可靠性工程知識概述

可靠性工程知識概述標簽：可靠性工程(1)可靠性工程衡量系統可靠性有三個重要指標。①保險期：系統建成后能有效地完成規(guī)定任務的期限，超過這一期限系統可靠性就會逐漸降低。②有效性：系統在規(guī)定時間內能正常工作的概率。概率的大小取決于系統故障率的高低、發(fā)現故障部分的快慢和故障修復時間的長短。③狹義可靠性：由結構可靠性和性能可靠性兩部分組成。前者指系統在工作時不出故障的概率，后者指系統性能滿足原定要求的概率。系統可靠性不能僅僅依靠對系統的檢驗和試驗來獲得，還必須從設計、制造和管理等方面加以保證。首先，設計是決定系統固有可靠性的重要環(huán)節(jié)，制造部門力求使系統達到固有的可靠性，而管理則是保證系統的規(guī)劃、設計、試驗、制造、使用等階段都按科學的程序和規(guī)律進行，即對整個系統研制實行嚴格的可靠性控制?？煽啃詳祵W用來定量描述系統可靠性的數學工具。常用的度量指標主要有可靠度、故障率、平均無故障工作時間和平均故障修復時間等。①可靠度R()：系統在規(guī)定工作時間內無故障的概率。如數字電壓表工作24小時的可靠度為0.9,即意味著多次抽取一定數量的該產品樣品，在規(guī)定條件下工作24小時，平均有90%能保持全部產品性能處于有效的工作狀態(tài)。相應地，系統在時間內發(fā)生故障的概率用F()表示，稱為不可靠度,與可靠度R()的關系為R()=1-F()。②故障率λ：系統工作到時刻時單位時間內發(fā)生故障的概率。系統在正常工作狀況下，其故障率趨于穩(wěn)定，可靠度與故障率的關系為R()=。③平均無故障工作時間：系統在相鄰兩次故障間隔內有效工作時的平均時間。④平均故障修復時間：系統出現故障后到恢復正常工作時的平均時間。工作步驟步驟可靠性工程的具體工作步驟為：①通過試驗或使用，發(fā)現系統在可靠性上的薄弱環(huán)節(jié);②研究分析導致這些薄弱環(huán)節(jié)的主要內外因素;③研究影響系統可靠性的物理、化學、人為的機理及其規(guī)律;④針對分析得到的問題原因，在技術上、組織上采取相應的改進措施，并定量地評定和驗證其效果;⑤完善系統的制造工藝和生產組織。問題解決在影響系統可靠性的主要問題得到解決后，再采用上述步驟解決一些次要的薄弱環(huán)節(jié)。可靠性工程實質上是對影響系統可靠性的薄弱環(huán)節(jié)的不斷發(fā)現和不斷改進的過程。為了提高系統的可靠性，從而延長系統的使用壽命，降低維修費用，提高經濟效益，在系統規(guī)劃、設計、制造和使用的各個階段都要貫徹以可靠性為主的質量管理?？煽啃远x定義可靠性是指產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力。產品的可靠性與外界環(huán)境的應力狀態(tài)和對產品功能的需求密切相關。理解產品的可靠性需要從兩個角度出發(fā)，其一是按照產品的層次結構理解可靠性，其二是按照產品的全壽命周期理解可靠性。按照產品的層次結構理解可靠性是指需要根據產品各層次特點開展相應的可靠性工作;按照產品的全壽命周期理解可靠性是指在需求分析、總體設計、分項設計和生產、試驗、使用、維修維護等過程都需開展相應的可靠性工作。可靠性工程的具體項目產品的可靠性是設計出來的，生產出來的，管理出來的?？煽啃怨こ淌菫榱诉_到系統可靠性要求而進行的有關設計、管理、試驗和生產一系列工作的總和，它與系統整個壽命周期內的全部可靠性活動有關?？煽啃怨こ淌钱a品工程化的重要組成部分，同時也是實現產品工程化的有力工具。利用可靠性的工程技術手段能夠快速、準確地確定產品的薄弱環(huán)節(jié)，并給出改進措施和改進后對系統可靠性的影響?？煽啃怨こ叹唧w如下圖1所示。產品在需求分析階段、設計階段、工程研制階段和生產制造階段都需開展一定的可靠性設計分析、管理、試驗工作。開展的時機和推薦開展的項目如下表所示：按照產品的層次結構，產品的系統層次、裝置層次、部件層次和零件層次都分別有相應的可靠性工作內容，即產品不同層次的可靠性影響因素和薄弱環(huán)節(jié)各有特點，需要分別開展相應的可靠性設計、管理、試驗工作項目解決?？値熀晚椖抗芾碚咝枰诋a品的工程化角度把握可靠性工程的開展和實施。影響器件可靠性的主要因素包括器件的種類和數量、器件的額定工作電參數和電應力、額定工作溫度和環(huán)境溫度、元器件的質量等級和品質保證等級，器件的降額特性和熱敏感特性，器件的儲存可靠性;影響部件可靠性的主要因素包括器件本身的可靠性與器件相互影響，主要需要考慮的因素為熱分析、電磁兼容、耐環(huán)境、信號完整性、潛通路和工藝工裝;影響裝置可靠性的主要因素包括部件之間的相互影響和結構、工藝、連接;影響系統可靠性的主要因素包括冗余設計、人機工程和系統可靠性設計。建立可靠性工程體系，開展和實施可靠性工程是產品高可靠性的必要條件，可靠性設計分析是可靠性工程的基礎，可靠性設計水平差的產品可靠性必然低;可靠性的設計需要可靠性管理，可靠性管理是開展可靠性設計的技術管理保證和組織結構保證;設計出的產品在生產階段難免引入“瑕疵”，需要可靠性試驗“暴露”。電子可靠性工程電子可靠性工程是提高產品質量和可靠性，降低硬件生產故障率和市場失效率的系統工程。您是否為電子產品生產直通率較低而煩惱，是否為市場返修率居高不下而束手無策?根據業(yè)界的分析，60%以上的生產故障是由于器件失效引起的，70%以上的市場返修也是因為器件失效引起的，而大多數公司對此卻沒有采用系統化的電子可靠性工程方法來解決，導致效率較低，產品質量可靠性不高。其實按照系統的電子可靠性工程方法，通過選擇合適的器件，有效地控制器件質量，合理應用器件，進行可靠性設計，達到業(yè)界領先的產品質量是可以實現的。電子可靠性工程包含5個方面：一、通過正確的選型認證來保證構成產品的物料的基本可靠性物料選型與認證是一項產品工程，是硬件開發(fā)活動的重要組成部分。產品一旦選用了某物料，其質量、成本、可采購性基本上60%都已固化，后期的一系列改進、保障策略所達到的效果只能占到40%，物料選型影響重大。如何確定物料的規(guī)格，如何識別不同廠家的物料優(yōu)劣，如何對物料廠家進行認證，如何監(jiān)控物料廠家的質量波動，這些專項技術，在國際領先公司都有專業(yè)的團隊來進行研究，并有系統化的流程保障物料選用，而目前國內廠家普遍比較薄弱，因此從物料選用開始，產品質量就和業(yè)界領先公司拉開了差距，可以說是輸在了起跑線上。二、通過正確合理的設計方法保證應用可靠性常用的可靠性設計方法有如下14種，在產品開發(fā)過程中，這些方面都要考慮到，包括做對應的仿真分析，才能夠保證設計的產品的可靠性?？煽啃灶A計FMEA可靠性指標論證、分配與冗余設計電應力防護設計ESD防護設計容差分析降額設計升額設計熱分析和設計信號完整性分析EMC設計安全設計環(huán)境適應性設計壽命與可維護性設計國際領先的大公司，對這些設計方法均有專業(yè)團隊來保障，為了滿足國內企業(yè)的需求，針對每種設計方法，深圳市易瑞來公司均有專家負責研究和追蹤業(yè)界最新的進展，實踐經驗豐富。三、在加工維護過程中保證不引入對器件的損傷在生產加工過程中，影響可靠性的最主要的因素是ESD、MSD和焊點可靠性，這三方面的控制技術目前發(fā)展得較為成熟，也有對應得國際標準，但是國內很多廠家還做得不夠完善，如產品線的ESD控制水平是多少，MSD控制可以達到幾級潮濕敏感器件，影響焊點可靠性的主要因素是怎樣控制的?象MSD控制不好引發(fā)的可靠性問題，往往是在產品到用戶手里半年以上才會大量暴發(fā)，ESD損傷對器件的長期可靠性的影響也很大，因此怎樣控制加工過程，保證對不引入對器件的損傷需要引起重視。在產品維護保養(yǎng)過程中同樣要考慮可靠性問題，避免引入對產品的損傷。四、失效分析通過對開發(fā)、測試、小批量試產，量產階段、用戶現場的器件失效分析，找到失效的根本原因和改進措施，及時糾正和預防失效的發(fā)生。發(fā)現問題越早，解決問題的成本也就越低，因此即使是開發(fā)調試過程中出現的個別器件失效，也要進行徹底的失效分析，明確失效機理，進而采取對應的解決措施。0五、流程保障電子產品可靠性工程是非常嚴謹的系統工程，需要高效、明確的流程來保證。最主要的可靠性流程主要有三個：選用可靠物料流程，包括物料選型，物料認證，供應商認證，供應商質量控制等方面;產品開發(fā)中的可靠性設計流程，在產品開發(fā)過程中保證上文提到的14種方法的使用以及明確評審要求，通過可靠性設計來保證產品的可靠性。FRACAS流程，通過對故障數據的分析處理，找出異常問題，啟動根本原因分析，找到解決措施和預防措施，使所有問題都能夠閉環(huán)，以保證產品的可靠性?？煽慷裙こ處熉殬I(yè)概述可靠度工程師需要通過產品可靠性試驗，進行性能評估，并預測如何改進產品或體系的安全性、可靠性、可維護性。職業(yè)素描·工作內容按相關國際標準和國家標準組織可靠性試驗,完成可靠性試驗報告;提出有針對性的提高產品可靠性的建議和措施,并監(jiān)督落實;制定可靠性技術規(guī)范和測試規(guī)范;擬定產品可靠度品質評估的作業(yè)流程?！ぢ殬I(yè)要求教育培訓：電子、材料、汽車、機械、紡織、化工相關專業(yè)，大?；蛞陨蠈W歷?？梢酝ㄟ^參加中國質量協會組織的統一注冊考試獲得中國注冊可靠性工程師證書，也可以參加美國質量協會的注冊可靠度工程師考試獲得相應證書。工作經驗：掌握可靠性測試的理論知識,了