理。
工艺性、维修性和可靠性，都要考虑调试、检测、
维护和使用中涉及的人与产品的关系。
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(4) 可靠性定量活动应贯彻产品的研究和设 计的始终
• 为保证产品设计时所考虑问题的全面性、诸项设计要求综合 的合理性和满足可靠性定量指标，须在产品设计过程中进行 一系列的可靠性定量活动；产品设计要求和分析的产品可靠 性的具体定义，可靠性指标的确定和分配，方案和设计阶段 的可靠性预计及可靠性论证等。
– 软技术（管理技术）与硬技术（检测试验技 术）的有机结合）
– TSQ不只是解决产品出现的具体问题，
• 同时关注企业基础管理来整体提升企业能力 • 如研发体系、制造体系、采购体系、检测体系等
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特点B. TSQ：从检测走向问题解决
以问题为突破口，追求管理和流程面向的未 来改进
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Tj = TC + P • RthJ −C
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防止半导体器件的热缺陷 （案例）
A 无过渡片热路径示意图
B 过渡片或陶瓷基片结构 的热路径示意图
中国赛宝实验室 李健鹏 15920880596@163.com
质量可靠性总体解决平台 TSQ的主要内容和作用
工业和信息化部电子第五研究所 中 国赛宝实验室
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一个电度表的故事
十年包换？ 能否达到？ 如何达到？ 如何更好？
－用可靠性工程来回答
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特点C. 以可靠性为中心
可靠性是什么？
可靠性是质量的时间指标 以可靠性为中心的质量观
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• 可靠度？ • 用户要求？ • 产品翻修率？ • 客户满意度？ • 6 西格玛
电表保修10年？
R = e −λt
R－可靠度，越大越好 T—任务时间，客户要求的时间 λ－失效率，越小越好
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系统级可靠性设计
压缩品种、简化结构、
简化设计
选用成熟度高产品 通用化、系列化、模块化
系
数字化、集成化、智能化
统
级
可
冗余设计
级别、重数、方式、开关
靠
性
设 计
功能降级 设计
功能降级、故障软化 功能替代、系统重组
功能均分
分布式结构、开放式平台
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电路级可靠性设计
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（1） 要充分估计现有的技术水平
• 这个问题应与研制周期一并考虑，在限定的时间 内，在现有的器材、线路和工艺水平下，研究出 超现代水平的全新技术是困难的。
• 新技术的采用可能有利于满足性能指标和其他设 计要求，但不可过于追求，必须充分估计在限定 的研制周期内可能达到的实际水平。
• 从可靠性、生产和使用的角度出发，应该尽量采 用成熟的、定型的、标准的原材料、元器件、电 路和工艺来完成设计。
【案例 8-2】固态硬盘笔记本
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（2） 准确掌握产品在运输、贮存及使用中所遇 到的环境和产品所处的状态
环境条件一般包括下述几个方面：
① 气候条件：温度、湿度、气压、盐雾及尘埃。