機器人控制部件加速試驗與可靠性指標驗證方法

6機器人控制器加速試驗與可靠性指標驗證方法本標準規(guī)定了機器人控制器開展加速試驗與可靠性指標評價的通用要求、加速試驗?zāi)Ｐ秃驮囼灧椒?。本標準適用于各類機器人的控制器及其電子部件、電路板組件等，其他智能裝備的控制部件可靠性指標快速評價可參考本標準。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12643-2013機器人與機器人裝備詞匯GB/T12642-2013工業(yè)機器人性能規(guī)范及其試驗方法GB/T11606-2007分析儀器環(huán)境試驗方法GB/T29309-2012電工電子產(chǎn)品加速應(yīng)力試驗規(guī)程高加速壽命試驗導(dǎo)則GB/T34986-2017產(chǎn)品加速試驗方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件?？刂破鱟ontroller一套具有邏輯分析、控制和驅(qū)動功能的機器人關(guān)鍵部件，能控制和監(jiān)測機器人機械結(jié)構(gòu)并具備通訊和數(shù)據(jù)處理的能力?！哺膶慓B/T12643-2013，定義2.7〕3.2受試樣機testedprototype用于開展加速試驗與可靠性指標評價的機器人控制器。3.3加速試驗acceleratedtesting為縮短試驗時間和（或）提高試驗效果，增大施加在受試樣機上的應(yīng)力量值或頻次的試驗。73.4基準條件referencecondition受試樣機正常存儲、使用、試驗的環(huán)境條件，是相對于加速試驗條件而言的，是計算確定加速因子的基準。3.5加速試驗條件acceleratedtestcondition為縮短試驗時間而顯著地增大施加在受試樣機上的應(yīng)力量值。〔改寫GB/T34986-2017，定義3.1.2〕3.6加速因子acceleratedfactor受試樣機在加速試驗條件與基準條件下的失效分布特征(或可靠性水平)比值。3.7加速模型acceleratedmodel加速試驗采用的數(shù)學(xué)模型，通常為反映速率或壽命特征值與應(yīng)力的函數(shù)關(guān)系，反映模型相關(guān)的應(yīng)力對壽命的影響。3.8激活能activationenergy,Ea用于評估由絕對溫度改變而產(chǎn)生加速能力的經(jīng)驗系數(shù)。壽命影響的一種指標。對物質(zhì)而言，它從正常的未失效狀態(tài)向失效狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中存在著勢壘。這就是激活能。激活能越小，失效的物理過程越容易進行。激活能越大，加速系數(shù)越大，越容8對試驗對象的所有故障合并統(tǒng)計時，求解的加速模型中的激活能是該對象的激活能4符號和意義A用于壽命應(yīng)力模型中的常數(shù)(如Arrhenius模型、Eyring模型或Peck溫-濕模型)Ea元器件的激活能（單位為ev）AF加速因子CL置信度MTTF平均失效時間，即平均壽命K玻爾茲曼常數(shù)(8.617×10－5eV/K)R(t)可靠性函數(shù)，也就是到時間t時的殘存率或到時間t時未失效受試樣機的百分比RH百分比相對濕度RHs應(yīng)力條件下的百分比相對濕度RHu正常使用條件下的百分比相對濕度S施加的應(yīng)力(Eyring模型中)T用小時表示的失效前工作時間ts應(yīng)力溫度Ts下的失效前時間tu正常使用溫度下Tu下的失效前時間T用K表示的溫度Ts應(yīng)力溫度Tu正常使用溫度5通用要求5.1試驗和測試標準大氣條件除非另有規(guī)定，所有試驗和測試應(yīng)在以下標準大氣條件下進行：a)溫度：15℃~35℃;b)相對濕度（RH）：25%~75%，適用時；c)大氣壓力：86kPa~106kPa。在研制單位準許的情況下，可在更惡劣的自然氣候環(huán)境下開展可靠性試驗。95.2試驗條件允許誤差試驗條件允許誤差應(yīng)符合以下規(guī)定：a)溫度：溫度穩(wěn)定后±2℃;b)相對濕度：濕度穩(wěn)定后±5%;c)振動1)正弦：幅值：±10加速度：±10頻率：±2低于25Hz時±0.5Hz2)隨機：功率譜密度±3dB；頻率：±2低于25Hz時±0.5Hz）。5.3試驗設(shè)備要求a)試驗箱（室）應(yīng)配有輔助儀器，輔助儀器應(yīng)能保持和監(jiān)控試件周圍的空氣高溫條件（適用時還有濕度）；b)除裝備的平臺環(huán)境已證明使用其他速度是合理的，并且要防止在試件中產(chǎn)生與實際不符的熱傳遞外，試件附近的風速應(yīng)不超過1.7m/s；c)應(yīng)能連續(xù)記錄試驗箱內(nèi)溫度的測量值，必要時還應(yīng)能連續(xù)記錄試件的溫度測量值。5.4測試儀器、儀表要求所有測試儀器﹑儀表應(yīng)滿足以下要求：a)均應(yīng)經(jīng)計量﹑校準﹑檢定合格并在有效期內(nèi)；b)其精度至少應(yīng)為被測參數(shù)容差的三分之一；c)能適應(yīng)測試的環(huán)境條件要求。對個別特殊儀器儀表，無計量校準條件和方法的，可通過對比測試，證明其測試的準確性。5.5一般的試驗程序5.5.1預(yù)處理（必要時）在試驗開始之前，為了消除或部分消除受試樣機過去所受的影響。需要對受試樣機進行預(yù)處理，如果有要求時，預(yù)處理作為試驗程序的第一步驟。5.5.2初始檢測在進行任何試驗之前，受試樣機應(yīng)在試驗的標準大氣條件下（特殊要求除外）進行電性能、機械性能和其它性能測量以及外觀檢查，并記錄檢測數(shù)據(jù)。5.5.3受試樣機在試驗設(shè)備中的安裝若無其它規(guī)定，受試樣機在試驗設(shè)備中應(yīng)模擬實際使用狀態(tài)安裝、連接，并按需要附加測試設(shè)備。實際工作中使用而在試驗中不用的插頭、外罩及檢測板應(yīng)保持原狀。實際工作中加以保護的而在試驗中無需的機械或電氣連接處應(yīng)加以適當?shù)母采w。對于要求控制溫度的試驗，受試樣機應(yīng)當在正常試驗的標準大氣條件下進行安裝，并應(yīng)盡可能安裝在試驗設(shè)備中央，如果規(guī)定受試樣機在試驗過程中需要工作，則安裝時應(yīng)考慮滿足工作要求。被安裝的受試樣機之間，以及受試樣機與試驗箱壁、箱底及箱頂之間應(yīng)當有適當間隔，以便空氣能自由循環(huán)。受試樣機安裝完后，如需要，應(yīng)工作并進行檢查，不應(yīng)發(fā)生因安裝不當而造成故障。5.5.4試驗給受試樣機施加規(guī)定的環(huán)境條件，以便確定這種條件對受試樣機的影響。5.5.5試驗中檢測在試驗期間要求受試樣機工作時，為將其試驗時的性能與初始檢測的性能進行比較，應(yīng)進行中間檢測。試驗可能分成若干個檢測周期均應(yīng)進行中間檢測，每個周期的中間檢測均應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境條件下進行。5.5.6恢復(fù)（必要時）在試驗之后，最終檢測之前，為使受試樣機的性能穩(wěn)定，應(yīng)在正常試驗的標準大氣條件下（特殊要求除外）進行恢復(fù)處理。5.5.7試驗后檢測恢復(fù)期結(jié)束后，受試樣機應(yīng)按設(shè)備有關(guān)標準或技術(shù)文件規(guī)定進行電性能、機械性能和其它性能測量以及外觀檢查，并與初始檢測數(shù)據(jù)進行比較。5.5.8合格判據(jù)當受試樣機發(fā)生下列任何一種情況時，則被認為不合格：a)性能參數(shù)指標的偏離值超出了受試樣機有關(guān)標準和技術(shù)文件規(guī)定的允許極限；b)結(jié)構(gòu)上的損壞影響了受試樣機功能；c)不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；d)受試樣機出現(xiàn)某些變化（例如：某一部分被腐蝕）使其不能滿足維修要求；e)設(shè)備有關(guān)標準和技術(shù)文件規(guī)定的其它判據(jù)。5.5.9試驗中斷處理a)容差范圍內(nèi)的中斷：當中斷期間試驗條件沒有超出允許誤差范圍時，中斷時間應(yīng)作為總試驗持續(xù)時間的一部分。b)欠試驗條件中斷：當試驗條件低于允許誤差下限時，應(yīng)從低于試驗條件的點重新達到預(yù)先規(guī)定的試驗條件，恢復(fù)試驗，一直進行到完成預(yù)定的試驗周期。c)過試驗條件中斷：當出現(xiàn)過度的試驗條件時，最好停止此試驗，用新的受試樣機重做。如果過試驗條件不會直接造成影響受試樣機特性的損壞，或者此受試樣機可以修復(fù)，則可按以上b）條處理。如果以后試驗中出現(xiàn)受試樣機失效，則應(yīng)認為此試驗結(jié)果無效。5.5.10試驗記錄及報告試驗記錄應(yīng)包括：a)試驗時間、地點和參試人員；b)試驗設(shè)備、測量儀器儀表的名稱、型號和計量結(jié)果；c)試驗時的大氣條件；d)所采用的試驗順序和試驗程序；e)受試樣機性能的檢測數(shù)據(jù)等，以便為試驗報告提供完整、準確的原始數(shù)據(jù)；f)試驗記錄應(yīng)有參加試驗人員簽字；g)試驗報告應(yīng)對試驗的全過程進行概述，并給出試驗的結(jié)論。6加速試驗?zāi)Ｐ头椒?.1加速因子的度量和獲取方法6.1.1加速因子的度量方法加速因子度量方法通常有：a)在達到相同累積失效概率時正常試驗所用的時間與加速試驗所用的時間的比值；b)在加速試驗條件的反應(yīng)速率與在常規(guī)條件下的反應(yīng)速率的比值。6.1.2加速因子的獲得方法根據(jù)加速因子的度量方法，通常獲得加速因子的方法有：a)通過在多組應(yīng)力下開展加速試驗，獲得各組應(yīng)力下的可靠性特征值，通過應(yīng)力強度模型外推，可獲得加速因子。b)在已知基準條件、加速條件的前提下，通過利用經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃徒?jīng)驗參數(shù)，獲得單一對象的加速因子，甚至通過建模獲得更高層次電氣系統(tǒng)的加速因子。6.2壽命分布模型與加速因子6.2.1指數(shù)分布模型與加速因子指數(shù)分布是一種廣泛應(yīng)用于電氣系統(tǒng)的壽命分布模型。單參數(shù)指數(shù)分布可靠度函數(shù)見式（1）：R(t)=e-λt..................................................................................(1)式中：λ——失效率。R（t）——t時刻電氣系統(tǒng)的可靠度。電氣系統(tǒng)對應(yīng)可靠度值為R時的時間t見式（2）：-lnRλλ..................................................................................(2)-ln(1-F)=λ=式中：F——累積失效概率，F(xiàn)=1-R。假設(shè)在正常應(yīng)力水平Su下的元器件的失效分布函數(shù)為F0(tu)，失效率為λu，tu為失效概率達到F0的時間。設(shè)該單一個體在加速應(yīng)力水平Sa下的失效分布函數(shù)為Fa(ta)，失效率為λa，ta為失效概率達到F0的時間。根據(jù)加速因子的定義，則電氣系統(tǒng)加速因子AF見式（3）：AF=taλa......................................................................................(3)a=λu=式中：λu——常規(guī)試驗或使用條件下，電氣系統(tǒng)的失效率；λa——加速試驗條件下，產(chǎn)品的失效率；AF——加速試驗條件相對常規(guī)試驗或使用條件的加速因子。如已知產(chǎn)品常規(guī)條件下的失效率λu和加速因子AF，則可得出其在加速應(yīng)力條件Sa下的失效率λa見式（4λa=AF.λu.................................................................................(4)某整機壽命服從指數(shù)分布，由m類元器件構(gòu)成，第i類元器件有Ni個、失效率為λi、加速因子為AFi，根據(jù)基本可靠性模型，則該整機的失效率λs可表示見式（5λs=Niλi.................................................................................(5)式中：m——整機包含元器件種類數(shù)；Ni——第i類元器件的數(shù)量，i=1，2，??,m；λi——第i類元器件的失效率；λs——整機的失效率。結(jié)合加速因子定義和整機基本可靠性模型，可得出整機加速因子A見式（6）：AFAFs式中： NiAFiλiu....................................................................(6)Niλiuλiu——第i類元器件在常規(guī)試驗與使用條件下的失效率；AFi——在加速試驗條件下相對常規(guī)使用或試驗條件下，第i類元器件的加速因子；AFs——在加速試驗條件下相對常規(guī)使用或試驗條件下，整機的加速因子；由此可見，針對電氣設(shè)備，已知組成元器件種類、數(shù)量、激活能的前提下，即可建模獲得電氣設(shè)備整機的加速因子。6.2.2威布爾分布模型威布爾分布是可靠性研究中常用的一種比較復(fù)雜的分布，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜機電產(chǎn)品的壽命分布模型。威布爾分布的可靠度函數(shù)見式（7R(t)=exp[-()m].........................................................................(7)式中：η——為尺度參數(shù)；m——為形狀參數(shù)；Y——為位置參數(shù)。當位置參數(shù)Y=0時，兩參數(shù)威布爾分布的可靠度函數(shù)見式（8R(t)=exp[-()m].............................................................................(8)假設(shè)在正常應(yīng)力水平Su下的元器件的失效分布函數(shù)為F0(tu)，形狀參數(shù)為m，尺度參數(shù)為ηu，u為失效概率達到F0的時間。設(shè)該單一個體在加速應(yīng)力水平Sa下的失效分布函數(shù)為Fa(ta)，形狀參數(shù)保持為m，尺度參數(shù)為ηa，ta為失效概率達到F0的時間。根據(jù)加速因子的定義，則該單一個體加速因子AF見式（9）：AF==..........................................................................（9）式中：ηa——為加速試驗條件下的尺度參數(shù)；ηu——為常規(guī)使用或試驗條件下的尺度參數(shù)。6.2.3其他壽命分布模型壽命分布模型還有對數(shù)正態(tài)分布、伽瑪分布、極值分布等分布模型。6.3應(yīng)力加速模型及加速因子6.3.1高溫加速模型高溫加速模型通常稱為阿倫尼斯模型，該模型假設(shè)反應(yīng)速率是絕對溫度的指數(shù)函數(shù)。反應(yīng)速率可用式（10）表示：E1akBTauE1akBTaua =eE1μlμAEaKBlTl-Eaul――在溫度應(yīng)力為Tl條件下的反應(yīng)速率；――頻數(shù)因子，常量（與溫度無關(guān)――激活能（eV）――波爾茲曼常數(shù)（8.6174×10-5eV/K）――在應(yīng)力水平l下的絕對溫度（K）(10)加速因子是兩種不同試驗環(huán)境下的反應(yīng)速率之比見式（11 akBakBTuu式中：Tu——在常規(guī)使用或試驗環(huán)境條件下的絕對溫度；Ta在加速試驗環(huán)境條件下的絕對溫度。加速應(yīng)力條件下的失效率見式（12「Ea(11)]「Ea(11)]一個使用阿倫尼斯模型的例子是，在25℃（298K）時的失效率為1根10-8/h，確定試驗中的失效率λ,該失效率是絕對溫度T的函數(shù)，如圖1所示。圖1阿倫尼斯反應(yīng)模型的線形圖6.3.2溫濕度加速模型及加速因子溫濕度加速模型假設(shè)反應(yīng)速率是絕對溫度的指數(shù)函數(shù)與相對濕度的冪函數(shù)乘積。反應(yīng)速率可用式（13）表示：Ea(13)ul=AeKT.RHln...............................................................................(13)式中：μl――在溫度應(yīng)力為T(K)和相對濕度應(yīng)力為RH％條件下的反應(yīng)速率；Ea――激活能，以eV為單位，經(jīng)驗數(shù)值在0.6～2.51之間；A――頻數(shù)因子；KB――波爾茲曼常數(shù)（8.6174x10一5eV/kTl――絕對溫度（KRHl――相對濕度（%n——冪指數(shù)?？赏茖?dǎo)出加速因子見式（14）：EaAKBnEa(11)(RH)n――激活能，以eV為單位，經(jīng)驗數(shù)值在0.6～2.51之間；――頻數(shù)因子；――波爾茲曼常數(shù)（8.6174x10一5eV/k――基準條件下的絕對溫度（K――加速條件下的絕對溫度（K――基準條件下的相對濕度（%――加速條件下的相對濕度（%——冪指數(shù)。(14)6.3.3逆冪加速模型及加速因子逆冪模型是指壽命與應(yīng)力是逆冪函數(shù)關(guān)系，逆冪模型適用于：a)動態(tài)應(yīng)力，例如，沖擊（脈沖型）和振動（正弦及隨機b)電應(yīng)力，如電壓、電流、功率等；c)氣候應(yīng)力，例如，溫度循環(huán)、溫度變化（溫度沖擊及熱循環(huán)）、濕度、太陽輻射，及其它存在累積損傷的氣候應(yīng)力。逆冪模型很容易理解和使用，對各種失效分布具有很好的適應(yīng)性。其參數(shù)可使用極大似然估計的方法來確定。在逆冪律模型中與時間相關(guān)的產(chǎn)品可靠性特征參數(shù)（如特征壽命、平均壽命、平均故障前時間等）可以用式（15）表示如下： 式中：S――應(yīng)力大??；m――與應(yīng)力相關(guān)的待定參數(shù)；L(s)――壽命或規(guī)定的時間周期（為應(yīng)力的函數(shù)）?？紤]到壽命與反應(yīng)速率是反比關(guān)系，因此壽命逆冪模型，采用反應(yīng)速率表征時變成冪指數(shù)模型。逆冪模型的加速因子見式（16）：式中：AFLuLaSuSamm..........................................................(16)――指逆冪模型中的應(yīng)力加速；――實際環(huán)境條件下的壽命特征值（與實際使用應(yīng)力相關(guān)的函數(shù)――加速試驗條件下的壽命特征值（與試驗應(yīng)力相關(guān)的函數(shù)――實際環(huán)境條件下應(yīng)力值；――加速試驗條件下的應(yīng)力值；6.3.4其他加速模型其他加速模型包括適用于溫度循環(huán)、隨機振動、正弦振動、溫度-振動、溫循-振動、溫濕度-振動等典型應(yīng)力試驗的加速模型。7高溫加速老化試驗7.1確定基準條件對于直接暴露于室內(nèi)大氣中的電氣系統(tǒng)，溫度基準可確定為20℃~30℃,必要時相對濕度可確定為50%RH～75%RH。對于在機箱內(nèi)部的電氣系統(tǒng)，溫度基準可確定為30℃~60℃,可根據(jù)電氣設(shè)備的局部環(huán)境溫度實測結(jié)果確定基準溫度。可根據(jù)電氣設(shè)備的局部環(huán)境溫度實測結(jié)果確定基準溫度。7.2選擇加速應(yīng)力采用一組加速試驗，推薦的溫度應(yīng)力為+55～+80℃。溫度應(yīng)力可結(jié)合物料耐溫范圍調(diào)研和可靠性強化試驗更加合理給出。7.3建模評估加速因子根據(jù)電氣設(shè)備組成元器件種類、數(shù)量及其每類元器件的基本失效率和激活能參數(shù)，可建立電氣設(shè)備整機加速因子模型見式（17）：NiλiuAFiNiλiuE1....................................................................(17)E1....................................................................(17) NiλiueKTuTa=Niλiu式中：Ni――第i類元器件的數(shù)量，i=1，2，??,m；λiu——第i類元器件的失效率；Eai——第i類元器件的激活能，以eV為單位，經(jīng)驗數(shù)值在0.6～2.51之間；KB――波爾茲曼常數(shù)（8.6174x10一5eV/kTu――常規(guī)使用或試驗條件下的絕對溫度（KTa――加速試驗條件下的絕對溫度（Kλs——整機的失效率。其中，元器件的種類和數(shù)量由研發(fā)方確定；每類元器件的失效率優(yōu)先由已有產(chǎn)品的可靠性統(tǒng)計分析結(jié)果導(dǎo)出，其次可參照標準數(shù)據(jù)；激活能優(yōu)先采用已積累的加速試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的結(jié)果，其次可采用標準、文獻調(diào)查的結(jié)果并進行綜合。7.4受試樣機數(shù)量當驗證指標MTBF之x.1000h時，允許受試樣機數(shù)量n與x之間的關(guān)系見式（18）：（18）|式中：n——受試樣機數(shù)量；x——驗證指標（MTBF）的千時倍數(shù)。7.5檢測項目試驗前、后，在實驗室環(huán)境條件下對受試樣機進行全面的功能檢查和性能測試。試驗中，至少應(yīng)對受試樣機的主要功能性能進行檢測，不能檢測的項目應(yīng)給予說明。7.6檢測周期與試驗周期當受試樣機可在試驗時同步進行在線自動檢測時，檢測周期根據(jù)在線檢測系統(tǒng)特性確定，試驗周期確定為100小時，在一個試驗周期中每10小時抽取1次在線自動檢測數(shù)據(jù)，每100h試驗后恢復(fù)到常溫進行1次檢測。當電氣設(shè)備必須取出試驗箱進行離線檢測時，檢測周期規(guī)定為100h，檢測時間控制在20h內(nèi)完成，試驗周期為120h。7.7故障定義與分類7.7.1故障定義調(diào)制器的受試樣機在加速試驗中出現(xiàn)下列任一情況判為故障：a)受試樣機不能工作或部分功能喪失；b)受試樣機參數(shù)檢測結(jié)果超出規(guī)范（規(guī)定）允許范圍；c)受試樣機的機械、結(jié)構(gòu)部件或元器件發(fā)生的松動、破裂、斷裂或損壞。7.7.2故障后果分類將故障按照后果分成兩類：a)嚴重故障——直接導(dǎo)致停機的事件，導(dǎo)致無法開機、無法正常運行、無法實現(xiàn)基本和主要功能、技術(shù)指標超差至不可接受，可能導(dǎo)致嚴重后果或不符合安全規(guī)定，而必須停機處理的故障；b)一般故障——樣機出現(xiàn)故障報警或征兆、部分功能喪失、技術(shù)指標超標，但樣機未停機、無需停機、可正常運行、可繼續(xù)正常使用，且可完成基本和主要功能。7.7.3故障性質(zhì)分類在可靠性驗證中出現(xiàn)的所有故障，分為關(guān)聯(lián)故障和非關(guān)聯(lián)故障。非關(guān)聯(lián)故障是指已經(jīng)證實未按規(guī)定的條件使用而引起的故障，主要包括：a)試驗設(shè)備、測試儀器及配套條件保障不滿足要求引起的故障；b)施加了不符合規(guī)定的試驗應(yīng)力或確定為過應(yīng)力引起的故障；c)對受試樣機搬運、操作、檢測、維修不當引起的人為故障；d)由獨立故障引發(fā)的從屬故障、超出壽命規(guī)定使用發(fā)生的故障等。除非關(guān)聯(lián)故障以外的故障均為關(guān)聯(lián)故障，關(guān)聯(lián)故障主要是指因受試樣機本身存在的問題而引發(fā)的故障，結(jié)合壽命評估試驗的特點，關(guān)聯(lián)故障主要包括：a)受試樣機設(shè)計、工藝和裝配不當引起的故障；b)零部件和元器件設(shè)計、制造和選用不當引起的故障；c)受試樣機出現(xiàn)明顯的老化、腐蝕、磨損等耗損性故障。7.8單臺樣機有效加速試驗時間統(tǒng)計在進行可靠性驗證時，允許將各個樣機的有效加速試驗時間累加作為總有效加速試驗時間。單臺樣機有效加速時間是其可確定的正常運行時間之和，也可為其總加速時間減去無效加速時間，統(tǒng)計原則如下：a)如樣機在試驗期間未發(fā)生故障，則整個試驗時間均為有效加速時間；b)如樣機在試驗期間發(fā)生故障，則帶故障運行的時間不能作為有效加速時間；c)當驗證中測試發(fā)現(xiàn)某個受試樣機故障時，無效加速時間為發(fā)生故障的受試樣機上次檢測結(jié)果正常的對應(yīng)檢測結(jié)束時刻至本次檢測發(fā)現(xiàn)故障對應(yīng)檢測開始時刻之間的時間。8可靠性指標驗證方法8.1確定可靠性指標要求在開展加速試驗前，應(yīng)明確受試樣機的可靠性指標，受試樣機的典型可靠性指標是平均故障間隔時間（MTBF）。8.2選擇統(tǒng)計方案開展加速試驗驗證受試樣機的可靠性指標，應(yīng)先選擇統(tǒng)計方案，以確定試驗時間，推薦采用定時截尾統(tǒng)計方案，受試方可綜合質(zhì)量狀況、風險承受能力、試驗成本代價等因素，選取統(tǒng)計方案，見表1。表1定時截尾試驗方案D=θ0/θ1aβ1102213324435546107218329324354102132EaEai第i類元器件的激活能，以eV為單位，經(jīng)驗數(shù)值在0.6～2.51之間；43548.3確定加速試驗時間8.3.1確定加速試驗總時間根據(jù)表1選擇的統(tǒng)計方案給出的m值，可求得加速試驗總時間tta要求見式（19）：AF式中：m――統(tǒng)計方案中試驗時間與最低可接受值θ1倍數(shù)關(guān)系；θ1——平均故障間隔時間（MTBF）最低可接受值；————AF――加速試驗條件下的加速系數(shù)；tta――加速試驗條件下所有樣機所需的總臺時。8.3.2確定單臺加速試驗時間由確定受試產(chǎn)品數(shù)量（n）和加速因子AF后，單臺加速試驗時間tsa可從式（20）。求得：t==...........................................................................(20)ttat==...........................................................................(20)sann.AF式中：n――投入試驗的樣機數(shù)量；tsa――加速試驗條件下計劃的單臺樣機試驗時間。8.4折算等效試驗時間8.4.1樣機等效試驗時間折算在必要時間點和故障時刻點統(tǒng)計有效加速試驗時間后，可根據(jù)加速因子和加速試驗實際開展時a，計算出（故障）對應(yīng)時刻的等效試驗時間e故障）對應(yīng)時刻的等效試驗時間e等于加速試驗時間a與加速因子的乘積見式（21）：ek=AF.ak 式中：――――――――加速試驗條件下第加速試驗條件下第k臺樣機發(fā)生故障時刻該樣機累積的有效加速試驗臺時；截自該樣機發(fā)生故障時刻累積的有效加速試驗時間截自該樣機發(fā)生故障時刻累積的有效加速試驗時間的等效（常規(guī)使用或試驗條件下的）試驗時間。下的）試驗時間。8.4.2試驗結(jié)束時所有樣機等效試驗時間折算當試驗結(jié)束時，所有樣機累積的等效試驗時間計算見式（22）：e=AFak.............................................................................(22)式中：――在加速試驗條件下，第k臺樣機試驗結(jié)束時累積的有效加速試驗臺時；――所有樣機累積的等效（8.5確定判定故障統(tǒng)計原則判定故障數(shù)的統(tǒng)計原則如下：a)發(fā)生一次關(guān)聯(lián)、嚴重故障，記為1次判定故障；b)發(fā)生的相同的關(guān)聯(lián)嚴重故障，應(yīng)分開各計1次判定故障；c)每發(fā)生10個關(guān)聯(lián)一般故障，記為1次判定故障。根據(jù)故障性質(zhì)及后果分類，總的判定故障數(shù)為：r=r1+r2/10 (23)式中：rr——判定故障數(shù)；r1——后果嚴重關(guān)聯(lián)故障數(shù)；r2——后果一般關(guān)聯(lián)故障數(shù)。8.6可靠性指標評估利用對應(yīng)時刻的累積等效試驗時間e、累積責任故障數(shù)r、置信下限C（通常取C=1-β),可評估出加速試驗對應(yīng)的平均故障間隔時間最低可接受值。當按照定時截尾統(tǒng)計試驗方案試驗通過時，平均故障間隔時間的最低可接受值置信下限見式（24）：式中： rβC――――――――――――――――θL,C=..........................................................................(24)所有樣機累積的等效（常規(guī)使用或試驗條件下的）試驗時間；所有樣機累積的判定故障數(shù)；使用方風險；使用方風險；置信度，置信度，C=1-β。當定時截尾統(tǒng)計試驗方案試驗不通過時，平均故障間隔時間的最低可接受值置信下限見式（25式中： rβC――――――――――――――――θL,C=.............................................................................(25)所有樣機累積的等效（常規(guī)使用或試驗條件下的）試驗時間；所有樣機累積的判定故障數(shù)；使用方風險；使用方風險；置信度，置信度，C=1-β。（資料性附錄）加速建模與加速因子計算A.1基本加速因子模型加速系數(shù)是產(chǎn)品在正常應(yīng)力水平下達到某一失效概率所經(jīng)歷的試驗時間，與產(chǎn)品在加速應(yīng)力水平下達到相同失效概率所經(jīng)歷的試驗時間之比。那么對于服從指數(shù)分布的電子產(chǎn)品，失效率率為常數(shù)，其失效概率函數(shù)見式（A.1）：F(t)=1-e-λt假設(shè)在正常應(yīng)力水平S0下的某元器件的失效分布函數(shù)為F0(t)，失效率為λ0，tp,0為失效概率達到p的時間，即F0(tp,0)=p，又設(shè)該元器件在加速應(yīng)力水平Si下的失效分布函數(shù)為Fj(t)，失效率為λj，tp,j為失效概率達到p的時間，即Fj(tp,j)=p。根據(jù)加速系數(shù)τ1的定義，則：F0(tp,0)=Fj(tp,j)(A.2)1-e-λ0tp,0τ1=1-e-λjtp,jtp,0λjtp,j(A.3)(A.4)而根據(jù)基本可靠性的串聯(lián)模型，各個單元的失效率等于包含的所有元器件失效率之和，產(chǎn)品的失效率等于各個單元的失效率之和見式（A.5）：λs=λi因此，設(shè)備級高溫保持加速因子見式（A.6）t p,0tAF= λi't p,0tAF=λp,λp,js式中：iλ在正常應(yīng)力水平下第i個組成單元的失效率；