產品可靠性測試培訓

可靠性測試培訓2012-7-182024/2/171培訓內容一、產品可靠性能檢驗基礎知識二、產品的壽命規(guī)律及常用分布三、可靠性篩選試驗四、可靠性壽命試驗五、可靠性試驗結果的處理六、失效率鑒定試驗2024/2/172產品為什么要做可靠性測試?●產品重要的質量特性●顧客最為關注而又無法直接感知的特性●發(fā)現(xiàn)產品在設計、制造、儲運、使用等各個環(huán)節(jié)的潛在故障●質量的內涵，每時每刻的質量可靠性2024/2/173可靠性試驗的目的1.在產品研制階段使產品達到預定的可靠性指標（達到）2.在產品定形時進行可靠性鑒定（確認）3.在生產過程中控制產品的質量（保持）4.對產品進行篩選以提高整批產品的可靠性水平（剔除早期失效及制造和工藝缺陷）5.研究產品的失效機理我們什么時候需要對產品做可靠性測試?2024/2/174一、產品性能檢驗基礎知識1.可靠性的定義產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間（或操作次數(shù)）內完成規(guī)定功能的能力2.1失效：產品不能完成所規(guī)定的功能稱為失效，對可修復的產品則稱為故障2.術語2.2應力：對產品的功能有影響的各種因素。作用于機電產品的應力大致可分為：氣候環(huán)境應力、機械環(huán)境應力、生物及化學環(huán)境應力、電氣應力2024/2/175一、產品性能檢驗基礎知識2.術語2.4失效模式：產品失效的形式、現(xiàn)象稱為失效模式2.3失效機理：導致失效的物理、化學、機械或其他原因的過程2.5失效率：工作到某時刻尚未失效的產品，在該時刻后單位時間內發(fā)生失效的概率。2.6置信度：產品的真實失效率等于被定級的最大失效率而被判定為不合格的概率。GB1772-79規(guī)定，對于電子元器件失效率試驗中的定級試驗和升級試驗的置信度取60%或90%，維持試驗的置信度取10%2024/2/176一、產品性能檢驗基礎知識2.術語2.7使用壽命：產品在規(guī)定條件下，從規(guī)定時刻開始（一般為出廠時間），到失效密度變的不可接受或故障無法修復時止的時間區(qū)間。3.可靠性特征量

定義：用來表示產品總體可靠性高低的各種可靠性數(shù)量指標（參數(shù)），稱為可靠性特征量。2024/2/177一、產品性能檢驗基礎知識3.1可靠度：

產品在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間（或操作次數(shù)）內完成規(guī)定功能的概率。用”R”表示。

可靠度計算公式：2024/2/178一、產品性能檢驗基礎知識3.2累積失效概率（不可靠度）：產品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內未完成功能的概率。2024/2/179一、產品性能檢驗基礎知識例：現(xiàn)有100個氣泵做壽命測試，3個月時有10個失效，6個月時有30個失效，分別計算3個月和6個月時的可靠度和累積失效概率。解：

已知n=100,t=24*90=2160h和t=24*180=4320hM(t)=10和m(t)=30所以：3個月時的可靠度和累積失效概率分別為：R（t）=【n-m(t)】/n=【100-10】/100=0.9F（t）=1-R(t)=1-0.9=0.12024/2/1710一、產品性能檢驗基礎知識例：現(xiàn)有100個氣泵做壽命測試，3個月時有10個失效，6個月時有30個失效，分別計算3個月和6個月時的可靠度和累積失效概率。解：

已知n=100,t=24*90=2160h和t=24*180=4320hM(t)=10和m(t)=30所以：6個月時的可靠度和累積失效概率分別為：R（t）=【n-m(t)】/n=【100-30】/100=0.7F（t）=1-R(t)=1-0.7=0.32024/2/1711一、產品性能檢驗基礎知識3.3失效概率密度：2024/2/1712一、產品性能檢驗基礎知識3.4瞬時失效：產品工作到t時刻后的單位時間內發(fā)生失效的概率，瞬時失效與故障時間t有關，一般稱之為失效率函數(shù)。用λ（t）表示。λ（t）=【m(t+

Δt)-m(t)】/【n-m(t)Δt】例：有100個水泵做on/off測試，測試10000次后有1個失效，測試20000次后有2個失效。計算測試到10000次時的失效率。解：測試到10000次時的失效率為：λ=（2-1）/（100-1）×10000=1.01%/10000次

2024/2/1713一、產品性能檢驗基礎知識3.5平均失效：在某一時間（t1,t2）內瞬時失效率的平均值。3.6平均壽命：平均壽命MTBF:

對于可修復的產品，平均無故障工作時間時間，即兩次故障間隔時間的均值MTTF:

對于不可修復的產品，指產品發(fā)生失效前的平均工作時間2024/2/1714一、產品性能檢驗基礎知識3.5可靠壽命：當可靠度等于給定值R（0≤R≤1）時的產品壽命稱為可靠壽命。3.6中位壽命：產品可靠度等于0.5時的可靠壽命稱為中位壽命，中位壽命的物理意義是一批產品失效一半時所需的工作時間。3.7特征壽命：產品壽命等于e-1(即R=1/e≈0.368)時的可靠壽命稱為特征壽命。2024/2/1715一、產品性能檢驗基礎知識2024/2/1716一、產品性能檢驗基礎知識2024/2/1717一、產品性能檢驗基礎知識2024/2/1718一、產品性能檢驗基礎知識2024/2/1719一、產品性能檢驗基礎知識2024/2/1720二、產品的壽命規(guī)律及常用分布1.指數(shù)分布2.威布爾分布3.正態(tài)分布4.對數(shù)正態(tài)分布5.壽命分布類型的確定方法產品或元件失效是一個隨機事件，產品的壽命是一個隨機變量，而產品的失效率和壽命都可以用失效分布或壽命分布函數(shù)來描述其規(guī)律性。2024/2/1721二、產品的壽命規(guī)律及常用分布1.指數(shù)分布許多元器件在工作時間內會由于“偶然”原因而失效，而不服從某一失效機理，因為這時對應于某一機理的所謂早期失效產品已通過設計、工藝控制、或實驗而消除。因此，當元器件足夠多、時間足夠長時，失效率λ（t）便趨近于某一穩(wěn)定值，其值的大小只與工作條件和外部環(huán)境有關，而與產品的工作時間無關，產品的這種壽命分布規(guī)律稱為指數(shù)分布。大多數(shù)電子產品，包括大部分儀器儀表在剔除早期失效后到發(fā)生老化變質前的隨機失效階段都服從指數(shù)分布。

許多國家所制定的標準中，絕大多數(shù)都以指數(shù)分布為基礎對電子元器件產品的可靠性等級進行鑒定。如我國GB/T1772-1979《電子元器件失效率試驗方法》2024/2/1722二、產品的壽命規(guī)律及常用分布1.指數(shù)分布2024/2/1723二、產品的壽命規(guī)律及常用分布1.指數(shù)分布2024/2/1724二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布威布爾分布是可靠性試驗中最常見，也是最復雜的一種壽命分布。它是由瑞典人威布爾首先提出的，故此而得名。大量試驗說明，凡是因為某一局部失效或故障而導致整體機能停止運行的元件、器件、設備、系統(tǒng)等的壽命分布都服從威布爾分布。如研究機械中的疲勞強度、疲勞壽命、磨損壽命、腐蝕壽命、軸承失效等都服從威布爾分布。2024/2/1725二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布2024/2/1726二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布2024/2/1727二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布2024/2/1728二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布2024/2/1729二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.威布爾分布2024/2/1730二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.正態(tài)分布正態(tài)分布又叫高斯分布，一般大多用它描述產品隨機失效比較集中發(fā)生現(xiàn)象的一種分布，如產品由于損耗或退化而產生的失效;再如材料強度、磨損壽命、疲勞失效。2024/2/1731二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.正態(tài)分布2024/2/1732二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.對數(shù)正態(tài)分布2024/2/1733二、產品的壽命規(guī)律及常用分布2.對數(shù)正態(tài)分布2024/2/1734三、可靠性篩選試驗1.可靠性篩選試驗：

通過對生產出的產品100%的進行篩選試驗，把這些屬于“早期失效”的產品盡可能予以淘汰和剔除，以確保出廠的整批產品具有較高的可靠性。意義：保證產品在出廠前進行穩(wěn)定期，即產品進入使用壽命期。2024/2/1735三、可靠性篩選試驗2.可靠性篩選試驗的目的和意義。2024/2/1736三、可靠性篩選試驗3.篩選試驗的特點：2024/2/1737三、可靠性篩選試驗3.篩選試驗的分類：3.1檢查篩選：目鏡篩選、紅外線非破壞性篩選、X射線非破壞性篩選、顆粒碰撞噪聲測試篩選、密封性篩選、環(huán)境應力篩選。3.2密封性篩選。3.3環(huán)境應力篩選：震動篩選、溫度循環(huán)篩選、溫度沖擊篩選3.4壽命篩選：恒定高溫篩選、電子元器件的老煉篩選2024/2/1738四、可靠性壽命試驗1.壽命試驗的目的

在進行可靠性試驗時有個一很難解決的問題，就是選擇試驗時間和樣板數(shù)量之間的矛盾。在試驗中，如果樣板數(shù)量太少，將會造成平均壽命的離散性大，若時間太短，很多失效模式又不能暴漏出來，因此如果過分的減少試驗時間或樣品數(shù)量，就得不到精確的試驗結果。這就是為什么通常的壽命鑒定試驗規(guī)定要做1000或2000小時以上的原因。

壽命試驗的目的是了解產品的壽命特性量、失效規(guī)律、失效率、平均壽命以及在壽命過程中可能出現(xiàn)的各種失效模式。

通過做可靠性壽命試驗，可以對產品的可靠性水平進行評價，并發(fā)現(xiàn)產品潛在的失效模式，將信息反饋給相關部門，及時采取措施，對產品進行改進，以提高產品的可靠性水平。2024/2/17392.壽命試驗的分類：四、可靠性壽命試驗2024/2/17403.指數(shù)分布壽命試驗四、可靠性壽命試驗3.1指數(shù)分布壽命試驗的意義：

由于大部分電子產品的使用壽命均服從或近似服從指數(shù)分布。因此，可用指數(shù)分布來描述產品的壽命分布。

產品進入偶然失效期，其失效率λ近似常數(shù)，只要知道了失效率λ的值，就可以計算出產品的平均壽命和其他參數(shù)。目前在國內外得到了廣泛的應用。

要延長產品的壽命，就是要延長產品的偶然失效期，使產品長時間工作在該區(qū)間內，指數(shù)分布壽命對評價產品的可靠性水平具有一定的意義。2024/2/17413.2常用壽命試驗方法：四、可靠性壽命試驗3.2.1儲存壽命試驗

a)定義：

產品在規(guī)定的環(huán)境條件下，非工作狀態(tài)的存放試驗b)長期儲存壽命試驗：儲存時間在1000小時以上c)儲存壽命試驗類型：

室溫儲存：15-35℃高溫儲存：150℃2024/2/17423.2常用壽命試驗方法：四、可靠性壽命試驗3.2.2工作壽命試驗

a)定義：產品在規(guī)定條件的施加規(guī)定的應力的試驗b)長期儲存工作壽命試驗：儲存時間在1000小時以上c)試驗方法：

室溫工作壽命試驗：溫度一般為25℃，試驗類別：定時截尾，定數(shù)截尾

高溫工作壽命試驗：產品技術標準規(guī)定的最高溫度

間斷工作壽命試驗：間歇壽命試驗2024/2/1743四、可靠性壽命試驗壽命試驗工作實例：水泵ON/OFF壽命試驗1)樣品：水泵試產品

樣品必須選擇本產品中有代表性的規(guī)格，同時樣品必須是同一設計、同樣生產線的連續(xù)批生產中隨機一次選取2)樣品數(shù)量：10PCS

一般不少于10個，特殊產品不少于5個3)檢驗環(huán)境：溫度25℃濕度：60%氣壓90Kpa

一般溫度15-35℃濕度45-75%氣壓86-106Kpa4)檢驗依據：IEC-60335-12024/2/17445)檢驗項目及技術要求：四、可靠性壽命試驗檢驗項目技術要求檢驗樣板數(shù)允許不合格數(shù)檢驗不合格數(shù)試驗前參數(shù)外觀、流量、電阻、電流、功率、楊程、噪音、配合1000試驗條件室溫、濕度、氣壓、電壓、耐壓測試壽命次數(shù)通斷比1000試驗后參數(shù)外觀、流量、電阻、電流、功率、楊程、噪音、配合10002024/2/17456)測試設備：四、可靠性壽命試驗萬用表電參數(shù)測量儀壓力表ON/OFF測試儀魚缸分貝儀秒表量筒耐壓測試儀2024/2/17467)儀表選用的基本要求：四、可靠性壽命試驗儀表功能量程范圍精度等級檢定有效期8)試驗結論：每周測試一次，試驗結束后對10PCS樣板按照技術要求測試全部合格，固試驗結果合格。附《試驗測試報告》2024/2/17474.加速壽命試驗四、可靠性壽命試驗4.1定義：在不改變原來試驗目的的前提下，通過加大試驗過程中的應力強度，從而加速產品的物理化學性能劣化過程，從而達到減少試驗時間和樣品數(shù)量的目的。4.2加速壽命試驗的分類：2024/2/1748四、可靠性壽命試驗4.3恒定應力加速壽命試驗設計2024/2/1749四、可靠性壽命試驗4.4恒定應力加速壽命試驗方法類型及其數(shù)學模型溫度加速壽命試驗：以溫度為應力做恒定應力加速壽命的試驗2024/2/1750四、可靠性壽命試驗4.4恒定應力加速壽命試驗方法類型及其數(shù)學模型b)電壓加速壽命試驗：以電壓為應力做恒定應力加速壽命的試驗2024/2/1751四、可靠性壽命試驗4.4恒定應力加速壽命試驗方法類型及其數(shù)學模型c)濕度加速壽命試驗：以濕度為應力做恒定應力加速壽命的試驗2024/2/1752五、可靠性試驗結果的處理1.可靠性試驗記錄要求2.有效數(shù)字和有效數(shù)字的修約規(guī)則3.誤差的基礎知識4.可靠性試驗輸出文件5.測試數(shù)據的準確性2024/