质量管理知识系列2可靠性基础知识部分

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1、第一节 可靠性定义一、可靠性定义产品的可靠性是指：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。从定义本身来说，它是产品的一种能力，这是一个很抽象的概念；我们可以用个例子（100个学生即将参加考试）来理解这个定义，可靠性就是指：100个学生的考分的平均是多少？对这个平均分的准确性有多大把握？分数越高、把握越大，可靠性就越高。我国的可靠性工工作起步较晚晚，20世纪纪70年代才才开始在电子子工业和航空空工业中初步步形成可靠性性研究体系，并并将其应用于于军工产品。其其他行业可靠靠性工作起步步更晚，差距距更大，与先先进国家差距距20300年，虽然国国家已制订可可靠性标准，但但尚未引起所所有企

2、业的足足够重视。对产品而言，可可靠性越高就就越好。可靠靠性高的产品品，可以长时时间正常工作作（这正是所所有消费者需需要得到的）；从专业术语语上来说，就就是产品的可可靠性越高，产产品可以无故故障工作的时时间就越长。二、可靠性的重重要性调查结果显示（如如某公司市场场部20011年调查记录录）：“对可靠性的的重视度，与与地区的经济济发达程度成成正比”。例如，英英国电讯（BBT）关于可可靠性管理/指标要求有有产品寿命、MMTBF报告告、可靠性框框图、失效树树分析（FTTA）、可靠靠性测试计划划和测试报告告等；泰国只只有MTBFF和MTTFF的要求；而而厄瓜多尔则则未提到，只只是提出环境境适应性和安安全

3、性的要求求。产品的可靠性很很重要，它不不仅影响生产产公司的前途途，而且影响响到使用者的的安全（前苏苏联的“联盟11号号”宇宙飞船返返回时，因压压力阀门提前前打开而造成成三名宇航员员全部死亡）。可可靠性好的产产品，不但可可以减少公司司的维修费用用，而且可以以很快就打出出品牌，大幅幅度提升公司司形象，增加加公司收入。随着市场经济的的发展，竞争争日趋激烈，人人们不仅要求求产品物美价价廉，而且十十分重视产品品的可靠性和和安全性。日日本的汽车、家家用电器等产产品，虽然在在性能、价格格方面与我国国彼此相仿，却却能占领美国国以及国际市市场。主要的的原因就是日日本的产品可可靠性胜过我我国一筹。美美国的康明斯斯

4、、卡勃彼特特柴油机，大大修期为122000小时时，而我国柴柴油机不过11000小时时，有的甚至至几十小时、几几百小时就出出现故障。我我国生产的电电梯，平均使使用寿命（指指两次大修期期的间隔时期期）为3年左左右，而国外外的电梯平均均寿命在100年以上，是是我们的3倍倍；故障率，国国外平均为00.05次，而而我国为1次次以上，高出出20倍，这这样的产品怎怎么有竞争力力呢！因此要要想在竞争中中立于不败之之地，就要狠狠抓产品质量量，特别是产产品可靠性，没没有可靠性就就没有质量，企企业就无法在在激烈的竞争争中生存和发发展。因此，可可靠性问题必必须引起政府府和企业的高高度重视，抓抓好可靠性工工作，不仅是是

5、关系到企业业生存和发展展的大问题，也也是关系到国国家经济兴衰衰的大问题。（呵呵，这是唱高调的内容，可以不看的）三、可靠性指标标衡量产品可靠性性水平有好几几种标准，有有定量的，也也有定性的，有有时要用几种种标准（指标标）去度量一一种产品的可可靠性，但最最基本最常用用的有以下几几种标准。 1.可靠度R（tt）；它是产品在在规定条件和和规定时间内内完成规定功功能的概率。一一批产品的数数量为N，从从t = 00时开始使用用，随着时间间的推移，失失效的产品件件数逐渐增加加，而正常工工作的产品件件数n(t)逐渐减少，用用R(t)表表示产品在任任意时刻t的的可靠度。2.可靠寿命CR(trr)；它与一般理理解

6、的寿命有有不同含义，概概念也不同，设设产品的可靠靠度为R(tt)，使可靠靠度等于规定定值r时的时时间tr的，即即被定义为可可靠寿命。3.失效率（故故障率）（tt）；它是指某产产品（零部件件）工作到时时间t之后，在在单位时间t内发生失失效的概率。4.有效寿命与与平均寿命；有效寿命一一般是指产品品投入使用后后至达到某规规定失效率水水平之前的一一段工作时间间。而平均寿寿命MTTFF对于不可修修复产品，指指从开始使用用直到发生失失效这一段工工作时间的平平均值；对于于可修复的产产品，是指在在整个使用阶阶段和除维修修时间之后的的各段有效工工作时间的平平均值。5.平均无故障障工作时间MMTBF；是指相邻两两

7、次故障之间间的平均工作作时间，也称称为平均故障障间隔。它仅仅适用于可维维修产品。同同时也规定产产品在总的使使用阶段累计计工作时间与与故障次数的的比值为MTTBF。其他他如可靠度、有有效度、维修修度、平均维维修时间等也也是衡量产品品可靠性水平平的一种标准准，但是一般般以可靠寿命命失效率就足足以说明产品品可靠性程度度了。1. 平均故障障间隔时间；可维修的产品，其其可靠性主要要的参数是MMTBF（MMean TTime BBetweeen Faiil），即平平均故障间隔隔时间，也就就是两次维修修间的平均时时间；不可维维修的产品，用用MTTB（MMean TTime TTo Faiil）；两个个参数的

8、计算算没有区别，下下文只提到MMTBF。MMTBF越大大，说明产品品的可靠性越越高。可以用以下理想想测试来精确确测试一批产产品的MTBBF；即将该该批产品投入入使用，当该该批产品全部部出现故障以以后（假如第第1个产品的的故障时间为为t1，第2个产产品的故障时时间为t2，第n个产品的故故障时间为ttn），计算发发生故障的平平均时间，则则由上式可以看出出，理想测试试就是用全部部的时间和全全部的故障数数来算出精确确的MTBFF；2、失效密度另外一个常用的的参数是，它是指在在产品在t时时刻失效的可可能性，是失失效间隔时间间的倒数，也也就是：1/MTTBF。 对对某一类产品品而言，产品品在不同的时时刻有

9、不同的的失效率（也也就是失效率率是时间的函函数），对电电子产品而言言，其失效率率符合浴盆曲曲线分布（如如下图）：浴盆曲线，分为为三部份（II、II、IIII三部份份）：TmaxttIIIIII第I部份是早期期失效阶段。这这段时间内，从从外形上看，在在失效率从一一个很高的指指标迅速下降降；从物理意意义上理解，由由于少数产品品在制作后，存存在一些制程程、运输、调调试等问题，产产品有比较明明显的缺陷，在在投入使用的的最初期，这这缺陷很快就就显露出来，随随着时间的增增长，这些明明显的缺陷越越来越少，也也就形成了“失效率迅速速下降”的现象；第II部份是中中期稳定阶段段。这段时间间内，产品的的失效率稳定定

10、在一个较低低水平；从物物理意义上理理解，当少数数产品的明显显缺陷显露出出来后，剩下下的就是正常常的产品，这这部份产品可可以较稳定、持持久地工作，所所以失效率也也稳定在一个个较低水平；第III部份是是后期失效阶阶段；这段时时间内，产品品的失效率迅迅速上升；从从物理意义上上理解，到了了后期，产品品经过长时间间的工作、磨磨损、老化，慢慢慢接近寿命命终点，随着着时间的增加加（Tmaxx以内），到到达寿命终点点的产品越来来越多，失效效率也就随之之上升；知道了，就可可以找到产品品连续工作 了t时间后后、还正常的的概率为R(t)=e-lt，此时时已经失效的的概率为F(t)1-R(t)1e-lt。R(t)=e

11、-lt是一个个经验公式，一一般电子产品品的寿命服从从这一指数分分布，其它分分布下文再叙叙；第二节 可靠性性测试可靠性测试应该该在可靠性设设计之后，但但目前我国的的可靠性工作作主要还是在在测试阶段，这这里将测试放放在前面（目目前大部分公公司都会忽略略最初的可靠靠性设计，比比如我们公司司，设计的时时候，从来都都没有考虑过过可靠性，开开发部的兄弟弟们不要拿砖砖头仍我这是实话，只只有在测试出出现失效后才才开始考虑设设计）。为了测得产品的的可靠度（也也就是为了测测出产品的MMTBF），我我们需要拿出出一定的样品品，做较长时时间的运行测测试，找出每每个样品的失失效时间，根根据第一节的的公式计算出出MTBF

12、，当当然样品数量量越多，测试试结果就越准准确。但是，这这样的理想测测试实际上是是不可能的，因因为对这种测测试而言，要要等到最后一一个样品出现现故障需要的测测试时间长得得无法想象，要要所有样品都都出现故障需要的成成本高得无法法想象。为了测试可靠性性，这里介绍绍：加速测试试（也就增加加应力*），使使缺陷迅速显显现；经过大大量专家、长长时间的统计计，找到了一一些增加应力力的方法，转转化成一些测测试的项目。如如果产品经过过这些项目的的测试，依然然没有明显的的缺陷，就说说明产品的可可靠性至少可可以达到某一一水平，经过过换算可以计计算出MTBBF（因产品品能通过这些些测试，并无无明显缺陷出出现，说明未未达

13、到产品的的极限能力，所所以此时对应应的MTBFF是产品的最最小值）。其其它计算方法法见下文。（*应力：就是是指外界各种种环境对产品品的破坏力，如如产品在855下工作受到到的应力比在在25下工作受到到的应力大；在高应力下下工作，产品品失效的可能能性就大大增增加了）；一、环境测试产品在使用过程程中，有不同同的使用环境境（有些安装装在室外、有有些随身携带带、有些装有有船上等等），会会受到不同环环境的应力（有有些受到风吹吹雨湿、有些些受到振动与与跌落、有些些受到盐雾蚀蚀侵等等）；为了确认产产品能在这些些环境下正常常工作，国标标、行标都要要求产品在环环境方法模拟拟一些测试项项目，这些测测试项目包括括：1

14、). 高温测测试（高温运运行、高温贮贮存）；2). 低温测测试（低温运运行、低温贮贮存）；3). 高低温温交变测试（温温度循环测试试、热冲击测测试）；4). 高温高高湿测试（湿湿热贮存、湿湿热循环）；5). 机械振振动测试（随随机振动测试试、扫频振动动测试）；6). 汽车运运输测试（模模拟运输测试试、碰撞测试试）；7). 机械冲冲击测试；8). 开关电电测试； 9). 电源拉拉偏测试；10).冷启动动测试；11).盐雾测测试； 12).淋雨测测试；13).尘砂测测试； 上述环境试验的的相关国家标标准如下（部部分试验可能能没有相关国国标，或者是是我还没有找找到）：1、 低温试验 按GB/T 22

15、423.1189 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 低温试试验；GB/T 24423.22287 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 温度变变化试验方法法进行低温试验及及温度变化试试验。 温度范围：-77010。2、 高温试验按GB/T 22423.2289 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 高温试试验；GB/T 24423.22287 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 温度变变化试验方法法进行高温试验及及温度变化试试验。 温度范围：1002103、 湿热试验按GB/T 22423.3393 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试

16、验方法法 恒定湿湿热试验；GB/T24223.493 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 交变湿湿热试验进行恒定湿热试试验及交变湿湿热试验。 湿度范围：300%RH1100%RHH4、 霉菌试验按GB/T 22423.11690 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 长霉试试验进行霉霉菌试验。5、 盐雾试验按GB/T 22423.11793 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 盐雾试试验进行盐盐雾试验。6、 低气压试验按GB/T 22423.22192 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 低气压压试验；GB/T24223.2592 电电工电

17、子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 低温/低气压试验验；GB/T24223.2692 电电工电子产品品 环境试试验 第二部部分：试验方方法 高温温/低气压试试验；进行低气压试验验，高、低温温/低气压试试验。试验范范围：-700100 07760mmHHg 220%955%RH。7、 振动试验按GB/T 22423.11095 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 振动试试验进行振振动试验。 频率范围（机械械振动台）：560HHz（定频振振动5800Hz），最最大位移振幅幅3.5mmm（满载）。频频率范围（电电磁振动台）：530000Hz，最最大位移255mmP-PP。8、 冲

18、击试验按GB/T 22423.5595 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 冲击试试验进行冲冲击试验。冲冲击加速度范范围：（50015000）m/s2。 9、 碰撞试验按GB/T 22423.6695 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 碰撞试试验进行碰碰撞试验。10、 跌落试验按GB/T 22423.7795 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 倾跌与与翻到试验；GB/T24223.895 电电工电子产品品环境试验 第二部分分：试验方法法 自由跌跌落试验进进行跌落试验验。 说明：上面133项比较全面面地概括了产产品在实现使使用过程中碰碰到的外界环环境

19、；实际测测试时，因为为各产品本身身属性的相差差较远、使用用环境相差也也很大，各公公司可以根据据产品的特点点，适当选取取、增加一些些项目来测试试（此产品对对应的国/行行标中要求的的必测试项目目，当然是必必须测试的）；也可以根据据产品特定的的使用环境与与使用方法，自自行设计一些些新测试项目目，以验证产产品是否能长长期工作。测试条件：不同同的产品测试试条件不一样样；就拿高温温测试来说，有有些产品要求求做高温贮存存测试，有些些要求做高温温运行测试，有有些产品的高高温用85做测试，有有些产品的高高温是用655做测试。但但是，宗旨只只有一个，那那就是至少满满足国/行标标。要测试一一种产品的可可靠性，找到到

20、这种产品的的国/行标是是必需的，按按照国/行标标的要求和指指引找出必须须的测试项目目与各项目的的测试方法，从从而进行环境境测试；同一种产品，在在不同的阶段段，测试条件件也不一样；一般而言，产产品会经过研研发、小批量量试产、批量量生产三个不不同的阶段。在在研发阶段，测测试条件最严严（应力最大大）、测试延延续的时候最最短；小批量量试产阶段，测测试应力适中中、测试时间间适中；批量量生产阶段，测测试应力最小小、测试时间间较短；三个个阶段的主要要差别见下表表：阶段实验目的实验特点实验要求研发发现设计缺陷，扩扩大设计余量量高应力、短时间间无故障中试考察产品是否达达到基本的可可靠性水平中应力、中长时时间无明

21、显故障批量生产生产工艺条件的的稳定性低应力、短时间间有条件的允许故故障发生鉴定鉴定产品的可靠靠性、计算产产品的MTBBF低应力、长时间间无特别要求加速环境试验技技术传统的环境试验验是基于真实实环境模拟的的试验方法，称称为环境模拟拟试验。这种种试验方法的的特点是：模模拟真实环境境，加上设计计裕度，确保保试验过关。其其缺陷在于试试验的效率不不高，并且试试验的资源耗耗费巨大。加速环境试验AAET(Acccelerrated Envirronmenntal TTestinng)是一项项新兴的可靠靠性试验技术术。该技术突突破了传统可可靠性试验的的技术思路，将将激发的试验验机制引入到到可靠性试验验，可以大

22、大大缩短试验时时间，提高试试验效率，降降低试验耗损损。加速环境境试验技术领领域的研究与与应用推广对对可靠性工程程的发展具有有重要的现实实意义。加速环境试验激发试验(Sttimulaation)通过施加激激发应力、环环境快速检测测来清除产品品的潜在缺陷陷。试验所施施加的应力并并不模拟真实实环境，而以以提高激发效效率为目标。加速环境试验是是一种激发试试验，它通过过强化的应力力环境来进行行可靠性试验验。加速环境境试验的加速速水平通常用用加速因子来来表示。加速速因子定义为为设备在自然然服役环境下下的寿命与在在加速环境下下的寿命之比比。施加的应力可以以是温度、振振动、压力和和湿度(即所所谓“四综合”)及

23、其他应应力，应力的的组合亦是有有些场合更为为有效的激发发方式。高温温变率的温度度循环和宽带带随机振动是是公认最有效效的激发应力力形式。加速速环境试验有有2种基本类类型：加速寿寿命试验(AAcceleeratedd Lifee Testting)、可可靠性强化试试验(Relliabillity EEnhanccementt Testting)。可靠性强化试验验(RET)用以暴露与与产品设计有有关的早期失失效故障，但但同时，也用用于确定产品品在有效寿命命期内抗随机机故障的强度度。加速寿命命试验的目的的是找出产品品是如何发生生、何时发生生、为何发生生磨耗失效的的。下面分别别对2种基本本类型进行简简单

24、阐述。1、 加速寿命命试验(ALLT)加速寿命试验只只对元器件、材材料和工艺方方法进行，用用于确定元器器件、材料及及生产工艺的的寿命。其目目的不是暴露露缺陷，而是是识别及量化化在使用寿命命末期导致产产品损耗的失失效及其失效效机理。有时时产品的寿命命很长，为了了给出产品的的寿命期，加加速寿命试验验必须进行足足够长的时间间。加速寿命试验是是基于如下假假设：即受试试品在短时间间、高应力作作用下表现出出的特性与产产品在长时间间、低应力作作用下表现出出来的特性是是一致的。为为了缩短试验验时间，采用用加速应力，即即所谓高加速速寿命试验(HALT)。加速寿命试验提提供了产品预预期磨损机理理的有价值数数据，这

25、在当当今的市场上上是很关键的的，因为越来来越多的消费费者对其购买买的产品提出出了使用寿命命要求。估计计使用寿命仅仅仅是加速寿寿命试验的用用处之一。它它能使设计者者和生产者对对产品有更全全面的了解，识识别出关键的的元器件、材材料和工艺，并并根据需要进进行改进及控控制。另外试试验得出的数数据使生产厂厂商和消费者者对产品有充充分的信心。加速寿命试验的的对象是抽样样产品。2、可靠性强化化试验(REET)可靠性强化试验验有许多名称称和形式，如如步进应力试试验、应力寿寿命试验(SSTRIEFF)、高加速速寿命试验(HALT)等。RETT的目的是通通过系统地施施加逐渐增大大的环境应力力和工作应力力，来激发故

26、故障和暴露设设计中的薄弱弱环节，从而而评价产品设设计的可靠性性。因此，RRET应该在在产品设计和和发展周期中中最初的阶段段实施，以便便于修改设计计。 国外可靠性的有有关研究人员员在80年代代初就注意到到由于设计潜潜在缺陷的残残留量较大，给给可靠性的提提高提供了可可观的空间，另另外价格和研研制周期问题题也是当今市市场竞争的焦焦点。研究证证明，RETT不失为解决决这个问题的的最好方法之之一。它获得得的可靠性比比传统的方法法高得多，更更为重要的是是，它在短时时间内就可获获得早期可靠靠性，无须像像传统方法那那样需要长时时间的可靠性性增长(TAAAF)，从从而降低了成成本。RET的目的是是要引起失效效，

27、因此它是是破坏性试验验，试样数量量尽可能少。进进行RET的的理想时间是是在设计周期期的末期，此此时设计、材材料、元器件件和工艺等都都准备就绪，而而生产尚未开开始。通常RRET的做法法是施加预定定的环境应力力和工作应力力(单独加、顺顺序加或同时时加)，从小小量级开始，然然后逐步增加加直到出现以以下3种情况况： 全部试样失效；应力值大大超出出服役期望值值；出现非相关失效效。（非相关关失效是指服服役中不可能能出现的失效效模式）可靠性强化试验验也是针对少少量抽样产品品进行的。3、其它类型加加速环境试验验可靠性试验还包包括可靠性统统计试验，即即可靠性鉴定定试验和可靠靠性验收试验验。基于加速速环境的可靠靠

28、性统计试验验(即加速可可靠性鉴定试试验和加速可可靠性验收试试验)是加速速环境试验亟亟待解决的一一个问题。该该问题的核心心是通过高量量级的加速环环境试验数据据去评估试样样在低量级的的服役环境中中的可靠性水水平。在产品品的全寿命周周期管理中，它它们的功能在在一定条件下下可以由前述述2种加速环环境试验来实实现。4、加速环境试试验在产品全全寿命周期管管理中的应用用 在产品品的设计、研研制、生产和和使用直至寿寿命末期整个个寿命周期内内，其可靠性性的设计、改改进、评估都都离不开环境境试验手段，而而加速环境试试验在产品的的设计、研制制和生产中是是实现产品的的可靠性增长长和确定、评评估产品可靠靠性水平的重重要

29、手段。根据市场需求和和用户的要求求确定产品之之后，就可初初步设计好产产品雏形。此此时一般需要要对元器件和和原材料进行行选择，选择择代表试样进进行加速寿命命试验，从而而确定所选择择的元器件和和原材料。产产品设计完成成并制造试样样后就可以进进行可靠性强强化试验(RRET)，以以实现可靠性性增长。这将将是一个逐步步清除设计上上的薄弱环节节的过程，同同时，可以对对材料和工艺艺方法进行加加速寿命试验验，为产品的的正式生产奠奠定基础。这这是一个反复复的过程，即即是一个试验验分析改进进试验的循循环过程。为为了确定产品品的有效寿命命，需要对产产品的抽样进进行加速寿命命试验(ALLT或HALLT)，同时时加速寿

30、命试试验还将为EESS提供必必要的有关产产品的数据。在在清除了设计计上的缺陷及及薄弱环节之之后，产品可可以正式批量量生产。环境境应力筛选方方案可以根据据ALT(或或HALT)确定的极限限来确定。以以最为有效的的温度循环和和宽带随机振振动为例，两两端的温度应应该比工作极极限约低200%，用在生生产中的ESSS振动量级级应该约为振振动破坏极限限的50%。在在确定了试验验剖面后，便便应该对几个个(一般至少少3个)试样样进行筛选方方案的验证(POS)，以以证实筛选既既不造成缺陷陷，又不消耗耗掉很多有效效寿命。通过筛选的产品品可以出厂，没没有通过筛选选的产品在经经过纠正后同同样可以出厂厂，因为筛选选并没

31、有过多多地降低产品品的有效寿命命，只是检测测到了在制造造过程中引入入的缺陷。应该指出的是，何何时进行何种种试验并没有有严格的界线线，如环境应应力筛选可能能会在可靠性性强化试验中中进行，不过过此时所进行行的环境应力力筛选目的是是对试样进行行筛选、老炼炼、排除产品品试样的早期期故障，使其其故障率趋于于稳定，而不不让早期故障障在可靠性强强化试验中暴暴露，造成不不必要的浪费费。另外，并并不是所有的的加速环境试试验都是必需需的，如可靠靠性强化试验验所提供的信信息，在承制制方及订购方方的共同认可可下，是可以以完成加速可可靠性鉴定试试验的功能的的，而环境应应力筛选(或或高加速应力力筛选)亦能能实现加速可可靠

32、性验收试试验的要求。产品在使用过程程中所获得的的数据对于产产品的可靠性性增长也是相相当有用的。同同样的产品在在不同的环境境条件下使用用，可能会表表现为不同的的可靠性量值值，故产品的的可靠性必须须在真实的使使用环境中或或者在模拟的的真实环境条条件下验证，才才能获得准确确的可靠性数数据。因此，应应该重视在使使用中反馈的的信息，与以以前的试验进进行分析比较较，对于改进进试验方法、进进一步提高产产品的可靠性性都有重要的的意义。总之，可靠性管管理是贯穿于于产品全寿命命周期的一项项工程，也是是增强产品的的市场竞争力力的保证。加速环境试验已已应用于通讯讯、电子、电电脑、能源、汽汽车等工业部部门，并且在在航空

33、、航天天、军工方面面的应用也得得到了迅速的的发展。据报报道，惠普、福福特、波音等等国际知名企企业已相继采采用可靠性强强化试验技术术进行新产品品研制的可靠靠性增长试验验，并由此获获得高可靠性性，缩短产品品研制周期，取取得了明显的的经济效益。我我国有关研究究机构也对此此进行了研究究，加速环境境试验将成为为可靠性试验验的补充和发发展。环境测试一般偏偏重于产品对对外部条件适适应能力的测测试，如温度度，湿度，电电磁环境等。而而其本身的工工作状况不会会变化，如电电流、电压、机机械负载等。 狭义的的可靠性测试试一般偏重于于产品本身的的性能，如在在大电流或机机械过载的条条件下的性能能稳定性，而而其工作环境境则

34、保持在正正常使用条件件下。广义的可靠性测测试也可包括括环境测试。二、EMC测试试随着电子产品越越来越多地采采用低功耗、高高速度、高集集成度的LSSI电路，使使得这些系统统比以往任何何时候更容易易受到电磁干干扰的威胁。而而与此同时，大大功率设备及及移动通讯和和无线寻呼的的广泛应用等等，又大大增增加了电磁骚骚扰的发生源源，因此我们们应提高产品品本身抗干扰扰能力，即要要求产品必须须具备在一定定的电磁环境境下能正常工工作的能力。某某些产品在EEMC方面的的测试是国家家强制要求进进行的。通常常状况下，EEMC需要测测试如下项目目：传导发射；辐射发射；静电抗扰性测试试；电快速脉冲串抗抗扰性测试；浪涌抗扰性

35、测试试；射频辐射抗扰性性；传导抗扰性：电源跌落抗扰性性；工频磁场抗扰性性；电力线接触；电力线感应；三、其它测试环境测试和EMMC测试基本本上包括了通通常状况下所所有的测试；这里再列举举一些测试项项目，可以根根据情况适当当选用：1、 外观测试；附着力测试；耐磨性测试；耐醇性测试；硬度测试；耐手汗测试；耐化妆品测试；2、 寿命测试；某一器件中活动动部件的活动动次数；某一配件（如电电视的摇控器器）的使用寿寿命；两个器件拨插联联结的拨插次次数；3、 软件测试；基本性能测试；兼容性；边界测试；竞争测试；压迫测试；异常条件测试；上述测试中，对对于可以找到到国/行标的的产品，按国国/行标的要要求执行，对对于

36、找不到国国/行标的产产品，就只能能做对比测试试*了；*对对比测试就是是用至少两种种产品在同一一状况下做测测试，然后测测量各产品的的性能，找出出一系列数据据，判定被测测产品的那一一种更好；四、测试条件说明：对某一具具体产品做测测试时，所有有的测试条件件必须以对应应的国标、行行标为准。没没有国/行标标时，应该根根据实现的使使用情况选定定测试条件，下下面的测试条条件是由中兴兴公司的大虾虾提供（非常常感谢这位不不知道姓名的的老兄），主主要是用于测测试CDMAA手机，在此此仅作其他产产品的参考使使用。1. 高温贮存存高温测试的温度度TH必须高高于Tmaxx（Tmaxx指产品技术术条件规定的的高温工作温温

37、度）。研制制测试时温度度最高(一般般取Tmaxx+20)、小批量量试产测试时时温度次之(一般取Tmmax+155)、例行测测试最低(一一般取Tmaax+10)。2. 低温贮存存低温测试的温度度TL必须低低于产品技术术条件规定的的低温工作温温度。研制测测试最低，转转产测试次之之，例行测试试最高；通常常状况下三个个阶段的TLL都取400。3. 温度循环环应力高温保持温度同同高温测试温温度；低温保保持温度同低低温测试温度度。温变率大于1/min,但但应小于5/min。循环次数大于22次（研制测测试）或8次次（转产测试试）。温度保持时间大大于0.5小时（对对无外壳单板板）或2小时时（对整机）。4. 高

38、温高湿湿应力 测试温度为产品品的高温工作作温度加5。湿度为990%3%；测试试时间为244小时。5. 随机振动动应力最高频率大于5500Hz. 最大功率率谱密度为00.02(对对单机)0.04（对对单板）g22/Hz.测试方向为X，YY，Z，每方方向30miin.但如果果抗振动性能能较差的方向向能通过振动动测试，则其其它方向可以以免作。移动动产品带电振振动。6. 扫频振动动的应力频率范围10-55Hz；恒定振振幅0.355mm.扫频速率每分钟钟1个倍频程程。测试方向X、YY、Z，每方方向25分钟钟。但如果抗抗振动性能较较差的方向能能通过振动测测试，则其它它方向可以免免作。移动产产品带电振动动。

39、7. 冲击振动动的应力 冲击波型半正弦弦，脉冲宽度度11ms.冲击强度30gg；冲击方向向X、Y、ZZ，每方向正正负3次。如果抗冲击能力力较差的方向向能够通过冲冲击测试，则则其它方向的的冲击测试可可以免做。8. 开关电应应力 在高温，低温和和湿热条件下下各开关电33次以上，在在整个测试过过程中开关电电10次以上上。9. 电源拉偏偏应力在常规条件下做做电源拉偏测测试。一次电源（如交交流220VV和直流-448V）要求求拉偏20%，至少100%。二次电源（如直直流5V）拉拉偏10%，至至少5%。将市电转换成产产品使用的高高压直流电的的AC/DCC设备为一次次电源，将一一次电源转换换成单板使用用的低

40、压直流流电的DC/DC设备为为二次电源。10.冷启动应应力将产品关电，在在产品低温测测试温度下“冷浸”0.5（对对单板）2小时（对对机柜式产品品），然后开开电，产品应应能正常工作作。将以上过程重复复100次以以上。11.盐雾应力力盐溶液为浓度55%的NaCCl溶液。连连续盐雾测试试的时间为224小时。交变盐雾测试的的时间为：盐盐雾2小时，44090%湿热热22小时，重重复3个周期期。盐雾测试温度为为352。12.模拟汽车车运输的应力力 按实际发货的要要求包装和装装载。用载重重汽车在三级级公路上以220-40公公里时速跑2200公里，或或在J3000模拟汽车运运输台上振动动90minn.13.淋

41、雨测试试的应力 将产品按实际使使用的状态放放置，上电工工作，功能正正常。用花洒喷头对产产品喷水，流流量约为100L/minn。喷头距产产品表面约半半米，对产品品表面各处均均匀喷水（底底面除外）。喷头中心的出水水方向与水平平方向的夹角角大于30度度。喷水时间根据产产品体积大小小，分别选取取5分钟、110分钟、220分钟。喷水后产品功能能正常。14.附着力测测试用锋利刀片（刀刀锋角度为11530）在测试样样本表面划11010个1mmm1mm小网网格， 每一条划线线应深及油漆漆的底层；用用毛刷将测试试区域的碎片片刷干净；用用粘附力35504000g/cm22的胶带（33M600号号胶纸或等同同） 牢

42、牢粘粘住被测试小小网格，并用用橡皮擦用力力擦拭胶带，以以加大胶带与与被测区域的的接触面积及及力度；用手手抓住胶带一一端，在垂直直方向（900）迅速扯下下胶纸，同一一位置进行22次相同测试试；结果判定： 要要求附着力4B时为合合格。5B划线边缘缘光滑，在划划线的边缘及及交叉点处均均无油漆脱落落； 4B在划线的的交叉点处有有小片的油漆漆脱落，且脱脱落总面积小小于5；3B在划线的的边缘及交叉叉点处有小片片的油漆脱落落，且脱落总总面积在515之之间；2B在划线的的边缘及交叉叉点处有成片片的油漆脱落落，且脱落总总面积在15535之间；1B在划线的的边缘及交叉叉点处有成片片的油漆脱落落，且脱落总总面积在3

43、5565之间；0B在划线的的边缘及交叉叉点处有成片片的油漆脱落落，且脱落总总面积大于665。15.耐磨性测测试用专用的日本砂砂质橡皮(橡橡皮型号：LLER9022K)，施加加500g的的载荷，以44060次次/分钟的速速度，以200mm左右的的行程，在样样本表面来回回磨擦3000个循环。结果判定：测试试完成后以油油漆不透底时时为合格。注:如果采用的的是UV漆，用用方法一测试试要求达3000个循环，用用方法二测试试要求达5000个循环。16.耐醇性测测试用纯棉布蘸满无无水酒精（浓浓度99.5），包在专专用的5000g砝码头上上（包上棉布布后测试头的的面积约为11cm2），以以40600次/分钟的

44、的速度 ,220 mm左左右的行程, 在样本表表面来回擦拭拭200个循循环。结果判定: 测测试完成后以以油漆不透底底时为合格。17.硬度测试试用2H铅笔（三三菱牌），将将笔芯削成圆圆柱形并在4400目砂纸纸上磨平后，装装在专用的铅铅笔硬度测试试仪上( 施施加在笔尖上上的载荷为11Kg，铅笔笔与水平面的的夹角为455)，推动铅铅笔向前滑动动约5mm长长，共划5条条，再用橡皮皮擦将铅笔痕痕擦拭干净。结果判定：检查查产品表面有有无划痕，当当有1条以下下时为合格。注：如果采用的的是UV漆，硬硬度要求达33H以上。18.耐化妆品品测试先用棉布将产品品表面擦拭干干净，将凡士士林护手霜（或或SPF8的的防晒

45、霜）涂涂在产品表面面上后，将产产品放在恒温温箱内（温度度设定在6002,湿度设定定在为90%2%）, 保持48hh 后将产品品取出，用棉棉布将化妆品品擦拭干净。检检查产品外观观，并测试油油漆的附着力力、耐磨性。结果判定：产品品表面无异常常, 附着力力和耐磨性测测试合格。19.耐手汗测测试将汗液浸泡后的的无纺布贴在在产品表面上上并用塑料袋袋密封好，在在常温环境下下放置48hh后，将产品品表面的汗液液擦拭干净，检检查油漆的外外观，并测试试油漆的附着着力、耐磨性性。结果判定：产品品表面无异常常，附着力和和耐磨性测试试合格。注：汗液的成份份为氨水 11.07% ，氯化钠00.48%，水水98.455%

46、。20.温度冲击击测试将样品放入温度度冲击测试箱箱中；先在-402的低温环境境下保持1hh ，在1mmin内将温温度切换到+852的高温环境境下并保持11h ，共做做24个循环环（48 hh）。测试完完成后，检查查产品的外观观，并测试油油漆的附着力力、耐磨性。结果判定：产品品表面无异常常，附着力和和耐磨性测试试合格。补：三类测试的的差别可靠性试验则是是提高产品可可靠性的重要要工作项目和和手段，典型型的可靠性试试验有三类：A.可靠性性增长试验； B.可靠靠性鉴定试验验； C.例例行试验。 三类类主要差别如如下：可靠性增长试验验可靠性鉴定试验验例行试验试验目的在研制过程中模模拟实际的或或加速的使用

47、用条件进行试试验，使产品品存在的设计计（包括电路路设计、结构构设计和工艺艺设计）缺陷陷变为硬故障障而充分暴露露，对故障进进行分析、采采取纠正措施施，根除故障障产生的原因因或降低故障障率到可以接接受的值，使使产品的固有有可靠性得到到增长验证产品的设计计能否在规定定的环境条件件下满足规定定的性能及可可靠性要求。试试验结果作为为判断设备能能否定型的依依据。适用于于设计定型的的鉴定对产品各项指标标进行全面检检验，以评定定产品质量和和可靠性是否否全部符合标标准和达到设设计要求。对对于批量生产产的产品检验验其质量稳定定性和一致性性。适用于生生产定型、批批量生产后的的一定周期和和在产品设计计、工艺、材材料有

48、较大变变动后的检验验。试验条件电应应力根据输入交流电电源电压和输输入直流电源源电压的允许许变化范围，部部分时间在设设计的标称输输入电压下工工作，部分时时间在最高输输入电压下工工作，部分时时间在最低输输入电压下工工作。例如：程控用户交交换机应在AAC220VV，DC-488V、DC-400V-57V范围围内正常完成成接续同可靠性增长试试验除电源电压拉偏偏试验外，在在标称输入电电压下工作。电电源拉偏试验验根据不同的的产品参考有有关标准在最最高、最低电电压下工作试验条件热应应力所施加的应力强强度可略高于于使用时的应应力强度，以以不引起新的的故障机理为为限。如温度度循环一般可可以将略高于于产品高温温温

49、度、略低于于产品低温温温度作为温度度循环的上、下下限温度，温温度变化率可可取5/min或10/min。循循环周期时间间根据温度变变化率而定将产品工作高温温温度作为试试验温度按产品标准的工工作高、低温温温度进行各各种功能和指指标的检验。按产品标准的储储运高、低温温温度进行储储运试验。工作模式试验验条件模拟在规定条件件下的各种工工作模式。工工作模式指的的是：连续工工作，断续工工作，高温启启动，低温启启动，全负荷荷工作，轻负负荷工作等模拟在规定条件件下满足全面面检测受试产产品的功能、性性能参数和指指标的工作模模式同可靠性鉴定试试验检测参数试验验条件在试验前、后及及过程中某些些规定控制点点应检测受试试

50、产品的性能能参数。可以以检测产品标标准中规定的的所有参数，也也可以只检测测某些主要参参数在试验过程中全全面检测受试试产品的功能能、性能参数数和指标在试验过程中或或试验后检测测受试产品的的规定功能、性性能参数和指指标试验时间 一般为试验 产产 品 的 MTBFF（1最低可接受受值）的几倍倍。试验时间=每个个产品实际试试验时间试验产品数数加速系数根据统计试验方方案确定按各种试验项目目的相应标准准规定进行。例例如：高温、高高温储存、低低温、低温储储存保持时间间2小时，恒定定湿热保持448小时等；试验产品数试试验条件至少2个产品（如如果可能）为了缩短产品实实际试验时间间，只要试验验装置允许，应应尽可能

51、增加加试验产品数数量，一般至至少要2个根据GB28229周期检查查计数抽样程程序及抽样表表（适用于生生产过程稳定定性的检查）和和试验装置的的具体情况决决定试验产品品数量试验方案或试验验项目可靠性增长方案案：可靠性增增长应有增长长目标值（0可接受质量量水平），必必须要有可靠靠性增长模型型。典型的可可靠性增长模模型有Duaane模型和和Amsaaa模型。在试试验达到终点点应该达到或或超过规定的的可靠性指标标见下（一）例行试验包括如如下试验项目目：高温试验 低温试验 恒定湿热试验 运输（振动）； 试验合格性在规范化的试验验设备中，当当试验结果达达到规定的可可靠性指标，认认为合格。若若增长试验结结束时

52、未达到到规定的可靠靠性指标，则则作为不合格格处理按选择的统计试试验方案规定定的接收或拒拒收判据作为为产品是否合合格的依据抽样方案在GBB 28299 选择。产产品质量以不不合格数表示示。产品质量量等级的最终终判定按检测测项目所达到到的最低质量量等级确定。（即即B类不合格数数达到的质量量等级和C类不合格数数达到的质量量等级两者中中取较低者）失效判据见下（二）同可靠性增长试试验对受试产品进行行试验和检查查，根据每一一项试验的结结果和检查结结果确定是否否有B类不合格或或C类不合格，分分别累计所有有试验和检查查的B类不合格和和C类不合格即即为受试产品品的B类不合格数数和C类不合格数数（一）：可 靠靠

53、性 鉴 定 试 验 试验方案的的种类有两种种： a 定时时截尾试验方方案根据已知的0（可可接受质量水水平），1（最低可接接受值），（生生产方风险），（使使用方风险）（或或鉴别比d），查表可可得具体的试试验方案，包包括：需要的的试验时间（以以1为单位）、接接收判决数和和拒收判决数数。试验时间间=受试产品累累计试验时间间之和加速系数。采用这种种试验方案时时，试验到需需要的试验时时间，按规定定的试验方案案做出接收或或拒收判决。或或者若试验虽虽未达到规定定的试验时间间，但失效数数已大于或等等于标准中规规定的拒收判判决数时，亦亦可停止试验验。 b 截尾尾序贯试验方方案根据已知的0，1，鉴别比d，查表可得

54、得具体的试验验方案，再根根据已进行的的累计试验时时间和累计失失效数确定是是接收、拒收收还是继续试试验。 试验方案的的选择 a 当需需要预先知道道准确的总试试验时间和试试验费用时，选选用定时截尾尾试验方案。 b 对于于质量较好或或质量较差的的产品时，选选用截尾序贯贯试验方案。 c 如果果需要短时间间内做出判断断，并且可承承担较高的风风险时，选用用高风险试验验方案（=30%）。 用试验观察察数据估计平平均故障间隔隔时间MTBF a 区间间估计的置信信度：选取11-2作为双边置置信区间的置置信度，选取取1-作为单边置置信区间的置置信度。 b 采用用定时截尾方方案接收时对对MTBF的估估计：MTBBF

55、的观测值值=试验时间/失效数 根据总失效数及及规定的置信信度，查表读读出下限因子子和上限因子子，用下限因因子和上限因因子分别乘观观测值，得MTBFF的下限值L和上限值U。非定时截截尾接收方案案，MTBFF的观测值同同上式，上、下下限因子查有有关国/军标标。（二）：可 靠靠 性 增 长 试 验 在产品标准准中应该对每每个被测参数数规定可接收收的性能范围围。若任一参参数超出这种种范围时，应应称作一次失失效。如果不不只是一个参参数偏离了规规定范围，而而且能证明不不是同一原因因使这些参数数超出规定范范围时，每一一种参数的偏偏离都应算作作产品的一次次失效。如果果参数偏离规规定范围是同同一原因造成成的，只

56、记作作产品的一次次失效。 出现两种或或多种独立失失效的情况下下，每一种失失效情况都应应认作受试产产品的一次失失效。 由于元器件件时好时坏，或或因虚焊、漏漏焊、短路、开开路、接触不不良等造成的的产品故障，均均记入失效数数内。 产品在一个个有限时间内内停止工作，接接着又在没有有任何外界激激励的情况下下恢复工作，这这叫间歇失效效，应记作受受试产品的一一次失效。 已经证实是是未按规定的的条件使用所所引起的故障障、仅属某项项将不采用的的设计所引起起的故障、以以及外加应力力超过规定值值所引起的故故障叫“非关联故障障”，否则叫“关联故障”， “非关联故障障”不记入受试试产品失效数数内。但应记记录并采取措措施

57、以防止再再度发生。 由于另一个个组成部分失失效而引起的的失效，称作作从属失效，不不记入产品失失效数内。经过各种测试，若若发现产品失失效，就应该该采取相应的的措施，有些些时候只需要要更换一个器器件即可，有有些时候只需需要调整一个个器件的输出出即可，但有有些时候却要要更改设计才才能避免一个个缺陷。当增增加一个器件件受到成本和和产品大小的的限制时，也也会考虑到更更改设计（如如当某一器件件发热导致产产品时，可以以增加一个风风扇，当产品品内部空间不不允许这样做做时，就要考考虑更改设计计了）；下一节将介绍，在在设计时常用用的方法，以以增强产品性性能、增长产产品可靠性。第三节 可靠性性增长假设对某一产品品/

58、系统要求求的可靠性为为：MTBFF大于20000H，那么么在对此系统统立项时，MMTBF应该该设立怎么样样的目标值？如何达到这这一目标值，这这就关系到可可靠性预计和和分配。开展可靠性预计计和分配工作作，是确保设设计、生产“好”产品的指导导性和基础性性工作。首先先将产品可靠靠性指标自上上而下逐级地地分配到产品品的各个层次次，借此落实实相应层次的的可靠性要求求，并使整个个与各部分之之间的可靠性性相互协调。尽尽量做到既避避免出现薄弱弱环节又避免免局部“质量量过剩”而带带来浪费。可可靠性预计则则是自下到上上地预计产品品各层次的可可靠性参数，判判断各层次设设计是否满足足分配的可靠靠性指标。只只有各层次的

59、的可靠性分别别达到分配的的要求，才能能保证产品可可靠性指标得得以实现。对对未达到分配配指标要求的的设计，则能能发现其可靠靠性薄弱环节节、设计上的的隐患及提供供选择纠正措措施的指南，并并依此改进设设计直到满足足指标要求为为止。在产品品设计阶段就就应该“设计计进”规定的的可靠性指标标，也就是必须须通过开展可可靠性预计和和分配工作尽尽早来落实产产品的可靠性性指标，而不不是靠产品既既成之后的抽抽样统计试验验结果。一、MTBF的的设计目标值值为了使产品满足足使用要求，也也就是为了使使产品的MTTBF达到一一定的最基本本的要求，我我们应该在从从设计阶段就就开始考虑这这个要求；很很显然，如果果要求产品在在使

60、用时MTTBF为2000H，那产产品在设计的的MTBF就就应该比2000H大，才才有把握保证证产品的MTTBF满足这这一要求。使使用时MTBBF与设计时时MTBF一一般情况下满满足如下关系系：PO1MAVT25%经验因子200h250h312h625h781hD=225%安全余量25用户使用要求设计目标值可靠性定量指标标MTBF（）有诸多参参数，它们之之间关系上图图所示。T（MFHBBF）门限值。根根据用户需求求或使用要求求而定；MAV最最低可接收值值，一般MAV/T=1.255，它是考核核指标；1MTBBF检验下限限值，在统计计测试方案中中，当产品MMTBF真值值接近或等于于1时，以高概概率

61、拒收该产产品，一般1/MAV =11.25。0MTBBF检验上限限值，在统计计测试方案中中，当产品MMTBF真值值接近或等于于1时，以高概概率接收该产产品，一般0/1 =D0；按GJB 8999测试方案案，=0.1，DD0=D=2；pMTBBF设计值，又又称规模值，是是研制任务务书中规定定和期望达到到的指标；按按GJB2999预计p/o=1.25。所以p/TT3.9；也就是说，设设计目标值最最小应该在实实现使用要求求值的4倍；一般情况下下设计值为实实现使用要求求值的5110倍。二、可靠性模型型为了定量分配、估估计和评价产产品的可靠性性，建立产品品的可靠性模模型是一种直直观的、有效效的方法。可可

62、靠性模型包包括可靠性方方框图和可靠靠性数学模型型。产品典型型的可靠性模模型有串联模模型和并联模模型，还有些些复杂的模型型等等。例如如（本例中各各参数的意义义、各参数与与其它可靠性性参数之间的的关系，随后后有详述）：（1）m个单一一系统串联（只只要有一个单单元失效，整整个系统就失失效）R1（2）m个单一一系统并联（只只要有一个单单元能工作，整整个系统就能能工作）：（3）三个混合合联结：S1S2S3（4）复杂可靠靠性模型的建建立对于复杂结构模模型,如果是是简单的串并并或并串的混混联结构,其其建模和数学学模型的计算算较简单。对对很难转换为为简单的串并并结构模型的的分析需采用用其他方法,常用的有布布尔真值法、概概率展开分析析法、贝叶斯斯法等；这里里不作叙述。注：产品的可靠靠性框图表示示产品中各单单元之间的功功能逻辑关系系，产品原理理图表示产品品各单元的物物理关系，两两者不能混淆淆如，某振荡荡器由电感和和电容器组成成，从原理图图（图A）上上看两者是并并联关系，但但从可靠性关关系上看，两两者只要其中中一个发生故故障，振荡器器都不能工作作，因此是串串联