1、可靠度預估可靠度預估參考資料：林坤佑，可靠度預估與可靠度試驗之研究-以藍芽模組(BTM)產品為例，碩士論文94可靠度預估可靠度預估可靠度的觀念如前所述最早起始於二次大戰期間，可靠度的觀念如前所述最早起始於二次大戰期間，德國在研製德國在研製V-1 V-1 火箭階段時，對於主要設計理念火箭階段時，對於主要設計理念已有系統強度決定其中最弱環節的觀念，而每個已有系統強度決定其中最弱環節的觀念，而每個元件的良窳會直接影響到整個系統的表現。元件的良窳會直接影響到整個系統的表現。1952 1952 年美國電子設備可靠度顧問團（年美國電子設備可靠度顧問團（Advisory Advisory Group on
2、the Reliability of Electronic Group on the Reliability of Electronic EquipmentEquipment；AGREEAGREE）提出可靠度報告之後，以其）提出可靠度報告之後，以其對電子裝備進行研究所得到的結論為基礎，並依對電子裝備進行研究所得到的結論為基礎，並依據此結論將可靠度定義為：據此結論將可靠度定義為：產品於既定的時間產品於既定的時間內，在特定的使用環境條件下，執行特定內，在特定的使用環境條件下，執行特定的功能，成功完成工作目標的機率。的功能，成功完成工作目標的機率。浴缸曲線浴缸曲線經由實驗得知電子產品的失效機率分佈，
3、一般均經由實驗得知電子產品的失效機率分佈，一般均呈現出類似浴缸的形狀，與人類之生命周期相似呈現出類似浴缸的形狀，與人類之生命周期相似，又稱之為浴缸曲線。此曲線大致可分為三個階段，又稱之為浴缸曲線。此曲線大致可分為三個階段，首先是早夭期（首先是早夭期（Infant MortalityInfant Mortality），於此初期），於此初期產品失效率較高的原因，主要原因為生產缺陷，產品失效率較高的原因，主要原因為生產缺陷，初始故障率也會隨開始使用時數漸增而急速下降。初始故障率也會隨開始使用時數漸增而急速下降。接著到達穩定期（接著到達穩定期（Steady-StateSteady-State），在此期
4、間，），在此期間，產品在某一時段內的故障率，一直維持不變。最產品在某一時段內的故障率，一直維持不變。最後進入耗損期（後進入耗損期（Wear-OutWear-Out），產品在某一時段內），產品在某一時段內的故障率會隨時間而持續增加，直到所有的產品的故障率會隨時間而持續增加，直到所有的產品全部故障為止。全部故障為止。可靠度基本數學模型可靠度基本數學模型可靠度的基本數學模型種類眾多，涵蓋二項式分佈、指數分佈、韋氏分佈及常態分佈等，而每種模型皆有其特定的相關失效時間分佈。電子產品一般皆採用指數分佈的數學模型來評估可靠度，主要原因是指數分佈在數學上具有簡單性。假設一個系統由N 個獨立零件互相串聯在一起而
5、組成，則此系統可靠度數學模型為串聯模式即是系統中任何一個零件失效即造成系統失效若每一個零件若每一個零件i i的可靠度的可靠度RiRi（t t）之失效）之失效率為常數率為常數i i的指數分配的指數分配根據失效時間呈指數分佈的假設，系統平均根據失效時間呈指數分佈的假設，系統平均失效時間（失效時間（MTBFMTBF）為）為可靠度預估方法可靠度預估方法 可靠度預估的目的主要是為瞭解產品於設可靠度預估的目的主要是為瞭解產品於設計階段中，當時之可靠度水準，並能對不計階段中，當時之可靠度水準，並能對不同的設計提出快速的替代方案，供決策者同的設計提出快速的替代方案，供決策者參考，以掌握產品的特性。參考，以掌握
6、產品的特性。類似裝備法類似裝備法 (Similar Equipment Method)(Similar Equipment Method)執行可行性分析時，因尚未完成任何產品特性的規劃與設計，所以對於其可靠度是否能滿足需求，僅能就以往類似產品可靠度的經驗與資料，比較兩者之異同加以分析推算，據以估計新產品之可靠度。類似裝備可靠度預估實施程序類似裝備可靠度預估實施程序確立研發產品的種類與型式、操作模式與條件、使用環境，以及任何已知的資料。根據以上資料，在現有產品中找出性質相近，已經發展成功產品的使用狀況和可靠度條件。將類似裝備的這些資料與研製產品的條件加以分析比較，特別注意其操作條件和使用環境應儘
7、可能相近。綜合以上結果，利用現有產品可靠度資料，評估與判斷新研發產品的可靠度估計值。類似複雜性法類似複雜性法(Similar Complexity Method)(Similar Complexity Method)一般而言，產品的可靠度與其複雜性有關，越複雜的產品，一般而言，產品的可靠度與其複雜性有關，越複雜的產品，越不容易達到高可靠度的需求。特別是電子產品，由於所越不容易達到高可靠度的需求。特別是電子產品，由於所使用的主動零件越多，發生失效的機率就越高，則可靠度使用的主動零件越多，發生失效的機率就越高，則可靠度就越低。就越低。基於此道理，一些歷史悠久的公司或企業即根據他們過去基於此道理，一
8、些歷史悠久的公司或企業即根據他們過去的經驗，發展出一套可靠度與產品複雜性（功能複雜性，的經驗，發展出一套可靠度與產品複雜性（功能複雜性，零件數目多寡）的圖表資料，其考慮的條件包括使用環境零件數目多寡）的圖表資料，其考慮的條件包括使用環境（如空用、地面固定、地面運動、船用、飛彈及太空環（如空用、地面固定、地面運動、船用、飛彈及太空環境），以及低級、一般、高級三種品質等級的零件。境），以及低級、一般、高級三種品質等級的零件。因此只要找出新產品中預定使用的主動零件數量、使用環因此只要找出新產品中預定使用的主動零件數量、使用環境及品質等級即可以查閱境及品質等級即可以查閱MIL-HDBK-338A MI
9、L-HDBK-338A 中的圖表，再粗中的圖表，再粗略估計該產品可能的可靠度水準。略估計該產品可能的可靠度水準。類似功能法類似功能法 (Similar Technology Method)(Similar Technology Method)類似功能預估法的原理與類似複雜性相同，類似功能預估法的原理與類似複雜性相同，此種功能法係根據產品顯著的功能特性與此種功能法係根據產品顯著的功能特性與操作可靠度間的統計相關性分析，由可靠操作可靠度間的統計相關性分析，由可靠度觀點建立最顯著功能與預期產品可靠度度觀點建立最顯著功能與預期產品可靠度兩者之間迴歸方程式，作為估算產品可靠兩者之間迴歸方程式，作為估算產
10、品可靠度的依據，則此法可參照度的依據，則此法可參照MIL-HDBK-338A MIL-HDBK-338A 做探討。做探討。零件計數（零件計數（Part CountPart Count）法）法 當產品發屬於產品初步設計時，雖然設計尚未完全成型，當產品發屬於產品初步設計時，雖然設計尚未完全成型，但是大致上所使用之零件種類、數量、品質水準及使用環但是大致上所使用之零件種類、數量、品質水準及使用環境條件等必要條件都已初步確定，此時即可應用零件計數境條件等必要條件都已初步確定，此時即可應用零件計數法來預估產品的可靠度水準。法來預估產品的可靠度水準。方程式方程式eqeq為產品之總損失效率、為產品之總損失效
11、率、Q Q為第為第i i 項電子零件項電子零件之品質修正係數、之品質修正係數、G G為第為第i i 項電子零件之一般性項電子零件之一般性（GenericGeneric）失效率、）失效率、NiNi為與第為與第i i項電子零件相同之零件數項電子零件相同之零件數量、量、n n為產品中所用電子零件之類別數。為產品中所用電子零件之類別數。零件應力（零件應力（Part StressPart Stress）分析法）分析法 零件應力分析法適用於產品細部設計階段，於此階段時有零件應力分析法適用於產品細部設計階段，於此階段時有關零件使用的應力（負荷）及環境已經過詳細分析，運用關零件使用的應力（負荷）及環境已經過詳
12、細分析，運用這些細部資料所預估出來的失效率數據理當較為精確。這些細部資料所預估出來的失效率數據理當較為精確。其中其中pp 為零件失效率、為零件失效率、bb 為零件基本失效率，隨零件為零件基本失效率，隨零件種類及所受之應力而不同、種類及所受之應力而不同、E E為環境係數、為環境係數、Q Q為零件為零件之品質修正係數、之品質修正係數、L L為學習係數，係對新產品所增加之為學習係數，係對新產品所增加之安全因子、安全因子、2 2S S為第二類電性應力係數，用於修正。零件為第二類電性應力係數，用於修正。零件應力分析法所須考慮的因子較多，因此較零件計數法為複應力分析法所須考慮的因子較多，因此較零件計數法為
13、複雜。雜。BellcoreBellcore 分析法分析法BellcoreBellcore 可靠度預估為美國小貝爾電信公司可靠度預估為美國小貝爾電信公司（the the BellcoreBellcore Client Companies,Client Companies,BCCsBCCs）在選）在選購設備時，一個重要的考慮因素。購設備時，一個重要的考慮因素。BellcoreBellcore 分析分析法的目的在於將零組件與系統等硬體設備的可靠法的目的在於將零組件與系統等硬體設備的可靠度預估方法予以文件化，但並不包括由軟體程式度預估方法予以文件化，但並不包括由軟體程式所造成的失效。所造成的失效。對於
14、採購的電子設備，對於採購的電子設備，BellcoreBellcore 建議設備供應商建議設備供應商運用以下的三方法來提供電子產品的預估可靠度。運用以下的三方法來提供電子產品的預估可靠度。方法一：零件計數法；假設組件失效率可用個別方法一：零件計數法；假設組件失效率可用個別零件的失效率累加計算之。零件的失效率累加計算之。式中式中 m m 組件共有組件共有m m個不同型式的零件個不同型式的零件SSSS組件穩定期失效率組件穩定期失效率N Ni i 第第i i零件型式在組件中的數量零件型式在組件中的數量SSiSSi第第i i個零件的穩定期失效率個零件的穩定期失效率E E 組件環境因子組件環境因子方法二：合併零件計數法與實驗室數據，方法二：合併零件計數法與實驗室數據，以統計方法所求之零組件失效率。以統計方法所求之零組件失效率。方法三：依據實際運轉所得數據，以統計方法三：依據實際運轉所得數據，以統計方法預估運轉中（方法預估運轉中（In ServiceIn Service）產品的可）產品的可靠度。靠度。
