六性分析實施報告

1、終端六性分析報告共 1 冊 第 1 冊 共 14 頁有限公司二 O 一六年 月目錄1 概述 22 產(chǎn)品用途、特色及系統(tǒng)組成 23 產(chǎn)品可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性性能指標 34 產(chǎn)品可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性管理工作概況. 35 可靠性分析 36 維修性分析 117 測試性分析 128 保障性分析 129 安全性分析 1310 電磁兼容性 1311 對產(chǎn)品可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性設計水平的基本評價 13word 資料1 概述為確保產(chǎn)品質量符合要求，根據(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)品的可靠性、維修

2、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、安全可靠等特點，能滿足 對 設備的要求，具有 良好地環(huán)境適應能力，可為 提供 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)品可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性性能指標 產(chǎn)品可靠性指標：平均故障間隔時間(MTBF：1000h;該項指標允許在試

3、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 GB 9254 中 B 級的要求。4 產(chǎn)品可靠性、維修性、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， 采購部兩名，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

4、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計劃開展工作。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，對措施的實施情況 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原因，審核或批準改善設備六性的意見和建議

5、。設備 六性工作小組成員對設備六性情況進行總結，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 可靠性分析5.1 設計總體原則嚴格貫徹國軍標、部標及有關規(guī)范。嚴格按照本工程質量保證大綱進行 各研制階段的可靠性工作。嚴把元器件質量關，采用“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、結構和關鍵工藝的可靠性設計。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、高可靠性的研 制目標。具體設計措施包括：

6、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。在整機設計時采取了有利的可靠性措施來保證可靠性指標。整機的模塊化設 計，充分保證了整機可維修性，提高了整機的可靠性。軟件可靠性設計也充分借 鑒多項軍工產(chǎn)品的軟件可靠性技術成果，按照軟件工程化設計準則進行軟件設計， 保證了整機的可靠性指標。5.2 元器件選型表1兀器件選型表序號名稱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5.3 可靠性預計設備所用元器件均是通用或固化產(chǎn)品，其質

7、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可靠性參數(shù)可參考GJB/Z299C-2006電子設備可靠性預計手冊，從而采用應力分析法來預計本器件的可靠性指標。設備所采用的元器件如上表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 可靠性模型是一個串聯(lián)模型。該器件是可修復產(chǎn)品，壽命服從指數(shù)分布，根據(jù)可靠性理論，其平均故障間 隔時間與失效率成反比，即MTBF= 1/無打j( 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可靠性參數(shù)可參考GJB/Z299C-2006電子設

8、備可靠性預計手冊，從而采用應力分析法來預計本器件的可靠性指標。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 C +70C，現(xiàn)計算其可靠性指標。5.3.1 PIN二極管的工作失效率，pi本器件使用PIN二極管，其工作失效率模型為：p1 K( 2)式中：b 基本失效率，10/h ;E 環(huán)境系數(shù)；二Q 質量系數(shù)；K種類系數(shù)。由表1查得基本失效率b =0.212 X 10/h ;由表2查得環(huán)境系數(shù)二e=14;由表3查得質量系數(shù)二Q =0.05 ;由表5.3.11-4查得種類系數(shù)二k=0.5 ;本器件中使用了 18只PIN二極管，故其工作失效率為：p1 =0.212 10上 1

9、4 0.05 0.5 18 =1.3356 10/h5.3.2 片狀電容器的工作失效率p2本器件選用的片狀電容器，其工作失效率模型為:，p2 = ，b E Q CKy ch( 3b 基本失效率，10J/h ;二E 環(huán)境系數(shù)；-：Q 質量系數(shù)；二cv電容量系數(shù)；:k種類系數(shù)；-：ch 表面貼裝系數(shù)。由表572-2 查得基本失效率:b =0.00637 X 10-/h ；由表572-4查得環(huán)境系數(shù) “=11.5 ；由表572-5查得質量系數(shù)二Q =1 ；由表572-6查得電容量系數(shù)5=0.75 ；由表5.7.2-7查得種類系數(shù)“=0.3 ；由表5.7.2-1查得表面貼裝系數(shù)二ch =1.2 ；本器

10、件中共使用了片狀電容器 7只，故其工作失效率為：p2 =0.00637 10-6 11.5 1 0.75 0.3 1 7 =0.1154 10/h5.3.3 電感的工作失效率p3本器件選用的片狀電容器，其工作失效率模型為：，p3 =，b二 E 二 Q 二 K 二 Cb 基本失效率，10/h ；二E 環(huán)境系數(shù)；Q質量系數(shù)；：K種類系數(shù)；c結構系數(shù)。由表5.8.3-1查得基本失效率 b =0.0062 X 10/h ；由表5.8.3-2查得環(huán)境系數(shù)二e=17;由表5.8.3-3查得質量系數(shù)二q=1；由表5.8.3-4查得種類系數(shù)二k=1；由表5.8.3-5查得結構系數(shù)-：c=2;本器件中共使用了電

11、感7只，故其工作失效率為：P3 =0.0062 10“ 17 1 1 2 7=1.4756 10/h5.3.4 集成電路的工作失效率p4半導體集成電路的工作失效率模型為:，p4 二-：QC2 C3 二E L L飛一一質量系數(shù)；二T 溫度應力系數(shù)；二v電壓應力系數(shù)；二E 環(huán)境系數(shù)；:L成熟系數(shù)；Cl、C2 電路復雜度失效率；C3 封裝復雜度失效率。由表522-2查得環(huán)境系數(shù)二e=14;由表522-3查得質量系數(shù)二Q =0.08 ;由表5.2.2-4查得成熟系數(shù)二l=1；由表5.2.2-5查得溫度應力系數(shù)=1.02 ;由表5.2.2-14查得電壓應力系數(shù)二v=1；由表5.2.2-19查得電路復雜度

12、失效率 G =0.4272 X10/h、C2 =0.0406 X 10/h ;由表5.2.2-19查得封裝復雜度失效率 C3 =0.1673 X 10/h。本器件使用集成電路3只，故其工作失效率為：p4 =0.080.4272 10 1.02 10.0406 0.1673 10 141 3 = 0.8031 10/h2.3.5 貼片電阻的工作失效率p5貼片電阻的工作失效率模型為：p5 =，b 二 E 二 Q 二 R(6)式中：b 基本失效率；10/h ; E 環(huán)境系數(shù)；Q 質量系數(shù)； R阻值系數(shù)。由表5.5.3-1查得基本失效率 b =0.0031 X 10/ h ;由表5.5.3-3查得環(huán)境

13、系數(shù)二e=10；由表5.5.3-4查得質量系數(shù)二Q=1;由表5.5.3-5查得阻值系數(shù)R=1;本器件使用貼片電阻9只，故其工作失效率為：P5 =0.0031 10- 10 1 1 9 =0.279 10 / h2.3.6 射頻連接器的工作失效率 “6本組件選用射頻連接器，其工作失效率模型為：呂卩 6 二bQ ：二 P K(7)b 基本失效率，10 J/h ；二E 環(huán)境系數(shù)；匸一一質量系數(shù)；:P接觸件系數(shù)；二K插拔系數(shù)；C插孔結構系數(shù)；由表5.11.1-1查得基本失效率 b =0.0303 X 10-/h ；由表5.11.1-2查得環(huán)境系數(shù)二e=10；由表5.11.1-3查得質量系數(shù)二q=1；由

14、表5.11.1-4查得接觸件系數(shù)二p=1;由表5.11.1-5查得插拔系數(shù)二k=1；由表5.11.1-8查得插孔結構系數(shù) =0.3 ;本器件使用接插件13只；故其工作失效率為：P6 =0.0303 10-6 10 1 1 1 0.3 13 =1.1817 10/h2.3.7 印制板的工作失效率p7印制板的工作失效率模型為p7 二b1 N * b2 亦甘；9心 C(8)b1、-b2 基本失效率，10/h , b1 取值為 0.00017 X 10/h ,心取 值為 0.0011 X 10/h ；N使用的金屬化孔數(shù)；E 環(huán)境系數(shù)；Q 質量系數(shù)；:C 復雜度系數(shù)由表5.13.1-1查得環(huán)境系數(shù)二e=

15、13由表5.13.1-2查得質量系數(shù) 匚=1.0由表5.13.1-3查得復雜度系數(shù)=1.0本器件使用印制板1塊，故其工作失效率為：P7 二 0.00017 11 0.001110- 13 1 1 =0.03861 102.3.8 焊接點的工作失效率 心焊接點的工作失效率模型為：Xp8 = (9)b 基本失效率，10-/h ；理一一環(huán)境系數(shù)；-：Q 質量系數(shù)；由表5.13.2-1查得基本失效率 b =0.000092 X 10-/h ;由表5.13.2-2查得環(huán)境系數(shù)二e=10;由表5.13.2-3查得質量系數(shù)2=1.0 ;本組件共有約100個焊接點，其工作失效率為：p8 =0.000092 X

16、 10- X 10X 1 X 100=0.092 X 10/h2.3.9 開關的總工作失效率 p開關的總失效率為：8p=. Pii 4=(1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092 ) X 10=5.321 X 10-6 /h故平均故障間隔時間為：MTBF=/ & =187934 h該開關的MTBF旨標要求為大于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 可靠性數(shù)據(jù)分析根據(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)

17、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)分析表序名稱工作失效率失效率主要故障模式故障模式號百分比頻數(shù)比1PIN二極管1.3356 x 10-625.1%開路50%2片式電谷器0.1154 漢 10-62.17%短路74%3繞線電感1.4756 漢 10-627.73%開路80%4集成電路0.8031 漢 10-615.09%無輸出23%5貼片電阻0.279 x 10-65.24%開路91.9%6射頻連接器1.1817 漢 10-622.2%插損高80%

18、7印制板0.03861 x 10-60.73%孔化不良60%8焊接點0.092 x 10-61.73%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別加以注意。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。根據(jù)嚴酷度的一般分 類原則，可把本器件的嚴酷度分為三類。U類（致命的）一一這種故障會引起重在經(jīng)濟損失或導致任務失敗。川類（臨界的） 一一這種故障會引起一定的經(jīng)濟損失或導致任務降級。w類（輕度的） 一一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

19、致非計劃性維護和修理。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原因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 重時功能喪失補焊U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川類3繞線電感開路虛焊不能提供直流偏置補焊U類4集成電路無輸出靜電擊穿驅動器失效更換器件U類5貼片電阻開路粘接不牢功能受到影響重新粘接W類6射頻連接器插損高器件老 化、磨損性能變差更換器件川類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可靠性變差更換器件IV由上表可知，從故障影響嚴酷度的角度看，屬于U類嚴酷度的有3種元器件

20、： PIN二極管、電感和集成電路。屬于川類嚴酷度的有 2種元器件：片式電容，射 頻連接器。其余的屬于W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。影響本組件工作可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可靠性影響最 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，應十分重視安裝調試工藝，以消除產(chǎn)品潛在故障。c）因為電子產(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

21、和組件都必須進行可靠性應力篩選試驗，用以發(fā)現(xiàn)并消除產(chǎn)品 的早期故障，使產(chǎn)品的故障迅速下降到較低的偶然故障階段，從而保證產(chǎn) 品的可靠性。6維修性分析終端設備的維修性設計主要從以下三方面開展。a）縮短故障定位時間采用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。word資料b) 縮短故障排除時間在結構設計上， 整部件、關鍵器件便于拆裝， 最大限度縮短更換器件的時間 各部件采用模塊化設計，接口明確簡單，現(xiàn)場可在較短時間內(nèi)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，可調部位調整方便，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

22、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)品設計故障測試方便有效，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， 根據(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 用表等儀表可方便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，返廠維修。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，并作出修正。當射頻通道的幅相誤差太大，通過修 正也無法保證抗干擾性能時，通過指示燈或輸出串口報警。信號處理板上的指示 燈對信號處理板本身和抗干擾算法進行實時測試監(jiān)控。通過頻譜儀測射頻口輸出 可以判斷DAC和射頻上變部分是否工作正常。8 保障性分析a) 依據(jù)總體研制要求，編寫了使用維護說明書，根據(jù)項目需要可對使 用人員進行初次培訓，根據(jù)服務合同及使用部門需求將提供不間斷的培訓和服務。 無需外場額外的調整，提供的使用說明書和用戶手冊可指導使用方較好