可靠性測試內(nèi)容及GB參考.pdf

1、可靠性測試鬼谷子品質(zhì)聯(lián)盟樂天提供可靠性測試內(nèi)容可靠性測試應(yīng)該在可靠性設(shè)計之后，但目前我國的可靠性工作主要還是在測試階段，這里將測試放在前面（目前大部分公司都會忽略最初的可靠性設(shè)計，比如我們公司，設(shè)計的時候，從來都沒有考慮過可靠性，開發(fā)部的兄弟們不要拿磚頭仍我, 這是實話，只有在測試出現(xiàn)失效后才開始考慮設(shè)計）。為了測得產(chǎn)品的可靠度（也就是為了測出產(chǎn)品的MTBF），我們需要拿出一定的樣品，做較長時間的運行測試，找出每個樣品的失效時間，根據(jù)第一節(jié)的公式計算出MTBF，當(dāng)然樣品數(shù)量越多，測試結(jié)果就越準(zhǔn)確。但是，這樣的理想測試實際上是不可能的，因為對這種測試而言，要等到最后一個樣品出現(xiàn)故障 需要的測試時

2、間長得無法想象，要所有樣品都出現(xiàn)故障需要的成本高得無法想象。為了測試可靠性，這里介紹：加速測試（也就增加應(yīng)力*），使缺陷迅速顯現(xiàn)；經(jīng)過大量專家、長時間的統(tǒng)計，找到了一些增加應(yīng)力的方法，轉(zhuǎn)化成一些測試的項目。如果產(chǎn)品經(jīng)過這些項目的測試，依然沒有明顯的缺陷，就說明產(chǎn)品的可靠性至少可以達(dá)到某一水平，經(jīng)過換算可以計算出MTBF（因產(chǎn)品能通過這些測試，并無明顯缺陷出現(xiàn)，說明未達(dá)到產(chǎn)品的極限能力，所以此時對應(yīng)的MTBF 是產(chǎn)品的最小值）。其它計算方法見下文。（*應(yīng)力：就是指外界各種環(huán)境對產(chǎn)品的破壞力，如產(chǎn)品在85下工作受到的應(yīng)力比在25下工作受到的應(yīng)力大；在高應(yīng)力下工作，產(chǎn)品失效的可能性就大大增加了）；一

3、、環(huán)境測試產(chǎn)品在使用過程中，有不同的使用環(huán)境（有些安裝在室外、有些隨身攜帶、有些裝有船上等等），會受到不同環(huán)境的應(yīng)力（有些受到風(fēng)吹雨濕、有些受到振動與跌落、有些受到鹽霧蝕侵等等）；為了確認(rèn)產(chǎn)品能在這些環(huán)境下正常工作，國標(biāo)、行標(biāo)都要求產(chǎn)品在環(huán)境方法模擬一些測試項目，這些測試項目包括：1) . 高溫測試(高溫運行、高溫貯存)；2) . 低溫測試(低溫運行、低溫貯存)；3) . 高低溫交變測試(溫度循環(huán)測試、熱沖擊測試)；4) . 高溫高濕測試(濕熱貯存、濕熱循環(huán))；5) . 機(jī)械振動測試(隨機(jī)振動測試、掃頻振動測試)；6) . 汽車運輸測試(模擬運輸測試、碰撞測試)；7) . 機(jī)械沖擊測試；8)

4、. 開關(guān)電測試；9) . 電源拉偏測試；10) .冷啟動測試；11) .鹽霧測試；12) .淋雨測試；第 1 頁 共 12 頁13） .塵砂測試；上述環(huán)境試驗的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)如下（部分試驗可能沒有相關(guān)國標(biāo)，或者是我還沒有找到）：1、低溫試驗按GB/T 2423.1 89電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低溫試驗；GB/T 2423.22 87電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法度變化試驗方法進(jìn)行低溫試驗及溫度變化試驗。溫度范圍：-7010。2、高溫試驗按GB/T 2423.2 89電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法高溫試驗；GB/T 2423.22 87電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試

5、驗方法度變化試驗方法進(jìn)行高溫試驗及溫度變化試驗。溫度范圍：102103、濕熱試驗按GB/T 2423.3 93電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法恒定濕熱試驗；GB/T2423.4 93電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法交變濕熱試驗進(jìn)行恒定濕熱試驗及交變濕熱試驗。濕度范圍：30%RH 100%RH4、霉菌試驗按GB/T 2423.16 90電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法長霉試驗進(jìn)行霉菌試驗。5、鹽霧試驗按GB/T 2423.17 93電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法鹽霧試驗進(jìn)行鹽霧試驗。6、低氣壓試驗按GB/T 2423.21 92電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低氣

6、壓試驗；GB/T2423.25 92電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低溫/低氣壓試驗；GB/T2423.26 92 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法高溫 /低氣壓試驗； 進(jìn)行低氣壓試驗，高、低溫/低氣壓試驗。試驗范圍：-701000第 2 頁 共 12 頁760mmHg20% 95%RH。7、振動試驗按GB/T 2423.10 95電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法振動試驗進(jìn)行振動試驗。頻率范圍（機(jī)械振動臺）：5 60Hz（定頻振動5 80Hz），最大位移振幅3.5mm （滿載）。頻率范圍（電磁振動臺）：5 3000Hz，最大位移25mmP-P。8、沖擊試驗按GB/T 2423

7、.5 95電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法沖擊試驗進(jìn)行沖擊試驗。沖擊加速度范圍：（50 1500） m/s2。9、碰撞試驗按GB/T 2423.6 95電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法碰撞試驗進(jìn)行碰撞試驗。10、跌落試驗按GB/T 2423.7 95電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法傾跌與翻到試驗；GB/T2423.8 95電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法自由跌落 試驗進(jìn)行跌落試驗。說明：上面13 項比較全面地概括了產(chǎn)品在實現(xiàn)使用過程中碰到的外界環(huán)境；實際測試時，因為各產(chǎn)品本身屬性的相差較遠(yuǎn)、使用環(huán)境相差也很大，各公司可以根據(jù)產(chǎn)品的特點，適當(dāng)選取、增加一些項目來測試（此產(chǎn)

8、品對應(yīng)的國/行標(biāo)中要求的必測試項目，當(dāng)然是必須測試的）；也可以根據(jù)產(chǎn)品特定的使用環(huán)境與使用方法，自行設(shè)計一些新測試項目，以驗證產(chǎn)品是否能長期工作。測試條件：不同的產(chǎn)品測試條件不一樣；就拿高溫測試來說，有些產(chǎn)品要求做高溫貯存測試，有些要求做高溫運行測試，有些產(chǎn)品的高溫用85做測試，有些產(chǎn)品的高溫是用65做測試。但是，宗旨只有一個，那就是至少滿足國/行標(biāo)。要測試一種產(chǎn)品的可靠性，找到這種產(chǎn)品的國/行標(biāo)是必需的，按照國/行標(biāo)的要求和指引找出必須的測試項目與各項目的測試方法，從而進(jìn)行環(huán)境測試；同一種產(chǎn)品，在不同的階段，測試條件也不一樣；一般而言，產(chǎn)品會經(jīng)過研發(fā)、小批量試產(chǎn)、批量生產(chǎn)三個不同的階段。在研

9、發(fā)階段，測試條件最嚴(yán)（應(yīng)力最大）、測試延續(xù)的時候最短；小批量試產(chǎn)階段，測試應(yīng)力適中、測試時間適中；批量生產(chǎn)階段，測試應(yīng)力最小、測試時間較短；三個階段的主要差別見下表：加速環(huán)境試驗技術(shù)傳統(tǒng)的環(huán)境試驗是基于真實環(huán)境模擬的試驗方法，稱為環(huán)境模擬試驗。這種試驗方法的特點是：模擬真實環(huán)境，加上設(shè)計裕度，確保試驗過關(guān)。其缺陷在于試驗的效率不高，并且試驗的資源耗費巨大。加速環(huán)境試驗AET（Accelerated EnvironmentalTesting）是一項新興的可靠性第 3 頁 共 12 頁試驗技術(shù)。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)可靠性試驗的技術(shù)思路，將激發(fā)的試驗機(jī)制引入到可靠性試驗，可以大大縮短試驗時間，提高試驗效

10、率，降低試驗耗損。加速環(huán)境試驗技術(shù)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用推廣對可靠性工程的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。加速環(huán)境試驗激發(fā)試驗 (Stimulation)通過施加激發(fā)應(yīng)力、環(huán)境快速檢測來清除產(chǎn)品的潛在缺陷。試驗所施加的應(yīng)力并不模擬真實環(huán)境，而以提高激發(fā)效率為目標(biāo)。?加速環(huán)境試驗是一種激發(fā)試驗，它通過強(qiáng)化的應(yīng)力環(huán)境來進(jìn)行可靠性試驗。加速環(huán)境試驗的加速水平通常用加速因子來表示。加速因子定義為設(shè)備在自然服役環(huán)境下的壽命與在加速環(huán)境下的壽命之比。施加的應(yīng)力可以是溫度、振動、壓力和濕度(即所謂“四綜合”)及其他應(yīng)力，應(yīng)力的組合亦是有些場合更為有效的激發(fā)方式。高溫變率的溫度循環(huán)和寬帶隨機(jī)振動是公認(rèn)最有效的激發(fā)應(yīng)力形式。

11、加速環(huán)境試驗有2 種基本類型：加速壽命試驗 (AcceleratedLife Testing)、可靠性強(qiáng)化試驗(Reliability EnhancementTesting)。可靠性強(qiáng)化試驗(RET)用以暴露與產(chǎn)品設(shè)計有關(guān)的早期失效故障，但同時，也用于確定產(chǎn)品在有效壽命期內(nèi)抗隨機(jī)故障的強(qiáng)度。加速壽命試驗的目的是找出產(chǎn)品是如何發(fā)生、何時發(fā)生、為何發(fā)生磨耗失效的。下面分別對2 種基本類型進(jìn)行簡單闡述。1、 加速壽命試驗(ALT)加速壽命試驗只對元器件、材料和工藝方法進(jìn)行，用于確定元器件、材料及生產(chǎn)工藝的壽命。其目的不是暴露缺陷，而是識別及量化在使用壽命末期導(dǎo)致產(chǎn)品損耗的失效及其失效機(jī)理。有時產(chǎn)品的

12、壽命很長，為了給出產(chǎn)品的壽命期，加速壽命試驗必須進(jìn)行足夠長的時間。?加速壽命試驗是基于如下假設(shè)：即受試品在短時間、高應(yīng)力作用下表現(xiàn)出的特性與產(chǎn)品在長時間、低應(yīng)力作用下表現(xiàn)出來的特性是一致的。為了縮短試驗時間，采用加速應(yīng)力，即所謂高加速壽命試驗(HALT) 。 ?加速壽命試驗提供了產(chǎn)品預(yù)期磨損機(jī)理的有價值數(shù)據(jù)，這在當(dāng)今的市場上是很關(guān)鍵的，因為越來越多的消費者對其購買的產(chǎn)品提出了使用壽命要求。估計使用壽命僅僅是加速壽命試驗的用處之一。它能使設(shè)計者和生產(chǎn)者對產(chǎn)品有更全面的了解，識別出關(guān)鍵的元器件、材料和工藝，并根據(jù)需要進(jìn)行改進(jìn)及控制。另外試驗得出的數(shù)據(jù)使生產(chǎn)廠商和消費者對產(chǎn)品有充分的信心。加速壽命試

13、驗的對象是抽樣產(chǎn)品。2、可靠性強(qiáng)化試驗(RET)可靠性強(qiáng)化試驗有許多名稱和形式，如步進(jìn)應(yīng)力試驗、應(yīng)力壽命試驗(STRIEF)、高加速壽命試驗(HALT) 等。 RET 的目的是通過系統(tǒng)地施加逐漸增大的環(huán)境應(yīng)力和工作應(yīng)力，來激發(fā)故障和暴露設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，從而評價產(chǎn)品設(shè)4 頁 共 12 頁計的可靠性。因此，RET 應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計和發(fā)展周期中最初的階段實施，以便于修改設(shè)計。國外可靠性的有關(guān)研究人員在80 年代初就注意到由于設(shè)計潛在缺陷的殘留量較大，給可靠性的提高提供了可觀的空間，另外價格和研制周期問題也是當(dāng)今市場競爭的焦點。研究證明，RET 不失為解決這個問題的最好方法之一。它獲得的可靠性比傳統(tǒng)的

14、方法高得多，更為重要的是，它在短時間內(nèi)就可獲得早期可靠性，無須像傳統(tǒng)方法那樣需要長時間的可靠性增長（TAAF） ，從而降低了成本。?RET 的目的是要引起失效，因此它是破壞性試驗，試樣數(shù)量盡可能少。進(jìn)行 RET 的理想時間是在設(shè)計周期的末期，此時設(shè)計、材料、元器件和工藝等都準(zhǔn)備就緒，而生產(chǎn)尚未開始。通常RET 的做法是施加預(yù)定的環(huán)境應(yīng)力和工作應(yīng)力（單獨加、順序加或同時加），從小量級開始，然后逐步增加直到出現(xiàn)以下 3 種情況：全部試樣失效；應(yīng)力值大大超出服役期望值；出現(xiàn)非相關(guān)失效。（非相關(guān)失效是指服役中不可能出現(xiàn)的失效模式）可靠性強(qiáng)化試驗也是針對少量抽樣產(chǎn)品進(jìn)行的。3、其它類型加速環(huán)境試驗可靠性

15、試驗還包括可靠性統(tǒng)計試驗，即可靠性鑒定試驗和可靠性驗收試驗?；诩铀侪h(huán)境的可靠性統(tǒng)計試驗（即加速可靠性鑒定試驗和加速可靠性驗收試驗）是加速環(huán)境試驗亟待解決的一個問題。該問題的核心是通過高量級的加速環(huán)境試驗數(shù)據(jù)去評估試樣在低量級的服役環(huán)境中的可靠性水平。在產(chǎn)品的全壽命周期管理中，它們的功能在一定條件下可以由前述2 種加速環(huán)境試驗來實現(xiàn)。4、加速環(huán)境試驗在產(chǎn)品全壽命周期管理中的應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計、研制、生產(chǎn)和使用直至壽命末期整個壽命周期內(nèi)，其可靠性的設(shè)計、改進(jìn)、評估都離不開環(huán)境試驗手段，而加速環(huán)境試驗在產(chǎn)品的設(shè)計、研制和生產(chǎn)中是實現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性增長和確定、評估產(chǎn)品可靠性水平的重要手段。根據(jù)市場需求和用戶的要求確定產(chǎn)品之后，就可初步設(shè)計好產(chǎn)品雛形。此時一般需要對元器件和原材料進(jìn)行選擇，選擇代表試樣進(jìn)行加速壽命試驗，從而確定所選擇的元器件和原材料。產(chǎn)品設(shè)計完成并制造試樣后就可以進(jìn)行可靠性強(qiáng)化試驗(RET)，以實現(xiàn)可靠性增長。這將是一個逐步清除設(shè)計上的薄弱環(huán)節(jié)的過程，同時，可以對材料和工藝方法進(jìn)