LED照明產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)

0工業(yè)和信息化部電子第五研究所中國(guó)賽寶實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定可靠，普及適用—LED照明產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)許少輝5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢(shì)分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對(duì)LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容質(zhì)量與可靠性一旦產(chǎn)品制造成功后,傳統(tǒng)質(zhì)量保障功能就完成(盡管可能還會(huì)尋求持續(xù)改進(jìn)等等)可靠性:更關(guān)注“下一步會(huì)發(fā)生什么”三包期限內(nèi)產(chǎn)品的故障率？返修率（失效率）是否接收？哪些改變能提高產(chǎn)品的可靠性？（設(shè)計(jì)／制造／安裝／運(yùn)行／維護(hù)／等等）可靠性的時(shí)機(jī)簡(jiǎn)單的問題：質(zhì)量控制解決復(fù)雜的問題：可靠性工程質(zhì)量工程和可靠性工程：關(guān)注的焦點(diǎn)引入我們的話題LED照明產(chǎn)品的發(fā)展與可靠性規(guī)定的條件

亦即使用條件或環(huán)境條件規(guī)定的期間亦即產(chǎn)品壽命規(guī)定的性能/功能性能或故障的定義5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢(shì)分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對(duì)LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容2.1LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成

未來的LED照明，將更加的豐富多彩和超越想象

第三層光源裝置第二層控制系統(tǒng)第一層驅(qū)動(dòng)電源2.2LED照明產(chǎn)品可靠性現(xiàn)狀1)總的說來不容樂觀LED照明產(chǎn)品的核心產(chǎn)品，如驅(qū)動(dòng)電源、光源模組等產(chǎn)品可靠性不受關(guān)注1）國(guó)家也沒有強(qiáng)制2）對(duì)于可靠性的認(rèn)知存在誤區(qū)POF？SR？3）多數(shù)沒有進(jìn)行切實(shí)有效的可靠性評(píng)價(jià)如規(guī)定LED壽命為30000h。

看似≈6年（假定商業(yè)照明的平均極限：12h/d），能滿足需要嗎？

據(jù)此要求計(jì)算（按指數(shù)分布計(jì)算），

1)使用1年：將有約10％的產(chǎn)品失效2)使用3年，累積失效約30%3)年平均故障率約為10.5%/年，6年的時(shí)候，將會(huì)累積有63.2％的產(chǎn)品失效！4)迫切需要有可靠性指標(biāo)的產(chǎn)品壽命，而不是MTBF！2)可靠性的認(rèn)知誤區(qū)LED產(chǎn)品壽命的解讀正確的認(rèn)識(shí)和理解產(chǎn)品的壽命(MTBF/MTTF)有可靠度指標(biāo)的產(chǎn)品壽命，更加有意義！3)從設(shè)計(jì)導(dǎo)向看大部分企業(yè)注重功能和外形的設(shè)計(jì)，

忽視可靠性、環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計(jì)。大部分考核僅對(duì)性能和安全性進(jìn)行

對(duì)可靠性和環(huán)境適應(yīng)性要求不高。習(xí)慣于出現(xiàn)故障后維修

大量的維修隊(duì)伍5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢(shì)分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對(duì)LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容

LED照明產(chǎn)品在發(fā)展中的阻力最重要的是可用性和穩(wěn)定性，其核心就是可靠性。

高的故障率和維修率是突出表現(xiàn)，

使得產(chǎn)品在總體上不省錢！

141.企業(yè)老板的困惑為什么有的產(chǎn)品出廠前100%檢驗(yàn)合格，而一年后，返修率卻高達(dá)10%甚至20%。別人的產(chǎn)品卻只有5%甚至1％或者更低？3.1.LED照明產(chǎn)品的可靠性高低決定了產(chǎn)品返修率和合格率的高低老板的困惑三年，五年，十年包換？能否達(dá)到？如何達(dá)到？如何更好？－用可靠性工程來回答LED照明產(chǎn)品15可靠度？用戶要求？產(chǎn)品返修率？客戶滿意度？是否愿意主動(dòng)更換LED？

R(t)－可靠度，越大越好t—任務(wù)時(shí)間，客戶要求的時(shí)間－失效率，越小越好減小失效率就要實(shí)施可靠性工程釋疑可靠性設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)計(jì)、FMEA、FTA、FRACAS、因果樹、排列圖、直方圖……低價(jià)格就有竟?fàn)幜幔繛槭裁丛S多媽媽寧可去外國(guó)買貴奶粉，也不買國(guó)產(chǎn)的便宜的奶粉？

高質(zhì)量的產(chǎn)品是低成本的！總體上省錢低質(zhì)量的產(chǎn)品將最終以更大代價(jià)來彌補(bǔ)品牌的核心是什么？廣告？

誠(chéng)信、質(zhì)量、可靠性。反思3.2.提高產(chǎn)品的可靠性是降低企業(yè)成本的重要途徑高質(zhì)量和高可靠的產(chǎn)品是低成本的！

為什么目前LED示范工程沒有很好示范效應(yīng)？派出大量的人力/物力去巡查？維修？系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)理念，可能比追求LED器件、電源本身的可靠性更顯得重要！

質(zhì)量/可靠性與壽命周期費(fèi)用（傳統(tǒng)觀點(diǎn)）費(fèi)用質(zhì)量、可靠性不考慮產(chǎn)品全生命周期費(fèi)用質(zhì)量/可靠性與費(fèi)用：平衡點(diǎn)質(zhì)量/可靠性與壽命周期費(fèi)用（現(xiàn)代觀點(diǎn)）費(fèi)用質(zhì)量、可靠性可靠的產(chǎn)品，總體上最省錢！提高產(chǎn)品的可靠性是降低企業(yè)成本的重要途徑3.3.高可靠的產(chǎn)品是消費(fèi)者的訴求顧客最關(guān)心的，是產(chǎn)品在購(gòu)買使用一段時(shí)間后，是否還能正常使用，這恰恰就是可靠性要回答的問題。LED照明是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，融合了多類產(chǎn)品，應(yīng)用也很多，要讓消費(fèi)者接受，易用還要耐用，這是一個(gè)挑戰(zhàn)！減少維修/免維修－－－這就是可靠性。蘋果公司產(chǎn)品的可靠性給LED帶來的啟示系統(tǒng)可靠性改進(jìn)和保障測(cè)試性安全性功能可靠性維修性1年～2年合約計(jì)劃（產(chǎn)品在合約期限內(nèi)，確保出現(xiàn)失效產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)可接受）幾乎可以保證全新的替換產(chǎn)品1年內(nèi)免費(fèi)維修：（多數(shù)是替換性維修）符合全球的安全標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行良好的用戶體驗(yàn)良好的產(chǎn)品改進(jìn)缺陷改進(jìn)系統(tǒng)改進(jìn)和推出下一代產(chǎn)品iPhone4SiPhone–250小時(shí)iPhone3G-300小時(shí)iPhone3GS-300小時(shí)iPhone4-300小時(shí)iPhone4S-200小時(shí)蘋果iOS5推出之后不久，立即有很多用戶抱怨：此系統(tǒng)的iPhone4S電池消耗速度極快，即便是在待機(jī)狀態(tài)下。蘋果承認(rèn)問題的存在，表示更新iOS5將解決這一問題根源：可靠性問題不能達(dá)到預(yù)期工作時(shí)間3.4.高可靠是企業(yè)形象和信譽(yù)的要求品牌的核心是質(zhì)量，高質(zhì)量的產(chǎn)品必然具有高的可靠性，會(huì)贏得消費(fèi)者的信賴和喜愛，逐漸形成良好的口碑，樹立品牌形象，獲得更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。質(zhì)量是企業(yè)的信譽(yù)和生命，它直接決定了企業(yè)的形象和生存空間。3.5.高可靠、高質(zhì)量是企業(yè)由小到大、由大到強(qiáng)的必經(jīng)之路，是轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要著力點(diǎn)國(guó)外LED知名公司最近的發(fā)力說明了這一點(diǎn)國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)面臨的困境說明了這一點(diǎn)同功能LED產(chǎn)品的不同價(jià)值產(chǎn)業(yè)由小到大，由大到強(qiáng)的發(fā)展必須經(jīng)歷質(zhì)量革命小大強(qiáng)粗曠的擴(kuò)張質(zhì)量5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢(shì)分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對(duì)LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容28可靠性指標(biāo)可靠性模型可靠性預(yù)計(jì)可靠性分配FMEA(FMECA)FTA元器件的選用降額設(shè)計(jì)容差與漂移設(shè)計(jì)儲(chǔ)備（冗余）設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)潛在通路分析“三防”設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)靜電防護(hù)（ESD）微電子器件的可靠安裝防閂鎖設(shè)計(jì)軟件可靠設(shè)計(jì)供應(yīng)商的控制元器件的質(zhì)量與可靠性控制制造過程管理與統(tǒng)計(jì)過程控制質(zhì)量閉環(huán)控制可靠性活動(dòng)與評(píng)審測(cè)定試驗(yàn)鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)篩選試驗(yàn)增長(zhǎng)試驗(yàn)HALT/HASS壽命和加速試驗(yàn)定量分析設(shè)計(jì)技術(shù)控制管理試驗(yàn)評(píng)價(jià)以可靠性為中心的質(zhì)量設(shè)計(jì)、分析和控制4.1以可靠性為中心的質(zhì)量管理工程的技術(shù)內(nèi)容4.2可靠性設(shè)計(jì)：目標(biāo)要求－>設(shè)計(jì)評(píng)審－>評(píng)價(jià)確認(rèn)研發(fā)階段是整個(gè)可靠性工作的重點(diǎn)建立研發(fā)可靠性責(zé)任制RCM的持續(xù)改進(jìn)4.3對(duì)企業(yè)管理層的建議1、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)要重視和支持質(zhì)量管理工作，把可靠性工作放在重要位置；樹立現(xiàn)代質(zhì)量觀改變研發(fā)人員和質(zhì)量人員“救火”的狀態(tài)2、企業(yè)管理層認(rèn)識(shí)到“設(shè)計(jì)質(zhì)量”對(duì)產(chǎn)品固有質(zhì)量的影響是至關(guān)重要的，注重開發(fā)階段并投入大量人力物力提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，以保證質(zhì)量問題在“源頭”得到根本解決。4.4技術(shù)層面的建議1)可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)2)零部件和系統(tǒng)管理3)加強(qiáng)工藝/過程的控制4)加強(qiáng)LED照明設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)5)系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)累積/追溯數(shù)據(jù)1)可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)1使用因素2應(yīng)力－強(qiáng)度分析3設(shè)計(jì)失效模式影響分析4設(shè)計(jì)的失效模式影響及嚴(yán)酷度分析5設(shè)計(jì)中故障樹分析6容差和最差情形分析7健壯設(shè)計(jì)8人因可靠性9X設(shè)計(jì)元器件的選用降額設(shè)計(jì)容差與漂移設(shè)計(jì)儲(chǔ)備（冗余）設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)潛在通路分析“三防”設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)靜電防護(hù)（ESD）IC器件的可靠安裝防閂鎖設(shè)計(jì)軟件可靠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)2)零部件和系統(tǒng)管理1 零部件選擇2 材料的選擇和控制3 降額的方法和原則4 建立規(guī)范加強(qiáng)元器件采購(gòu)的質(zhì)量控制，

有效抵制假冒和偽劣元器件

僅9月份，通過DPA技術(shù)共剔除假冒、翻新元器件、IC共35型號(hào)批次，占企業(yè)委托我所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行DPA總數(shù)的27.1％。通過失效分析（FA）發(fā)現(xiàn)了有15個(gè)委托失效分析的元器件、IC是假冒、翻新品，占9月份企業(yè)委托我所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行失效分析總數(shù)的27.3%。兩項(xiàng)平均為27.2%。利用失效分析技術(shù)和DPA技術(shù)對(duì)假冒元器件進(jìn)行鑒別利用我們的假冒元器件鑒別技術(shù)鑒別出來的假冒元器件

3).加強(qiáng)工藝/過程控制－

主要ESD、潮敏和裝配工藝管控大量電路板未經(jīng)使用就出現(xiàn)故障，經(jīng)分析是元器件和電路分層。以下是聲學(xué)掃描顯微鏡下看到的分層現(xiàn)象4）加強(qiáng)LED照明設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)熱路測(cè)量與分析；熱材料選擇；控制熱阻（內(nèi)、外）；冷卻措施涂復(fù)、密封、灌封消源、減振、布局、安裝抑制干擾源；切斷交連通路；提高抗干擾能力（屏蔽、濾波、接地）防輻措施（材料、電路、工藝）三防（潮、霉、鹽霧）熱設(shè)計(jì)振動(dòng)、沖擊電磁環(huán)境輻射環(huán)境熱環(huán)境氣候環(huán)境機(jī)械環(huán)境電磁兼容性設(shè)計(jì)抗輻射設(shè)計(jì)環(huán)境調(diào)查環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度分析防護(hù)措施環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)和故障模式及影響后果分析（FMECA），建立FRACAS系統(tǒng)，對(duì)故障進(jìn)行根源分析RCA/RCFA,提高設(shè)計(jì)水平5）系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)累積/追溯數(shù)據(jù)43

總之，產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計(jì)進(jìn)去的，生產(chǎn)和管理出來的。

&加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的可靠性培訓(xùn)，將可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)產(chǎn)品；

&強(qiáng)化可靠性審查和組織保證；

&采用先進(jìn)的工具和手段；

&不可為可靠性而可靠性！

質(zhì)量管理必須從設(shè)計(jì)階段開展可靠性工作，只有全過程階段開展可靠性工作，抓產(chǎn)品質(zhì)量才抓住了源頭。

可靠性設(shè)計(jì)問題是重中之重，是解決系統(tǒng)可靠性的重要抓手5.LED照明產(chǎn)品可靠性的發(fā)展趨勢(shì)分析4.開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程

3.系統(tǒng)可靠性對(duì)LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用1.引言2.LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主要內(nèi)容LED智能/智慧照明的控制軟件LED照明產(chǎn)品規(guī)模巨大，關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，系統(tǒng)軟件可能越來越復(fù)雜1.軟件的可靠保障是未來LED照明產(chǎn)品可靠性的保障軟件可靠性問題日益重要，能有效的監(jiān)控和管理產(chǎn)品的降額使用，可靠性管理，可靠性監(jiān)控等等，它將影響系統(tǒng)的功能、可靠性、安全、兼容性等。2.LED照明產(chǎn)品的可靠性與性能的一體化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的大趨勢(shì)。從只追求產(chǎn)品性能轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)產(chǎn)品的可靠性及維修成本，把可靠性要求與性能要求同等看待。---未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)的趨勢(shì)核心思想在產(chǎn)品開發(fā)階段要盡早考慮和構(gòu)造可靠性。將可靠性和性能一樣

設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去。3.可靠性同性能一并考核3可靠性工程的發(fā)展－無維修使用期(MFOP)在國(guó)際上早在1995年對(duì)傳統(tǒng)的可靠性定義提出了質(zhì)疑，在歐洲開始用無維修使用期(MFOP)取代原先的MTBF。當(dāng)前國(guó)際上興起在可靠工程中推行失效物理方法的新潮流，目的是設(shè)計(jì)出不存在隨機(jī)失效的產(chǎn)品。同時(shí)，從故障修理轉(zhuǎn)換到計(jì)劃預(yù)防維修。無維修使用期(MFOP)要做到“無維修使用期”必須作好如下兩項(xiàng)工作：一是改變可靠性設(shè)計(jì)思路：以自下而上的可靠性設(shè)計(jì)方法，取代采用MTBF進(jìn)行自上而下分配方法。二是改變可靠性工程工作方法：必須把人力、精力集中于產(chǎn)品研發(fā)早期階段。4.以系統(tǒng)可靠性工程的觀點(diǎn)重新審視系統(tǒng)可靠性工程/系統(tǒng)可信性工程是LED照明產(chǎn)品可靠性工作的重要發(fā)展方向之一系統(tǒng)可靠性工程對(duì)LED照明產(chǎn)品有著重要的現(xiàn)實(shí)