六性分析報告

六性分析報告1概述為確保產(chǎn)品質量符合要求，依據(jù)終端技術指標要求及項目《質量保證大綱》的規(guī)定，對該產(chǎn)品的牢靠性、修理性、保障性、測試性、安全性、環(huán)境適應性進行分析。2產(chǎn)品用途、特色及系統(tǒng)組成2.1產(chǎn)品用途、特色終端以為移動平臺，規(guī)范了等技術要求，適用于各類的安裝使用，為功能。終端設備具有抗震性強、安全牢靠等特點，能滿足對設備的要求，具有良好地環(huán)境適應能力，可為供應等功能。作為應用于領域的系統(tǒng)，系統(tǒng)設備具備以下特點：a)自主性：。b)全時性：。c)集成性：。2.2系統(tǒng)組成終端包括終端、平板電腦（如圖1）。圖1終端組成框圖3產(chǎn)品牢靠性、修理性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性性能指標產(chǎn)品牢靠性指標：平均故障間隔時間（MTBF）：≥1000h；該項指標允許在試驗測試或試用中考核。產(chǎn)品兼容性指標：電磁騷擾特性應符合GB9254中B級的要求。4產(chǎn)品牢靠性、修理性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性管理工作概況4.1管理機構a)公司六性管理在總工程師直接領導下，由生產(chǎn)技術部歸口管理，生產(chǎn)技術部設一名設備六性管理專職人員。b)為保證設備六性數(shù)據(jù)的收集、分析、應用形成暢通的渠道，加強對六性管理的組織和協(xié)調工作，公司設立設備六性工作小組。由設備六性管理專職兼任工作小組組長。c)設備六性工作小組成員包括：生產(chǎn)技術部專業(yè)組長，設備管理部各專業(yè)組長，選購部兩名，測試組、文檔組專工各一名。4.2管理智能實施a)總工程師負責審核、批準上報的設備六性基礎數(shù)據(jù)，推動設備六性管理工作的開展，并督促設備六性工作小組按方案開展工作。b)生產(chǎn)技術部主任負責對設備六性管理具體工作進行指導和協(xié)調。簽發(fā)設備六性工作小組月度例會會議紀要。接受上級主管部門的業(yè)務指導，監(jiān)督設備六性工作小組執(zhí)行統(tǒng)一的規(guī)程，開展有針對性的設備六性統(tǒng)計、分析和應用。c)設備六性工作小組成員職責d)生產(chǎn)技術部專工負責審核本專業(yè)提高設備六性的措施，對措施的實施狀況進行跟蹤檢查。圍繞設備六性管理的階段性工作任務和研究課題，組織有關人員對提高設備六性的措施進行全面地分析、研究，努力做到徹底分析、查清故障設備的技術緣由，審核或批準改善設備六性的意見和建議。設備六性工作小組成員對設備六性狀況進行總結，分析影響設備六性的主要設備問題，提出提高設備六性的對策。參與技術改進和更新項目的可行性論證，運用六性分析方法對項目的可行性、項目的方案進行比較、論證。5牢靠性分析5.1設計總體原則嚴格貫徹國軍標、部標及有關規(guī)范。嚴格依據(jù)本工程《質量保證大綱》進行各研制階段的牢靠性工作。嚴把元器件質量關，接受“合格供方”的產(chǎn)品，不經(jīng)老化篩選的器件不上機。認真進行電路、結構和關鍵工藝的牢靠性設計。設計的結構、線路、組裝方式應盡量簡化、一體化、模塊化、標準化、通用化。在設備研制的全過程，抓好每一個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)設備的高質量、高牢靠性的研制目標。具體設計措施包括：成熟設計、熱設計、降額設計、裕度設計、集成化設計、簡化電路設計、可使用性設計、耐環(huán)境設計、機械隔離設計等。在整機設計時實行了有利的牢靠性措施來保證牢靠性指標。整機的模塊化設計，充分保證了整機可修理性，提高了整機的牢靠性。軟件牢靠性設計也充分借鑒多項軍工產(chǎn)品的軟件牢靠性技術成果，依據(jù)軟件工程化設計準則進行軟件設計，保證了整機的牢靠性指標。5.2元器件選型序號名稱1PIN二極管、三極管2片狀電容3片狀電容4圓片電容5電感6集成電路7集成電路8貼片電阻9貼片電阻10貼片電阻11射頻絕緣子12電源絕緣子13射頻同軸連接器表1元器件選型表5.3牢靠性估計設備所用元器件均是通用或固化產(chǎn)品，其質量水平、工作應力及環(huán)境條件都相對固定，其失效率因子等有關牢靠性參數(shù)可參考《GJB/Z299C-2006電子設備牢靠性估計手冊》，從而接受應力分析法來估計本器件的牢靠性指標。設備所接受的元器件如上表1所示為例，其中任一元器件失效，都將造成整個器件失效，即器件正常工作的條件是各元器件都能正常工作。因此，本器件的牢靠性模型是一個串聯(lián)模型。該器件是可修復產(chǎn)品，壽命聽從指數(shù)分布，依據(jù)牢靠性理論，其平均故障間隔時間與失效率成反比，即MTBF=1/word/media/image1.gif（1）所用元器件均是通用或固化產(chǎn)品，其質量水平、工作應力及環(huán)境條件都相對固定，其失效率因子等有關牢靠性參數(shù)可參考《GJB/Z299C-2006電子設備牢靠性估計手冊》，從而接受應力分析法來估計本器件的牢靠性指標。本系統(tǒng)終端部分安裝于巡邏車車頂，其環(huán)境代號Ns2，工作溫度-40℃～+70℃，現(xiàn)計算其牢靠性指標。5.3.1PIN二極管的工作失效率word/media/image2.gif本器件使用PIN二極管，其工作失效率模型為：word/media/image3.gif＝word/media/image4.gif（2）式中：word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image9.gif——種類系數(shù)。由表1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.212×word/media/image6.gif；由表2查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=14；由表3查得質量系數(shù)word/media/image8.gif=0.05；由表5.3.11-4查得種類系數(shù)word/media/image9.gif=0.5；本器件中使用了18只PIN二極管，故其工作失效率為：word/media/image10.gif5.3.2片狀電容器的工作失效率word/media/image11.gif本器件選用的片狀電容器，其工作失效率模型為：word/media/image12.gif（3）word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image13.gif——電容量系數(shù)；word/media/image9.gif——種類系數(shù)；word/media/image14.gif——表面貼裝系數(shù)。由表5.7.2-2查得基本失效率word/media/image15.gif=0.00637×word/media/image6.gif；由表5.7.2-4查得環(huán)境系數(shù)word/media/image16.gif；由表5.7.2-5查得質量系數(shù)word/media/image17.gif；由表5.7.2-6查得電容量系數(shù)word/media/image13.gif=0.75；由表5.7.2-7查得種類系數(shù)word/media/image9.gif=0.3；由表5.7.2-1查得表面貼裝系數(shù)word/media/image14.gif=1.2；本器件中共使用了片狀電容器7只，故其工作失效率為：word/media/image18.gif5.3.3電感的工作失效率word/media/image19.gif本器件選用的片狀電容器，其工作失效率模型為：word/media/image20.gifword/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image9.gif——種類系數(shù)；word/media/image21.gif——結構系數(shù)。由表5.8.3-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.0062×word/media/image6.gif；由表5.8.3-2查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=17；由表5.8.3-3查得質量系數(shù)word/media/image8.gif=1；由表5.8.3-4查得種類系數(shù)word/media/image9.gif=1；由表5.8.3-5查得結構系數(shù)word/media/image21.gif=2；本器件中共使用了電感7只，故其工作失效率為：word/media/image22.gif5.3.4集成電路的工作失效率word/media/image23.gif半導體集成電路的工作失效率模型為：word/media/image24.gifword/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image25.gif——溫度應力系數(shù)；word/media/image26.gif——電壓應力系數(shù)；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image27.gif——成熟系數(shù)；word/media/image28.gif、word/media/image29.gif——電路簡單度失效率；word/media/image30.gif——封裝簡單度失效率。由表5.2.2-2查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=14；由表5.2.2-3查得質量系數(shù)word/media/image31.gif=0.08；由表5.2.2-4查得成熟系數(shù)word/media/image27.gif=1；由表5.2.2-5查得溫度應力系數(shù)word/media/image25.gif=1.02；由表5.2.2-14查得電壓應力系數(shù)word/media/image26.gif=1；由表5.2.2-19查得電路簡單度失效率word/media/image28.gif=0.4272×word/media/image6.gif、word/media/image29.gif=0.0406×word/media/image6.gif；由表5.2.2-19查得封裝簡單度失效率word/media/image30.gif=0.1673×word/media/image6.gif。本器件使用集成電路3只，故其工作失效率為：word/media/image32.gif2.3.5貼片電阻的工作失效率word/media/image33.gif貼片電阻的工作失效率模型為:word/media/image33.gif=word/media/image34.gif(6)式中:word/media/image5.gif——基本失效率；word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image35.gif——阻值系數(shù)。由表5.5.3-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.0031×word/media/image6.gif；由表5.5.3-3查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=10；由表5.5.3-4查得質量系數(shù)word/media/image8.gif=1；由表5.5.3-5查得阻值系數(shù)word/media/image35.gif=1；本器件使用貼片電阻9只，故其工作失效率為：word/media/image36.gif2.3.6射頻連接器的工作失效率word/media/image37.gif本組件選用射頻連接器，其工作失效率模型為：word/media/image38.gif(7)word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image39.gif——接觸件系數(shù)；word/media/image9.gif——插拔系數(shù)；word/media/image21.gif——插孔結構系數(shù)；由表5.11.1-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.0303×word/media/image6.gif；由表5.11.1-2查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=10；由表5.11.1-3查得質量系數(shù)word/media/image8.gif=1；由表5.11.1-4查得接觸件系數(shù)word/media/image39.gif=1；由表5.11.1-5查得插拔系數(shù)word/media/image9.gif=1；由表5.11.1-8查得插孔結構系數(shù)word/media/image21.gif=0.3；本器件使用接插件13只；故其工作失效率為：word/media/image40.gif2.3.7印制板的工作失效率word/media/image41.gif印制板的工作失效率模型為word/media/image42.gif(8)word/media/image43.gif、word/media/image44.gif——基本失效率，word/media/image6.gif，word/media/image43.gif取值為0.00017×word/media/image6.gif，word/media/image44.gif取值為0.0011×word/media/image6.gif；N——使用的金屬化孔數(shù)；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；word/media/image21.gif——簡單度系數(shù)由表5.13.1-1查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=13由表5.13.1-2查得質量系數(shù)word/media/image8.gif=1.0由表5.13.1-3查得簡單度系數(shù)word/media/image21.gif=1.0本器件使用印制板1塊，故其工作失效率為：word/media/image45.gif2.3.8焊接點的工作失效率word/media/image46.gif焊接點的工作失效率模型為：word/media/image47.gif(9)word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——環(huán)境系數(shù)；word/media/image8.gif——質量系數(shù)；由表5.13.2-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.000092×word/media/image6.gif；由表5.13.2-2查得環(huán)境系數(shù)word/media/image7.gif=10；由表5.13.2-3查得質量系數(shù)word/media/image8.gif=1.0；本組件共有約100個焊接點,其工作失效率為：word/media/image46.gif=0.000092×word/media/image48.gif×10×1×100=0.092×word/media/image6.gif2.3.9開關的總工作失效率word/media/image49.gif開關的總失效率為：word/media/image50.gif=word/media/image51.gif=（1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092）×word/media/image48.gif=5.321×word/media/image6.gif故平均故障間隔時間為：MTBF=word/media/image52.gif=187934h該開關的MTBF指標要求為大于50000h，因此，理論分析表明開關的平均故障間隔時間可以達到要求。5.4牢靠性數(shù)據(jù)分析依據(jù)前面計算得到的各種元器件的工作失效率和GJB299C列出的失效率模式分布，計算整理結果如表1所示：從工作失效率的角度看可能產(chǎn)生故障的主要元器件有以下幾種：PIN二極管工作失效率占總失效率的25.1%；繞線電感，工作失效率占總失效率的27.73%；集成電路，工作失效率占總失效率的15.09%；表1可靠性數(shù)據(jù)分析表序號名稱工作失效率失效率百分比主要故障模式故障模式頻數(shù)比1PIN二極管1.335610-625.1%開路50%2片式電容器0.115410-62.17%短路74%3繞線電感1.475610-627.73%開路80%4集成電路0.803110-615.09%無輸出23%5貼片電阻0.27910-65.24%開路91.9%6射頻連接器1.181710-622.2%插損高80%7印制板0.0386110-60.73%孔化不良60%8焊接點0.09210-61.73%虛焊60%上面3種元件的工作失效率之和占總失效率的67.92%，在元器件選擇和裝配時應特殊加以留意。5.5故障模式影響故障模式影響是分析元器件主要故障對器件產(chǎn)生的后果，并將其進行嚴酷度分類。嚴酷度類別是元器件故障造成的最壞潛在后果的表示。依據(jù)嚴酷度的一般分類原則，可把本器件的嚴酷度分為三類。Ⅱ類（致命的）——這種故障會引起重在經(jīng)濟損失或導致任務失敗。Ⅲ類（臨界的）——這種故障會引起肯定的經(jīng)濟損失或導致任務降級。Ⅳ類（輕度的）——這種故障不會引起明顯的經(jīng)濟損失或系統(tǒng)任務的完成，但會導致非方案性維護和修理。本組件的故障模式影響分析如表2所示。表2故障模式及影響分析表序號名稱故障模式故障緣由故障影響補償措施嚴酷度類別1PIN二極管開路金絲未鍵合影響器件性能，嚴重時功能丟失補焊Ⅱ類2片式電容器短路粘接不牢或過量影響器件性能重新粘接Ⅲ類3繞線電感開路虛焊不能供應直流偏置補焊Ⅱ類4集成電路無輸出靜電擊穿驅動器失效更換器件Ⅱ類5貼片電阻開路粘接不牢功能受到影響重新粘接Ⅳ類6射頻連接器插損高器件老化、磨損性能變差更換器件Ⅲ類7印制板孔化不良虛焊性能變差或功能受影響補焊Ⅳ8焊接點虛焊電壓擊穿牢靠性變差更換器件Ⅳ由上表可知，從故障影響嚴酷度的角度看，屬于Ⅱ類嚴酷度的有3種元器件：PIN二極管、電感和集成電路。屬于Ⅲ類嚴酷度的有2種元器件：片式電容，射頻連接器。其余的屬于Ⅳ類。5.6結論和建議由上面的分析,可以得出以下結論:a)本組件的平均故障間隔時間可以達到指標大于1,000小時的要求。影響本組件工作牢靠性的首要器件是繞線電感，其次是PIN二極管和集成電路。目前選用的電感都是自制繞線電感，其焊接的質量對組件的牢靠性影響最大，因此要重視焊接過程和焊接人員的培訓。b)從故障模式的分布來看，元器件的開路故障概率極大，因而在設計方案確定后，應格外重視安裝調試工藝，以消退產(chǎn)品潛在故障。c)由于電子產(chǎn)品的故障率曲線是典型的浴盆曲線，因而在產(chǎn)品的研制生產(chǎn)階段，對部件和組件都必需進行牢靠性應力篩選試驗，用以發(fā)覺并消退產(chǎn)品的早期故障，使產(chǎn)品的故障快速下降到較低的偶然故障階段，從而保證產(chǎn)品的牢靠性。6修理性分析終端設備的修理性設計主要從以下三方面開展。a)縮短故障定位時間接受故障自動檢測的方式，即信號處理板上加狀態(tài)指示燈方式，很快將問題定位到每個部件。b)縮短故障排解時間在結構設計上，整部件、關鍵器件便于拆裝，最大限度縮短更換器件的時間。各部件接受模塊化設計，接口明確簡潔，現(xiàn)場可在較短時間內完成拆卸更換。c)縮短恢復驗證時間；關鍵指標測試有測試點，狀態(tài)有顯示，可調部位調整便利，以縮短恢復驗證時間。在系統(tǒng)設計中，嚴格貫徹國軍標、部標及有關規(guī)范；設計的結構、線路、組裝方式盡量簡化、一體化、積木化、插件化，并努力提高部件的模塊化、標準化、通用化程度。7測試性分析產(chǎn)品設計故障測試便利有效，能快速有效定位到每個整部件。整機具有各個整部件主要工作狀態(tài)指示，工作狀態(tài)可通過指示燈或數(shù)據(jù)串口進行故障檢測。整機有數(shù)據(jù)接口，依據(jù)軟件中設計的測試協(xié)議，可通過數(shù)據(jù)接口上報具體測試結果。產(chǎn)品對外接口為有射頻輸入端口及電源供電借口。借助矢量網(wǎng)絡分析儀、數(shù)字萬用表等儀表可便利完成測試和故障檢測、定位故障部位。確定故障后，直接將故障件替代更換，返廠修理。信號處理板上有狀態(tài)指示燈，可以對射頻部分、信號處理部分狀態(tài)進行指示。信號處理板可以對射頻部分進行有效監(jiān)控，通過算法中的幅相標校網(wǎng)絡可以對射頻的幅相性能進行實時監(jiān)控，并作出