產(chǎn)品可靠性測試培訓(xùn)

產(chǎn)品可靠性測試培訓(xùn)第1頁/共70頁培訓(xùn)內(nèi)容2023-07-272第2頁/共70頁一、產(chǎn)品可靠性能檢驗基礎(chǔ)知識二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布三、可靠性篩選試驗四、可靠性壽命試驗五、可靠性試驗結(jié)果的處理六、失效率鑒定試驗產(chǎn)品為什么要做可靠性測試?2023-07-273第3頁/共70頁可靠性產(chǎn)品重要的質(zhì)量特性顧客最為關(guān)注而又無法直接感知的特性發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、制造、儲運(yùn)、使用等各個環(huán)節(jié)的潛在故障質(zhì)量的內(nèi)涵，每時每刻的質(zhì)量可靠性試驗的目的2023-07-274第4頁/共70頁我們什么時候需要對產(chǎn)品做可靠性測試?在產(chǎn)品研制階段使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)定的可靠性指標(biāo)（達(dá)到）在產(chǎn)品定形時進(jìn)行可靠性鑒定（確認(rèn)）在生產(chǎn)過程中控制產(chǎn)品的質(zhì)量（保持）對產(chǎn)品進(jìn)行篩選以提高整批產(chǎn)品的可靠性水平（剔除早期失效及制造和工藝缺陷）研究產(chǎn)品的失效機(jī)理一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識可靠性的定義產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間（或操作次數(shù)）內(nèi)完成規(guī)定功能的能力術(shù)語失效：產(chǎn)品不能完成所規(guī)定的功能稱為失效，對可修復(fù)的產(chǎn)品則稱為故障應(yīng)力：對產(chǎn)品的功能有影響的各種因素。作用于機(jī)電產(chǎn)品的應(yīng)力大致可分為：氣候環(huán)境應(yīng)力、機(jī)械環(huán)境應(yīng)力、生物及化學(xué)環(huán)境應(yīng)力、電氣應(yīng)力2023-07-275第5頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識術(shù)語失效機(jī)理：導(dǎo)致失效的物理、化學(xué)、機(jī)械或其他原因的過程失效模式：產(chǎn)品失效的形式、現(xiàn)象稱為失效模式失效率：工作到某時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。置信度：產(chǎn)品的真實失效率等于被定級的最大失效率而被判定為不合格的概率。GB

1772-79規(guī)定，對于電子元器件失效率試驗中的定級試驗和升級試驗的置信度取

60%或90%，維持試驗的置信度取10%2023-07-276第6頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識術(shù)語2.7使用壽命：產(chǎn)品在規(guī)定條件下，從規(guī)定時刻開始（一般為出廠時間），到失效密度變的不可接受或故障無法修復(fù)時止的時間區(qū)間?？煽啃蕴卣髁慷x：用來表示產(chǎn)品總體可靠性高低的各種可靠性數(shù)量指標(biāo)（參數(shù)），稱為可靠性特征量。2023-07-277第7頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識3.1可靠度：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間（或操作次數(shù)）內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。用”R”表示?？煽慷扔嬎愎剑?023-07-278第8頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識3.2累積失效概率（不可靠度）：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)未完成功能的概率。23-07-27209第9頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2710第10頁/共70頁例：現(xiàn)有100個氣泵做壽命測試，3個月時有10個失效，6個月時有30個失效，分別計算3個月和6個月時的可靠度和累積失效概率。解：已知n=100,t=24*90=2160h和t=24*180=4320hM(t)=10和m(t)=30所以：3個月時的可靠度和累積失效概率分別為：R（t）=【n-m(t)】/n=【100-10】/100=0.9F（t）=1-R(t)=1-0.9=0.1一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2711第11頁/共70頁例：現(xiàn)有100個氣泵做壽命測試，3個月時有10個失效，6個月時有30個失效，分別計算3個月和6個月時的可靠度和累積失效概率。解：已知n=100,t=24*90=2160h和t=24*180=4320hM(t)=10和m(t)=30所以：6個月時的可靠度和累積失效概率分別為：R（t）=【n-m(t)】/n=【100-30】/100=0.7F（t）=1-R(t)=1-0.7=0.3一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-27

123.3失效概率密度：第12頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2713第13頁/共70頁3.4瞬時失效：產(chǎn)品工作到t時刻后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率，瞬時失效與故障時間t有關(guān)，一般稱之為失效率函數(shù)。用λ（t）表示。λ（t）=【m(t+Δt)-m(t)】/【n-m(t)Δt】例：有100個水泵做on/off測試，測試10000次后有1個失效，測試20000次后有2個失效。計算測試到

10000次時的失效率。解：測試到10000次時的失效率為：λ=（2-1）/（100-1）×10000=1.01%/10000次一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識3.5平均失效：在某一時間（t1,t2）內(nèi)瞬時失效率的平均值。3.6平均壽命：MTBF:對于可修復(fù)的產(chǎn)品，平均無故障工作時間時間，即兩次故障間隔時間的均值平均壽命MTTF:對于不可修復(fù)的產(chǎn)品，指產(chǎn)品發(fā)生失效前的平均工作時間2023-07-2714第14頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識可靠壽命：當(dāng)可靠度等于給定值R（0≤R≤1）時的產(chǎn)品壽命稱為可靠壽命。中位壽命：產(chǎn)品可靠度等于0.5時的可靠壽命稱為中位壽命，中位壽命的物理意義是一批產(chǎn)品失效一半時所需的工作時間。特征壽命：產(chǎn)品壽命等于e-1(即R=1/e≈0.368)時的可靠壽命稱為特征壽命。2023-07-2715第15頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2716第16頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2717第17頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2718第18頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-2719第19頁/共70頁一、產(chǎn)品性能檢驗基礎(chǔ)知識2023-07-27

20第20頁/共70頁二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-2721第21頁/共70頁產(chǎn)品或元件失效是一個隨機(jī)事件，產(chǎn)品的壽命是一個隨機(jī)變量，而產(chǎn)品的失效率和壽命都可以用失效分布或壽命分布函數(shù)來描述其規(guī)律性。指數(shù)分布威布爾分布正態(tài)分布對數(shù)正態(tài)分布壽命分布類型的確定方法二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-2722第22頁/共70頁1.指數(shù)分布許多元器件在工作時間內(nèi)會由于“偶然”原因而失效，而不服從某一失效機(jī)理，因為這時對應(yīng)于某一機(jī)理的所謂早期失效產(chǎn)品已通過設(shè)計、工藝控制、或?qū)嶒灦?。因此，?dāng)元器件足夠多、時間足夠長時，失效率λ（t）便趨近于某一穩(wěn)定值，其值的大小只與工作條件和外部環(huán)境有關(guān)，而與產(chǎn)品的工作時間無關(guān)，產(chǎn)品的這種壽命分布規(guī)律稱為指數(shù)分布。大多數(shù)電子產(chǎn)品，包括大部分儀器儀表在剔除早期失效后到發(fā)生老化變質(zhì)前的隨機(jī)失效階段都服從指數(shù)分布。許多國家所制定的標(biāo)準(zhǔn)中，絕大多數(shù)都以指數(shù)分布為基礎(chǔ)對電子元器件產(chǎn)品的可靠性等級進(jìn)行鑒定。如我國GB/T1772-1979《電子元器件失效率試驗方法》二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布1.指數(shù)分布2023-07-2723第23頁/共70頁2023-07-27

24二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布1.指數(shù)分布第24頁/共70頁25第25頁/共70頁二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-272.威布爾分布威布爾分布是可靠性試驗中最常見，也是最復(fù)雜的一種壽命分布。它是由瑞典人威布爾首先提出的，故此而得名。大量試驗說明，凡是因為某一局部失效或故障而導(dǎo)致整體機(jī)能停止運(yùn)行的元件、器件、設(shè)備、系統(tǒng)等的壽命分布都服從威布爾分布。如研究機(jī)械中的疲勞強(qiáng)度、疲勞壽命、磨損壽命、腐蝕壽命、軸承失效等都服從威布爾分布。262023-07-27二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布第26頁/共70頁27二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布2023-07-27第27頁/共70頁2023-07-27

28二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布第28頁/共70頁2023-07-27

29二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布第29頁/共70頁2023-07-27

30二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布第30頁/共70頁31第31頁/共70頁二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-272.正態(tài)分布正態(tài)分布又叫高斯分布，一般大多用它描述產(chǎn)品隨機(jī)失效比較集中發(fā)生現(xiàn)象的一種分布，如產(chǎn)品由于損耗或退化而產(chǎn)生的失效;再如材料強(qiáng)度、磨損壽命、疲勞失效。二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-27

322.正態(tài)分布第32頁/共70頁33二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-272.對數(shù)正態(tài)分布第33頁/共70頁二、產(chǎn)品的壽命規(guī)律及常用分布2023-07-27

342.對數(shù)正態(tài)分布第34頁/共70頁三、可靠性篩選試驗2023-07-2735第35頁/共70頁1.可靠性篩選試驗：通過對生產(chǎn)出的產(chǎn)品100%的進(jìn)行篩選試驗，把這些屬于“早期失效”的產(chǎn)品盡可能予以淘汰和剔除，以確保出廠的整批產(chǎn)品具有較高的可靠性。意義：保證產(chǎn)品在出廠前進(jìn)行穩(wěn)定期，即產(chǎn)品進(jìn)入使用壽命期。三、可靠性篩選試驗2.可靠性篩選試驗的目的和意義。2023-07-2736第36頁/共70頁三、可靠性篩選試驗3.篩選試驗的特點：2023-07-2737第37頁/共70頁三、可靠性篩選試驗2023-07-2738第38頁/共70頁篩選試驗的分類：檢查篩選：目鏡篩選、紅外線非破壞性篩選、

X射線非破壞性篩選、顆粒碰撞噪聲測試篩選、密封性篩選、環(huán)境應(yīng)力篩選。密封性篩選。環(huán)境應(yīng)力篩選：震動篩選、溫度循環(huán)篩選、溫度沖擊篩選壽命篩選：恒定高溫篩選、電子元器件的老煉篩選四、可靠性壽命試驗1.壽命試驗的目的在進(jìn)行可靠性試驗時有個一很難解決的問題，就是選擇試

驗時間和樣板數(shù)量之間的矛盾。在試驗中，如果樣板數(shù)量太少，將會造成平均壽命的離散性大，若時間太短，很多失效模式又不能暴漏出來，因此如果過分的減少試驗時間或樣品數(shù)量，就

得不到精確的試驗結(jié)果。這就是為什么通常的壽命鑒定試驗規(guī)定要做1000或2000小時以上的原因。壽命試驗的目的是了解產(chǎn)品的壽命特性量、失效規(guī)律、失效率、平均壽命以及在壽命過程中可能出現(xiàn)的各種失效模式。通過做可靠性壽命試驗，可以對產(chǎn)品的可靠性水平進(jìn)行評價，并發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品潛在的失效模式，將信息反饋給相關(guān)部門，及時采取措施，對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，以提高產(chǎn)品的可靠性水平。2023-07-2739第39頁/共70頁2.壽命試驗的分類：四、可靠性壽命試驗2023-07-2740第40頁/共70頁四、可靠性壽命試驗2023-07-2741第41頁/共70頁指數(shù)分布壽命試驗指數(shù)分布壽命試驗的意義：由于大部分電子產(chǎn)品的使用壽命均服從或近似服從指數(shù)分布。因此，可用指數(shù)分布來描述產(chǎn)品的壽命分布。產(chǎn)品進(jìn)入偶然失效期，其失效率λ近似常數(shù)，只要知道了失效率λ的值，就可以計算出產(chǎn)品的平均壽命和其他參數(shù)。目前在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。要延長產(chǎn)品的壽命，就是要延長產(chǎn)品的偶然失效期，使產(chǎn)品長時間工作在該區(qū)間內(nèi)，指數(shù)分布壽命對評價產(chǎn)品的可靠性水平具有一定的意義。四、可靠性壽命試驗2023-07-2742第42頁/共70頁常用壽命試驗方法：儲存壽命試驗定義：產(chǎn)品在規(guī)定的環(huán)境條件下，非工作狀態(tài)的存放試驗長期儲存壽命試驗：儲存時間在1000小時以上c)儲存壽命試驗類型：室溫儲存：15-35℃高溫儲存：150℃四、可靠性壽命試驗2023-07-2743第43頁/共70頁常用壽命試驗方法：工作壽命試驗定義：產(chǎn)品在規(guī)定條件的施加規(guī)定的應(yīng)力的試驗長期儲存工作壽命試驗：儲存時間在1000小時以上試驗方法：室溫工作壽命試驗：溫度一般為25℃，試驗類別：定時截尾，定數(shù)截尾高溫工作壽命試驗：產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高溫度間斷工作壽命試驗：間歇壽命試驗四、可靠性壽命試驗2023-07-2744第44頁/共70頁壽命試驗工作實例：水泵ON/OFF壽命試驗1)樣品：1302220水泵試產(chǎn)品樣品必須選擇本產(chǎn)品中有代表性的規(guī)格，同時樣品必須是同一設(shè)計、同樣生產(chǎn)線的連續(xù)批生產(chǎn)中隨機(jī)一次選取樣品數(shù)量：10PCS一般不少于10個，特殊產(chǎn)品不少于5個檢驗環(huán)境：溫度25℃

濕度：60%

氣壓90Kpa 一般溫度15-35

℃

濕度45-75%

氣壓86-106Kpa檢驗依據(jù)：IEC-60335-1四、可靠性壽命試驗2023-07-2745第45頁/共70頁5)檢驗項目及技術(shù)要求：檢驗項目

技術(shù)要求檢驗樣板數(shù)允許不合格數(shù)檢驗不合格數(shù)試驗前參數(shù)外觀、流量、電阻、電流、功率、楊程、噪音、配合1000試驗條件室溫、濕度、氣壓、電壓、耐壓測試壽命次數(shù)通斷比外觀、流量、電阻、電流、功率、楊程、噪音、配合1000試驗后參數(shù)1000四、可靠性壽命試驗2023-07-2746第46頁/共70頁測試設(shè)備：萬用表電參數(shù)測量儀壓力表ON/OFF測試儀魚缸分貝儀秒表量筒耐壓測試儀四、可靠性壽命試驗2023-07-2747第47頁/共70頁儀表選用的基本要求：儀表功能量程范圍精度等級檢定有效期試驗結(jié)論：每周測試一次，試驗結(jié)束后對10PCS樣板按照技術(shù)要求測試全部合格，固試驗結(jié)果合格。附《試驗測試報告》四、可靠性壽命試驗4.加速壽命試驗定義：在不改變原來試驗?zāi)康牡那疤嵯?，通過加大試驗過程中的應(yīng)力強(qiáng)度，從而加速產(chǎn)品的物理化學(xué)性能劣化過程，從而達(dá)到減少試驗時間和樣品數(shù)量的目的。加速壽命試驗的分類：2023-07-2748第48頁/共70頁四、可靠性壽命試驗4.3恒定應(yīng)力加速壽命試驗設(shè)計2023-07-2749第49頁/共70頁四、可靠性壽命試驗4.4恒定應(yīng)力加速壽命試驗方法類型及其數(shù)學(xué)模型a)溫度加速壽命試驗：以溫度為應(yīng)力做恒定應(yīng)力加速壽命的試驗2023-07-2750第50頁/共70頁四、可靠性壽命試驗4.4恒定應(yīng)力加速壽命試驗方法類型及其數(shù)學(xué)模型b)電壓加速壽命試驗：以電壓為應(yīng)力做恒定應(yīng)力加速壽命的試驗2023-07-2751第51頁/共70頁52202四、可靠性壽命試驗4.4恒定應(yīng)力加速壽命試驗方法類型及其數(shù)學(xué)模型c)濕度加速壽命試驗：以濕度為應(yīng)力做恒定應(yīng)力加速壽命的試驗3-07-27第52頁/共70頁53第53頁/共70頁2023-07-27五、可靠性試驗結(jié)果的處理可靠性試驗記錄要求有效數(shù)字和有效數(shù)字的修約規(guī)則誤差的基礎(chǔ)知識可靠性試驗輸出文件測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性2023-07-27

54五、可靠性試驗結(jié)果的處理1.可靠性試驗記錄要求第54頁/共70頁五、可靠性試驗結(jié)果的處理2.有效數(shù)字的修約規(guī)則2023-07-2755第55頁/共70頁五、可靠性試驗結(jié)果的處理3.誤差基礎(chǔ)知識2023-07-2756第56