通過(guò)加速壽命試驗(yàn)來(lái)模擬產(chǎn)品在極端壓力水平下的性能

在這一步驟中，要獲取或構(gòu)建多個(gè)組件或子系統(tǒng)，同時(shí)組裝原型。大多數(shù)“傳統(tǒng)”的試驗(yàn)和分析都是在這一階段進(jìn)行的，包括對(duì)從供應(yīng)商那里獲得的組件和子系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)取樣，用于 Minitab 中的加速壽命試驗(yàn)和壽命數(shù)據(jù)回歸。

當(dāng)進(jìn)入制造階段時(shí)，可靠性設(shè)計(jì)工作應(yīng)主要集中在減少或消除制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。制造會(huì)在以下任何方面引入變化：材料、過(guò)程、制造場(chǎng)所、操作人員和污染?？紤]到這些額外的變量，應(yīng)該重新評(píng)估產(chǎn)品的可靠性。為了提高穩(wěn)健性，可能需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。

成功實(shí)施這一步驟的關(guān)鍵檢查點(diǎn)包括：
（1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) (DOE) 技術(shù)確定的、以結(jié)構(gòu)化方式計(jì)劃和運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證（或確認(rèn)）要求是否得到滿足
（2）增進(jìn)對(duì)產(chǎn)品和過(guò)程的了解
（3）了解通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果確定的關(guān)鍵使用、設(shè)計(jì)和環(huán)境參數(shù)的影響（和相互作用）
（4）識(shí)別缺陷（不足）和需要改進(jìn)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域
（5）對(duì)半工業(yè)化生產(chǎn)線的產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗(yàn)

讓我們看一個(gè)例子，我們使用加速壽命試驗(yàn)來(lái)模擬產(chǎn)品在極端壓力水平下的性能，并將結(jié)果推斷到正常使用條件。

加速壽命試驗(yàn)

1.案例背景

某可靠性工程師想要研究電子設(shè)備的晶體管之間的漏電情況。當(dāng)漏電達(dá)到某個(gè)閾值時(shí)，電子設(shè)備會(huì)失效。為了加快檢驗(yàn)的失效速度，檢驗(yàn)設(shè)備的溫度比正常溫度高得多。每?jī)商鞕z查設(shè)備的失效情況。工程師執(zhí)行了加速壽命試驗(yàn)，以估計(jì)設(shè)備在正常操作條件 (55° C) 和最壞情況操作條件 (85° C) 下失效所需的時(shí)間。工程師想確定B5的壽命（5% 的設(shè)備失效所需的估計(jì)時(shí)間）。

2.Minitab操作

3.Minitab結(jié)果解釋

基于擬合模型的概率圖可以幫助您確定在加速變量每個(gè)水平上的分布、變換以及相等形狀假定 (Weibull) 是否合適。對(duì)于這些數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，這些點(diǎn)近似呈一條直線。因此，模型的假定對(duì)于加速變量水平是合適的。

結(jié)果：根據(jù)百分位數(shù)表中的結(jié)果，工程師可以得出以下結(jié)論：
在設(shè)計(jì)溫度 (55° C) 下，5% 的設(shè)備將在大約 760 天（略高于 2 年）后故障。
在最惡劣溫度 (85° C)下，5% 的設(shè)備將在大約 81 天后故障。
這些結(jié)果也顯示在下面的關(guān)系圖中。

通過(guò)使用更苛刻的工作環(huán)境，在該示例中是升高試驗(yàn)期間的溫度，工程師能夠迅速獲得壽命數(shù)據(jù)。這些結(jié)果是通過(guò)擬合物理上合理的統(tǒng)計(jì)模型得出的，以獲得在較低水平、正常水平的操作條件或壓力下的壽命或長(zhǎng)期可靠性估計(jì)。

現(xiàn)在，產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)，制造和裝配過(guò)程可能會(huì)影響其可靠性性能，此時(shí)我們要進(jìn)入最后一步：維持、監(jiān)控和控制可靠性。

審核編輯：符乾江