1、 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验技术可靠性试验技术北京运通恒达科技有限公司613所可靠性系列培训：所可靠性系列培训： 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司时间时间瞬时故障率瞬时故障率制造和筛选制造和筛选可靠性设计和改进可靠性设计和改进耗损机理分析耗损机理分析早期故障早期故障随机故障随机故障耗损故障耗损故障 增加检查点增加检查点 改善抗恶劣环境设计改善抗恶劣环境设计 老化试验老化试验 环境应力筛选试验环境应力筛选试验 可靠性评估可靠性评估 可靠性预计可靠性预计 可靠性增长试验可靠性增长试验 高加速寿命试验高加速寿命试验 材料特性材料特性
2、 使用数据积累和分析使用数据积累和分析 加速寿命试验加速寿命试验 系统寿命模型系统寿命模型产品故障规律产品故障规律 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验的分类可靠性试验的分类可靠性试验可靠性试验工程试验工程试验统计试验统计试验应力筛选应力筛选可靠性增长可靠性增长可靠性鉴定可靠性鉴定可靠性验收可靠性验收Burn InESSHASSHASARGTHALTRETPQTALTORT Periodic Retest 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验可靠性试验 环境应力筛选试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定试验常规可靠性试验 加速试验介绍
3、定性加速试验: HALT/HASS 定量加速试验: ALT加速可靠性试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验可靠性试验 环境应力筛选试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定试验常规可靠性试验 加速试验介绍 定性加速试验: HALT/HASS 定量加速试验: ALT加速可靠性试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司环境应力筛选试验（环境应力筛选试验（ESSESS）目的和分类机理及基本方法应用及效益应注意的事项 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司ESSESS的目的的目的 在产品出厂前，有意将环境应力在产品出厂前，有意将环境应
4、力施加到产品上，使产品的潜在缺陷加施加到产品上，使产品的潜在缺陷加速发展成速发展成早期故障早期故障，并加以排除，从，并加以排除，从而提高产品的可靠性。而提高产品的可靠性。连接不牢连接不牢虚焊、漏焊虚焊、漏焊不合格元器件不合格元器件 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司ESS ESS 的应力选择的应力选择振动应力：粒子污染；粒子污染；压紧导线磨损；压紧导线磨损；晶体缺陷；晶体缺陷；混装；混装；邻近板摩擦；邻近板摩擦；两个元器件短路；两个元器件短路；导线松脱；导线松脱；元器件粘接不良；元器件粘接不良；大质量元器件紧固不大质量元器件紧固不当；当；机械性缺陷等。机械性缺陷等。温度
5、应力：温度应力：元器件参数漂移；元器件参数漂移；电路板开路、短路；电路板开路、短路；元器件安装不当；元器件安装不当；错用元器件；错用元器件；密封失效；密封失效；化学污染；化学污染；导线束端头缺陷；导线束端头缺陷；夹接不当等。夹接不当等。 采用温度应力和振动应力可以解决绝大部分早期失效问题采用温度应力和振动应力可以解决绝大部分早期失效问题 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司ESS ESS 的应力选择的应力选择随机振动正弦振动温度保持温度循环如何选择如何选择 ？如何选择如何选择 ？筛选度（筛选度（SS）：能剔除潜在缺陷的比率）：能剔除潜在缺陷的比率 2008 北京运通恒达科
6、技有限公司北京运通恒达科技有限公司随机振动随机振动 vs. vs. 正弦振动正弦振动 随机振动 ： Grms加速度均方根值，g； 振动时间，min。正弦振动：结论：随机振动的筛选效率要比正弦振动高得多！tGrmseSS71. 1)(0046. 01tGrmseSS863. 0)10/(000727. 01 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司温度保持温度保持 vs. vs. 温度循环温度循环 温度保持 ： 温度循环：结论：温度循环的筛选效率要比温度保持高得多！NveReSS36 . 0)ln()6 . 0(0017. 01tReSS6 . 0)6 . 0(0017. 01
7、与室温与室温之差之差试验时试验时间间温变范温变范围围温变率温变率循环次循环次数数 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司ESS ESS 的机理和基本方法的机理和基本方法机理：环境加速缺陷暴露剔除不合格品方法：随机振动随机振动(0.04g(0.04g2 2/Hz, 515min)/Hz, 515min)温度循环温度循环(1012(1012个）个）随机振动随机振动(0.04g(0.04g2 2/Hz, 515min)/Hz, 515min) 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司ESSESS的振动剖面的振动剖面类型：随机振动轴向：实际轴向或敏感轴向时间：单轴
8、向10mins，三轴向每轴向5mins注意：疲劳特性，累积小于30min 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司温度循环剖面温度循环剖面高温保持温度：一般取工作极限高温和贮存极限高温的最高值，例如+60；低温保持温度：一般取工作极限低温和贮存极限低温的最低值，例如-30；温度箱温变率：上升速率大于11/min，下降速率小于-8/min；高/低温保持时间：采取实际测量方式确定一次温度循环的时间：为一次升温、降温、温度保持的时间和，依赖于试验件的温度传导特性。通电：在温度循环试验过程中，在升温阶段和高温保持阶段，产品通电工作；在降温和低温保持阶段，产品断电不工作。 2008 北
9、京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司高低温保持时间的确定将受试产品安装于温度箱内，将热电偶固定在产品的典型部位上，数量不得少于三个，装好热电偶后，应使产品恢复原状，接通产品电源，使其工作。将试验箱温度设定值调到规定的高温极限值，使试验箱空气温度以11/min的平均速率上升。保持试验箱空气温度在上设定值温度，直到产品上2/3热电偶的温度在上设定值温度5为止，记录该时刻。断开产品电源，使其停止工作。将试验箱温度设定值调到规定的低温极限值，使试验箱空气温度以-8/min的平均速率下降。保持试验箱空气温度在上设定值温度，直到产品上2/3热电偶的温度在上设定值温度5为止，记录该时刻。反复进行2
10、-3次测量，得到升温时受试产品的滞后于试验箱空气的平均时间T1和降温时受试产品的滞后于试验箱空气的平均时间T2。将T1作为高温保持时间，将T2作为低温保持时间。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验效果预测试验效果预测假设某产品的温度范围为-30+60，产品的实际温变率为温度箱温变率的40%，即当温度箱以11/min的温变速度时，产品的实际温变率为4/min方案方案方案一方案一方案二方案二方案三方案三方案四方案四试验时间（hrs） 40201010温度箱温变率（/min）5111117产品温变率（/min24.44.46.8循环次数2729.314.722.7筛选度0
11、.73680.94680.77040.9679 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验前准备试验前准备高低温保持时间的测试试验夹具的安装和试振试验前产品测试测试设备的准备和测试人员的培训测试和故障记录表格的准备 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验故障处理（试验故障处理（1 1）对于破坏性故障（试验结束后，产品不能恢复其规定的功能），应对产品进行修复，修复后继续进行试验；对于非破坏性故障（试验结束后，产品可恢复其正常功能），应对产品的试验环境进行分析。如果采用的试验环境应力超出了产品工作环境极限，可容忍其故障，不采取修复工作；如果采用的试验环境
12、应力没有超出产品工作环境极限，则必须分析原因，找出可能的故障原因，实施修复。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验故障处理（试验故障处理（2 2）对于试验过程中发生的故障，可在以下对策中选择其一，并在试验大纲中进行说明：中止试验，修复后继续进行试验；中止试验，修复后继续进行试验；暂时中止试验，拆下故障件后，其余产品继续试验；暂时中止试验，拆下故障件后，其余产品继续试验；继续进行试验，试验结束后修复继续进行试验，试验结束后修复。所有通过环境应力筛选试验的产品，无论是未发生故障和故障后修复的产品，必须满足以下条件方可交付：连续连续1010个温度循环无故障；个温度循环无故障
13、；至少至少5 5分钟的随机振动无故障；分钟的随机振动无故障；试验结束后产品的性能和功能完全正常。试验结束后产品的性能和功能完全正常。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司应注意的事项应注意的事项所有试验产品应去除包装物及减震装置后再进行试验，试验产品在箱内安装应保证除必要的支点外，全部暴露在传热介质即空气中；在进行夹具设计时，要保证产品的振动激励方向为故障敏感方向；试验箱热源的位置布置不应使热幅射直接到达试验产品，用于控制箱温的热电偶或其它型式的温度传感器应置于试验箱内部的循环气流中，并要加以遮护以防辐射影响；若存在试验箱内空气及致冷系统的冷却介质，应对空气的温度和湿度应
14、加以控制，使其在试验期间产品上不出现凝露。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验可靠性试验 环境应力筛选试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定试验常规可靠性试验 加速试验介绍 定性加速试验: HALT/HASS 定量加速试验: ALT加速可靠性试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司第第2 2节节 可靠性增长试验可靠性增长试验可靠性增长试验目的试验剖面试验计划故障处理数据分析注意事项 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司原型机原型机批生产批生产日历时间日历时间RELIABILITY OF INITIALPILOTPRODU
15、CTIONHARDWARERELIABILITYGROWTH DURINGPILOTPRODUCTIONRELIABILITY OF INITIALFULL SCALEPRODUCTIONHARDWARERELIABILITYGROWTH DURINGFULL SCALEPRODUCTION研发阶段的可靠性增长研发阶段的可靠性增长预计的预计的MTTF原型机的原型机的 MTTFMTTF研发开始研发开始(工艺控制工艺控制)(设计更改设计更改)可靠性增长可靠性增长.针对可靠性的设计更改导致针对可靠性的设计更改导致 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司态度决定一切态度决定一切 ！
16、修正修正模式模式: 主动的主动的方法方法: 尽早开展增长试验尽早开展增长试验典型结果典型结果: 健壮可靠的产品健壮可靠的产品想方设法想方设法让它坏让它坏!观察观察模式模式: 被动的被动的方法方法: 可能进行很少的试验可能进行很少的试验典型结果典型结果: 后期问题突出后期问题突出但愿它但愿它不要坏不要坏! 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性增长试验是一个循环的过程可靠性增长试验是一个循环的过程初始设计初始设计样机增长试验样机增长试验分析结果分析结果改进改进Test-fix-test-fix 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验目的试验目的
17、通过有计划、有目标的试验活动，可以使复杂产品从较低的可靠性水平逐步提高到预期的可靠性目标。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性增长试验及其效益可靠性增长试验及其效益部分机载电子设备可靠性增长试验效益部分机载电子设备可靠性增长试验效益80%80%置信下降置信下降L L(h)(h)序序号号设备名称设备名称考核指标考核指标MTBFMTBF(h)(h)增长前增长前增长后增长后增长倍增长倍数数1 1483483 数导设备数导设备10010050501011012.022.022 2941-4A941-4A 干扰投放器干扰投放器25025028282552559.119.11
18、3 3CCUCCU 控制器控制器70070053531870187035.2835.284 4WL-7AWL-7A 无线电罗盘无线电罗盘30030061614354357.137.135 5226226 机载测距雷达机载测距雷达15015064641501502.342.346 6265265 无线电高度表无线电高度表300300252580980932.3632.36 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验剖面试验剖面环境剖面 采用采用模拟实际使用模拟实际使用的环境剖面的环境剖面 是是综合的综合的环境剖面，包括环境剖面，包括振动、温度、湿度振动、温度、湿度等等 要在综
19、合环境试验台上进行要在综合环境试验台上进行工作应力 常规的工作应力（常规可靠性增长试验）常规的工作应力（常规可靠性增长试验） 恶劣的工作应力（加速可靠性增长试验）恶劣的工作应力（加速可靠性增长试验） 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验剖面试验剖面 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验计划试验计划可靠性增长试验需要耗费大量资源，包括资金、器材、设备和时间，所以在开始试验之前需要制定试验计划来统筹安排。可靠性增长试验计划包括： 制定可靠性增长目标制定可靠性增长目标 确定试验时间确定试验时间 确定资源确定资源 2008 北京运通恒达科技有限公司北
20、京运通恒达科技有限公司可靠性增长目标可靠性增长目标可靠性增长目标是通过试验后达到的定量的可靠性水平一般情况下，可由合同(或任务书)中的可靠性最低可接受只来确定产品的可靠性增长目标。 例如，如果某产品的例如，如果某产品的MTBF MTBF 的最低可接受值为的最低可接受值为10001000小时，小时，可将可将MTBF=1000MTBF=1000小时作为可靠性增长试验的增长目标。小时作为可靠性增长试验的增长目标。在资源允许的情况下，可靠性增长试验可分段多次进行，这样会提高试验效率，缩短试验时间。在分阶段进行可靠性增长试验时，需为每个阶段制定增长目标。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科
21、技有限公司确定试验时间确定试验时间根据可靠性增长目标和资源确定试验时间试验时间的确定方法： 杜安（杜安（DuaneDuane）模型）模型 评估模型评估模型 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司杜安（杜安（DuaneDuane）模型）模型杜安模型最初是发动机和液压机械装置等复杂可修产品可靠性改进过程的经验总结。杜安模型的前提是：产品在可靠性增长过程中逐步纠正故障，因而产品可靠性是逐步提高的，不许可有多个故障的集中改进而使产品的可靠性突然较大幅度的提高。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司杜安假设杜安假设Log 试验时间试验时间Log MTBFXXXX
22、XXX = 故障和故障和MTBFMTBF 的目标值的目标值产品在增长试验过程中，累积故障率（或产品在增长试验过程中，累积故障率（或MTBF）对于累积试验时间，在双边对数坐标纸上趋近一条对于累积试验时间，在双边对数坐标纸上趋近一条直线。直线。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司杜安模型杜安模型mmmamatmatMTBFtmattatMTBFatt)1(1)()1()(1)()( 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司杜安曲线杜安曲线 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司杜安模型的参数杜安模型的参数参数m：代表了可靠性增长的努力程
23、度和预期效果，m值在0.30.6之间，值越大效果越明显。制定可靠性试验计划时，在没有任何信息的条件下，m值可取0.45。参数a：代表了初始的可靠性水平，如果知道了在某个累积试验时间（tI）下对应的产品累积MTBF（MTBFI），可以按右侧公式求出a。mIItMa1 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司练习练习 某产品进行了200小时的试验，共发生了2个故障，现欲将其增长到MTBF为150小时。 问：需进行多长时间的增长试验？ 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司评估模型评估模型杜安模型是应用最普遍的模型，有两个不足： 试验时间过长试验时间过长 可能出
24、现超增长可能出现超增长评估模型是根据预定的增长目标，经过评估模型的反算得到的模型。好处是：正好达到预定的增长目标，没有资源浪费。好处是：正好达到预定的增长目标，没有资源浪费。坏处是：容易失去控制，有可能达不到预定的增长目标坏处是：容易失去控制，有可能达不到预定的增长目标 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司评估模型评估模型MTBF：增长目标T：试验时间2：卡方分布（ 在Excel 中的函数名是Chiinv ）：置信度，一般取0.70.9r：故障数量.2*221,2221,22rrMTBFTTMTBF 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司练习练习 某产
25、品进行了200小时的试验，共发生了2个故障，现欲将其增长到MTBF为150小时。 问：需进行多长时间的增长试验？ 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验结束条件（成功）试验结束条件（成功）在以下情况下认为可产品达到了预期的增长目标，可结束增长试验，试验成功：试验进行到规定的总试验时间，利用试验数据估计试验进行到规定的总试验时间，利用试验数据估计的的MTBFMTBF值已达到试验大纲要求，可以结束试验；值已达到试验大纲要求，可以结束试验；如果试验过程中一直没有出现故障，可以假设其寿如果试验过程中一直没有出现故障，可以假设其寿命服从指数分布而在另外某一时间结束试验。例如，命服
26、从指数分布而在另外某一时间结束试验。例如，试验时间达到要求的试验时间达到要求的MTBFMTBF值的值的1.61.6倍时，故障数为倍时，故障数为零，则可以以零，则可以以8080置信水平确信受试设备的置信水平确信受试设备的MTBFMTBF已已达到要求值，从而提前结束试验。达到要求值，从而提前结束试验。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验结束条件（不成功）试验结束条件（不成功）在以下情况下应终止增长试验，试验不成功：当试验进行到规定的总试验时间，而利用试验数据估计的当试验进行到规定的总试验时间，而利用试验数据估计的MTBFMTBF值达值达不到大纲的要求时，应立即停止试验；
27、不到大纲的要求时，应立即停止试验；在试验进行过程中，经过评估产品的实际增长率较低，预期在余下在试验进行过程中，经过评估产品的实际增长率较低，预期在余下的试验时间内达不到预期的增长目标，应立即停止试验。的试验时间内达不到预期的增长目标，应立即停止试验。当试验未达到预期的增长目标而中止时，应做好以下工作：对纠正措施进行全面的分析对纠正措施进行全面的分析, ,以确定纠正措施的有效性；以确定纠正措施的有效性；组织专家对试验方案进行评审；组织专家对试验方案进行评审；组织专家对准备采取的措施方案进行评审。组织专家对准备采取的措施方案进行评审。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验
28、后试验件的处理经过可靠性增长试验的产品不可交付使用，可按以下处理方式：继续试验继续试验，以寻找产品工作寿命；，以寻找产品工作寿命；继续试验继续试验，步进增强产品的试验应力，以寻找工作极，步进增强产品的试验应力，以寻找工作极限和破坏极限；限和破坏极限；报废报废。如果选择继续试验，在后来的试验中的试验时间和故障均不计入可靠性评估。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验过程监控试验过程监控试验中应严格控制试验环境条件，应按照所确定的试验环境剖面施加环境应力，并记录实际的试验环境条件。试验过程中应按规定的时间对受试设备进行测试并记录，当发现故障时应利用FRACAS方法对其进行
29、处理。可靠性增长的监控应贯穿整个试验过程。其方法是不断地将观测的MTBF值和计划的增长值进行比较，以对增长率和资金进行再分配和控制。在试验大纲和试验计划中应规定试验过程的监控点。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司跟踪增长率跟踪增长率mm当m=0.1时：产品的可靠性无增长，需更改试验方案；当0.1m0.4时：产品的可靠性有明显的可靠性增长。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障处理故障处理受试设备发生故障时应先记录并报告，然后将其撤出试验，撤出时应尽量不影响其它受试设备的连续试验，并不要妨碍数据的连续记录。故障原因调查期间，可以先更换失效的零部
30、件，或临时更换接插件，以便在调查故障原因期间能继续试验。所有的纠正措施引入设备的设计环节之前，都应先验证它的有效性。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验数据分析试验数据分析评估模型评估模型优点优点缺点缺点指数评估模型简单可以进行区间估计只能评估累积MTBF，偏保守不能评估增长率DUANE 评估模型可以评估增长率可以进行瞬时MTBF 估计不能进行区间估计AMSAA 评估模型可以进行点估计和区间估计能进行瞬时MTBF 估计计算复杂不能得到直观的增长率 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司应注意的事项应注意的事项应根据产品的重要性、经费、进度等条件来
31、选择可靠性增长方法；试验应模拟产品真实环境； 应在设计定型前做；试验样品应能反映小批生产时的技术状态及生产过程，并已通过了ESS和环境鉴定试验；故障报告、分析与纠正措施系统（FRACAS）是否健全，是否能正常运行；试验本身只能暴露问题，只有采取设计、工艺等措施方能提高产品的固有可靠性。所采取的改进措施是否已落实到产品图纸及技术文件中。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验可靠性试验 环境应力筛选试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定试验常规可靠性试验 加速试验介绍 定性加速试验: HALT/HASS 定量加速试验: ALT加速可靠性试验 2008 北京运通恒达科技有限
32、公司北京运通恒达科技有限公司可靠性鉴定试验可靠性鉴定试验试验的目的统计试验方案的类型定时截尾标准抽样方案应注意的事项 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验目的试验目的 通过可靠性试验判断产品是否达到规定的可靠性定量要求成功的可靠性增长试验可以代替可靠性鉴定试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司样品编号t0t12345n-2n-1n定数无替换截尾试验定数无替换截尾试验统计试验方案的类型统计试验方案的类型t样品编号t012345n-2n-1n定时无替换截尾试验定时无替换截尾试验样品编号t0t12345n-2n-1n定时有替换截尾试验定时有替换截尾
33、试验样品编号t0t1234n-2n-1n定数有替换截尾试验定数有替换截尾试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验方案的输入试验方案的输入MTBF的检验下限（1）：拒收的MTBF值。统计试验方案以高概率拒收MTBF真值低于的设备。MTBF的检验上限（0） ：可接收的MTBF值。它等于鉴别比d乘以MTBF检验下限。统计试验方案以高概率接收MTBF真值接近的设备。使用方风险()：MTBF的真值等于其检验下限时设备被接收的概率。当MTBF真值低于时设备被接收的概率将低于。生产方风险()：MTBF的真值等于其检验上限时设备被拒收的概率。当MTBF的真值大于时设备被拒收的概率将
34、低于。鉴别比(d)：MTBF的检验上限与检验下限的比值。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司概率比序贯截尾试验概率比序贯截尾试验218161412108641765432接收区总试验时间( 1 ) 的倍 数( h)故障数拒收区拒收继续试验区边界线接收 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定时截尾试验方案定时截尾试验方案(=20%)(=20%)判决故障数判决故障数鉴别比鉴别比 d=d=0 0/ /1 1方案方案号号接收接收拒收拒收总试验时间总试验时间( (1 1的倍数的倍数) )MTBFMTBF的观测值的观测值( (1 1的倍数的倍数) )=30%=
35、30%=20%=20%=10%=10%20-1011.611.61+451722152620-2122.991.50+2.733.635.6320-3234.281.43+2.242.793.8820-4345.511.38+1.992.403.1620-5456.721.34+1.852.172.7620-6567.911.32+1.752.032.5120-7679.081.30+1.681.922.3320-87810.231.28+1.621.832.2020-98911.381.26+1.571.772.0920-1091012.521.25+1.541.722.0120-11101
36、113.651.24+1.511.671.9420-12111214.781.23+1.481.641.8920-13121315.901.22+1.461.601.8420-14131417.011.21+1.441.581.8020-15141518.121.20+1.421.551.7620-16151619.231.20+1.401.531.73 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司两种试验方案的比较两种试验方案的比较试验方案试验方案优点优点缺点缺点概率比序贯试验平均故障数量较少平均试验时间较少试验时间不确定，管理有难度最大试验时间可能超过定时试验定时截尾试验最大
37、试验时间和故障数量确定，便于管理最大试验时间较短平均试验时间较长平均故障数量较多 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司接收和拒收判据 接收和拒收的判据是根据总试验时间和总的责任故障数，以及所用统计试验方案中的判决标准，通过试验结果与所用统计试验方案中的接收或拒收标准相比较来确定可靠性鉴定试验是否合格。如果做出了接收判决，则就可靠性而言该设备的设计通过了鉴如果做出了接收判决，则就可靠性而言该设备的设计通过了鉴定。但只有要一台设备的累计试验时间少于全部受试设备的平定。但只有要一台设备的累计试验时间少于全部受试设备的平均试验时间的一半则不应做出接收判决。均试验时间的一半则不应做
38、出接收判决。如果做出了拒收判决，则就可靠性而言该设备的设计未通过鉴如果做出了拒收判决，则就可靠性而言该设备的设计未通过鉴定。一旦做出拒收判决，应对试验期间发生的所有故障制订相定。一旦做出拒收判决，应对试验期间发生的所有故障制订相应的纠正措施方案，在有关的纠正措施获得批准和实施之后，应的纠正措施方案，在有关的纠正措施获得批准和实施之后，应采用相同的样本量或经订购方同意的其他样本量重新进行试应采用相同的样本量或经订购方同意的其他样本量重新进行试验。验。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司试验故障处理试验故障处理应以尽量不影响仍在继续试验的受试设备的方式从试验中撤出有故障的受
39、试设备并进行修理;不能更换性能虽已恶化但未超出允许容限的零部件;经修理恢复到可工作状态的受试设备，在证实其修理有效后，应以尽量不影响仍在试验的受试设备的方式，重新投入试验。除已确定为非关联故障外，对故障检测过程中受试设备或其部件出现的故障，若不能确定是由原有故障引起的，则应进行分类和记录，并作为与原有故障同时发生的多重关联故障处理;除事先已规定或经联合试验小组已批准的以外，不应随意更换未出故障的模块或部件;在故障检测和修理期间，为保证试验的连续性，必要时经联合试验小组批准，可临时更换插件。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司其他其他试验大纲管理试验剖面的设计联合试验小组
40、试验测试和记录试验数据分析试验报告编写 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司应注意的事项应注意的事项是否制订了可靠性鉴定试验大纲和计划，并已通过了评审受试产品是否是关键产品受试样品（一般不小于二台）是否已通过了功能试验、环境试验及ESS，是否已达到定型状态，是否随机抽取试验前产品的可靠性预计值是否0试验剖面是否由产品的寿命剖面与任务剖面转化得到 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验可靠性试验 环境应力筛选试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定试验常规可靠性试验 加速试验介绍 定性加速试验: HALT/HASS 定量加速试验: ALT加速可靠性试验
41、 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司加速试验的背景加速试验的背景 随着科技的发展，对产品的质量要求越来越高。因此为了提高产品的可靠性水平，传统的可靠性方法已经不能满足要求。加速试验技术正是这样应运而生。它不仅缩短了产品研制时间，节省了成本，并且也因此提高了公司产品的竞争力。很多产品的寿命都以年计，你愿意进行持续几年的可靠性试验吗 ？ 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司加速试验的发展加速试验的发展1980s，Gregg. K. Hobbs博士经多年对环境应力筛选的研究提出了高加速寿命试验(Highly Accelerated Life Testin
42、g) 和高加速应力筛选(Highly Accelerated Stress Screening)1990s，美国波音公司首次提出可靠性强化试验（RET-Reliability Enhancement Testing） 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司加速试验的概念加速试验的概念 加速试验产品在比正常工作环境应力下更加严酷的环境应力下进行试验。与传统的模拟正常工作环境的可靠性试验相比，是一种激发性试验。 根据美国RAC 报告，对于电子产品，温度每提高25 度，故障率提高210倍。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司加速试验分类加速试验分类 Qua
43、litative Tests 定性加速试验 Quantitative Tests 定量加速试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定性加速试验定性加速试验聚焦于暴露产品缺陷，改善产品质量，提高产品可 靠性不能对产品的可靠性进行定量评价采用的应力水平最高典型的定性加速试验有： HALT, ESS，HASS，HASA 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定量加速试验定量加速试验 聚焦于对产品的寿命和可靠性进行预测和评价 暴露问题，解决问题，提高可靠性 应力水平比定性加速试验小 定性加速试验：ALT 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限
44、公司加速试验试验使用的应力类型加速试验试验使用的应力类型 经统计，对产品可靠性产生影响的环境应力主要是温度和振动应力。据统计引起产品故障的环境因素中，温度占50%左右，振动占20%左右。应力类型应力类型例子例子 温度 -100 to 200 温变 60 per minute 振动 50 Grms 6-axis random 开/关机ON/OFF 电应力变化12V to 26V (200mA-500mA) 以上几种类型的混合 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司工作下限工作上限破坏上限破坏下限USLLSL技术规范Step 4Step 3Step 1Step 0Step 2连
45、续的应力剖面连续的应力剖面“分步实施的应力剖面分步实施的应力剖面ALT / HALT分步实施以发现：分步实施以发现： 针对工作界限 (ALT) 针对破坏界限 (HALT) 缺陷和故障模式加速寿命试验ALT和HALT设计余度设计余度 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司选择合适选择合适的应力和的应力和等级等级重新设计重新设计步进应力步进应力到工作极限到工作极限步进应力步进应力到破坏极限到破坏极限重新设计重新设计可以/需要改进吗 ？可以可以/需要需要改进吗改进吗 ？确定工作极限确定工作极限确定破坏极限确定破坏极限YesYesALT/HALT 的流程的流程NoNo 高温 低温
46、温变率 振动等级 电压 通电频率 其他ALTHALT 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司步进应力1. 低温DD10 C2. 高温DD10 C4. 随机振动DD10 Grms3. 快速温变工作温度上限工作温度下限5. 混合环境D10 GrmsHigh Temp Op. LimitLow Temp Op. Limit 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司故障模式故障模式: 二极管发生故障 (破坏极限为 110C)故障原因故障原因: 二极管的承受的温度超过了降额准则 (100% vs. 80% max.)措施措施: 更改选用的二极管型号，选耐160C温度
47、的结果结果:. 在同样温度下，问题没有再出现ALT/HALT 试验能快速发现可靠性水桶的“短板”例如：对一个电路板例如：对一个电路板 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司加速试验使用的设备加速试验使用的设备温度箱 液氮制冷 快速温变率，产品上温变率可达60/min 温度运行范围-100+200振动台 气锤振动台 六自由度（三个线加速度三个角加速度） 宽带振动（5Hz10000Hz） 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司可靠性试验可靠性试验 环境应力筛选试验 可靠性增长试验 可靠性鉴定试验常规可靠性试验 加速试验介绍 定性加速试验: HALT/HASS
48、 定量加速试验: ALT加速可靠性试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司定性加速试验定性加速试验HALTHALT HALT高加速寿命试验(Highly Accelerated Life Testing) 。使用阶跃式应力使得产品承受不同的应力以此来发现产品的设计限的一种过程。HALT意在于发现产品的应力限以及确认产品的薄弱环节。这种信息的使用有助于产品的再设计。 与之类似的还有：AST (Accelerated Stress Testing，加速应力试验) 、RET(Reliability Enhancement Testing，可靠性强化试验) 、STRIFE(应力
49、+寿命) 。从实质上来说，它们都是在加大的应力水平下加速暴露产品缺陷，从而提高产品可靠性水平的一种试验方法，只是名称叫法不一样。 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司HALTHALT目的：快速发现产品设计和生产中的局限性/缺陷寻找和提高产品设计裕度充分提高产品可靠性评价产品持续改进的有效性为HASS/HASA/ALT提供试验参数 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司HALTHALT实施步骤:夹具设计辅助测试设备开发确认产品功能执行HALT (确定健壮度)失效分析实施纠正措施(Corrective Action，CA)重复HALT (确认CA)HALT
50、报告 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司执行执行HALTHALT进行HALT试验 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司应力极限应力极限技术规范Technology Specification工作上限upper operating limit工作下限lower operating limit破坏上限upper destruct limit破坏下限lower destruct limit 2008 北京运通恒达科技有限公司北京运通恒达科技有限公司应力裕度应力裕度破坏下限工作下限产品规范工作上限 破坏上限破坏裕度应力工作裕度破坏裕度工作裕度 2008 北
