可靠性与可靠性试验-瑞莱沉阳.pptx

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1、北北 京京 强强 度度 环环 境境 研研 究究 所所Beijing Institute of Structure&Environment Engineering 瑞瑞莱试验室莱试验室沈阳沈阳联系人：杨先生电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性与可靠性试验可靠性与可靠性试验瑞瑞莱试验室莱试验室沈阳沈阳电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号 可靠性参数可靠性参数2 可靠性试验可靠性试验3 可靠性定义可靠性定义1现代质量观念电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号电话:024-

2、25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性的基本概念 定义定义产品在品在规定条件下和定条件下和规定定时间内，完成内，完成规定功能的能力。定功能的能力。要素：三个规定要素：三个规定l规定条件定条件 包括使用时的环境条件和工作条件：如温度、湿度、振动、冲击、辐射等；贮存时的贮存条件，使用时对操作人员的技术等级要求，维护方法等。l规定定时间 指产品规定了的任务时间。随着产品任务时间的增加，产品出现故障的概率将增加，产品的可靠性是下降的。l规定功能定功能 指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。所要求的功能的多少和其技术指标的高低，直接影响到产品可靠性指标的高低。电话:0

3、24-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性的基本概念基本可靠性基本可靠性任务可靠性任务可靠性l产品在规定的条件下，规定的时间内，无故障工作的能力。l反对产品对维修资源的要求。l产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。l反应产品对任务成功的要求。固有可靠性固有可靠性使用可靠性使用可靠性l又称设计可靠性和合同可靠性，是设计和制造赋予产品的，并在理想的使用和保障条件下所具有的可靠性。l它是从承制方的角度来评价产品的可靠性水平。l产品在实际的环境中使用时所呈现的可靠性，反映了产品设计、制造、使用、维修、环境等因素的综合影响。l它是从最终用户的角度来评价产品的可靠性水

4、平。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性的基本概念 内涵内涵l可靠性是一种概率；可靠性是一种概率；l产品可靠性一般与品可靠性一般与时间有关；有关；l产品品的的可靠性与可靠性与产品品故障故障有有紧密关系。密关系。故障故障l故障定故障定义：产品或品或产品的一部分不能或将不能完成品的一部分不能或将不能完成预定定功能的事件或状功能的事件或状态，称之，称之为故障，或失效。故障，或失效。l故障模式：故障的表故障模式：故障的表现形式。形式。l故障机理：引起故障的故障机理：引起故障的物理化学物理化学变化等内在化等内在原因。原因。电话:024-25324695/9

5、1 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性的基本概念 故障的分类故障的分类l可靠性可靠性、耐久性耐久性与环境适境适应性性从不同角度描述了产品不出故障的能力；l维修性修性描述了便于预防和修复产品故障的能力；l测试性性则描述了诊断产品故障的能力；l保障保障性性包含了针对故障的维修保障能力；l安全性安全性包含了产品故障安全能力。因此将这些属性统称为故障相关属性故障相关属性。“产品故障产品故障”是可靠性系统工程的核心要素是可靠性系统工程的核心要素l按其按其规律：偶然故障、律：偶然故障、渐变故障、必然故障故障、必然故障l按按其后果：其后果：致命性致命性故障、非致命性故障故障、非致命性故障l按其按

6、其统计规律：独立故障、从属故障律：独立故障、从属故障电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性系统工程的理论与技术框架故障原因与机理故障原因与机理内因：材料、结构、工艺外因：使用模式、环境条件、人为因素故障表故障表现规律律：确定性、随机性、模糊性基础理论基础理论认识故障规律认识故障规律故障故障预防技防技术：余度、降额、统计过程控制故障控制技故障控制技术：感知与预测故障修复技故障修复技术：诊断、隔离、修理基础技术基础技术运用故障规律运用故障规律综合合论证技技术设计与分析技与分析技术试验与与评价技价技术生生产保保证技技术运用与保障技运用与保障技术集成技术集

7、成技术形成技术能力形成技术能力 可靠性参数电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠度与不可靠度可靠度与不可靠度l产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为可靠度可靠度。依定义可知，可靠度函数R(t)为：产品故障前的工作时间，t规定的时间。l产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的概率称为累累积故障概率故障概率（又叫不可靠度）。故障密度函数故障密度函数tf(t)f(t)F(to)R(to)to 故障率函数电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号 浴盆曲线浴盆曲线大多数大多数产品的故品的故障率曲障

8、率曲线随随时间的的变化形似浴盆，化形似浴盆，称之称之为浴盆曲浴盆曲线。三大阶段三大阶段l早期故障早期故障阶段段l偶然故障偶然故障阶段段l耗耗损故障故障阶段段 故障发生规律的六种模式电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号 六种模式所占的比率六种模式所占的比率l没有明没有明显的耗的耗损故障区。故障区。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号平均寿命 MTTFMTTFl对于不可维修的产品，平均寿命等于平均故障前时间（MTTF）。设N0个不可修复的产品在同样条件下进行试验，测得其全部故障时间为t1,t2,tN0。其平均故障前

9、时间为：l当N0趋向无穷时，MTTF为产品故障密度函数这一随机变量的数学期望，因此：MTBFMTBFl对于可维修的产品，平均寿命等于平均故障间隔寿命（MTBF）。式中 N0为产品总的工作时间。T为时间段内产品总的故障次数。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号寿命分布 常用寿命分布的类型常用寿命分布的类型l指数分布：指数分布：电子子产品，无品，无记忆性，失效率恒定性，失效率恒定l二二项分布：成分布：成败型型试验l威威布布尔分布：疲分布：疲劳磨磨损的故障模式，主要的故障模式，主要为机机电类产品品l正正态分布分布l对数正数正态分布分布 指数分布指数分布l广泛

10、的工程适用性l无记忆性：产品已经工作了一段时间后，仍然如同新的产品一样，不影响以后的工作寿命值。l可近似作为高可靠性部件或系统的失效分布模型。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号使用指标与合同指标电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性指标的阶段性电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性工程的工作流程电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性试验 定义定义 广广义而言，凡是而言，凡是为了了解、了了解、评价、分析和提高价、分析

11、和提高产品可靠性而品可靠性而进行的行的试验都可以称之都可以称之为可靠性可靠性试验。试验项目试验项目GJB450A在可靠性在可靠性试验与与评价工作价工作项目中目中规定了五种可靠性定了五种可靠性试验。l环境境应力力筛选(401)l可靠性研制可靠性研制试验(402)l可靠性增可靠性增长试验(403)l可靠性可靠性鉴定定试验(404)l可靠性可靠性验收收试验(405)电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性试验 目的目的l发现缺陷缺陷：发现产品在品在设计、材料和工、材料和工艺方面的方面的缺陷。缺陷。l验证指指标：确：确认是否符合可靠性定量是否符合可靠性定量要

12、求。要求。l提供信息提供信息：为评估估产品的品的战备完好性、任完好性、任务成功性、成功性、维修人力修人力费用和保障用和保障资源源费用提供信息用提供信息。可靠性试验可靠性试验贯穿于产品全寿命周期贯穿于产品全寿命周期l研制研制阶段段l设计定型定型阶段段l批生批生产阶段段l使用使用阶段段电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性试验失效率失效率试验：获取可靠性预计所需的失效率数据。元器件元器件筛选（老（老炼）试验：剔除质量低劣的元器件。研制初期研制初期整机整机环境境应力力筛选(ESS)：发现和排除早期故障。可靠性研制可靠性研制试验(RDT)：寻找设计缺陷，以

13、改进设计，提高产品的固有可靠性水平。包括高加速寿命试验。研制中期研制中期可靠性增可靠性增长试验(RGT)：通过施加综合环境应力，激发产品的缺陷，采取有效的纠正措施，是产品可靠性得到增长。这是一个“试验-分析-改进”(TAAF)过程。研制后期研制后期可靠性可靠性鉴定定试验(RQT)：验证产品是否达到了规定的可靠性要求。它是向使用方提供一种合格证明。设计定型定型阶段段可靠性可靠性验收收试验(RAT)：验证产品可靠性不随生产期间工艺、工装、工作流程等的变化而降低，保持在规定的水平。批生批生产阶段段外外场可靠性可靠性试验：能够真实反映产品在实际使用条件下的可靠性水平，可获得产品的实际使用可靠性。使用使

14、用阶段段电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号 可靠性试验按目的分类 工程试验工程试验工程工程试验的的目的目的是是为了暴露了暴露产品品设计、工工艺、元器件、原材料等方面存在的、元器件、原材料等方面存在的缺陷，采取措施加以改缺陷，采取措施加以改进，以提高，以提高产品的品的可靠性。可靠性。统计试验统计试验统计试验的目的是的目的是为了了验证产品的可品的可靠性或寿命是否达到了靠性或寿命是否达到了规定的定的要求。要求。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号 可靠性试验按施加应力原则电话:024-25324695/91 地址:

15、沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性试验按试验方式 截尾试验截尾试验l试验到中途某一到中途某一规定的定的时间或出或出现规定的故障数，停止定的故障数，停止试验。l定定时截尾：有替截尾：有替换、无替、无替换 l定数定数截尾：有替截尾：有替换、无替、无替换l常用常用于可靠性于可靠性鉴定定试验。序贯试验序贯试验l试验中，根据累中，根据累积的故障数和累的故障数和累积的的试验时间，按，按试验方案方案判断，确定接收、判断，确定接收、拒收或拒收或继续试验。它是一种。它是一种“边走走边看看”的的试验方法。方法。l常用于可靠性常用于可靠性验收收试验。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开

16、发区八号路3-3号 各类试验的比较试验类试验类型型试验试验性质性质相关标准和文件相关标准和文件目的目的适用对象适用对象适用时机适用时机环境环境应力应力筛选筛选工程工程试验试验GJB1032GJB/Z34MIL-STD-2164MILHDBK344A为研制和生产的产品建立并为研制和生产的产品建立并实施环境应力筛选程序，以实施环境应力筛选程序，以便发现和排除便发现和排除不良元器件、不良元器件、制造工艺和其他原因制造工艺和其他原因引入的引入的缺陷造成的早期故障。缺陷造成的早期故障。主要适用于电子主要适用于电子产品产品(包括元器件、包括元器件、组件和设备组件和设备)，也，也适用于电气、机适用于电气、机

17、电、光电和电化电、光电和电化学产品。学产品。产品的研制产品的研制阶段、生产阶段、生产阶段和大修阶段和大修过程等。过程等。可靠性可靠性研制研制试验试验工程工程试验试验GJB450AMIL-STD-785B通过对产品施加适当的环境通过对产品施加适当的环境应力、工作载荷，寻找产品应力、工作载荷，寻找产品中的设计缺陷、以改进设计，中的设计缺陷、以改进设计，提高产品的固有可靠性水平。提高产品的固有可靠性水平。主要适用于电子主要适用于电子产品，也适用于产品，也适用于机电产品。机电产品。产品的研制产品的研制阶段的早期阶段的早期和中期。和中期。可靠性可靠性增长增长试验试验工程工程试验试验GJB1407GB/T

18、15174MIL-STD-1635MIL-STD-189MILHDBK338通过对产品施加通过对产品施加模拟实际使模拟实际使用环境的综合环境应力用环境的综合环境应力，暴，暴露产品的潜在缺陷并采取纠露产品的潜在缺陷并采取纠正措施，使产品的可靠性达正措施，使产品的可靠性达到规定的要求。到规定的要求。主要适用于电子主要适用于电子产品，也适用于产品，也适用于部分机电产品。部分机电产品。产品的研制产品的研制阶段后期，阶段后期，可靠性鉴定可靠性鉴定试验之前，试验之前，产品的技术产品的技术状态基本已状态基本已经确定。经确定。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号 可靠

19、性试验按施加应力原则试验类试验类型型试验试验性质性质相关标准和文件相关标准和文件目的目的适用对象适用对象适用时机适用时机可靠性可靠性鉴定鉴定试验试验统计统计试验试验GJB899AGB5080MIL-STD-781DMIL-HDBK-781AIEC605-5验证产品的设计验证产品的设计是是否达到规定的可靠否达到规定的可靠性要求性要求。主要适用于电子产品，主要适用于电子产品，也适用于部分电气、也适用于部分电气、机电、光电、电化学机电、光电、电化学产品，还适用于成败产品，还适用于成败型产品。型产品。产品设计定型产品设计定型阶段，产品的阶段，产品的技术状态已经技术状态已经固化。固化。可靠性可靠性验收验

20、收试验试验统计统计试验试验GJB899AGB5080MIL-STD-781DMIL-HDBK-781AIEC605-5验证批生产产品的验证批生产产品的可靠性可靠性是否保持在是否保持在规定的水平规定的水平。主要适用于电子产品，主要适用于电子产品，也适用于部分电气、也适用于部分电气、机电、光电、电化学机电、光电、电化学产品，还适用于成败产品，还适用于成败型产品。型产品。产品批生产阶产品批生产阶段。段。寿命寿命试验试验统计统计试验试验GJB450A科六字第科六字第1325号文号文GB2689验证产品在规定的验证产品在规定的条件下的使用寿命、条件下的使用寿命、贮存寿命。贮存寿命。适用于具有耗损特性适用

21、于具有耗损特性且有使用寿命、贮存且有使用寿命、贮存寿命要求的各类产品。寿命要求的各类产品。适用于产品设适用于产品设计定型阶段、计定型阶段、试用阶段和使试用阶段和使用阶段。用阶段。电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号可靠性试验考虑的主要因素在在规定的条件规定的条件下，下，规定的时间规定的时间内，完成内，完成规定功能规定功能的能力。的能力。试验条件条件l环境条件境条件l工作条件工作条件l使用使用维护条件条件试验方案方案l试验标准准l试验参数参数l试验时间故障判据故障判据l功能故障功能故障l参数故障参数故障l定定义界限界限值电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号设备摆锤式冲式冲击台台低气低气压试验箱箱TSH 320L 2T高低温交高低温交变湿湿热试验箱箱TH2000D电动振振动台台10T电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号双五归零技技术五五归零零定位准确定位准确机理清楚机理清楚问题复复现措施有效措施有效举一反三一反三管理五管理五归零零过程清楚程清楚责任明确任明确措施落措施落实严肃处理理完善完善规章章谢谢！谢谢！请您批评请您批评与指正！与指正！电话:024-25324695/91 地址:沈阳市经济技术开发区八号路3-3号瑞莱试验室沈阳