LED照明產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)

0工業(yè)和信息化部電子第五研究所中國賽寶實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定可靠，普及適用—LED照明產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)許少輝5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容質(zhì)量與可靠性一旦產(chǎn)品制造成功后,傳統(tǒng)質(zhì)量保障功能就完成(盡管可能還會尋求持續(xù)改進(jìn)等等)可靠性:更關(guān)注“下一步會發(fā)生什么”三包期限內(nèi)產(chǎn)品的故障率？返修率（失效率）是否接收？哪些改變能提高產(chǎn)品的可靠性？（設(shè)計(jì)／制造／安裝／運(yùn)行／維護(hù)／等等）可靠性的時機(jī)簡單的問題：質(zhì)量控制解決復(fù)雜的問題：可靠性工程質(zhì)量工程和可靠性工程：關(guān)注的焦點(diǎn)引入我們的話題LED照明產(chǎn)品的發(fā)展與可靠性規(guī)定的條件

亦即使用條件或環(huán)境條件規(guī)定的期間亦即產(chǎn)品壽命規(guī)定的性能/功能性能或故障的定義5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容2.1LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成

未來的LED照明，將更加的豐富多彩和超越想象

第三層光源裝置第二層控制系統(tǒng)第一層驅(qū)動電源2.2LED照明產(chǎn)品可靠性現(xiàn)狀1)總的說來不容樂觀LED照明產(chǎn)品的核心產(chǎn)品，如驅(qū)動電源、光源模組等產(chǎn)品可靠性不受關(guān)注1）國家也沒有強(qiáng)制2）對于可靠性的認(rèn)知存在誤區(qū)POF？SR？3）多數(shù)沒有進(jìn)行切實(shí)有效的可靠性評價如規(guī)定LED壽命為30000h。

看似≈6年（假定商業(yè)照明的平均極限：12h/d），能滿足需要嗎？

據(jù)此要求計(jì)算（按指數(shù)分布計(jì)算），

1)使用1年：將有約10％的產(chǎn)品失效2)使用3年，累積失效約30%3)年平均故障率約為10.5%/年，6年的時候，將會累積有63.2％的產(chǎn)品失效！4)迫切需要有可靠性指標(biāo)的產(chǎn)品壽命，而不是MTBF！2)可靠性的認(rèn)知誤區(qū)LED產(chǎn)品壽命的的解讀正確的認(rèn)識識和理解產(chǎn)產(chǎn)品的壽命命(MTBF/MTTF)有可靠度指指標(biāo)的產(chǎn)品品壽命，更更加有意義義！3)從設(shè)計(jì)導(dǎo)向向看大部分企企業(yè)注重重功能和和外形的的設(shè)計(jì)，，忽視可靠靠性、環(huán)環(huán)境適應(yīng)應(yīng)性的設(shè)設(shè)計(jì)。大部分考考核僅對對性能和和安全性性進(jìn)行對可靠性性和環(huán)境境適應(yīng)性性要求不不高。習(xí)慣于出出現(xiàn)故障障后維修修大量的維維修隊(duì)伍伍5.LED照明可靠靠性的發(fā)發(fā)展趨勢勢分析4.開展以可可靠性為為中心的的質(zhì)量提提升工程程3.系統(tǒng)可靠靠性對LED照明產(chǎn)品品發(fā)展的的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品品的構(gòu)成成及可靠靠性現(xiàn)狀狀主要內(nèi)容容LED照明產(chǎn)品品在發(fā)展展中的阻阻力最重重要的是是可用性性和穩(wěn)定定性，其其核心就就是可靠靠性。高的故障率和維修率是突出表表現(xiàn)，使得產(chǎn)品品在總體上不省錢！141.企業(yè)老板板的困惑惑為什么有有的產(chǎn)品品出廠前前100%檢驗(yàn)合格格，而一一年后，，返修率率卻高達(dá)達(dá)10%甚至20%。別人的的產(chǎn)品卻卻只有5%甚至1％或者更更低？3.1.LED照明產(chǎn)品品的可靠靠性高低低決定了了產(chǎn)品返返修率和和合格率率的高低低老板的困困惑三年，五五年，十十年包換換？能否達(dá)到到？如何達(dá)到到？如何更好好？－用可靠性性工程來來回答LED照明產(chǎn)品品15可靠度？？用戶要求求？產(chǎn)品返修修率？客戶滿意意度？是否愿意意主動更更換LED？R(t)－可靠度度，越大大越好t—任務(wù)時間間，客戶戶要求的的時間－失效率，，越小越好好減小失效效率就要實(shí)施施可靠性性工程釋疑可靠性設(shè)設(shè)計(jì)、可可靠性預(yù)預(yù)計(jì)、FMEA、FTA、FRACAS、因果樹樹、排列列圖、直直方圖……低價格就就有竟?fàn)帬幜?？？為什么許許多媽媽媽寧可去去外國買買貴奶粉粉，也不不買國產(chǎn)產(chǎn)的便宜宜的奶粉粉？高質(zhì)量的的產(chǎn)品是是低成本本的！總總體上省省錢低質(zhì)量的的產(chǎn)品將將最終以以更大代代價來彌彌補(bǔ)品牌的核核心是什什么？廣廣告？誠信、質(zhì)質(zhì)量、可可靠性。。反思思3.2.提高產(chǎn)品品的可靠靠性是降降低企業(yè)業(yè)成本的的重要途途徑高質(zhì)量和和高可靠靠的產(chǎn)品品是低成成本的！！為什么目目前LED示范工程程沒有很很好示范范效應(yīng)？？派出大量量的人力力/物力去巡巡查？維維修？系統(tǒng)可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)理念，，可能比比追求LED器件、電電源本身身的可靠靠性更顯顯得重要要！質(zhì)量/可靠性與與壽命周周期費(fèi)用用（傳統(tǒng)統(tǒng)觀點(diǎn)））費(fèi)用質(zhì)量、可可靠性不考慮產(chǎn)產(chǎn)品全生生命周期期費(fèi)用質(zhì)量/可靠性與與費(fèi)用：：平衡點(diǎn)點(diǎn)質(zhì)量/可靠性與與壽命周周期費(fèi)用用（現(xiàn)代代觀點(diǎn)））費(fèi)用質(zhì)量、可可靠性可靠的產(chǎn)產(chǎn)品，總體上最最省錢?。√岣弋a(chǎn)品品的可靠靠性是降低企企業(yè)成本本的重要要途徑3.3.高可靠的的產(chǎn)品是是消費(fèi)者者的訴求求顧客最關(guān)關(guān)心的，，是產(chǎn)品品在購買買使用一一段時間間后，是是否還能能正常使使用，這這恰恰就就是可靠靠性要回回答的問問題。LED照明是一一個復(fù)雜雜系統(tǒng)，，融合了了多類產(chǎn)產(chǎn)品，應(yīng)應(yīng)用也很很多，要要讓消費(fèi)費(fèi)者接受受，易用用還要耐耐用，這這是一個個挑戰(zhàn)??！減少維修修/免維修－－－－這這就是可可靠性。。蘋果公司司產(chǎn)品的的可靠性性給LED帶來的啟啟示系統(tǒng)可靠性改進(jìn)和保障測試性安全性功能可靠性維修性1年～2年合約計(jì)計(jì)劃（產(chǎn)品在在合約期期限內(nèi)，，確保出現(xiàn)現(xiàn)失效產(chǎn)產(chǎn)品的風(fēng)風(fēng)險可接接受）幾乎可以以保證全全新的替替換產(chǎn)品品1年內(nèi)免費(fèi)費(fèi)維修：：（多數(shù)是是替換性性維修））符合全球球的安全全標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)穩(wěn)定定的運(yùn)行行良好的用用戶體驗(yàn)驗(yàn)良好的產(chǎn)產(chǎn)品改進(jìn)進(jìn)缺陷改進(jìn)進(jìn)系統(tǒng)改進(jìn)和推推出下一一代產(chǎn)品品iPhone4SiPhone––250小時iPhone3G-300小時iPhone3GS-300小時iPhone4-300小時iPhone4S-200小時蘋果iOS5推出之后后不久，，立即有有很多用用戶抱怨怨：此系統(tǒng)的的iPhone4S電池消耗耗速度極極快，即即便是在在待機(jī)狀狀態(tài)下。。蘋果承認(rèn)認(rèn)問題的的存在，，表示更更新iOS5將解決這這一問題題根源：可可靠性問問題不能達(dá)到到預(yù)期工作作時間3.4.高可靠是是企業(yè)形形象和信信譽(yù)的要要求品牌的核核心是質(zhì)質(zhì)量，高高質(zhì)量的的產(chǎn)品必必然具有有高的可可靠性，，會贏得得消費(fèi)者者的信賴賴和喜愛愛，逐漸漸形成良良好的口口碑，樹樹立品牌牌形象，，獲得更更強(qiáng)的市市場競爭爭力。質(zhì)量是企企業(yè)的信信譽(yù)和生生命，它它直接決決定了企企業(yè)的形形象和生生存空間間。3.5.高可靠、、高質(zhì)量量是企業(yè)業(yè)由小到到大、由由大到強(qiáng)強(qiáng)的必經(jīng)經(jīng)之路，，是轉(zhuǎn)型型升級的的重要著著力點(diǎn)國外LED知名公司司最近的的發(fā)力說說明了這這一點(diǎn)國內(nèi)眾多多企業(yè)面面臨的困困境說明明了這一一點(diǎn)同功能LED產(chǎn)品的不不同價值值產(chǎn)業(yè)由小小到大，，由大到到強(qiáng)的發(fā)發(fā)展必須須經(jīng)歷質(zhì)質(zhì)量革命命小大強(qiáng)粗曠的擴(kuò)張質(zhì)量5.LED照明可靠靠性的發(fā)發(fā)展趨勢勢分析4.開展以可可靠性為為中心的的質(zhì)量提提升工程程3.系統(tǒng)可靠靠性對LED照明產(chǎn)品品發(fā)展的的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品品的構(gòu)成成及可靠靠性現(xiàn)狀狀主要內(nèi)容容28可靠性指標(biāo)可靠性模型可靠性預(yù)計(jì)可靠性分配FMEA(FMECA)FTA元器件的選用降額設(shè)計(jì)容差與漂移設(shè)計(jì)儲備（冗余）設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計(jì)潛在通路分析“三防”設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)靜電防護(hù)（ESD）微電子器件的可靠安裝防閂鎖設(shè)計(jì)軟件可靠設(shè)計(jì)供應(yīng)商的控制元器件的質(zhì)量與可靠性控制制造過程管理與統(tǒng)計(jì)過程控制質(zhì)量閉環(huán)控制可靠性活動與評審測定試驗(yàn)鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)篩選試驗(yàn)增長試驗(yàn)HALT/HASS壽命和加速試驗(yàn)定量分析設(shè)計(jì)技術(shù)控制管理試驗(yàn)評價以可靠性為中心的質(zhì)量設(shè)計(jì)、分析和控制4.1以可靠性性為中心心的質(zhì)量量管理工工程的技技術(shù)內(nèi)容容4.2可靠性設(shè)設(shè)計(jì)：目目標(biāo)要求求－>設(shè)計(jì)評審審－>評價確認(rèn)認(rèn)研發(fā)階段是整個可靠性工作的重點(diǎn)建立研發(fā)可靠性責(zé)任制RCM的持續(xù)改進(jìn)4.3對企業(yè)管管理層的的建議1、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)要重視視和支持持質(zhì)量管管理工作作，把可可靠性工工作放在在重要位位置；樹立現(xiàn)代代質(zhì)量觀觀改變研發(fā)發(fā)人員和和質(zhì)量人人員“救救火”的的狀態(tài)2、企業(yè)管理理層認(rèn)識識到“設(shè)計(jì)質(zhì)質(zhì)量”對產(chǎn)品固固有質(zhì)量量的影響響是至關(guān)關(guān)重要的的，注重重開發(fā)階階段并投投入大量量人力物物力提高高設(shè)計(jì)質(zhì)質(zhì)量，以保證質(zhì)質(zhì)量問題題在“源源頭”得得到根本本解決。4.4技術(shù)層面面的建議議1)可靠性設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)2)零部件和和系統(tǒng)管管理3)加強(qiáng)工藝藝/過程的控控制4)加強(qiáng)LED照明設(shè)備備的環(huán)境境適應(yīng)性性設(shè)計(jì)5)系統(tǒng)的故故障數(shù)據(jù)據(jù)累積/追溯數(shù)據(jù)據(jù)1)可靠性設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)1使用因素素2應(yīng)力－強(qiáng)強(qiáng)度分析析3設(shè)計(jì)失效效模式影影響分析析4設(shè)計(jì)的失失效模式式影響及及嚴(yán)酷度度分析5設(shè)計(jì)中故故障樹分分析6容差和最最差情形形分析7健壯設(shè)計(jì)計(jì)8人因可靠靠性9X設(shè)計(jì)元器件的選用降額設(shè)計(jì)容差與漂移設(shè)計(jì)儲備（冗余）設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計(jì)潛在通路分析“三防”設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)靜電防護(hù)（ESD）IC器件的可靠安裝防閂鎖設(shè)計(jì)軟件可靠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)2)零部件和和系統(tǒng)管管理1零部件選選擇2材料的選選擇和控控制3降額的方方法和原原則4建立規(guī)范范加強(qiáng)元器器件采購購的質(zhì)量量控制，，有效抵制制假冒和和偽劣元元器件僅9月份份，通過過DPA技術(shù)共共剔除假假冒、翻翻新元器器件、IC共35型號號批次，，占企業(yè)業(yè)委托我我所實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室進(jìn)行行DPA總數(shù)的的27.1％。。通過失效效分析（（FA））發(fā)現(xiàn)了了有15個委托托失效分分析的元元器件、、IC是是假冒、、翻新品品，占9月份企企業(yè)委托托我所實(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)進(jìn)行失效效分析總總數(shù)的27.3%。兩項(xiàng)平均均為27.2%。利用失效效分析技技術(shù)和DPA技術(shù)對假假冒元器器件進(jìn)行行鑒別利用我們們的假冒冒元器件件鑒別技技術(shù)鑒別別出來的的假冒元元器件3).加強(qiáng)工藝藝/過程控制制－主要ESD、潮敏和和裝配工工藝管控控大量電路路板未經(jīng)經(jīng)使用就就出現(xiàn)故故障，經(jīng)經(jīng)分析是是元器件件和電路路分層。。以下是聲聲學(xué)掃描描顯微鏡鏡下看到到的分層層現(xiàn)象4）加強(qiáng)LED照明設(shè)備備的環(huán)境境適應(yīng)性性設(shè)計(jì)熱路測量與分析；熱材料選擇；控制熱阻（內(nèi)、外）；冷卻措施涂復(fù)、密封、灌封消源、減振、布局、安裝抑制干擾源；切斷交連通路；提高抗干擾能力（屏蔽、濾波、接地）防輻措施（材料、電路、工藝）三防（潮、霉、鹽霧）熱設(shè)計(jì)振動、沖擊電磁環(huán)境輻射環(huán)境熱環(huán)境氣候環(huán)境機(jī)械環(huán)境電磁兼容性設(shè)計(jì)抗輻射設(shè)計(jì)環(huán)境調(diào)查環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度分析防護(hù)措施環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)對產(chǎn)品進(jìn)進(jìn)行可靠靠性預(yù)計(jì)計(jì)和故障障模式及及影響后后果分析析（FMECA），建立立FRACAS系統(tǒng)，對對故障進(jìn)進(jìn)行根源源分析RCA/RCFA,提高設(shè)計(jì)計(jì)水平5）系統(tǒng)的的故障數(shù)數(shù)據(jù)累積積/追溯數(shù)據(jù)據(jù)43總之，產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量是設(shè)計(jì)計(jì)進(jìn)去的的，生產(chǎn)產(chǎn)和管理理出來的的。&加強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)人員的的可靠性性培訓(xùn)，，將可靠靠性設(shè)計(jì)計(jì)進(jìn)產(chǎn)品品；&強(qiáng)化可靠靠性審查查和組織織保證；；&采用先進(jìn)進(jìn)的工具具和手段段；&不可為可可靠性而而可靠性性！質(zhì)量管理理必須從從設(shè)計(jì)階階段開展展可靠性性工作，，只有全全過程階階段開展展可靠性性工作，，抓產(chǎn)品品質(zhì)量才才抓住了了源頭。?？煽啃栽O(shè)設(shè)計(jì)問題題是重中中之重，，是解決決系統(tǒng)可可靠性的的重要抓抓手5.LED照明產(chǎn)品品可靠性性的發(fā)展展趨勢分分析4.開展以可可靠性為為中心的的質(zhì)量提提升工程程3.系統(tǒng)可靠靠性對LED照明產(chǎn)品品發(fā)展的的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品品的構(gòu)成成及可靠靠性現(xiàn)狀狀主要內(nèi)容容LED智能/智慧照明明的控制制軟件LED照明產(chǎn)品數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化服務(wù)化高環(huán)保、節(jié)能LED照明產(chǎn)品品規(guī)模巨巨大，關(guān)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)強(qiáng)，系統(tǒng)統(tǒng)軟件可可能越來來越復(fù)雜雜1.軟件的可可靠保障障是未來來LED照明產(chǎn)品品可靠性的的保障軟件可靠靠性問題題日益重重要，能能有效的的監(jiān)控和和管理產(chǎn)產(chǎn)品的降降額使用用，可靠靠性管理理，可靠靠性監(jiān)控控等等，，它將影影響系統(tǒng)統(tǒng)的功能能、可靠靠性、安安全、兼兼容性等等。2.LED照明產(chǎn)品品的可靠靠性與性性能的一一體化設(shè)設(shè)計(jì)是產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)的大趨趨勢。從只追求求產(chǎn)品性性能轉(zhuǎn)變變?yōu)閺?qiáng)調(diào)調(diào)產(chǎn)品的的可靠性性及維修修成本，，把可靠靠性要求求與性能能要求同同等看待待。---未來產(chǎn)品品設(shè)計(jì)的的趨勢核心思想想在產(chǎn)品開發(fā)階段段要盡早考考慮和構(gòu)構(gòu)造可靠靠性。將可靠性性和性能一一樣設(shè)計(jì)到產(chǎn)產(chǎn)品中去。3.可靠性同同性能一一并考核核3可靠性工工程的發(fā)發(fā)展－無維修使使用期(MFOP)在國際上上早在1995年對傳統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠性定義義提出了了質(zhì)疑，，在歐洲洲開始用用無維修修使用期期(MFOP)取代原先先的MTBF。當(dāng)前國際際上