可靠性工程師考試資料

一、可靠性概論1.1可靠性工程的發(fā)展及其重要性1、可靠性工程起源與第二次世界大戰(zhàn)（日本，齊藤善三郎）。20世紀(jì)60年代是可靠性全面發(fā)展的階段，20世紀(jì)70年代是可靠性發(fā)展步入成熟的階段，20世界80年代是可靠性工程向更深更廣的方向發(fā)展。2、1950年12月，美國成立了“電子設(shè)備可靠性專門委員會(huì)”，1952年8月，組成“電子設(shè)備可靠性咨詢組（AGREE），1957年6月發(fā)表《軍用電子設(shè)備可靠性》，標(biāo)志著可靠性已經(jīng)成為一門獨(dú)立的學(xué)科，是可靠性發(fā)展的重要里程碑。3、可靠性工作的重要性和緊迫性：①武器裝備的可靠性是發(fā)揮作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵，民用產(chǎn)品的可靠性是用戶滿意的關(guān)鍵②成為參與國際競爭的關(guān)鍵因素③是影響企業(yè)盈利的關(guān)鍵④是影響企業(yè)創(chuàng)建品牌的關(guān)鍵⑤是實(shí)現(xiàn)由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的必由之路。4、可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品是指一旦發(fā)生故障會(huì)嚴(yán)重影響安全性、可用性、任務(wù)成功及壽命周期費(fèi)用的產(chǎn)品、價(jià)格昂貴的產(chǎn)品。1.2可靠性定義及分類1、產(chǎn)品可靠性指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。概率度量成為可靠度。2、壽命剖面是指產(chǎn)品從制造到壽命終結(jié)或退出使用這段時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的時(shí)序描述，包含一個(gè)或幾個(gè)任務(wù)剖面。任務(wù)剖面是指產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)這段時(shí)間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時(shí)序描述。3、產(chǎn)品可靠性可分為固有和使用可靠性，固有可靠性水平肯定比使用可靠性水平高。產(chǎn)品可靠性也可分為基本可靠性和任務(wù)可靠性?；究煽啃允钱a(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)無故障工作的能力，它反映產(chǎn)品對維修資源的要求。任務(wù)可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。同一產(chǎn)品的基本可靠性水平肯定比任務(wù)可靠性水平要低。1.3故障及其分類1、故障模式是指故障的表現(xiàn)形式，如短路、開路、斷裂等。故障機(jī)理是指引起故障的物理、化學(xué)或生物的過程。故障原因是指引起故障的設(shè)計(jì)、制造、使用和維修等有關(guān)的原因。2、非關(guān)聯(lián)故障是指已經(jīng)證實(shí)未按規(guī)定的條件使用而引起的故障，或已經(jīng)證實(shí)僅屬某項(xiàng)將不采用的設(shè)計(jì)所引起的故障，關(guān)聯(lián)故障才能作為評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的故障數(shù)。1.4可靠性常用度量參數(shù)1、故障率入（t）是工作到某時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。單位為10-9/h,稱為菲特。2、故障率是故障的一個(gè)相對率，與樣本量無關(guān)。3、MTTF平均失效前時(shí)間，描述不可修復(fù)產(chǎn)品。在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品壽命單位總數(shù)與失效產(chǎn)品總數(shù)之比。4、MTBF平均故障間隔時(shí)間，描述可修復(fù)產(chǎn)品°MTBF=1/入（指數(shù)分布）入故障率為常數(shù)。5、故障服從指數(shù)分布，故障率為常數(shù)入，此時(shí)可靠度為R（t）=2t）1.5產(chǎn)品故障率盆浴曲線1、早期故障期：主要是設(shè)計(jì)與制造中的缺陷導(dǎo)致；偶然故障期：有偶然因素引起;耗損故障期：由老化、疲勞、磨損、腐蝕等耗損性因素引起。2、安全性分析方法：危險(xiǎn)源檢查單法；工程經(jīng)驗(yàn)法；其他分析方法（失效模式影響及危害性分析、失效樹分析、事件樹分析、報(bào)警時(shí)間分析、警示與報(bào)警分析等）二、可靠性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1、樣本標(biāo)準(zhǔn)差可用于描述隨機(jī)變量樣本數(shù)據(jù)的離散性的統(tǒng)計(jì)量2、樣本均值、樣本中位數(shù)、樣本眾數(shù)可以用于描述隨機(jī)變量樣本數(shù)據(jù)的中心特征的統(tǒng)計(jì)量3、樣本均值屬于樣本矩。2.1可靠性工程中常用的概率分布1、離散型隨機(jī)變量分布：二項(xiàng)分布、泊松分布。連續(xù)型隨機(jī)變量分布：指數(shù)、正太、對數(shù)正態(tài)、威布爾分布。2、指數(shù)分布：f（x）=Ae八（-入x），F(xiàn)（x）=1-e八（-入x）指數(shù)分布的均值U=1/入，方差。八2=1/入-2指數(shù)分布的性質(zhì)：失效率入等于常數(shù)；平均壽命。與失效率互為倒數(shù)；指數(shù)分布“無記憶性”。3、正態(tài)分布具有對稱性，計(jì)為N（u，。-2），u決定正態(tài)分布曲線的位置，代表分布的中心傾向，。-2決定正態(tài)分布曲線的形狀，表示分布的離散程度。4、威布爾分布既包括故障率為常數(shù)的模型，也包括故障率隨時(shí)間變化的遞減（早期故障）和遞增（耗損故障）模型。2.2參數(shù)估計(jì)1、點(diǎn)估計(jì)的解析法：矩法只適用于完全樣本；最好線性無偏估計(jì)和不變估計(jì)只適用于定數(shù)截尾情況；極大似然法和最小二乘法適用于所有情況，極大似然法是精度最好的方法。2、極大似然估計(jì)利用總體分布函數(shù)表達(dá)式及樣本數(shù)據(jù)來建立似然函數(shù)。具有一致性、有效性和漸近無偏性等。3、置信區(qū)間表示計(jì)算估計(jì)的精確程度，置信度表示估計(jì)結(jié)果的可信性。三、可靠性設(shè)計(jì)與分析3.1可靠性建模、分配與預(yù)計(jì)1、可靠性模型包括可靠性框圖及其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；可靠性模型分為基本可靠性模型（用于計(jì)算故障率或平均故障間隔時(shí)間，串聯(lián)模型）和任務(wù)可靠性模型。2、建立可靠性模型的目的：①明確各單元之間的可靠性邏輯關(guān)系及其數(shù)學(xué)模型②利用模型進(jìn)行可靠性定量分配和預(yù)計(jì)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，以改進(jìn)設(shè)計(jì)③對不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，為設(shè)計(jì)決策提供依據(jù)。3、可靠性建模主要步驟：明確產(chǎn)品定義、繪制可靠性框圖、建立數(shù)學(xué)模型。4、非貯備模型：串聯(lián)模型；工作貯備模型：并聯(lián)模型（最簡單）、表決模型、橋聯(lián)模型；非工作貯備模型：旁聯(lián)模型。5、串聯(lián)系統(tǒng)的失效率，指數(shù)分布時(shí)，相加。6、采用并聯(lián)模型，提高了產(chǎn)品的任務(wù)可靠性，而基本可靠性降低，同時(shí)增加了產(chǎn)品的重量、體積等。7、可靠性分配是一個(gè)由整體到局部、由上到下的分解過程。分配方法有評(píng)分分配法、比例組合法、AGREE法、均等分配法。8、評(píng)分分配法考慮因素：復(fù)雜度、技術(shù)成熟度、重要度、工作時(shí)間和環(huán)境條件。9、可靠性分配目的：①明確各單元的可靠性定量要求②發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)③對不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，為設(shè)計(jì)決策提供依據(jù)④作為可靠性試驗(yàn)與評(píng)估的依據(jù)之一。10、可靠性預(yù)計(jì)是一個(gè)由局部到整體、由下到上的過程。預(yù)計(jì)方法：評(píng)分預(yù)計(jì)法、元器件計(jì)數(shù)法（初步設(shè)計(jì)階段）、應(yīng)力分析法（詳細(xì)設(shè)計(jì)階段）和相似產(chǎn)品法。11、評(píng)分預(yù)計(jì)法考慮因素：復(fù)雜度、技術(shù)成熟度、工作時(shí)間比率、環(huán)境嚴(yán)酷度。12、應(yīng)力分析法需要數(shù)據(jù)：元器件種類、數(shù)量、質(zhì)量等級(jí)、工作環(huán)境、使用應(yīng)力。13、可靠性預(yù)計(jì)目的①將預(yù)計(jì)結(jié)果與要求的可靠性指標(biāo)相比較，是否能夠達(dá)到客戶要求②在方案階段，通過對不同方案預(yù)計(jì)值的比較，選擇優(yōu)化方案③在研制階段，通過預(yù)計(jì)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，以便加以改進(jìn)④為可靠性增長試驗(yàn)、驗(yàn)證試驗(yàn)及費(fèi)用核算等提供數(shù)據(jù)⑤通過預(yù)計(jì)為可靠性分配提供對照依據(jù)。3.2故障模式、影響及危害性分析（FMECA）1、故障影響分為局部影響、高一層次影響、最終影響。2、嚴(yán)酷度是根據(jù)產(chǎn)品每一個(gè)故障模式的最終影響的嚴(yán)重程度確定的。（I災(zāi)難的、II致命的、III中等的、IV輕度的）3、繪制危害性矩陣圖的方法：橫坐標(biāo)一般按等距離標(biāo)示嚴(yán)酷度類別，縱坐標(biāo)為產(chǎn)品危害度或故障模式危害度或故障模式概率等級(jí)。4、CA分析方法有評(píng)分排序法和危害性矩陣方法（定量、定性分析方法）5、過程FMECA簡稱PFMECA，針對生產(chǎn)過程中每個(gè)工藝步驟可能發(fā)生的故障模式、原因及其對產(chǎn)品造成的影響進(jìn)行分析。工藝故障模式是指不能滿足產(chǎn)品加工、裝配過程要求和/或設(shè)計(jì)意圖的工藝缺陷。在PFMECA中，一般不考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的缺陷。工藝故障影響程度：災(zāi)難的、嚴(yán)重的、中等的、輕度的。6、風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)（RPN）是工藝模式的嚴(yán)酷度等級(jí)、發(fā)生概率等級(jí)和被檢測難度等級(jí)的乘積。3.3故障樹分析（FTA）1、FMECA是采用自下而上的邏輯歸納法，從最基本的零部件故障分析到最終產(chǎn)品故障，從故障的原因分析到故障的后果；FTA是采用自上而下的邏輯演繹法，從最終的故障分析到基本零部件的故障，從故障的后果分析到故障的原因。2、FTA的主要目的：幫助判明潛在的故障模式和災(zāi)難性危險(xiǎn)因素，發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，以便采取改進(jìn)設(shè)計(jì)；幫助診斷故障，改進(jìn)使用維修方案。3、有?為與門，僅當(dāng)所有事件發(fā)生時(shí)，輸出事件才發(fā)生。有+為或門，至少一個(gè)輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出事件就發(fā)生。4、建立故障樹的方法：演繹法、計(jì)算機(jī)輔助建樹的合成法或決策表法。建立故障樹的規(guī)則：①明確建樹的邊界條件，確定簡化系統(tǒng)圖②故障時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格定義③從上向下逐級(jí)建樹④建樹時(shí)不允許門-門直接相連⑤用直接事件逐步取代間接事件⑥處理共因事件和互斥事件。5、割集的含義：故障樹中一些底事件的集合，當(dāng)這些底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生。最小割集的含義：將割集中所含的底事件任意去掉一個(gè)就不再成為割集。6、求最小割集的方法：下行法和上行法。下行法：與門只增加割集的階數(shù)；或門只增加割集的個(gè)數(shù)，不增加割集的階數(shù)。7、最小割集的定性比較：階數(shù)越小的最小割集越重要；在低階最小割集中出現(xiàn)的底事件比高階最小割集中的底事件重要；在最小割集階數(shù)相同的條件下，在不同最小割集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)越多的底事件越重要。3.4可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的制定與實(shí)施1、通用可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：簡化設(shè)計(jì)；冗余設(shè)計(jì)；熱設(shè)計(jì)；環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)（防潮濕設(shè)計(jì)、防鹽霧腐蝕設(shè)計(jì)、防霉菌設(shè)計(jì)、耐沖擊、振動(dòng)和噪音設(shè)計(jì)；耐沖擊、振動(dòng)的安裝設(shè)計(jì)；原材料、零部件和元器件選用；包裝、貯存、裝卸與運(yùn)輸設(shè)計(jì)；電磁兼容設(shè)計(jì)）3.5電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)與分析1、電子產(chǎn)品可靠性技術(shù)方法：元器件的選用與控制、降額設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品容差分析、潛在電路分析等。2、元器件選用原則：①等級(jí)滿足開發(fā)產(chǎn)品的要求②選擇成熟的、質(zhì)量穩(wěn)定的、有質(zhì)量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)元器件③選擇有發(fā)展前途的元器件，盡量減少或不選擇限制使用的元器件④不允許選擇已經(jīng)淘汰的或國外已經(jīng)停產(chǎn)的貨將要停產(chǎn)的元器件。3、降額設(shè)計(jì)：是指通過有目的的設(shè)計(jì)使元器件或設(shè)備工作時(shí)所承受的工作應(yīng)力低于元器件或設(shè)備規(guī)定的額定值，從而達(dá)到降低元器件或設(shè)備的故障率，并提高電子產(chǎn)品工作可靠性的目的。過度降額會(huì)使效益下降，產(chǎn)品的體積、重量和成本都會(huì)增加。4、降額設(shè)計(jì)：降額因子是指元器件實(shí)際工作應(yīng)力與額定應(yīng)力之比。降額參數(shù)是指影響元器件失效率的有關(guān)性能參數(shù)及環(huán)境應(yīng)力參數(shù)。5、降額等級(jí)確定因素：可靠性、維修性、安全性、尺寸、重量及壽命期內(nèi)的維修費(fèi)用。6、熱設(shè)計(jì)：控制電子產(chǎn)品內(nèi)部的所有電子元器件的溫度使其在產(chǎn)品所處的工作環(huán)境條件下不超過規(guī)定的最高允許溫度，從而保證電子產(chǎn)品正常、可靠地工作。7、電子產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)相關(guān)的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)有：GJB450A-2004《裝備可靠性工作通用要求》、GJB/Z27-1992《電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計(jì)手冊》、GJB/Z299B-1998《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊》。8、熱設(shè)計(jì)的基本原則：①通過控制散熱量的大小來控制溫度上升②選擇合理的熱傳遞方式③盡量減小各種熱阻，控制元器件的溫度④采用的冷卻系統(tǒng)應(yīng)簡單經(jīng)濟(jì)，并適應(yīng)電子產(chǎn)品所在的環(huán)境條件的要求⑤應(yīng)考慮尺寸和重量、耗熱量、經(jīng)濟(jì)性、與失效率對應(yīng)的元器件最高允許溫度、電路布局、產(chǎn)品的復(fù)雜程度等因素⑥應(yīng)與電氣及機(jī)械設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行⑦不得有損于產(chǎn)品的電性能⑧最佳熱設(shè)計(jì)與最佳電路設(shè)計(jì)有矛盾時(shí)，應(yīng)采用折中的解決方法⑨應(yīng)盡量減少熱設(shè)計(jì)中的誤差。9、熱設(shè)計(jì)目標(biāo)一般為產(chǎn)品內(nèi)部元器件允許的最高溫度，根據(jù)熱設(shè)計(jì)目標(biāo)及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、體積、重量進(jìn)行，主要的熱設(shè)計(jì)方法包括冷卻方法的選擇、元器件的安裝與布局、印制電路板散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和機(jī)箱散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。10、熱設(shè)計(jì)目標(biāo)的確定：通常根據(jù)產(chǎn)品的可靠性與工作的環(huán)境條件來確定；工程上，通常采用元器件經(jīng)降額設(shè)計(jì)后允許的最高溫度值作為熱設(shè)計(jì)目標(biāo)；根據(jù)元器件失效率與工作溫度之間的關(guān)系，將允許的最高工作溫度作為熱設(shè)計(jì)的目標(biāo)。11、電子產(chǎn)品常用冷卻方法：自然冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫液體冷卻和蒸發(fā)冷卻。12、容差分析方法：最壞情況分析法、仿真、階矩法。13、容差分析技術(shù)是一種預(yù)測電路性能參數(shù)穩(wěn)定性的方法。電路性能參數(shù)發(fā)生變化的主要表現(xiàn)有性能不穩(wěn)定、參數(shù)發(fā)生偏移（漂移）、退化。電路容差分析一般在研制階段的中后期開展。14、潛在電路是設(shè)計(jì)者無意中設(shè)計(jì)進(jìn)系統(tǒng)的，屬于非失效相關(guān)的設(shè)計(jì)問題。潛在電路包括潛在路徑、潛在時(shí)序、潛在指示、潛在標(biāo)志。3.6機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)與分析1、機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)方法分為定性設(shè)計(jì)方法和定量設(shè)計(jì)方法，機(jī)械可靠性定量設(shè)計(jì)的主要方法是概率設(shè)計(jì)法（以應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型和功能失效極限狀態(tài)函數(shù)理論為基礎(chǔ)，將與設(shè)計(jì)有關(guān)的載荷、強(qiáng)度、尺寸、壽命等都視為服從一定分布的隨機(jī)變量，掌握它們的分布規(guī)律并利用概率方法計(jì)算出給定設(shè)計(jì)條件下產(chǎn)品的失效概率和可靠度，以保證所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品符合給定的可靠性要求）。2、機(jī)械產(chǎn)品的可靠性度量參數(shù)：可靠度、壽命和可靠壽命、平均故障間隔時(shí)間/里程。3、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)?？紤]的隨機(jī)因素：幾何尺寸、材料性能、載荷。4、應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型：應(yīng)力是引起產(chǎn)品失效的各種因素的統(tǒng)稱，強(qiáng)度是產(chǎn)品抵抗失效發(fā)生的各種因素的統(tǒng)稱。應(yīng)力包括載荷（力、力矩、轉(zhuǎn)矩等）、位移、應(yīng)變、溫度、磨損量、電流、電壓等。應(yīng)力和強(qiáng)度都是服從一定分布的隨機(jī)變量。應(yīng)力小于強(qiáng)度，不發(fā)生失效;應(yīng)力大于強(qiáng)度，發(fā)生失效。四、可靠性試驗(yàn)1、可靠性試驗(yàn)的目的和作用：發(fā)現(xiàn)各種缺陷和故障；確認(rèn)產(chǎn)品是否符合可靠性要求；為評(píng)估和改進(jìn)產(chǎn)品可靠性提供信息。2、工程試驗(yàn)的目的是暴露產(chǎn)品各方面存在的缺陷、薄弱環(huán)節(jié)和故障，為提高產(chǎn)品可靠性提供信息。統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證產(chǎn)品是否達(dá)到了規(guī)定的可靠性或壽命要求。3、工程試驗(yàn)包含環(huán)境應(yīng)力篩選、可靠性研制試驗(yàn)、可靠性增長試驗(yàn)；統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)包含可靠性鑒定試驗(yàn)、可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)。4、各種試驗(yàn)適用時(shí)機(jī)：環(huán)境應(yīng)力篩選-產(chǎn)品的研發(fā)階段、生產(chǎn)階段；可靠性研制試驗(yàn)-產(chǎn)品研發(fā)階段的早期和中期；可靠性增長試驗(yàn)-產(chǎn)品的研發(fā)階段中期，產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)大部分已經(jīng)確定；可靠性鑒定試驗(yàn)-產(chǎn)品設(shè)計(jì)確認(rèn)階段，產(chǎn)品通過環(huán)境應(yīng)力篩選、環(huán)境鑒定試驗(yàn)之后，產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)固話；可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)階段；壽命試驗(yàn)-產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型階段。產(chǎn)品通過環(huán)境鑒定試驗(yàn)之后，產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)固化。4.1環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）1、ESS是通過向電子產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力，將其內(nèi)部的潛在缺陷激發(fā)成為故障，并通過檢測發(fā)現(xiàn)和排除的過程，是一種工藝手段，也是一種試驗(yàn)。2、ESS目的是發(fā)現(xiàn)和排除不良元器件、制造工藝和其他原因引入的缺陷所造成的早期故障。3、環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)在元器件、組件、部件等產(chǎn)品層次上100%進(jìn)行。4、ESS的條件：能夠很快析出潛在缺陷，包括暴露設(shè)計(jì)缺陷；不會(huì)誘發(fā)附加的故障，消耗受篩產(chǎn)品的壽命。5、ESS應(yīng)力類型：溫度應(yīng)力：恒定高溫、溫度循環(huán)（慢、快速溫變）、溫度沖擊；振動(dòng)應(yīng)力：掃頻正弦、隨機(jī)振動(dòng)。6、ESS溫度循環(huán)：包括慢速溫變和快速溫變；對篩選效果最有影響的是溫度變化范圍、溫度變化速率以及循環(huán)次數(shù)；循環(huán)次數(shù)的增加能夠累計(jì)激發(fā)效應(yīng)；提高溫度變化范圍和變化速率能加強(qiáng)產(chǎn)品的熱脹冷縮程度。7、ESS溫度循環(huán)激發(fā)的故障模式：涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴(kuò)大；聯(lián)結(jié)不好的接頭松弛；螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^松弛；機(jī)械張力不足的壓配接頭松弛；質(zhì)量差的釬焊接觸電阻加大或造成開路；粒子污染；密封失效。8、ESS隨機(jī)振動(dòng)：產(chǎn)品在不同的頻率上同時(shí)受到應(yīng)力，使產(chǎn)品的許多共振點(diǎn)同時(shí)受到激勵(lì)；篩選所需持續(xù)時(shí)間大大縮短，其持續(xù)時(shí)間可以減少到掃頻正弦振動(dòng)時(shí)間的1/3?1/5；一般在15?30分鐘內(nèi)均能產(chǎn)生較好效果；過分延長振動(dòng)時(shí)間，篩選效果不明顯，且可能帶來損傷。9、應(yīng)力篩選效果比較：溫度循環(huán)〉隨機(jī)振動(dòng)〉恒定溫度〉電應(yīng)力〉溫度沖擊〉定頻掃頻〉低溫。10、常規(guī)篩選實(shí)施過程一般包括試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作、初始性能檢測、尋找和排除故障（先隨機(jī)振動(dòng)后溫度循環(huán)）及無故障檢驗(yàn)（先溫度循環(huán)后隨機(jī)振動(dòng)）、最終性能檢測四個(gè)階段。4.2可靠性研制實(shí)驗(yàn)（TAAF）1、可靠性研制實(shí)驗(yàn)通過對受試產(chǎn)品施加應(yīng)力，將產(chǎn)品中存在的材料、元器件、設(shè)計(jì)和工藝缺陷激發(fā)成為故障，進(jìn)行故障分析定位后采取糾正措施加以排除的過程。即TAAF過程。2、可靠性研制實(shí)驗(yàn)分類：可靠性增長摸底實(shí)驗(yàn)（或摸底實(shí)驗(yàn)）、可靠性強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)（RET）或高加速壽命實(shí)驗(yàn)（HALT）。3、可靠性強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)應(yīng)力施加順序：試驗(yàn)破壞性應(yīng)力由弱到強(qiáng)，先低溫后高溫；先溫度后振動(dòng)；先單應(yīng)力后綜合應(yīng)力。4、可靠性增長摸底試驗(yàn)剖面：模擬產(chǎn)品實(shí)際的使用條件制定試驗(yàn)剖面，包括環(huán)境條件、工作條件和使用維護(hù)條件。試驗(yàn)在產(chǎn)品研發(fā)階段，沒有很多實(shí)測數(shù)據(jù)；按GJB899《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》確定試驗(yàn)剖面。5、可靠性強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力有：低溫、高溫、快速溫變循環(huán)、振動(dòng)、濕度以及綜合環(huán)境，還可以施加產(chǎn)品規(guī)定的其他應(yīng)力，如電應(yīng)力、沖擊力等。6、高/低溫步進(jìn)應(yīng)力施加方法：起始溫度一般在室溫貨某一接近室溫的條件下開始；每步保持時(shí)間包括產(chǎn)品完全熱/冷透的時(shí)間和產(chǎn)品檢測所需時(shí)間，通常在10~20分鐘；步長通常為10°C，某些時(shí)候可以增加到20或減小到5,一般在極限后，調(diào)整為5。7、快速溫變循環(huán)應(yīng)力施加方法：上下限溫度不超過破壞極限的80或采用低溫工作極限加5為上限，高溫減5為下限；溫變率一般在15?60C/min之間；上下限溫度保持時(shí)間為10~20分鐘；溫度循環(huán)次數(shù)不超過6次。8、振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力施加方法：全軸臺(tái)振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的初始值為3?5Grms,電動(dòng)臺(tái)振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的初始值為1?2Grms；振動(dòng)穩(wěn)定后駐留時(shí)間一般為5~10分鐘；全軸臺(tái)振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力步長一般為3?5Grms,一般不超過10Grms，電動(dòng)臺(tái)振動(dòng)步進(jìn)應(yīng)力一般為2?3Grms，一般不超過5Grms。4.3可靠性增長實(shí)驗(yàn)（RGT）1、RGT的對象選擇原則：重要度較高、較為復(fù)雜、新研發(fā)、缺乏繼承性的產(chǎn)品；在研發(fā)試驗(yàn)和系統(tǒng)綜合試驗(yàn)、現(xiàn)場使用中問題較多的產(chǎn)品；對產(chǎn)品可靠性指標(biāo)影響較大的單元。2、可靠性增長試驗(yàn)剖面一般應(yīng)與該產(chǎn)品的可靠性鑒定試驗(yàn)剖面一致。3、RGT計(jì)劃增長曲線為可靠性跟蹤提供基線，作為監(jiān)控試驗(yàn)的依據(jù)。含有5個(gè)參數(shù)：可靠性增長的目標(biāo)；達(dá)到目標(biāo)的總累積試驗(yàn)時(shí)間；可靠性增長的初始水平；起始試驗(yàn)時(shí)間；可靠性增長率。4、RGT的總試驗(yàn)時(shí)間一般為增長目標(biāo)值的5~25倍。5、RGT增長模型：是一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式，描述了產(chǎn)品在可靠性增長過程中差評(píng)可靠性增長的規(guī)律或總趨勢，普遍使用的杜安模型，有時(shí)可用AMSAA模型作為補(bǔ)充。6、杜安模型是確定性模型，即工程模型，而不是數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型。杜安模型的前提是：產(chǎn)品在可靠性增長過程中，逐步糾正故障，因而產(chǎn)品可靠性是逐步提高的，不允許有多個(gè)故障集中改進(jìn)而使產(chǎn)品可靠性有突然的較大幅度提高。杜安模型通常采用圖解的方法分析可靠性增長的規(guī)律?？梢缘玫娇煽啃渣c(diǎn)估計(jì)值。7、AMSAA模型是利用非齊次泊松過程建立的可靠性增長模型?？捎糜趬勖彤a(chǎn)品，也可用在每個(gè)試驗(yàn)階段內(nèi)試驗(yàn)次數(shù)相當(dāng)多且可靠性相當(dāng)高的一次使用。該模型僅能用于一個(gè)試驗(yàn)階段，不能跨階段對可靠性進(jìn)行跟蹤。8、RGT模型比較分析：杜安模型和AMSAA模型互為補(bǔ)充；杜安模型最為直觀、簡單明了，對增長趨勢一目了然；一次擬合優(yōu)度檢驗(yàn)可能會(huì)拒絕AMSAA模型，且無法給出拒絕理由，但杜安曲線卻可能指出拒絕原因；用AMSSA模型進(jìn)行可靠性估計(jì)比杜安模型好。4.4可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)1、可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)屬于驗(yàn)證試驗(yàn)，也都是統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)2、統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案：指數(shù)分布試驗(yàn)方案（定數(shù)、定時(shí)、序貫）和二項(xiàng)分布試驗(yàn)方案（定數(shù)、序貫）及其他（威布爾分布）。3、定時(shí)截尾試驗(yàn)方案是目前使用最多的試驗(yàn)方案；序貫截尾實(shí)驗(yàn)方案是目前使用最少的試驗(yàn)方案。4、鑒別比d是MTBF的檢驗(yàn)上限與MTBF的檢驗(yàn)下限的比值。鑒別比越大，試驗(yàn)做出判決就越快。5、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)前應(yīng)具備的條件：受試產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)為設(shè)計(jì)定型狀態(tài)；產(chǎn)品可靠性預(yù)計(jì)結(jié)果應(yīng)大于合同或任務(wù)書中要求的成熟期規(guī)定值；試驗(yàn)前應(yīng)對受試產(chǎn)品進(jìn)行FMECA，以確定設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，識(shí)別所有可能發(fā)生的故障模式；受試產(chǎn)品已經(jīng)通過環(huán)境應(yīng)力篩選；與受試產(chǎn)品同批的產(chǎn)品已經(jīng)通過環(huán)境鑒定試驗(yàn)。6、可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)期間出現(xiàn)的所有故障分為關(guān)聯(lián)故障和非關(guān)聯(lián)故障，關(guān)聯(lián)故障可進(jìn)一步分為責(zé)任故障和非責(zé)任故障。只有責(zé)任故障才能作為判定受試產(chǎn)品合格與否的依據(jù)。4.5壽命試驗(yàn)1、目的：一是發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中可能過早發(fā)生耗損的零部件，以確定影響產(chǎn)品壽命的根本原因和可能采取的糾正措施；二是驗(yàn)證產(chǎn)品在規(guī)定條件下的使用壽命、貯存壽命是否達(dá)到規(guī)定的要求。2、正常應(yīng)力壽命試驗(yàn)是在正常環(huán)境條件下施加負(fù)荷，模擬工作狀態(tài)的試驗(yàn)，目的是驗(yàn)證產(chǎn)品使用壽命或首翻指標(biāo)。試驗(yàn)條件包括產(chǎn)品的環(huán)境條件、工作條件和維護(hù)條件。3、壽命試驗(yàn)時(shí)間：在受試產(chǎn)品沒有出現(xiàn)故障的情況下，試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)品的最長工作時(shí)間應(yīng)是規(guī)定壽命值的1.5倍；如果試驗(yàn)時(shí)間較長，可采用序貫截尾方法縮短試驗(yàn)時(shí)間。對于測定試驗(yàn)，要持續(xù)到超過要求的壽命值，或出現(xiàn)耗損故障，或到可以估計(jì)產(chǎn)品壽命趨勢時(shí)終止；對于鑒定試驗(yàn)，要持續(xù)到要求的壽命時(shí)終止；對于驗(yàn)收試驗(yàn)，一般取產(chǎn)品的首翻期或等于規(guī)定的總壽命。4、故障判據(jù)：對于可修復(fù)的產(chǎn)品，凡發(fā)生在耗損期內(nèi)的并導(dǎo)致產(chǎn)品翻修的耗損性故障為關(guān)聯(lián)故障。對于不可修復(fù)產(chǎn)品，發(fā)生在耗損期內(nèi)的耗損性故障和偶然故障均為關(guān)聯(lián)故障。5、加速壽命試驗(yàn)采用加大應(yīng)力而又不改變失效機(jī)理的辦法，使產(chǎn)品的故障加速暴露。根據(jù)加速壽命試驗(yàn)結(jié)果，可以推測出正常使用狀態(tài)或降額使用狀態(tài)下的產(chǎn)品壽命。加速壽命試驗(yàn)分為恒定應(yīng)力、步進(jìn)應(yīng)力、序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)三種。6、加速壽命試驗(yàn)應(yīng)力：隨試驗(yàn)對象、試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌煌?；要選擇對失效機(jī)理起主要促進(jìn)作用的應(yīng)力，且要便于進(jìn)行人工控制。對于電子部件、非金屬材料通常選擇溫度作為加速變量。7、壽命加速系數(shù)：可求任何一級(jí)對另一級(jí)應(yīng)力的加速系數(shù)；可以求出某一應(yīng)力下未知的壽命。五、維修性、測試性與可用性5.1維修性基本概念1、維修性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法維修時(shí)，保持或恢復(fù)到規(guī)定功能的能力。2、維修種類：預(yù)防性維修（操作人員監(jiān)控、使用檢查、功能檢查、定時(shí)拆修）、修復(fù)性維修（故障識(shí)別、定位、隔離、整斷、修復(fù)、功能核查）。3、維修度是維修時(shí)間的遞增函數(shù)。4、維修時(shí)間分布：指數(shù)、對數(shù)正態(tài)、正態(tài)分布。指數(shù)分布表示維修率為常數(shù)。5、維修性的定性要求：良好的可達(dá)性；提高標(biāo)準(zhǔn)化和互換性程度；具有完善的防差錯(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)識(shí)；保證維修安全；良好的測試性；符合維修的人素工程要求。維修性的定量要求：平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）、最大修復(fù)時(shí)間、修復(fù)時(shí)間中值、預(yù)防性維修時(shí)間。6、維修性分配需要考慮的因素：產(chǎn)品的故障率、維修級(jí)別、維修類別、產(chǎn)品功能層次、維修活動(dòng)。維修性分配方法：按故障率分配法；利用相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)分配法；按故障率和設(shè)計(jì)特性的綜合加權(quán)分配法。7、故障率和平均修復(fù)時(shí)間是維修性分析中必須要考慮和優(yōu)化的兩個(gè)變量。8、修復(fù)性維修工作的確定采用FMECA，預(yù)防性維修工作的確定采用RCMA（以可靠性為中心的維修）9、維修性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：簡化設(shè)計(jì)；可達(dá)性設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模件化設(shè)計(jì)、防差錯(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)示、維修安全性設(shè)計(jì)、維修中人素工程設(shè)計(jì)、其他通用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。10、維修性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則制定的依據(jù)是維修方案、維修性要求、相似產(chǎn)品維修性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。11、維修策略：以可靠性為中心的維修（隨壞隨修、定期維修、已可靠性為中心的維修）、全員生產(chǎn)維修（TPM）。12、維修性試驗(yàn)一般一次性抽樣選擇的樣本量要求在30個(gè)以上。13、維修性試驗(yàn)與評(píng)定包括：維修性核查、維修性驗(yàn)證、維修性評(píng)價(jià)。5.2測試性基本概念1、測試性好的產(chǎn)品主要表現(xiàn)：自檢功能強(qiáng)、檢查測試方便、便于使用外部測試設(shè)備進(jìn)行檢查測試。2、測試性的定性要求：合理劃分產(chǎn)品的單元、合理設(shè)置測試點(diǎn)、合理選擇測試的方式和方法、兼容性。測試性的定量要求：故障檢測率、故障隔離率、虛警率3、動(dòng)態(tài)測試更能真實(shí)全面的考察產(chǎn)品的性能狀態(tài)。4、測試設(shè)備種類：按操作使用方法分全自動(dòng)、半自動(dòng)和人工；按通用程度分專用測試設(shè)備和通用測試設(shè)備；按與主產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)分機(jī)內(nèi)測試設(shè)備（只能專用）和外部測試設(shè)備（可專用可通用）。5、測試性分配的指標(biāo)為：故障檢測率、故障隔離率。6、測試點(diǎn)布置：盡可能集中或分區(qū)集中，且可達(dá)性要好。測試點(diǎn)切忌設(shè)置在易損壞的部位。7、合理確定測試點(diǎn)：可以減少故障檢測、隔離的時(shí)間，又可以降低對測試設(shè)備的要求。5.3可用性基本概念1、一般不作為研制合同要求的是系統(tǒng)效能、使用可用度。2、可用性是指產(chǎn)品在任意時(shí)刻需要和開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，處于可工作或可使用的程度。概率度量稱為可用度。【能工作的時(shí)間（/能工作的時(shí)間+不能工作的時(shí)間）】3、產(chǎn)品不能工作的時(shí)間是指產(chǎn)品未處于能執(zhí)行所需功能狀態(tài)的在編時(shí)間，包括維修時(shí)間、改進(jìn)時(shí)間、延誤時(shí)間。能工作時(shí)間包括：不工作時(shí)間、待命時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間和任務(wù)時(shí)間。4、固有可用度不能作為使用過程的現(xiàn)場度量的原因：修理備件不足、為獲得修理備件而延誤；修理人員的培訓(xùn)不足、技能未滿足要求；過多的行政管理要求。5、固有可用度=平均故障間隔時(shí)間/平均故障間隔時(shí)間+平均修復(fù)時(shí)間可達(dá)可用度=平均維修活動(dòng)間隔時(shí)間/平均維修活動(dòng)間隔時(shí)間+平均維修時(shí)間使用可用度=平均維修活動(dòng)間隔時(shí)間/平均維修活動(dòng)間隔時(shí)間+平均停機(jī)時(shí)間6、固有可用度是僅與工作時(shí)間和修復(fù)性維修時(shí)間有關(guān)；可達(dá)可用性是僅與工作時(shí)間、修復(fù)性維修和預(yù)防性維修時(shí)間有關(guān)；使用可用度是考慮系統(tǒng)的固有可靠性、維修性及測試性、預(yù)防性維修和修復(fù)性維修，以及管理、使用和保障等各種因素。六、可靠性數(shù)據(jù)收集及處理1、可靠性數(shù)據(jù)收集及處理的目的和作用：在方案階段，可以用來進(jìn)行方案的對比和選擇；在工程研制階段，可掌握產(chǎn)品可靠性增長的情況，找出薄弱環(huán)節(jié)，以便提出故障糾正策略和設(shè)計(jì)改進(jìn)的措施；在設(shè)計(jì)定型或確認(rèn)時(shí)，評(píng)估產(chǎn)品可靠性水平是否達(dá)到規(guī)定的要求，為設(shè)計(jì)定型和生產(chǎn)決策提供管理信息；在批量生產(chǎn)時(shí)，評(píng)估產(chǎn)品可靠性，檢驗(yàn)其生產(chǎn)工藝水平能否保證產(chǎn)品所要求的可靠性，為接受產(chǎn)品提供依據(jù)。6.1數(shù)據(jù)類型、來源和收集1、數(shù)據(jù)來源：產(chǎn)品本身的來源（試驗(yàn)數(shù)據(jù)、使用（現(xiàn)場）數(shù)據(jù)）；產(chǎn)品外部的來源：行業(yè)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范手冊中的數(shù)據(jù)。2、數(shù)據(jù)收集方法：試驗(yàn)報(bào)告和調(diào)查表。6.2數(shù)據(jù)處理與評(píng)估1、故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)原則：在一次工作中出現(xiàn)的同一部件或設(shè)備的間歇性故障或多次虛警只計(jì)為一次故障；當(dāng)可證實(shí)多個(gè)故障模式是由同一單元的失效引起時(shí)，整個(gè)事件計(jì)為一次故障；在有多個(gè)單元同時(shí)失效的情況下，當(dāng)不能證明是一個(gè)失效引起了另一些失效時(shí)，每個(gè)單元的失效計(jì)為一次獨(dú)立的故障；己經(jīng)報(bào)告過的故障由于未能真正修復(fù)而再次出現(xiàn)的，應(yīng)和原報(bào)告過的故障合計(jì)為一次故障；由于獨(dú)立故障引起的從屬故障不計(jì)入產(chǎn)品的故障次數(shù)；試驗(yàn)對象或其部件計(jì)劃內(nèi)的拆卸事件不計(jì)入故障次