可靠性是指解决方案在关键时刻可用且可靠的能力。这对于依赖该解决方案正常工作的企业至关重要。没有可靠的解决方案,企业可能会遇到生产力下降、收入损失甚至声誉受损。
确保可靠性的因素
有多种因素可以影响解决方案的可靠性,包括:
- 架构:解决方案的架构应该坚固且能够承受故障。
- 冗余:解决方案应该具有冗余,以便在某个组件发生故障时,另一个组件可以接管。
- 监控:解决方案应该不断受到监控,以便可以在问题发生之前发现和解决问题。
- 测试:解决方案应该定期测试,以确保其正常工作。
- 维护:解决方案应该定期维护,以确保其处于良好状态。
评估解决方案的可靠性
在选择解决方案时,企业应该评估解决方案的可靠性。这可以通过以下方式完成:
- 查看供应商的记录:查看供应商是否有可靠性记录。
- 阅读客户评价:阅读其他客户对解决方案的评价,了解其可靠性。
- 要求试用期:要求试用期,以便可以在现实环境中评估解决方案的可靠性。
可靠性对企业的益处
可靠的解决方案可以为企业带来许多好处,包括:
- 提高生产力:可靠的解决方案可以帮助提高生产力,因为员工不必浪费时间处理不可靠的解决方案。
- 减少收入损失:可靠的解决方案可以帮助企业减少由于停机时间造成的收入损失。
- 保护声誉:可靠的解决方案可以帮助企业保护其声誉,因为他们不太可能因为不可靠的解决方案而遇到客户问题。
结论
可靠性对于任何企业来说都是至关重要的。通过选择可靠的解决方案,企业可以提高生产力、减少收入损失并保护其声誉。
什么是可靠性评估
问题一:什么是可靠性测试
可靠性测试就是为了评估产品在规定的寿命期间内,在预期的使用、运输或储存等所有环境下,保持功能可靠性而进行的活动。
是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用,以评价产品在实际使用、运输和储存的环境条件下的性能,并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。
问题二:什么叫汽车的可靠性?评定指标有哪些
可靠性是评价汽车技术水平的综合性使用性能的指标。
汽车的可靠性是指在规定的使用条件下和规定的行程内完成规定功能的能力。
汽车的使用可靠性取决于汽车本身的固有可靠性以及汽车的使用维修水平,并与汽车的使用条件有关。
汽车使用时间增长,其出现故障的可能性随之增大,使用可靠性下降。
若从汽车开始运行到其工作至T时开始对汽车实施维护,则称时间T为维护周期。
在达到维护周期之前,汽车出现故障的可能性增大,经维护后,使汽车的技术性能在一定程度上得到恢复。
汽车经过长期使用、多次维护后,其技术性能会明显下降,这时只有通过修理才能使技术性能有大幅度的提高当汽车使用到其性能达到极限状态时,则相应达到汽车极限行驶里程。
可见,汽车维修只能在一定程度上维持汽车的技术状况,提高使用可靠性,但不能完全恢复其固有可靠性水平。
故经过相当里程的行驶(即达到极限里程时)后汽车就报废。
可靠性的评价指标如下。
(1)平均首次故障里程。
(2)平均故障间隔里程。
(3)当量故障率。
问题三:电力系统可靠性评估的方法有哪些
解析法和蒙特卡罗模拟法 解析法是根据电力系统元件的随机参数,建立系统的可靠性数学模型,通过数值计算方法获得系统的各项指标。
由于解析法采用的是严格的数学手段,计算结果可信度高。
但是它的计算量随系统规模的增大呈指数增长,所以解析法一般只适合于网络规模较小而网络结构较强的系统,也就是说,当元件故障比较稀少但有重大影响,且元件的数目不太多时,解析法可以充分发挥其概念清楚,模型准确的优点。
但对于大的电力系统,或当模型中需考虑的因素较多时,解析法的研究过程会变得非常复杂。
Monte Carlo模拟法是将系统中每个元件的概率参数在计算机上用相应的随机数表示,在计算机上模拟系统实际情况,按照对此模拟过程进行若干时间的观察,估算所要求的指标。
它的
问题四:什么是基础可靠性
论述硬件可靠性(包括维修性)设计、试验、评估的基本技术。
内容包括系统可靠性,可用性模型,可靠性设计,生产过程可靠性控制,可靠性、维修性试验,可靠性,维修性评估和可靠性管理。
在论述中密切结合航天系统产品研制中的可靠性问题
问题五:进行电力系统可靠性评估的基本方法和基本过程是怎样的
主要涉及以下3个步骤: 1、可靠性指标定义;例如LOLP,EENS等. 2、可靠性指标计算;根据指标的不同,在计算时需要采用解析法或者蒙特卡洛法进行计算 3、利用评价方法对计算出来的指标值进行综合评估。
评价方法有很多,例如层次分析法、模糊熵权等。
其中前两步是必不可少的,一般是用在评价某个系统的可靠性。
如果需要比较不同的系统或者不同方案之间的优劣,则就需要第3步了
问题六:产品的可靠性指标有哪些
一般主要是:平均寿命时间MTTF(不可修复产品)或者平均故障时间MTBF(可修复产品) 还有安全性阀维修性和检测性等方面的指标
问题七:常用可靠性试验分类有哪些
可靠性试验的种类有哪几种? 每个行业略有不同吧。
对于加热设备,类似以下: 可靠性试验的种类有六大种。
实验室恒温箱等设备可靠性试验的种类,按照试验地点可分为现场可靠性试验与实验室模拟可靠性试验。
按照试验的目的可分为可靠性测定试验、可靠性鉴定试验、可靠性验收试验、成功率试验、全数可靠性试验和可靠性增长试验。
其中鉴定试验、验收试验、成功率试验,全数试验又可统称为可靠性验证试验。
所谓验证试验,就是为确定产品的可靠性特征量是否达到所要求的水平而进行的试验。
1. 可靠性测定试验 为了确定设备可靠性特征量的数值而进行的试验叫做可靠性测定试验。
这是一种在没有定量规定设备的可靠性要求,需要估价一种设备所具有的可靠性水平时所进行的试验。
2. 可靠性鉴定试验 为了验证设备的设计能否在规定的环境条件下,满足规定的性能及可靠性要求的试验叫做可靠性鉴定试验。
试验应在具有代表性的产品上进行。
试验结果作为判断设备能否满足可靠性指标要求,能否定型的依据之一。
可靠性鉴定试验适用于设计定型、生产定型、主要设计或工艺变更之后的鉴定。
3. 可靠性验收试验 为了确定定型后批量生产的设备能否在规定条件下都满足规定的性能及可靠性要求的试验叫做可靠性验收试验。
验收试验不一定每批都进行,一般是在生产方和使用方共同商定的时间和批次中进行。
4. 成功率试验 当设备的可靠性特征为成功率时,为了验证设备在规定条件下,试验次数或设备数成功的概率是否满足规定的可靠性特征而进行的试验叫做成功率试验。
5. 全数可靠性验收试验 当规定每一台设备都要进行可靠性验收试验时采用。
本试验可以代替抽样验收试验。
6. 可靠性增长试验 通过采取纠正措施,系统地并永久地消除失效机理(不管朱效原因如何),使设备可靠性获得确实提高的试验,叫做可靠性增长试验。
它不是为了验证某一试验方案能否通过,而是通过试验暴露设备所存在的问题,进行失效分析,采取改进措施和再试验等,使设备可靠性得到增长,能够满足或超过设备预定的可靠性要求。
可靠性增长试验在设备研制阶段进行。
------------------------------ 电子工业: 可靠性试验定义、目的、分类 作者:不详 ; 发布时间:2015-12-9 10:38:54 ; 来源:互联网点击:1896 可靠性试验指:产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。
产品在设计、应用过程中,不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响,而仍需要能够正常工作,这就需要以试验设备对其进行验证,这个验证基本分为研发试验、试产试验、量产抽检三个部分。
定义 reliability test 为了解、评价、分析和提高产品的可靠性而进行的各种试验的总称。
折叠编辑本段目的 可靠性试验的目的是:发现产品在设计、材料和工艺等方面的各种缺陷,经分析和改进,使产品可靠性逐步得到增长,最终达到预定的可靠性水平;为改善产品的战备完好性、提高任务成功率、减少维修保障费用提供信息;确认是否符合规定的可靠性定量要求。
折叠编辑本段分类 可靠性试验可以是实验室内的试验,也可以是现场试验。
按试验目的可分为工程试验和统计试验两类(见图)。
工程试验的目的是暴露产品的可靠性薄弱环节并采取纠正措施加以排除(或使其故障率低于允许水平)。
这种试验由承制方进行,以研制样机为受试产品。
统计试验的目的是在一定的置信度要求下,验证产品的可靠性是否达到规定的定量要求。
统计试验一般有经认可的第三方实验室负责完成,受试单位事先必须经订购方批准。
可靠性试验应尽可能结合产品的性能试验、环......>>
问题八:安全性测试与可靠性测试有什么区别
电气安全性能试验包括:耐电压试验、泄漏电流试验、绝缘电阻、和接地电阻试验。
可靠性试验包括:老化试验、温湿度试验、气体腐蚀试验、机械振动试验、机械冲击试验、碰撞试验和跌落试验、防尘防水试验以及包装压力试验等多项环境可靠性试验。
安科瑞电气测试中心提供电气性能、电磁兼容、电气安全性、气候环境、机械环境、IP防护、HALT/HASS(可靠性)、RoHS检测、阻燃耐热试验、漏电起痕等。
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问题九:什么叫既有建筑可靠度的评定?
建筑可靠度是指结构在规定的时间内,在规定的条件下完成预定功能的概率.建筑可靠度包括安全性,使用性和耐久性. 既有建筑顾名思义就是已经存在的建筑. 既有建筑的可靠度评定既是对已有建筑的进行结构现场监测以及结构分析试验,就是看看已有的建筑结构出现在什么问题状况不.从而可以分析出现有结构的状况或结构出现损害的原因. 由此,后期才能根据可靠性评定结果,对需要进行加固的结构进行加固设计,提出一个最优化方案。
问题十:电力系统风险分析和可靠性评估的区别
1、现代电力系统分析多出了一些现代电网有而以前电网没有的东西: 特高压直流输电网及新型电气设备如FACTS的稳态模型和暂态模型; 电网等值模型; 电力市场下电网的稳态分析。
2、电力系统分析对电网的基本模型给出得比较详细,对各类故障的分析也比较广,此外还有频率调整、无功调整。
产品可靠性的实施
通常状况下,在一个公司里,先进行生产,当生产进行到一定阶段后,才开始考虑质量控制,最后随着时间的推移,产品隐含的问题慢慢暴露出来,才体会到要进行可靠性控制,才考虑到需要一名可靠性工程师。
作为一名可靠性工程师,在这种情况下,如何推行可靠性工作?一般情况下,实施可靠性分为:编写计划、可靠性测试、可靠性提升、可靠性保持等四大步;其实可靠性工作中最主要、最有效、最根本的是上面四大步之外的第五步:可靠性设计;但目前99%以上的公司(除军工企业外)其可靠性设计都只停留在前四步,没有充分的可靠性设计。
我们也就不在这里讨论如何实施可靠性设计的问题(各位大虾在今后的工作中,应该把这为主要目标)。
现在,你有幸成为一个公司的可靠性工程师,那么你要做的就是前面四步。
一、制定可靠性工作计划对大部份公司来说,可靠性工作还只是在起步阶段;相当一部份公司在可靠性方面的工作也很被动,有些在客户要求提供有关可靠性的资料、数据时才开始做可靠性工作,有些甚至是在产品遭到退货后才起步做可靠性工作;很多公司在可靠性方面的工作还是空白。
虽然公司领导人开始着手考虑可靠性的问题(不然,他不会招你做可靠性工程师),但是在公司而言,绝大部分人员对可靠性还是陌生的,所以最初的计划阶段就显得尤为重要。
首先,你被公司招聘为可靠性工程师,负责有关的可靠性的工作。
接着,你需要宣传可靠性工作的重要性;可靠性工作不是靠一个人的力量能完成的,要让公司上下每个人员都明白可靠性的重要性、必要性,特别是高层领导的重视。
可靠性不够好的产品,依然能用,所以很容易被大部份人忽视。
另外可靠性的工作,其效果在半年内很难看出来,没有领导的重视,很难顺利进行下去。
你可以在适当的时候用对比性较强的数据(如以前的产品遭客户投诉/返修率,与做过可靠性的产品的客户投诉/返修率)说明可靠性的重要性。
之后,编写可靠性测试计划;在对可靠性的重要性作普及性的介绍后,就可以针对该公司的产品做一些可靠性测试的计划。
建议可靠性计划分两部分,第一部分是可靠性测试方案,包括测试流程、取样方法、测试方法、结果判定等具体内容;第二部分是可靠性工作目标,这部分当然是写你希望在工作期间把可靠性工作做在研发阶段,通过可靠性设计来控制公司产品质量、降低产品成本。
这一个可以见的成果,计划一定要写,而且还要领导签字。
第一部份是让领导知道你能做很多实际的事,第二部份是让领导知道你有大志向。
最后,推广可靠性测试计划;这是较关键的一步,其主要目的做到是让公司员工知道可靠性要测试什么,以便有针对性地提升可靠性;通过推广、讨论,还能使公司员工在更多方面达到一致,减少走弯路的可能性。
可以跟生产技术部、研发部讨论可靠性测试工作,可以给市场部、生产、售后等部门开展一些培训的工作,必要时还可以请其它公司“高手”来该公司做一些讲座等等。
总之,要让全公司都知道你是可靠性工程师,这样做的好处你很快就能亲身体验到。
记住:不要担心你讲的内容太简单(隔业如隔山,即使有个别人对某一点理解比你深,但他知道的也不会比你全面)、不要担心培训时间太短(越短越好,只要长于10 分钟即可),不要怕(没有人是完美的,不然你年薪早超过百万美元了),你是被公司领导确认后专门做可靠性的专家。
二、执行可靠性测试一切准备工作做好后,就开始第二步:测试产品的可靠性。
在开真正测试前,还有一些准备工作,如是否有用于测试的设备等。
一般来说,可靠性测试主要分为环境测试和机械测试;做环境测试你至少需要一台“温湿度交变箱”,最好还有一台低温冰箱;做机械测试在执行测试时,你至少应该有“机械振动台”,最好还有一个“机械冲击台”。
一般小公司,在实验设备上不会很完善,需要你一手把它建起来(从温湿度箱到振动台、到EMC实验室….)。
如果公司里什么设备都没有,那么购买一台温湿度箱是必要的(价格不高,利用率不低),机械振动台可以不买(价格较高,利用率不高;可以出资金去第三方测试)。
如果在你来公司之前,公司零零散散地做过有关可靠性的测试,可能有一些人员和设备,那么你在进行可靠性测试时,就应该申请把这部份纳入你的“门”下,命名为“可靠性实验室”或“可靠性测试部”,其实可能只有一台温温度箱、一个作业人员,但没关系,只有“自立门户”才有发展。
等有了温湿度箱后,你就可以开始测试了。
基本性能的测试;可靠性测试前,必须对产品的基本性能做出判断。
经过性能的测试,可以将产品分为三个档次:一是良品、二是不良品、三是次品(介于良品和不良品之间,在标准左右20%的部分)。
良品可以用来做可靠性测试、不良品不可以用来做可靠性测试、次品需要分析(有些是因为制作过程中的缺陷导致-这部分不可用来做可靠性测试、有些只是一些随机现象参数略有偏差-这部分可以用来做可靠性测试)。
除了判断是否可以用来测试外,最主要的是还可以用来与可靠性测试后的性能做对比。
可靠性测试;按测试计划,对相应的产品进行振动、高温等测试。
每次测试后,需要对产品的基本性能进行测量(有些测试要求在测试过程中进行基本性能的测量);再进行对比、分析可靠性测试前后基本性能的变化,确定可靠性测试结果。
测试时注意:测试过程中,让设备自动记录(最好能打印)测试环境;测试后对样品的测量最好能与样品所属阶段责任人一起。
测试的变动;很多原因,导致你在实际工作过种中需要对某些测试进行相应的变动。
如:①去较远的地方进行振动测试,你可以将多种产品的振动测试“集中”到一起;②有人认为测试时间太长(可靠性测试可能会在1000Hrs 左右),你应该考虑加速测试(按近似做法:温度很升高10℃,产品的寿命减半;详细做法见下一节);③如设备同时控制温湿度时在最初的上升阶段可能会超出范围,你可以改成先设定温度再设定湿度;④温度冲击测试可能由一个高温箱、一个低温箱和人工来实现(不用花30万购买温度冲击箱);⑤当需要在100℃以上时带湿度,你可以用高压锅来实现(要考虑测试的精度);等等。
不管有怎样的变动,你都应该有详细变动记录、测试记录;实际工作中的经验和方式,大家不会比我少。
你会做得比我更好。
三、可靠性增长你不能只停留在可靠性测试阶段,可靠性工作的精髓在于可靠性设计,只有做好可靠性设计/增长才能节约成本、提升产品质量。
可靠性的提升主要集中在研发阶段、定型之前。
一旦设计已经定型、或进入量产阶段,再想从设计上改善可靠性,已经是不太可能(浪费太多、成本太高)。
而大部分公司都是因产品可靠性差、受到整个市场的要求后(返修成本增加、退货增多)才开始考虑到可靠性的,但此时产品已经投入市场!此时想把这些产品的可靠性提升到一个新的高度已经不可能,你能做的只是看着居高不下的返修率,但你必须做好下一次产品的可靠性。
建议最初你把精力放在一个产品上,做好一个产品的可靠性。
如何进行可靠性增长?首先,要掌握的是生产流程、制作工艺,每个流程的操作方法也是应该完全了解的。
这一点,无需解释,必须做到。
其实,要学习一定的技术,至少你要掌握该公司产品的工作原理。
你虽然不是研发部门,但你要责任研发产品的可靠性,完全不懂相应的技术,工作很难开展。
如果是元器件产品,对用到的每种原材料及原材料的特性应该了解;如果是系统类产品,对硬件、软件、结构都应该有了解,如各模块的功能、模块之间的接口、软件的功能等等。
接着,要建立一个团队(给她一个好名字),负责可靠性增长,成员多多益善,但至少应包括:公司领导、可靠性工程师、研发工程师、生产技术、物流人员各一名。
团队的力量和必要性这里我就不多说了。
最后就是改善行动;当测试过程中出现不良时,必须针对不良现象进行分析、改善,将改善措施标准化,这样才能保证品质得到提升。
最常用的方法就是“测试-改善-测试”,如此循环,逐步提升。
需要强调的就是,每一次改善,应该认真、彻底地处理,用数据来结案。
与ISO9000一样,一次改善通常包括以下几个步骤。
1.可靠性测试;按测试计划,取样进行测试;2.现象描叙;这一部份应该尽可能详细地描叙不良现象,包含产品的名称(软硬件版本号),发生时间、地点,做到“按时间顺序记录与产品有关的所有状况”;3.原因分析;对原因的分析,应该追根究底,找出问题的根本原因,而不是在现象之间转化,做到“人工产生此原因时,现象能完全再现”;4.改善行动;根据分析的原因,采取对应的措施。
此时应该考虑两方面:一是现有的其它产品是否也会这样的问题,如何改善;一是如何防止后续产品出现此类问题;5.效果确认;主要确认两点:一是改善行动是否有执行;一是执行了改善行动后的产品是否还会出现这样的问题(用数据证明)。
6.形成标准;如果经确认,改善措施有效(不良率下降),就应该把这些措施写进操作规范,指导后续生产。
还要考虑这种措施是否对其它类似产品也有效等问题;7.再取样,再测试。
经过多次这种“测试-改善-测试”,产品的缺陷会越来越少,品质也就越来越好。
最终,当样品进行可靠性测试时,无缺陷出现。
四、可靠性保持可靠性保持主要是指在进行大批量生产时,产品的可靠性能稳定保持在最佳状态;较难做到的是“稳定地保持在最佳状态”,要做到这一点需要多方面的努力。
1.供应商为了保证供应商供应的原材料稳定在最佳状态,我们可以分四步控制:1. 认真选择供应商,确保其满足“合格供应商资格”;2. 供货过程中,IQC检验、可靠性检验要严格执行;3. 所有过程信息共享;检验过程中出现的问题和异常情况,应该第一时间通知供应商,寻求改善,要通过各种途径证明改善效果良好,方可结案;4. 定期向供应商反馈品质状况,必要时开会讨论。
2.生产过程生产是一个包含最多“变数”的过程,机械化与自动化是保证稳定的最有效因素;在未现实完全自动化的状况下,生产过程主要有以下控制点:1. 检验投入使用的物料状况良好;2. 检验各工位操作是否满足操作要求;3. 检验各工位输出是否达到下一工位要求;4. 检验产品性能是否满足成品要求;5. 检验产品可靠性是否达到规定的要求;3.测试针对公司的产品进行各种测试。
测试过程中,任何问题都需要给予改善,以提升产品品质。
任何一个问题的出现,就是给我们指出一个前进的方向;对问题的改善,标志着品质又上升了一个台阶。
有这种态度,还有什么办不到的。
可靠性设计的分析
通过设计实现产品可靠性指标的方法。
产品的可靠性是通过设计、生产和管理而实现的,而首先是产品的设计。
它决定着产品的固有可靠性。
电子产品可靠性设计技术包括许多内容,主要有可靠性分配、可靠性预测、冗余技术、漂移设计、故障树分析和故障模式、效应和致命度分析、元件器件的优选和筛选、应力-强度分析、降负荷使用、热设计、潜在通路分析、电磁兼容和设计评审等。
可靠性分配根据用户对系统或设备提出的可靠性指标,对分系统、整机等组成部分提出相应的可靠性指标,逐级向下,直到元件、器件、工艺、材料等的可靠性指标。
可靠性分配是系统或设备的总体部门的一项可靠性设计任务。
对于有L个组成成分的系统,最简单的情况是这些组成成分的可靠性是互相独立的。
若第i组成分不可靠,则系统就不可靠,系统可靠性为q=q1q2…qL 〔若第i组成分的不可靠性为Pi=1-qi,则系统的不可靠性为P=1-q=1-(1-P1)(1-P2)…(1-PL)≈P1+P2+…+PL〕。
这是系统可靠性分配的基本公式。
可靠性分配本质上不是数学问题,而是人力、物力的统一调度和运用的工程管理问题。
因为不同整机、元件、器件的现实可靠性水平是很不相同的,而把它们的可靠性提高到一定水平所需要的人力、物力和时间往往差别很大,因而不能采取均匀提高的纯数学方案。
在实际工作中,需进行多个方案的协调、比较后才能决定。
可靠性预测主要是根据电子元件、器件的故障和产品设计时所用的元件、器件数和使用条件,对产品的可靠性进行估计。
最简单的情况是:产品由k种电子元件、器件组成,第i种元件、器件的寿命为指数分布,故障率为λi,用量为ni。
任一元件和器件发生故障都会引起产品故障,故产品的故障率为λ=n1λ1+n2λ2+…+nkλk这是在设计阶段根据元件、器件的故障率对产品故障率提出预测的基本公式。
在实际使用时,还要增加一些修正和补充。
元件、器件的故障率还会随环境和其他条件而发生变化。
若实验室条件下的元件、器件的故障率,则在环境A下的故障率为式中为元件、器件在环境A下的环境因子。
在恶劣环境下,环境因子值可能很大。
例如,导弹发射环境下的环境因子可能达到20~80。
用预测公式测得的λ值还需要乘上一个修正因子(1+α)。
对于比较成熟的设计,α可取10%左右;对不太成熟的设计,α可取30%以上。
预测的故障率与实际投入使用后的现场故障率有一些差异是正常的。
事实上,在设计阶段可靠性预测主要是相对可靠性,而不是绝对可靠性。
冗余技术当产品设计中发现某个组成部分的可靠性过低,影响产品的总可靠性指标时,便采取所谓冗余技术来提高这一部分的可靠性。
有k个组成部分的产品,各组成部分的可靠性是互相独立的。
若其中一个部分出故障,产品就出故障,则这些组成部分构成一个可靠性串联系统。
若产品的第i部分的可靠性为qi,则产品的可靠性q=q1q2…qk;若其中的一个部分不出故障,产品就能完成预定任务,则这些组成部分构成一个可靠性并联系统。
这时,q=1-(1-q1)(1-q2)…(1-qi)。
如果k=2,q1=q2=0.99,则组成可靠性并联系统后,q=0.9999。
即经可靠性并联后大大提高了可靠性。
所谓“多数表决”冗余技术,是只要k个组成部分中多数不出故障,产品就能完成预定任务。
一般说来,很少使用整机作为冗余的组成部分,通常是对整机的薄弱环节进行冗余处理。
漂移设计元件、器件的性能参数容许有一定的散布。
其上限为上公差,下限为下公差。
随着出厂时间的增加,性能参数产生漂移。
温度和其他环境条件的变化也会造成参数漂移。
只要元件、器件的漂移不超过公差的上、下限,就是合格的。
电路的设计应该是,只要所用的元件、器件性能参数在规定的容许上、下限以内,电路的性能参数就应该是合格的,即使元件、器件的参数值到了规定容许的上、下限的边缘,也应如此,这称为电路的漂移设计。
在满足元件、器件规定容许的上、下限前提下,在理论分析上,元件、器件有一些最坏组合,使电路的性能参数产生最大的偏离。
如果这些最坏组合产生的电路仍能满足要求,则电路就满足漂移设计要求,这也可以通过最坏组合的实际电路加以验证,称漂移试验。
但是,最坏组合方法往往偏于过分保守。
如果能知道元件、器件性能参数的概率分布,则可以分析出电路性能参数的概率分布,从而作漂移分析和漂移试验,这称为概率法。
这往往比最坏组合法更符合实际情况。
故障树分析1975年在美国Berkeley的加利福尼亚大学召开了一次盛况空前的可靠性学术会议。
会议上把故障树分析技术和可靠性理论并列为两大进展,认为后者主要是数学家和概率论统计学家推动发展起来的,而前者则是工程师们推动发展起来的,两者的侧重点不同但是实质一样的。
故障树分析是美国贝尔实验室1961年首创的一种系统分析方法。
其优点是较易处理复杂系统,容易发现可能导致系统出现故障的情况,有利于消除潜在故障。
在设计阶段,它有助于发现系统的薄弱环节,是改进和提高设计可靠性的有力工具。
故障树是一种树状的逻辑因果关系图,它利用一系列符号和逻辑门来描述各种事件之间的因果关系,使人们对这些关系一目了然。
例如,基本事件的符号为○、结果事件的符号为嘑。
逻辑门的输入事件为因,输出事件为果。
以某房间照明系统为例,其原理和故障树如图。
故障树的定量分析是根据基本事件出现的概率,计算出系统不希望发生的故障事件的出现概率,定量地计算出系统薄弱环节的不可靠性,找出对系统可靠性有关键作用的元件、部件,通常是从求最小割集着手。
一个最小割集包括若干个基本事件。
如果这些基本事件都出现,系统就出故障。
只要其中有一个不出现,割集中的其他基本事件都出现也不会使系统出故障。
寻找所有最小割集的方法很多,但都未彻底解决工作量随基本事件数的增加而指数增大这一困难。
一个系统的故障树是一本很好的故障维修指南。
它能使维修人员迅速发现故障,进而迅速排除故障。
故障模式、效应、致命度分析这种分析方法是将系统分成若干个组成部分。
如果发生故障,分析它属于哪种故障模式(不必一定查清故障的确切原因);分析各组成部分可能出现的故障模式对系统有什么影响;对各种故障模式的影响进行半定性半定量的评价,对那些具有致命性影响的故障模式制定适当的解决措施或改进设计方案。
这种分析方法是由系统的基本故障事件上推到系统故障,而傅里叶变换则是由系统故障下推到基本故障事件。
两者结合起来,相辅相成,可以在设计阶段找出潜在的可靠性问题。
元件、器件的可靠性可靠性质量保证体系的元件、器件的可靠性部门,通过调查研究制订出本部门的元件、器件优选目录,尽量压缩元件、器件的品种、规格和生产厂点。
设计人员不得选用目录以外的元件、器件。
如果设计人员认为必须选用目录外的元件、器件,则应经过元件、器件可靠性部门调查试验认为可用后,再正式补入目录,以备选用。
元件、器件可靠性部门与生产厂保持密切的联系,监督元件、器件生产质量的一致性和稳定性。
必要时,派出专人监督本部门定购批次的生产。
不论对元件、器件的生产过程如何严格控制,材料、工艺、生产环境等并不能绝对一致。
因此,不可避免地有一部分产品会存在一些潜在的缺陷和弱点。
这些有缺陷和弱点的电子元件、器件的平均寿命比正常产品的平均寿命短得多,使电子元件、器件的早期故障率较高。
如果对电子元件、器件不加处理就装入整机,便会使整机的早期故障率大大增加。
因此,在把电子元件、器件装入整机前,应采取施加强应力或其他手段,尽可能地剔除这种早期故障的产品。
这就是电子元件、器件的可靠性筛选。
筛选所加的强应力,可以是电的、热的、机械的或综合的。
筛选项目须根据元件、器件的主要故障模式和故障机理,结合元件、器件的工艺设计、结构材料以及质量控制的情况而定。
筛选不是提高产品的可靠性,它只能排除早期故障产品,使产品恢复其固有可靠性,但不能提高固有可靠性。
如果元件、器件的筛选淘汰率较高,则说明设计、工艺或生产管理上存在较多问题,不易筛选彻底。
这样的元件和器件不宜用于高可靠性要求的部位。
元件、器件可靠性部门应根据本部门的需要制订元件、器件筛选条例,并规定出容许的筛选淘汰率。
在一般情况下,元件、器件出厂越久,可靠性也就越低。
因此,元件、器件可靠性部门应在调查研究和进行必要的试验后,制定元件、器件保管和保管年限条例。
应力-强度分析产品所受的应力x是广义的,它不仅包括张力、扭力矩等,还包括如温度、真空度等因素。
产品的强度Y也是广义的。
若Z=Y-X,当Z<0时,即强度低于应力时,产品就出现故障;而当Z≥0时,产品是可靠的。
Z为产品的可靠性余度,P(Z≥0)是产品的可靠度。
若X、Y分别是均值为μX、μY、方差为σ婌、σ婍的互相独立的正态分布,则Z也是正态分布,均值为μZ=μY-μX,方差为σ婎=σ婌+σ婍。
这是最简单也是实际工作中最常见的情况。
这时产品的可靠度为式(ɑ)为标准正态分布的分位数因此,可靠度不仅决定于μZ 的大小(即μY>μX的程度),而且还决定于σX及σY的大小。
提高可靠度有两种途径:①使μY比μX大,即让平均强度远超过平均应力;②使σX与σY尽可能小,即严格控制产品强度的散布(往往须通过严格控制原材料和加工精度才能达到)和应力的散布(即进行环境设计)。
在19世纪后期,习惯上把μY/μX称为产品的安全系数。
安全系数大,μY大于μX,可靠度可以有所提高。
但这不是决定可靠性的唯一因素。
如果对σX、σY不加控制,单纯提高安全系数不一定能提高可靠性。
因此,传统的安全系数只反映了可靠度的一个方面,而不是全部。
当X或Y不是正态分布的随机变量时,可靠性的解析式就比较复杂。
蒙特卡罗法是分析这些较复杂情况下可靠性的有效方法之一。
电子元件、器件的负荷,就是施加于元件、器件的一种应力。
降负荷使用元件、器件就是提高元件、器件的安全系数,从而可以在一定程度上提高元件、器件的可靠性。
例如,某些电容器的故障率基本上正比于工作电压V的5次方,就是电容器故障率的5次幂法则。
使用的工作负荷与额定负荷之比称为降负荷系数。
可靠性质量保证系统的元件、器件可靠性部门,应根据本部门特点制订降负荷系数要求。
例如,一个有代表性的要求是,碳膜电阻和金属膜电阻的使用功率不应达到额定功率的一半。
热设计使电子元件、器件在较低温度下工作有三个好处:①参数漂移较小,电气性能容易稳定;②故障率较低;③机械应力较小,金属化接点等的蜕化较慢,寿命较长。
因此,需要根据热量传播的规律,研究作为热源的元件、器件的合理布局;采取什么降温措施可使设备的局部温升不会过高,以保证设备的可靠性。
这称为热设计。
在简单的情况下可利用自然冷却,但能力有限。
当功率密集度较大时,应采取强迫通风冷却和水冷等措施。
潜在通路分析潜在通路会在所有元件、器件工作正常的情况下导致出现不需要的功能,或使需要的功能受到抑制。
潜在通路分析一般在设计阶段后期或设计文件完成之后进行。
设计评审在设计的每一阶段结束之前,由负责设计的部门组织有关专家对设计文件从保证可靠性要求的各种角度和各个方面进行评定和审查。
实际上,这是一种组织专家协助做好可靠性设计的一种技术评定会。
由于可靠性设计牵涉的面太广,凭设计人员个人的知识进行最佳的可靠性设计已不可能。
因此,设计评审是一种有效的提高可靠性的补救办法。