第四部分 可靠性管理

PAGEPAGE15第四部分可靠性管理1電子產(chǎn)品可靠性現(xiàn)場統(tǒng)計和綜合評價技術(shù)1.1引言大型電子信息產(chǎn)品一般特指由數(shù)以千計的元器件、零部件、結(jié)構(gòu)件組裝而成的具有特定功能的電子設(shè)備，如彩電發(fā)送系統(tǒng)、微波數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、氣象雷達(dá)探測系統(tǒng)、娛樂音像系統(tǒng)……等。它們的特點(diǎn)是：系統(tǒng)較大、技術(shù)復(fù)雜，機(jī)電一體、數(shù)字模擬兼?zhèn)?，人和軟件共同操作，工作環(huán)境條件較差，可靠性和環(huán)境適應(yīng)性要求較高。然而，由于系統(tǒng)體積較大，一般不能安放到試驗設(shè)備中去做可靠性綜合環(huán)境應(yīng)力試驗。因此，系統(tǒng)的可靠性定量值不能在實驗室測定（鑒定），甚至到了報廢之時仍然得不到系統(tǒng)的可靠性定量值。為了解決這個問題，可靠性系統(tǒng)工程研究發(fā)展了新的可靠性評價方法，這就是可靠性綜合評價技術(shù)?？煽啃跃C合評價技術(shù)是系統(tǒng)工程綜合方法在可靠性工程中的應(yīng)用，方法的核心是對產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)全過程進(jìn)行質(zhì)量可靠性跟蹤，對產(chǎn)品進(jìn)行全壽命的失效統(tǒng)計，用階段評審資料和統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評價，從而得出產(chǎn)品可靠性定量值。1.2大型電子產(chǎn)品可靠性評價的發(fā)展過程大型電子產(chǎn)品的可靠性評價工作，與可靠性系統(tǒng)工程發(fā)展歷史密切相關(guān)，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。①以故障統(tǒng)計為基礎(chǔ)的可靠性評價階段；②按任務(wù)剖面進(jìn)行可靠性統(tǒng)計試驗的試驗評價階段；③按可靠性大綱進(jìn)行階段可靠性評審（也包括統(tǒng)計試驗）加現(xiàn)場失效統(tǒng)計的可靠性綜合評價階段。這里劃分成三個階段，只表明可靠性系統(tǒng)評價的發(fā)展過程，而不是評價方法的分割。三個階段的評價方法可以互相補(bǔ)充，第三階段綜合評價的方法實際上包含了前面兩個階段的方法。無疑，綜合評價是最全面最靈活、信息量最多的方法，因而也是最科學(xué)、最經(jīng)濟(jì)有效的方法。1.2.1以故障統(tǒng)計為基礎(chǔ)的可靠性評價方法在人們尚未系統(tǒng)地掌握可靠性科學(xué)技術(shù)的時期，人們認(rèn)識大型電子產(chǎn)品的途徑是檢測性能指標(biāo)和記錄故障。產(chǎn)品的性能指標(biāo)，大家已經(jīng)十分清楚，它是產(chǎn)品功能的標(biāo)志。性能表明產(chǎn)品可以做什么用途，比如彩電發(fā)射機(jī)的功率，表明它配合什么樣的天線之后可以覆蓋多大的范圍。然而，它是否好用，能否長期不出故障，就要用產(chǎn)品的功能來表示。因此，人們?yōu)榱吮３之a(chǎn)品的功能，對故障進(jìn)行了詳細(xì)記錄，匯集成冊，甚至出版故障匯編，供維護(hù)者、修理者、操作者參考使用。而可靠性工作者則可以應(yīng)用故障記錄進(jìn)行可靠性數(shù)據(jù)處理，獲得該產(chǎn)品的平均故障間隔時間：MTBF＝T/r(1-1)式中：T＝累計工作時間，r＝累計故障次數(shù)。這便是產(chǎn)品的可靠性觀測值，統(tǒng)計學(xué)稱點(diǎn)估計值。該值客觀地定量地反映了產(chǎn)品可靠性平均水平，是工程上能直接得到的定量值，因而是最重要最寶貴的值。這種簡單直觀評價產(chǎn)品可靠性的方法，雖然產(chǎn)生在第一階段，但現(xiàn)在仍然受到人們的重視，應(yīng)用得非常廣泛。這里必須強(qiáng)調(diào)，系統(tǒng)工作時間的記錄要準(zhǔn)確。在裝有計時裝置的設(shè)備上做此工作十分方便，對沒有計時裝置的設(shè)備做記錄時務(wù)必十分用心，每次開機(jī)都要記錄工作時間。對發(fā)生的故障要記錄其現(xiàn)象、發(fā)生時刻、失效原因、排除措施等內(nèi)容。這些都可以按照標(biāo)準(zhǔn)表格進(jìn)行填寫。這些表的數(shù)據(jù)就是可靠性評價的依據(jù)，因此必須準(zhǔn)確可靠。由此可見，操作人員必須具備嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。還必須強(qiáng)調(diào)，對故障要有準(zhǔn)確的定義，凡進(jìn)入記錄表的應(yīng)是有規(guī)范定義的故障。1.2.2按任務(wù)剖面進(jìn)行可靠性統(tǒng)計試驗的試驗評價方法迄今，大量可靠性著作和許多標(biāo)準(zhǔn)，都把建立在統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)上的統(tǒng)計試驗當(dāng)做最理想的可靠性評價方法。此方法的要點(diǎn)是：試驗樣品從批量生產(chǎn)的母體中隨機(jī)抽樣指定，其數(shù)量一般不少于3臺；試驗應(yīng)力盡量模擬實際使用的環(huán)境條件──任務(wù)剖面；試驗時間由選定的試驗方案確定。試驗方案的要素是：承制方和訂購方的風(fēng)險率α、β，鑒別比D，設(shè)定的可靠性驗收定量下限值（最低可接收值）θ1，失效判據(jù)等?？傇囼灂r間與統(tǒng)計試驗類型、鑒別比D、拒收相關(guān)失效數(shù)r有關(guān)，請參考表1-1、和表1-2。統(tǒng)計試驗類型分為：定時截尾試驗、概率比序貫試驗、全數(shù)試驗等3類。定時截尾試驗，是預(yù)先確定總試驗時間和拒收相關(guān)失效數(shù)的方案，其優(yōu)點(diǎn)是試驗時間試驗前便已確定，便于計劃管理。試驗也可能因相關(guān)失效數(shù)達(dá)到拒收值而提前終止。目前，可靠性鑒定試驗，主要采用定時截尾試驗的方案。試驗后先求出MTBF的點(diǎn)估計值θ＝Ｔ／ｒ，然后根據(jù)使用方風(fēng)險值β（置信度ｃ=(1-β)×100％）和接收失效數(shù)ｒ，在χ2表上查出上下限值的系數(shù)，分別與點(diǎn)估計值相乘，便可得到在該置信區(qū)間的MTBF上下限值。表1-1：定時截尾試驗方案簡表（注：19～21為高風(fēng)險方案）方案號決策風(fēng)險%鑒別比d=0/1試驗時間1的倍數(shù)判據(jù)（故障數(shù)）名義值實際值，，拒收（）接收（）9101012.09.01.545.0373610102010.921.41.529.9262511202019.719.61.521.518171210109.610.62.018.814131310209.820.92.012.410914202019.921.02.07.8651510109.49.93.09.36516102010.921.33.05.44317202017.519.73.04.33219303029.830.11.58328.52.03.73221303030.733.33.01.110表1-2：序貫試驗方案簡表方案號決策風(fēng)險%鑒別比d=0/1試驗時間1的倍數(shù)判據(jù)（故障數(shù)）名義值實際值，，拒收（）接收（）1101011.112.01.5按圖判決注：7、8為高風(fēng)險方案2202022.723.21.53101012.812.82.04202022.322.52.05101011.110.93.06202018.219.23.07303031.932.21.58303029.329.92.0概率比序貫試驗，相當(dāng)于逐次抽樣的試驗，其特點(diǎn)是，每當(dāng)試驗樣品出現(xiàn)相關(guān)失效時，必須做出接收還是繼續(xù)試驗的判定。因此，其拒收相關(guān)失效數(shù)和總試驗時間不能在試驗前確定，而需在試驗中隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)處理（可對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的判決圖），試驗的計劃管理未知因素多，難度較大。全數(shù)試驗，主要用于產(chǎn)品可靠性驗收試驗，特別適用于小批量生產(chǎn)的可靠性驗收試驗。對任務(wù)剖面和生產(chǎn)環(huán)境條件接近的產(chǎn)品，如彩色電視機(jī)之類的產(chǎn)品很適用。其要點(diǎn)是：每一臺產(chǎn)品的試驗時間為20～50小時（一般選24、36、48小時），相關(guān)失效數(shù)的方程表達(dá)式為：①接收方程ｆB＝0.72T－3.17(1-2)式中：ｆB為相關(guān)失效數(shù)，Ｔ為θ1的倍數(shù)。當(dāng)方程相等時，試驗繼續(xù)進(jìn)行；當(dāng)方程左邊大于右邊時，判為接收。②拒收方程ｆR＝0.72T＋2.50(1-3)式中：ｆR為相關(guān)失效數(shù)，Ｔ為θ1的倍數(shù)。當(dāng)方程相等時，試驗繼續(xù)進(jìn)行；當(dāng)方程左邊大于右邊時，判為拒收。式1-2、1-3是根據(jù)序貫試驗方案３的決策風(fēng)險α＝β＝10％和鑒別比D＝2處理而成的表達(dá)式，其實際風(fēng)險α'＝β'＝12.8％。其ＯＣ曲線和接收概率隨試驗時間的變化而變化。表1-3列出了θ1＝100小時的判斷參數(shù)，供參考。表1-3：θ1＝100h的產(chǎn)品全數(shù)試驗有關(guān)參數(shù)────────────────────────────────────相關(guān)失效數(shù)(r)拒收T≤θ1的倍數(shù)t(小時)接收T≥θ1的倍數(shù)樣品臺數(shù)────────────────────────────────────0--4.401--5.792--7.1830.70708.562-342.082089.944-1053.4834811.3411-1764.8648612.7218-25────────────────────────────────────舉例：有一批彩電共1000臺，其θ1為10000小時，在車間進(jìn)行全數(shù)可靠性驗收試驗。每臺試驗24小時，總試驗時間ｔ＝24×1000＝24000小時，在拒收方程中Ｔ＝24000／10000＝2.4（倍），拒收相關(guān)失效數(shù)ｆR＝0.72×2.4＋2.50＝4.22（個）。這就是說整個試驗允許發(fā)生4個相關(guān)失效，此時全批產(chǎn)品可靠性驗收通過。但是，如果這４個相關(guān)失效發(fā)生在前10臺產(chǎn)品的試驗中，此時累計試驗時間ｔ＝10×24＝240小時，Ｔ＝240/10000＝0.024（倍），拒收方程相關(guān)失效數(shù)ｆR＝0.72×0.024＋2.50＝2.517，小于4，即4>2.517，因此產(chǎn)品被判為拒收。必須指出，全數(shù)試驗只能作為驗證產(chǎn)品是否達(dá)到出廠所要求的可靠性水平，而不能作為可靠性定量值的鑒定或測定的手段。2貫穿于產(chǎn)品研制生產(chǎn)全過程的可靠性綜合評價方法另一方面，產(chǎn)品在研制生產(chǎn)過程中共經(jīng)歷了可靠性指標(biāo)和方案論證、大綱編制、建模分配、設(shè)計和可靠性預(yù)計、試驗和評價等工作階段。這些都是確保產(chǎn)品達(dá)到可靠性定量指標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，而每一階段的工作都進(jìn)行了評審，評審中提出的問題也必須予以解決，否則不批準(zhǔn)轉(zhuǎn)入下一階段的工作。這是現(xiàn)代可靠性管理學(xué)的原則。專家們?nèi)绻衙總€階段的評審資料綜合起來分析，便可以全面地系統(tǒng)地給產(chǎn)品的可靠性水平做出高置信度的評價。因此，由可靠性評審可以發(fā)展成為可靠性綜合評價，而每個階段的評審及其資料則是可靠性綜合評價的基礎(chǔ)和依據(jù)。如前所述，可靠性鑒定試驗是評價產(chǎn)品可靠性定量值最直觀的方法，已為人們所接受和應(yīng)用。但是，這種建立在統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)上的評價試驗，還有另外的不足之處：1)試驗規(guī)模較大，試驗時間較長，試驗費(fèi)用較高。因此，目前國內(nèi)外主要是對研制的新產(chǎn)品才進(jìn)行可靠性鑒定試驗。2)鑒定試驗的結(jié)果代表性較差。我國實行“多研制少生產(chǎn)”的方針后，許多電子信息產(chǎn)品研制批量小，有的大型電子設(shè)備研制與生產(chǎn)的批量都相當(dāng)小，因此可靠性試驗的結(jié)果代表性較差，承制和訂購雙方的風(fēng)險較大，試驗的經(jīng)濟(jì)效益不顯著。眾所周知，產(chǎn)品的可靠性工作必須在研制生產(chǎn)的各個階段進(jìn)行，如果等到鑒定試驗發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不能滿足合同要求后才采取補(bǔ)救措施的話，將要花費(fèi)更大的人力和更多的財力物力，會造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。從可靠性的發(fā)展過程和我國的實情來看，產(chǎn)品研制生產(chǎn)的可靠性管理主要由本單位的質(zhì)量管理部門對設(shè)計部門實施監(jiān)控。在產(chǎn)品可靠性評審時，由管理部門組織單位內(nèi)外的專家實施，往往又以評審代替重點(diǎn)管理，致使管理人員和設(shè)計制造人員都十分重視階段可靠性評審工作。因而，由可靠性階段評審發(fā)展起來的綜合評價，其方法可以得到迅速完善，承擔(dān)可靠性評審工作的專家隊伍也在不斷地壯大。我們知道，可靠性評審的作用是：運(yùn)用早期告警的原則，對設(shè)計制造的質(zhì)量進(jìn)行控制?？煽啃栽u審的目的是：組織與產(chǎn)品有關(guān)的各專業(yè)的專家對產(chǎn)品所處階段的結(jié)果進(jìn)行分析、審查，從而揭露可靠性設(shè)計上的疑點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，以便提醒管理者在做出決策時注意，并為設(shè)計制造者改進(jìn)產(chǎn)品提示方向。由此看來，可靠性評審加可靠性工程試驗，為可靠性綜合評價奠定了基礎(chǔ)。如果再加上可靠性統(tǒng)計試驗或現(xiàn)場試用的可靠性數(shù)據(jù)，綜合評價的結(jié)論將會十分可靠。概括起來，可靠性綜合評價方法是試驗評價方法的補(bǔ)充和發(fā)展，是可靠性評審和可靠性試驗信息的綜合，是科學(xué)、公正、經(jīng)濟(jì)、有效的先進(jìn)手段。2.2可靠性工程與統(tǒng)計試驗的關(guān)系按照設(shè)備研制生產(chǎn)的可靠性通用大綱（標(biāo)準(zhǔn)）的規(guī)定，可靠性試驗包括工程試驗和統(tǒng)計試驗。工程試驗是在產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程為了使產(chǎn)品達(dá)到合同規(guī)定的可靠性定量指標(biāo)而安排的，它又包括環(huán)境應(yīng)力篩選（英文縮寫ESS）和可靠性增長試驗二個內(nèi)容。ESS的方法是：對產(chǎn)品（整機(jī)）或部件或元器件施加盡量高的又不會破壞試件的應(yīng)力（主要施加隨機(jī)振動和快速高低溫循環(huán)應(yīng)力），以便暴露并排除試件的各種缺陷（包括元器件缺陷、原材料缺陷、結(jié)構(gòu)工藝缺陷、設(shè)計缺陷），使產(chǎn)品盡快度過早期失效階段和進(jìn)入隨機(jī)失效的工作階段。可靠性增長試驗是產(chǎn)品可靠性增長工作的重要內(nèi)容?？煽啃栽鲩L是一個提高產(chǎn)品可靠性設(shè)計水平的試驗－分析（故障）－改進(jìn)（設(shè)計）－試驗（驗證）過程。其核心是試驗（用于暴露設(shè)計缺陷）、改進(jìn)（消除設(shè)計缺陷）、試驗（驗證改進(jìn)是否有效）等三個環(huán)節(jié)。統(tǒng)計試驗是建立在統(tǒng)計學(xué)理論基礎(chǔ)上用于驗證某批產(chǎn)品是否達(dá)到可靠性定量指標(biāo)而安排的，它包括可靠性鑒定試驗和可靠性驗收試驗。試驗應(yīng)力采用任務(wù)剖面的極端值或直接采用任務(wù)剖面。試驗樣品從產(chǎn)品中隨機(jī)抽樣。試驗方案從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中選取，其中要確定承制和采購雙方的風(fēng)險率α、β，最低可接受值θ1，相關(guān)失效判據(jù)等參數(shù)。對于研制產(chǎn)品采用可靠性鑒定試驗，而對于批生產(chǎn)產(chǎn)品則采用可靠性驗收試驗。其試驗性質(zhì)、方法、應(yīng)力都是一樣的。工程試驗與統(tǒng)計試驗關(guān)系十分密切。打個通俗的比方，統(tǒng)計試驗好比是考試或運(yùn)動會的正式比賽，選定了方案后，能否及格或通過，就看最后“一錘子買賣”，而工程試驗好比是考前復(fù)習(xí)或賽前訓(xùn)練，復(fù)習(xí)得越全面，準(zhǔn)備得越充分，考試及格或比賽通過的可能性就越大。工程試驗不是可靠性評價試驗。但受工程試驗的整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選的啟發(fā)，人們開拓了“可靠性保證試驗”。其方法是在整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選的基礎(chǔ)上繼續(xù)做一百多小時的高低溫循環(huán)試驗，如果持續(xù)不出故障，則認(rèn)為產(chǎn)品達(dá)到了穩(wěn)定工作階段（隨機(jī)失效期），其可靠性定量值達(dá)到了設(shè)計水平。這好比是考試或比賽前的摸底考或熱身賽一樣，能達(dá)到什么水平，心中有數(shù)。關(guān)于可靠性保證試驗的有關(guān)內(nèi)容可參閱相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)?？梢?，只要我們認(rèn)真作好工程試驗，確保產(chǎn)品的絕大部分缺陷被消除，其可靠性水平必然較高，然后再做可靠性統(tǒng)計試驗，通過的可能性就很大，承制和定購雙方都可以放心。對于大型電子產(chǎn)品，限于試驗設(shè)備的能力，無法在實驗室做整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選和可靠性統(tǒng)計試驗，可進(jìn)行分機(jī)級的環(huán)境應(yīng)力篩選和可靠性保證試驗（分機(jī)級可靠性統(tǒng)計試驗，會因試驗時間過長而難以實施），同樣可以收到良好的效果（當(dāng)然，比整機(jī)級的篩選稍差）。順便指出，研究表明：整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選除了暴露原材料、元器件、結(jié)構(gòu)工藝的缺陷之外，還可以暴露設(shè)計缺陷。這正是可靠性增長試驗追求的目標(biāo)。因此，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品可靠性增長工作。這就是說，整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選可以部分兼顧可靠性增長試驗。既然整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選有如此之多的作用，人們就應(yīng)十分重視它，必然要千方百計地創(chuàng)造條件開展此項工作。其基本條件是，要有一定推力的隨機(jī)振動臺和高溫變速率的高低溫試驗箱（溫變速率越高越好，應(yīng)不低于5℃／min）。其方法要點(diǎn)是，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)施加應(yīng)力，往往要大大超過產(chǎn)品的工作環(huán)境條件（大可不必?fù)?dān)心會產(chǎn)生過應(yīng)力損壞），并且要適時加電工作和檢測性能指標(biāo)。按要求，每一臺產(chǎn)品都要進(jìn)行整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選。但當(dāng)有一定數(shù)量的產(chǎn)品經(jīng)過篩選，記錄了一定數(shù)量的重復(fù)性缺陷模式之后，就可以把試驗信息反饋到裝配車間，對所有產(chǎn)品進(jìn)行檢查，消除這些缺陷模式，從而免去一部分產(chǎn)品的篩選過程，達(dá)到事半功倍的效果。2.3產(chǎn)品全壽命周期的統(tǒng)計信息對可靠性綜合評價的作用前已述及，產(chǎn)品可靠性綜合評價要應(yīng)用產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程不同階段的可靠性評審信息，同時也討論了可靠性評價試驗。無論是評審信息還是試驗信息，對可靠性綜合評價都是十分重要的。從可靠性評價的內(nèi)涵來看，評價工作應(yīng)在產(chǎn)品定型之時完成。一般地說，專家們通過閱讀審查產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程各個階段的可靠性工作大綱、設(shè)計工作筆記和報告、試驗記錄和報告，便可以做出評價結(jié)論。然而，評價的目的不僅僅是給產(chǎn)品發(fā)放可靠性鑒定、設(shè)計定型、出廠的“通行證”，更重要的是要對產(chǎn)品現(xiàn)場使用的可靠性和維修性負(fù)責(zé)，即對產(chǎn)品承制和定購雙方負(fù)責(zé)。因此可靠性評價機(jī)構(gòu)必然對產(chǎn)品現(xiàn)場使用的信息也十分重視。因為現(xiàn)場使用信息，一方面可用于對產(chǎn)品全壽命可靠性狀態(tài)的跟蹤，另一方面還可以用于對產(chǎn)品可靠性綜合評價結(jié)果的驗證，為可靠性綜合評價積累經(jīng)驗。其實，無論來自產(chǎn)品壽命那一個階段的信息，就其內(nèi)容而言，不外乎是來自產(chǎn)品論證現(xiàn)場、設(shè)計現(xiàn)場、制造現(xiàn)場、調(diào)試現(xiàn)場、試驗現(xiàn)場、使用現(xiàn)場的記錄資料和數(shù)據(jù)分析處理的報告?？梢?，現(xiàn)場的記錄資料對產(chǎn)品的可靠性工作是多么的重要！因此，從產(chǎn)品的論證階段開始直至報廢，都要強(qiáng)調(diào)做好真實完整的記錄。正是這些歷史的現(xiàn)實的記錄，給我們開展可靠性工作奠定基礎(chǔ)，給學(xué)者開展可靠性科學(xué)研究提供素材，給專家們進(jìn)行產(chǎn)品可靠性綜合評價提供信息，也給承制方和定購方認(rèn)識產(chǎn)品可靠性水平提供可信賴的數(shù)據(jù)。3可靠性現(xiàn)場統(tǒng)計工作3.1可靠性現(xiàn)場統(tǒng)計工作的意義和內(nèi)容上一節(jié)論述了現(xiàn)場統(tǒng)計與可靠性綜合評價的關(guān)系，已經(jīng)論述了現(xiàn)場統(tǒng)計工作的意義，本節(jié)不重復(fù)。可靠性現(xiàn)場統(tǒng)計工作的內(nèi)容，概括地說，就是記錄產(chǎn)品從研制生產(chǎn)到報廢整個壽命期的與可靠性有關(guān)的所有事件，主要記錄故障和相應(yīng)的時間。對不同的工作階段有不同的重點(diǎn)，以下做簡單的介紹。在產(chǎn)品指標(biāo)和總體方案論證階段，主要記錄和收集產(chǎn)品總體設(shè)計書、系統(tǒng)可靠性指標(biāo)論證書（包含類比產(chǎn)品的有關(guān)資料）、可靠性大綱、大綱評審報告等資料。在產(chǎn)品工程設(shè)計階段，主要記錄和收集產(chǎn)品可靠性建模、可靠性分配、可靠性分析等報告，以及元器件大綱、電路容差分析報告、可靠性預(yù)計報告、可靠性設(shè)計評審報告等資料。在產(chǎn)品制造調(diào)試階段，要進(jìn)行全程記錄，主要有：元器件入庫檢驗和篩選報告，車間檢驗記錄，調(diào)試記錄，分機(jī)或整機(jī)環(huán)境應(yīng)力篩選（含可靠性保證試驗）報告，可靠性增長報告（含故障分析和設(shè)計缺陷分析、設(shè)計更改文件、驗證試驗報告），用戶使用或試用（含現(xiàn)場故障記錄）報告等資料。在定型和批生產(chǎn)階段，除了生產(chǎn)過程的檢驗、調(diào)試記錄之外，要增加鑒定或驗收試驗報告等資料。在銷售和使用階段，主要記錄使用、故障和維護(hù)、維修的實況。3.2建立故障審查組織和故障報告、分析及糾正措施系統(tǒng)從可靠性評價的需要出發(fā)，有了上一節(jié)所列的資料，已經(jīng)可以完成產(chǎn)品可靠性評價任務(wù)。根據(jù)這些現(xiàn)場資料，有經(jīng)驗的評審員已可以對產(chǎn)品做出較準(zhǔn)確的可靠性評價結(jié)論。然而，從工程應(yīng)用的需要出發(fā)，我們不能為評審而評審，而要著眼于提高產(chǎn)品的可靠性水平。我們可以充分應(yīng)用現(xiàn)場記錄的信息資源，通過一個管理機(jī)構(gòu)，為提高產(chǎn)品可靠性水平服務(wù)。這個機(jī)構(gòu)就是本節(jié)要論述的內(nèi)容。眾所周知，可靠性工作者最關(guān)心的是產(chǎn)品的故障?？煽啃詫＜已芯康牡谝粚ο缶褪钱a(chǎn)品的故障。在產(chǎn)品出廠之前，我們希望產(chǎn)品盡量多地把故障暴露出來，以便干凈徹底地把它消除掉；在產(chǎn)品出廠之后，我們希望產(chǎn)品盡量少地出現(xiàn)故障，特別不希望發(fā)生缺陷型故障（當(dāng)然隨機(jī)失效型故障是不可避免的）。為了解決故障問題，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定建立故障審查組織──這是產(chǎn)品生產(chǎn)和生存期間的經(jīng)常性機(jī)構(gòu)，要負(fù)責(zé)處理產(chǎn)品普遍發(fā)生的故障；與之相適應(yīng)地，要建立故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)（FRACAS）──這是在故障審查組織指導(dǎo)下從事故障信息的記錄、傳遞和處理的網(wǎng)絡(luò)。這個組織和網(wǎng)絡(luò)由生產(chǎn)和使用方的有關(guān)人員組成，其任務(wù)是：記錄產(chǎn)品現(xiàn)場故障，傳遞（收集）故障信息，分析發(fā)生故障的原因，提出（審查）消除故障（不是修理式的排除故障）的方案，實施消除故障的措施（一般為更改設(shè)計），記錄并傳遞故障消除后的效果。在這個組織和網(wǎng)絡(luò)中，產(chǎn)品的現(xiàn)場使用信息能及時反饋到生產(chǎn)部門，設(shè)計更改通知可以及時傳遞到使用部門，形成一個可靠性增長的閉環(huán)系統(tǒng)，維護(hù)修理資源也可以及時調(diào)濟(jì)使用。這樣就把過去質(zhì)量“三包”服務(wù)上升為全壽命的質(zhì)量跟蹤控制，對提高產(chǎn)品可靠性將十分有效，對于大型電子產(chǎn)品的動態(tài)質(zhì)量管理效果將更為明顯。我們希望盡快建立和健全大型電子產(chǎn)品故障審查組織和故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)。3.3故障記錄方法和通用表格故障記錄的方法，各系統(tǒng)各單位都有自己的經(jīng)驗，也創(chuàng)造了許多好的表格。我們希望能夠統(tǒng)一表格，以便于計算機(jī)處理。3.4故障模式分析方法本節(jié)從工程應(yīng)用的角度進(jìn)行故障模式分析，與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的分法不矛盾，但可能有一些差別。為此，我們畫出故障樹圖（見圖3-1）。結(jié)構(gòu)工藝材料電路設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計缺陷缺陷缺陷缺陷缺陷缺陷元器件缺陷設(shè)計缺陷原材料裝配工藝缺陷缺陷缺陷型故障偶然失效型故障電子裝備故障圖3-1電子裝備故障原因分解示意按照故障樹進(jìn)行故障分析，過程如下：當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生失效時，首先檢查操作（含人的直接操作和軟件的間接操作）有無錯誤，排除了操作錯誤之后，才進(jìn)入故障分析。我們按發(fā)生故障的原因和機(jī)理把故障分為隨機(jī)失效型和缺陷型兩大類。隨機(jī)失效型故障往往找不到明顯直接的原因，要靠進(jìn)一步的失效物理分析才能下準(zhǔn)確的結(jié)論。對某些缺陷型故障，有經(jīng)驗的專業(yè)人員多數(shù)可憑肉眼判斷。例如經(jīng)過隨機(jī)振動后發(fā)生斷線故障，往往屬于裝配工藝和原材料缺陷，其原因有：引線過細(xì)、焊接不牢、捆扎位置不當(dāng)、膠粘不牢等，是較容易判斷的。當(dāng)發(fā)生了元器件故障時，存在著隨機(jī)失效、設(shè)計缺陷、元器件缺陷等三種可能，需要通過測試，甚至進(jìn)行失效物理分析才能分辨確定。此時我們可以從統(tǒng)計該故障的重復(fù)性來做出下一步的判斷。如果在多臺產(chǎn)品上都發(fā)生過該故障，說明其必然性很大，可以排除隨機(jī)失效，此時，需分析是元器件缺陷還是設(shè)計缺陷。接著檢查元器件進(jìn)廠測試和篩選記錄，如果篩選應(yīng)力符合要求，該種元器件篩選淘汰率并未超標(biāo)，就又可以排除元器件缺陷，此時可認(rèn)為最大可能是設(shè)計缺陷。此后要檢查設(shè)計的電路參數(shù)，看降額系數(shù)選取是否合理？熱設(shè)計是否恰當(dāng)（元器件是否因過熱燒壞）？如有不當(dāng)，就得借助電子顯微鏡和其它先進(jìn)手段進(jìn)行“微觀分析”，其分析報告可以提供準(zhǔn)確的結(jié)論。對元器件的各種失效原因也就可分析清楚了。3.5可靠性增長措施及其驗證如前所述，可靠性增長措施是針對產(chǎn)品設(shè)計缺陷而采取的設(shè)計更改。這種更改不僅不能降低產(chǎn)品的性能指標(biāo)，而且應(yīng)該能有效地根除該缺陷引起的產(chǎn)品故障（從全面地認(rèn)識可靠性增長特征來看，消除設(shè)計缺陷和降低該電路元器件的失效率都可能達(dá)到可靠性增長的目的）?？梢?，這也是消除產(chǎn)品某些故障的重要手段。消除設(shè)計缺陷的措施大體有：增大降額系數(shù)，提高元器件對環(huán)境應(yīng)力的承受能力，因而降低該元器件的失效率；重新選取高檔次參數(shù)的元器件，取代失效品，此時產(chǎn)品成本會增加；改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，使熱場分布趨向合理，減少元器件的局部受熱；改進(jìn)工藝設(shè)計，使所有元器件和零部件安裝牢靠等。這些措施一經(jīng)采用，就要更改設(shè)計文件，并要落實到所有同批產(chǎn)品之中。這些措施是否有效，通常要經(jīng)過試驗來驗證。當(dāng)沒有條件按照產(chǎn)品任務(wù)剖面進(jìn)行驗證試驗時，可安排在使用現(xiàn)場進(jìn)行驗證。驗證的試驗數(shù)據(jù)要按現(xiàn)場記錄要求進(jìn)行整理和傳遞。3.6可靠性現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理方法產(chǎn)品的可靠性現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理要做兩項工作。一是及時填寫故障記錄表，按故障報告、分析及糾正措施系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳遞給產(chǎn)品故障審查組織（秘書處），以便及時審查；二是進(jìn)行產(chǎn)品可靠性水平定量計算處理。定量計算處理的