可靠性設(shè)計與分析關(guān)鍵技術(shù)的介紹

本篇思維導(dǎo)圖

工程實(shí)踐中,標(biāo)準(zhǔn)化的可靠性設(shè)計與分析工作,包括確定產(chǎn)品的可靠性要求、可靠性建模、可靠性預(yù)計、特性分析和設(shè)計評審等15個工作項目。電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計工作基本流程如圖1所示,涉及的可靠性設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)主要包括:可靠性建模技術(shù)、可靠性預(yù)計技術(shù)、可靠性分配技術(shù)、薄弱環(huán)節(jié)分析技術(shù)、特性分析與適應(yīng)性設(shè)計技術(shù)、耐久性分析技術(shù)。

圖1 電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計工作基本流程

1 可靠性建模技術(shù)

可靠性建模技術(shù),即建立系統(tǒng)產(chǎn)品可靠性框圖及相應(yīng)的可靠性數(shù)學(xué)模型(可靠性概率表達(dá)式),它是產(chǎn)品可靠性預(yù)計技術(shù)、可靠性分配技術(shù)的重要基礎(chǔ)。其中,編制可靠性框圖,需要深入了解產(chǎn)品工作過程及任務(wù)完成中的要求,通過框圖直觀地展示工作過程中產(chǎn)品所有單元之間可靠性的相互依賴關(guān)系,每個方框所代表的單元(分系統(tǒng)或設(shè)備、板級組件、零部件、元器件)失效概率是相互獨(dú)立的;建立可靠性數(shù)學(xué)模型,需要根據(jù)可靠性框圖及其定義,用普通概率法、布爾真值表法等方法擬定每個框圖的可靠性數(shù)學(xué)模型。

目前,可靠性建模技術(shù)發(fā)展了適用于單功能和多功能系統(tǒng)的串聯(lián)系統(tǒng)模型、并聯(lián)系統(tǒng)模型、冗余(貯備)系統(tǒng)模型、表決系統(tǒng)模型及其組合結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型。幾種典型的可靠性框圖如圖2-6所示,其中,可靠度數(shù)學(xué)模型中Ri(t)表示第i個單元的可靠度、ti表示第i個單元的工作壽命。

(1)串聯(lián)系統(tǒng)模型:由n個單元組成的串聯(lián)系統(tǒng),任意單元發(fā)生故障均會導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)生故障。串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性框圖如圖2所示。

圖2 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性框圖

對于給定的工作時間t,串聯(lián)系統(tǒng)工作壽命的可靠度數(shù)學(xué)模型:

(2)并聯(lián)系統(tǒng)模型:由n個單元組成的并聯(lián)系統(tǒng),所有單元都發(fā)生故障才會導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)生故障。并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性框圖如圖3所示。

圖2 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性框圖

對于給定的工作時間t,并聯(lián)系統(tǒng)工作壽命的可靠度數(shù)學(xué)模型: