可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)方法

上海卷柔儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)銷(xiāo)售鹽霧箱、恒溫恒濕機(jī)、冷熱沖擊機(jī)、振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)、機(jī)械沖擊機(jī)、跌落試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售經(jīng)營(yíng)各類(lèi)可靠性環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備的公司。經(jīng)驗(yàn)豐富，并得到許多國(guó)內(nèi)外廠商的信賴(lài)與支持?，F(xiàn)在我們成為許多品牌的供應(yīng)商。

一. 試驗(yàn)類(lèi)型的概念

二.試驗(yàn)類(lèi)型的故障分類(lèi)

在試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)下列任何一種事件即應(yīng)判為故障（故障判據(jù)）:

（1）受試產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分喪失一種或幾種功能；

（2）受試產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分性能參數(shù)超出產(chǎn)品技術(shù)條件中允許 的范圍；

（3）受試產(chǎn)品出現(xiàn)機(jī)械零部件、結(jié)構(gòu)件或元器件的松動(dòng)、斷裂等損壞狀態(tài)。

可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)期間出現(xiàn)所有故障分為關(guān)聯(lián)故障和非關(guān)聯(lián)故障。關(guān)聯(lián)故障可進(jìn)一步分責(zé)任故障和非責(zé)任故障。

（1）非關(guān)聯(lián)故障：已經(jīng)證實(shí)是未按規(guī)定的條件使用而引起的故障，或已經(jīng)證實(shí)僅屬某項(xiàng)將不采用的設(shè)計(jì)所引          起的故障。否則為關(guān)聯(lián)故障。

（2）非責(zé)任故障：非關(guān)聯(lián)故障或事先已經(jīng)規(guī)定不屬某個(gè)特定組織提供的產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)故障。否則為責(zé)任故障。

（3）獨(dú)立故障：不是由于另一產(chǎn)品故障引起的故障，亦稱(chēng)原發(fā)故障。

（4）從屬故障：由另一產(chǎn)品故障而引起的故障，亦稱(chēng)誘發(fā)故障。

三. 統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的基本類(lèi)型及適用范圍

四.指數(shù)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案-概述及采用標(biāo)準(zhǔn)

五.指數(shù)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案-定時(shí)截尾試驗(yàn)及示例

例1：計(jì)算機(jī)的可靠性指標(biāo)為6000小時(shí),低可靠性指標(biāo)為4000小時(shí),生產(chǎn)

方和使用方的風(fēng)險(xiǎn)均為10%。設(shè)計(jì)一個(gè)鑒定試驗(yàn)方案。

解1：已知：θ0 ＝6000；θ1＝4000；β＝α＝10％

鑒別比：ｄ＝6000 ÷ 4000 = 1.5

查表可采用方案9，試驗(yàn)時(shí)間為：

T＝ θ1×45＝4000×45＝180000小時(shí)

判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是在180000內(nèi)累計(jì)失效小于37次，可通過(guò)鑒定試驗(yàn)。

樣本量與已知條件的關(guān)系

1、鑒別比越小，觀測(cè)的樣本量越大。

2、風(fēng)險(xiǎn)率α、β越小，觀測(cè)的樣本量越大。

解2：根據(jù)GJB899附錄提供的以使用方風(fēng)險(xiǎn)β分別為10%，20%，30%制定的

定時(shí)試驗(yàn)方案，如希望試驗(yàn)總時(shí)間不超過(guò)10倍的θ1，可選表中總試驗(yàn)時(shí)間9.27一欄。

T=9.27×4000=37080小時(shí)

接收判據(jù)為失效數(shù)小于等于5次，拒收為大于等于6次

總試驗(yàn)時(shí)間少于標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方案是因?yàn)殍b別比增大，即θ0加大，

θ0=Dθ1=2.94*4000=11760。對(duì)研制方而言從預(yù)計(jì)到元器件的指標(biāo)選取都要提升，使設(shè)計(jì)不易實(shí)現(xiàn)。

MTBF驗(yàn)證的樣品和時(shí)間規(guī)定鑒定試驗(yàn)至少兩臺(tái)。驗(yàn)收試驗(yàn)樣本量至少兩臺(tái)或10%，不要超過(guò)20臺(tái)，特殊常用全數(shù)抽取。

鑒定試驗(yàn)中只要有一臺(tái)設(shè)備的累計(jì)試驗(yàn)時(shí)間少于全部受試設(shè)備平均值的一半，拒收。

六.指數(shù)分布統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案-序貫試驗(yàn)和全數(shù)試驗(yàn)

七.元器件失效率鑒定試驗(yàn)-基本概念、標(biāo)準(zhǔn)、原則

失效率等級(jí)的初始鑒定試驗(yàn)

1）失效率試驗(yàn)所用的試驗(yàn)樣品必須從經(jīng)過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的篩選條件篩選過(guò)的產(chǎn)品

中抽取。按額定條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其樣品數(shù)量一般不得少于10個(gè)。

2）對(duì)于六級(jí)和低于六級(jí)的試驗(yàn)，額定條下的元件小時(shí)數(shù)應(yīng)不少于總元件小時(shí)數(shù)的

1/3;對(duì)于高于六級(jí)的試驗(yàn)，額定條件的元件小時(shí)數(shù)應(yīng)不少于總元件小時(shí)的1 /10。

3）加速試驗(yàn) 元件小時(shí)，按加速試驗(yàn)的元件小時(shí)數(shù)乘以加速系數(shù)來(lái)計(jì)算。

4）定級(jí)試驗(yàn)所需的試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)不少于1000小時(shí)。表中給出的48, 96, 240小時(shí)原則上只適用加速壽命試驗(yàn)。

5）定級(jí)試驗(yàn)和升級(jí)試臉的置信度取60%或90%,維持試驗(yàn)的置信度取10%.

GJB2649《電子元件失效率抽樣方案和程序》

GB1772《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》

八.元器件失效率鑒定試驗(yàn)-不同置信度和標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)抽樣方案及示例

例：對(duì)某元器件進(jìn)行6級(jí)定級(jí)試驗(yàn)，已知某一應(yīng)力條件的加速系數(shù)為x=50，希望試驗(yàn)在2000小時(shí)結(jié)束，如何進(jìn)行失效率等級(jí)鑒定試驗(yàn)？

分析：

1、選《失效率等級(jí)鑒定試驗(yàn)抽樣表》，置信度60%的抽樣方案表，對(duì)應(yīng)六級(jí)這一行。

2、產(chǎn)品為一般要求選置信度60%；（特殊要求可選90%）

3、六級(jí)中根據(jù)失效數(shù)有九個(gè)抽樣方案（C=0～8)

      **失效判據(jù)C小，抽樣方案相對(duì)“嚴(yán)”嗎？

a、常規(guī)數(shù)抽樣方案

取C=0，則試驗(yàn)時(shí)間T=0.916×106=916000小時(shí)。正常抽樣樣品

數(shù)：916000/2000=458個(gè)

b、小子樣方案

確定常規(guī)試驗(yàn)和加速試驗(yàn)的比例；6級(jí)以下選1/3的常規(guī)試驗(yàn)時(shí) 間。

（高于6級(jí)時(shí)，不得低于1/10）

常規(guī)試驗(yàn)時(shí)間：T/3≈305340元件小時(shí)

需樣品：305340/2000=152.67

加速試驗(yàn)時(shí)間：2T/3≈610670元件小時(shí)

需樣品：610670/(2000×50)=6.11

共需樣品:160=153+7

**小子樣抽樣方案加速系數(shù)τ=50是關(guān)鍵

九.元器件失效率鑒定試驗(yàn)-維持試驗(yàn)和一致性試驗(yàn)

十.威布爾分布的抽樣試驗(yàn)-失效率λ（B10)考核抽樣

1、失效率λ（B10)抽樣

在實(shí)際應(yīng)用中可靠壽命r=0.9是一個(gè)重要時(shí)刻，威布爾抽樣主要

針對(duì)這一時(shí)刻。

2、可靠壽命t0.9 抽樣

長(zhǎng)壽命低失效率產(chǎn)品的評(píng)價(jià)（對(duì)10～15年失效低于10%或更低的

產(chǎn)品評(píng)價(jià)）

*上述兩類(lèi)試驗(yàn)都是當(dāng)失效數(shù)為10%時(shí)的抽樣試驗(yàn)

**注意選擇形狀參數(shù)m時(shí)，它們分別對(duì)應(yīng)的早期、偶然、損耗期。

3、平均壽命（特征壽命）抽樣

失效率λ（B10)考核抽樣

例：產(chǎn)品壽命T服從m=0.3的威布爾分布，如以可靠壽命0.9時(shí)考核其

失效率 λ =10-6小時(shí)，希望試驗(yàn)在3000小時(shí)左右結(jié)束，制定試驗(yàn)方案。

分析：可采用《威布爾分布抽樣檢驗(yàn)表》中的《失效率λ（B10）抽樣表》

1、試驗(yàn)方案為定時(shí)結(jié)尾，試驗(yàn)時(shí)間約3000小時(shí)

2、與6級(jí)（ λ=100fit)定級(jí)試驗(yàn)類(lèi)似，主要用于使用方的評(píng)價(jià)抽樣。

1、查《失效率λ（B10)抽樣表》，對(duì)應(yīng)m=0.3，失效率λ（B10)的

值：

B10=0.03160815/10-6=31608

計(jì)算試驗(yàn)時(shí)間比

MB10 = (3000/31608)0.3 = 0.49339

2、查《失效率λ（B10）抽樣表》與0.49339接近的數(shù)為0.4967一欄

即：

樣品數(shù)n=44;接收數(shù)據(jù)：Ac=0;

試驗(yàn)時(shí)間t=(0.4967)1/0.3×31608=3067小時(shí)

為減少總試驗(yàn)時(shí)間可參考案例1的方法

可靠壽命t0.9的平均壽命抽樣試驗(yàn)

例4：產(chǎn)品壽命T服從m=3 的威布爾分布，考核批產(chǎn)品10年（87600

小時(shí)），可靠度R=0.9時(shí)的可靠壽命，使用方風(fēng)險(xiǎn)β=0.1，希望試驗(yàn)

在5000小時(shí)結(jié)束。

分析：采用《威布爾分布抽樣撿驗(yàn)表》

1、威布爾抽樣方案要求m是已知常數(shù)，采用定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)

2、形狀參數(shù)m=3，滿(mǎn)足耗損失效的特點(diǎn)（正態(tài)分布）；

（但從考核時(shí)間看5000小時(shí)對(duì)10年壽命評(píng)價(jià)應(yīng)是早期或隨機(jī)失效）

3、該試驗(yàn)僅考慮使用方的風(fēng)險(xiǎn)，使用單位可廣泛用于驗(yàn)收

1、計(jì)算可靠壽命與試驗(yàn)時(shí)間比：

t/t0.9=5000/87600=0.05707

2、查《可靠壽命t0.9抽樣表》；

形狀參數(shù)m=3的表上與0.05707接近的數(shù)，無(wú)解，表明試驗(yàn)規(guī)劃

的5000小時(shí)不夠。

3、增加試驗(yàn)時(shí)間，可選時(shí)間比0.4781一欄，試驗(yàn)樣品數(shù)200，Ac=0

試驗(yàn)時(shí)間為：

87600×0.4781=41882小時(shí)

4、對(duì)于壽命試驗(yàn)樣品數(shù)量確定后試驗(yàn)時(shí)間產(chǎn)品也確定了。

***對(duì)長(zhǎng)壽命產(chǎn)品加速系數(shù)是減少試驗(yàn)時(shí)間的基本條件

利用t0.9的平均壽命抽樣試驗(yàn)評(píng)價(jià)MTBF

例5：產(chǎn)品壽命T服從m=3的威布爾分布，考核批產(chǎn)品10年（87600小時(shí)）

的MTBF，使用方風(fēng)險(xiǎn)?=0.1，計(jì)算試驗(yàn)時(shí)間和樣品數(shù)。

分析: 采用《威布爾分布抽樣檢驗(yàn)表》

1、根據(jù)例4的計(jì)算結(jié)果用200個(gè)試驗(yàn)樣品，試驗(yàn)時(shí)間41882小時(shí)，如何

減少時(shí)間和樣品數(shù)量？

2、選88個(gè)樣品試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間為：

87600×0.6286=55065小時(shí)

3、根據(jù)tr＝[2.302（lg 1/r）] / λ 公式計(jì)算

MTBF（t0.368）=（2.302×0.4341）/ （1/87600)

=87538小時(shí)

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