電子設備可靠性預計(SR-332)

電子設備可靠性預計SR332Issue4,March2016目錄1引言2電子設備可靠性預計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計4器件早期壽命因子預計5部件失效率預計6系統(tǒng)可靠性7失效率置信度上限8器件參數(shù)9失效率因子1引言1.1目的和范圍為預計器件(device)，部件(unit)和串聯(lián)系統(tǒng)硬件(serialsystemhardware)的可靠性推薦方法不能用來直接預計非串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性，但可以用來自該標準預計出來的部件的數(shù)據；短暫故障、軟件問題、程序錯誤或意外的運行環(huán)境對系統(tǒng)級的可靠性有重大影響，系統(tǒng)硬件的失效只是總系統(tǒng)故障率的一部分MTBF和FIT的計算方法和假設須明確1引言1.2變更Section8:器件失效率有更新，少數(shù)器件復雜范圍有擴展，另外增加了新器件類型Section9:環(huán)境因子有更新，基于市場數(shù)據和論壇成員共同的經驗新增了項目的說明和指導，來自論壇成員的提議和標準使用者針對問題頻繁的提問2電子設備可靠性預計2.1可靠性預計的目的.幫助評估產品維修活動的可靠性效果，和評估備品需求的數(shù)量為系統(tǒng)級的可靠性模型提供必要的輸入為組件和系統(tǒng)級的生命周期成本分析提供必要的輸入幫助決定在一系列競爭產品中采購何種產品可用來為產品可靠性測試需求建立企業(yè)測試標準作為復雜系統(tǒng)分析的輸入用來設計權衡研究，比如一種由很多簡單器件組成的設計和一種更少但更新和更復雜器件組成的設計，更少器件的通常更可靠2電子設備可靠性預計2.2定義2.2.1設備定義器件Device：Section8中列出的基本組件部件Unit：任何器件的裝配。包含但不僅限于電路包、模塊、插件部件等，通常是可更換的最低級別的組件或器件。該預計流程主要針對的就是部件Unit的可靠性預計串聯(lián)系統(tǒng)SerialSystem:任何單一部件的失效將會導致系統(tǒng)失效的部件總成2電子設備可靠性預計2.2失效定義可靠性預計流程直接面對的是部件級別的由器件硬件失效引起的失效。使用該方法預計失效率不包含如下：短暫的失效，如由于alpha粒子和宇宙輻射效應引起的軟錯誤制造工藝有問題（比如焊點，印制電路板裝配，接線）軟件錯誤程序錯誤引起的失效2電子設備可靠性預計2.2.3失效率定義EarlyLife早期壽命（嬰兒死亡率）：失效率高，但下降迅速。失效時間模型適合Weibull分布，該方法假設產品運行的前10000小時（略多于1年）Steady-State穩(wěn)態(tài)：該階段接在早期階段，失效以恒定的速率發(fā)生，稱作穩(wěn)態(tài)失效率，失效時間服從指數(shù)分布?？煽啃灶A計流程假設電子設備在大約運行1年后處于該階段Wear-Out損耗：失效率迅速增加。通常，損耗在電子器件服務壽命期不會發(fā)生，可能多達20年，因此在此可靠性預計流程中不考慮損耗期2電子設備可靠性預計2.2.3.3失效率影響因子器件失效率是隨著運行條件和生產質量變化而變化器件運行溫度：指在部件內部器件位置的溫度，定義為在器件表面0.5英寸處的溫度?？煽啃灶A計流程使用溫度因子來模擬溫度對失效率的影響，因子可在Section9.1找到，基于運行溫度和器件類型。該數(shù)值標準化為40C，對于所有器件溫度因子為1.0殼體溫度(Tc)：殼體溫度是器件殼體外面測得的外部器件溫度，大部分散熱器件的殼體溫度用來決定器件的運行溫度電應力：

Section9.2，假設因子電應力為50%，對所有器件類型因子為1質量：

Section9.3，質量因子最高級0.8，最低級6.0，默認使用LEVELII，質量因子1.0環(huán)境條件：

Section9.4，環(huán)境因子從1（地面，固定的，受控環(huán)境比如中心辦公室）到15（太空商用環(huán)境，如商用通訊衛(wèi)星）2電子設備可靠性預計2.3方法概要可靠性預計流程提供了電子設備早期和穩(wěn)態(tài)階段的失效率預計方法，沒有包含損耗階段，其假設設備在其生命周期內沒有進入損耗階段2.3.1早期壽命失效率計算器件的早期壽命因子的計算在Section4，部件的早期壽命因子由組成它的器件按平均的權重計劃，詳見Section5.42.3.2穩(wěn)態(tài)失效率計算部件的失效率預計基于組成部件的器件的失效率，同樣的串聯(lián)系統(tǒng)的失效率預計基于組成它的部件的失效率；即更低級別的設備預計用來預計更高級別的設備。在不同的級別，失效率預計可以使用由一到三種方法：MethodI:TheBlackBoxorPartsCountMethodMethodII:TheintegrationoflaboratorydatawiththeBlackBox/PartsCountMethodMethodIII:TheintegrationoffielddatawiththeBlackBox/PartsCountMethod為了區(qū)別不同級別的方法，MethodI,II,III對應部件級別，MethodI-D,II-D,III-D對應器件級別2電子設備可靠性預計2.3.5統(tǒng)計學考慮2.3.5.1置信度上限UCL器件和部件的失效率預計在Section3和Section5，是平均預計值，并沒有對不確定性和變異性作出說明。如果需要更保守的失效率預計，比如介于60%和90%的置信度上限，則需用到該標準；其表示只有100%-60%=40%或100%-90%=10%的可能性，預計的失效率會低于真實的失效率。UCL越高，則預計越保守。Section7提供了基于Section3和5預計出的平均值和標準偏差來計算UCL失效率的方法。3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計三種方法都要求使用黑盒法來預計失效率，額外的兩種方法是用來提高某些特殊器件的預計準確度的。3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計3.2MethodII-D:TechniquesIntegratingLaboratoryData使用試驗數(shù)據有兩種方法預計穩(wěn)態(tài)器件失效率，取決于實驗室的試驗是否有burned-in，不管哪種情況，平均和標準偏差計算如下：n是實驗室試驗的器件失效數(shù)量，兩種方法中A是不同的3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計有效試驗時間=實際試驗時間X溫度加速因子3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計3器件穩(wěn)態(tài)失效率預計4器件早期壽命因子預計5部件失效率預計該方法假設各零件在統(tǒng)計學上相對獨立，原理是將組成單元的零件按類型拆分，分別計算出各個零件類型的總失效率，然后按類型求和、乘以環(huán)境修正因子。公式如下：式中：πe環(huán)境因子

Li同一類型零件總失效率

Ci同一類型零件總標準差5部件失效率預計如果，所有的零件采用相同的質量水平，相同的工作溫度，相同的電應力條件，則式中：Ni該類型零件數(shù)量否則，需要根據實際使用情況對各零件失效率進行質量、溫度、電應力修正：5部件失效率預計5部件失效率預計5部件失效率預計5部件失效率預計6系統(tǒng)可靠性7失效率置信度上限7失效率置信度上限8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8DeviceParameterValues8