李磊+董玉蘭+鄭麗云

摘 要：可靠性是電子產(chǎn)品的不可見質(zhì)量。通用電子產(chǎn)品的故障事件頻發(fā)，但是，現(xiàn)有的針對電子產(chǎn)品可靠性的研究卻過于“專一化”，尚未對通用電子產(chǎn)品在整個壽命周期過程的可靠性作出全面的分析。如何在電子產(chǎn)品研制、試驗、生產(chǎn)、使用和維修的整個壽命周期中，對電子產(chǎn)品的可靠性進行定性分析和量化評價，是通用電子產(chǎn)品可靠性分析評估中急需解決的問題。針對以上問題，提出了一種對電子產(chǎn)品在全壽命周期中的可靠性進行定性與定量分析的方法。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品 全壽命周期 可靠性分析 方法

導言

在產(chǎn)品的全壽命周期過程中，產(chǎn)品都需要有許多可靠性的工作進行處理，可靠性的數(shù)據(jù)管理是其中一項最重要也是最基本的工作，怎樣對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集、獲取、管理是我們主要關(guān)心的問題。每種產(chǎn)品都有其與眾不同的點，在全壽命周期中涉及到的可靠性數(shù)據(jù)也各有不同，為了能更好的對數(shù)據(jù)進行可靠性管理來增加各類產(chǎn)品的全壽命周期。就需要對這一問題進行深入探討?？煽啃詳?shù)據(jù)庫一般用于工業(yè)或軍用產(chǎn)品的維修之中，對這些大型的復雜的設備進行維修管理就需要對這些設備的各項參數(shù)包括出的各種故障的參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)進行記錄，這些數(shù)據(jù)集為該產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)庫?？煽啃詳?shù)據(jù)庫也是為了增加產(chǎn)品的全壽命周期做準備。

1、產(chǎn)品全壽命周期的可靠性數(shù)據(jù)的收集、獲取流程

可靠性數(shù)據(jù)是指有利于一切可靠性工作的相關(guān)數(shù)據(jù)?？煽啃詳?shù)據(jù)也包含一些對數(shù)據(jù)集的相關(guān)描述。所以，可靠性數(shù)據(jù)總體指對產(chǎn)品的真實參數(shù)的數(shù)據(jù)記錄和對這些真實數(shù)據(jù)的文字描述的整合。

產(chǎn)品的可靠性工作具有復雜龐大、階段性突出的特點，所以產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)至少包括：產(chǎn)品可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品可靠性實驗數(shù)據(jù)、產(chǎn)品可靠性使用數(shù)據(jù)、產(chǎn)品可靠性工作項目數(shù)據(jù)等?？煽啃詳?shù)據(jù)在產(chǎn)品全壽命周期中起至關(guān)重要的作用，產(chǎn)品全壽命周期中的流程中包含論證階段、研制階段、生產(chǎn)階段、使用階段，這四個階段都時刻進行著可靠性工作項目，可靠性工作項目需要用到可靠性數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)與信息，這些數(shù)據(jù)需要相關(guān)人員進行數(shù)據(jù)收集管理。由此可見可靠性數(shù)據(jù)管理充斥在產(chǎn)品的整個全壽命周期中。

可靠性數(shù)據(jù)的管理需要收集、分析、處理和應用四個階段，每一步的側(cè)重點和所需技術(shù)都各不相同，在產(chǎn)品的全壽命周期的整個過程之中，前一階段的數(shù)據(jù)信息總是服務于后一階段的數(shù)據(jù)信息；后一階段的數(shù)據(jù)信息又以前一階段的數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)。在研制和生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品逐漸從模型走向?qū)嶓w，可靠性的數(shù)據(jù)與信息也是越積越多；在最后的生產(chǎn)使用階段可靠性的數(shù)據(jù)積累至最多且數(shù)據(jù)都一一確定下來，維修數(shù)據(jù)也是至關(guān)重要的，它在產(chǎn)品以后的維修階段起很重要的借鑒作用。

2、可靠性數(shù)據(jù)管理在產(chǎn)品全壽命周期中的具體應用

2.1在產(chǎn)品維修當中的應用

以可靠性數(shù)據(jù)管理為中心的維修是產(chǎn)品維修的必要環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的數(shù)據(jù)進行可靠性的采集、歸納、管理有便于我們確定產(chǎn)品任意部件的故障最優(yōu)管理策略?；诳煽啃詳?shù)據(jù)管理的維修可以使產(chǎn)品能以最佳的費用獲得良好的安全性、可靠性、穩(wěn)定性、完好性維修措施，可以保證有效維修過程的實施。

2.2預測及生命周期管理中的應用

產(chǎn)品的預測與生命周期管理也需要依賴有效的數(shù)據(jù)測量及管理，在設備產(chǎn)品的工作能力不斷降低之前，檢測產(chǎn)品設備的工作性能和預估產(chǎn)品可能即將發(fā)生的故障，與相關(guān)要素相結(jié)合，利用可靠的數(shù)據(jù)管理，將非預測性的故障維修轉(zhuǎn)換成為可預測性的維修，或?qū)Ξa(chǎn)品設備的工作性能和對其維修的工作量降到最小而安排最佳時間。

可靠性的數(shù)據(jù)管理用來預測設備產(chǎn)品的故障發(fā)生有利于減少非預測性的維修中的一些不必要的維修過程，這樣做不僅可以減少人力、物力、財力上的不必要浪費，還可以進一步提升產(chǎn)品的使用性能和全壽命周期。這是可靠性數(shù)據(jù)管理在產(chǎn)品的全壽命周期中良好應用的典型案例。

3、通用電子產(chǎn)品全壽命周期可靠性分析方法研究

3.1可靠性分析理論

3.1.1可靠性預計

可靠性預計主要用于電子產(chǎn)品的設計階段。在這個階段，根據(jù)電子產(chǎn)品的可靠性模型、結(jié)構(gòu)、材料和工作環(huán)境等信息定量地估計其組成單元及系統(tǒng)的可靠性水平。其作用在于能夠提前發(fā)現(xiàn)各種設計指標是否滿足要求，找到較弱的環(huán)節(jié)，同時也可為改進和優(yōu)化設計方案提供依據(jù)。目前，國內(nèi)開展可靠性預計工作所依據(jù)的標準主要是由工信部電子五所制定的GJB/Z299C《電子設備可靠性預計手冊》。GJB/Z299C是在充分地分析大量的可靠性試驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上編制而成的，它適用于我國的電子產(chǎn)品，同時也借鑒了美國、英國和法國等國家的可靠性預計手冊的優(yōu)點。該標準涉及21類元器件，包括部分國產(chǎn)元器件和部分進口元器件。它對這些元器件的預計模型、各種參數(shù)和基本失效率的圖表和公式進行了深入的研究，并且給出了采用應力分析法和元器件計數(shù)法進行電子產(chǎn)品可靠性預計所需要的各種信息和圖表，應用范圍比較廣泛。GJB/Z299D預計明年可以發(fā)布。

3.1.2可靠性評估

可靠性評估貫穿于電子產(chǎn)品研制、試驗、生產(chǎn)、使用和維修的整個壽命周期中。在研制階段，對各項可靠性試驗的結(jié)果進行評估，可以驗證試驗的有效性；在定型階段，根據(jù)可靠性鑒定試驗的結(jié)果，可以評估產(chǎn)品的可靠性水平是否達到設計的要求，從而為生產(chǎn)決策提供管理信息；在生產(chǎn)階段，根據(jù)驗收試驗數(shù)據(jù)可以評估產(chǎn)品的可靠性能否達到所要求的水平；在早期使用階段，通過收集分析和評估現(xiàn)場數(shù)據(jù)能夠找出早期故障的原因，加強可靠性篩選，提高產(chǎn)品的可靠性；在使用過程中，定期地對電子產(chǎn)品進行可靠性分析和評估，有利于及時地對可靠性水平低下的電子產(chǎn)品進行改進。

3.1.3加速壽命試驗

加速壽命試驗是在不改變電子產(chǎn)品的失效機理、不增加新的失效模式的前提下，通過提高一些應力的強度以加速失效進程的試驗方法，一般適用于電子產(chǎn)品壽命長，急需縮短試驗時間進行產(chǎn)品壽命定量驗證的情況。根據(jù)加速試驗的數(shù)據(jù)，可以定量地評估產(chǎn)品的壽命，指導電子產(chǎn)品的后期維護、保障。但是，需要注意的是，在開展加速壽命試驗之前，首先需要開展可靠性預計，并且需要確保電子產(chǎn)品的可靠性預計的結(jié)果是滿足設計要求的；否則，開展加速壽命試驗的效果可能就會不理想。

3.2可靠性分析方案流程

本文結(jié)合電子產(chǎn)品全壽命周期的特點及各生產(chǎn)和使用者開展電子產(chǎn)品可靠性試驗、驗證和評估工作的需求，提出了電子產(chǎn)品可靠性定性與定量分析相結(jié)合的方法，具體的過程如下所述。

3.2.1根據(jù)各個生產(chǎn)廠家和使用者提供的電子產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，開展可靠性預計工作通過可靠性預計，分析各個廠家的產(chǎn)品是否達到了可靠性設計的要求，是否具備開展驗證試驗、可靠性評估和加速試驗的條件。若預計結(jié)果符合要求，則繼續(xù)進行下一步的驗證、試驗工作；否則，就要提出改進建議，建議廠家改進設計。

3.2.2按標準開展可靠性驗證試驗

不同領(lǐng)域的電子產(chǎn)品開展可靠性試驗應參照不同的標準。對于一般的軍用電子產(chǎn)品，可按照GJB899A-2009開展可靠性試驗，以定性地考核其可靠性是否滿足設計要求。

3.2.3收集可靠性數(shù)據(jù)

要求各個電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供產(chǎn)品研制過程的試驗數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)是否足以支撐開展可靠性評估。

結(jié)語

產(chǎn)品全壽命周期的可靠性數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)是建成一個可靠性數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)需直觀、易懂。系統(tǒng)的模式可以按照不同的產(chǎn)品的特點進行調(diào)整，國內(nèi)外已有許多產(chǎn)品全壽命周期可靠性數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)建成的非常優(yōu)秀的典型案例，我們都可拿來進一步的對比、借鑒并進行深入探討，最終得到我們自己滿意的系統(tǒng)。

參考文獻

[1]陳源，王豐，朱蕾，萬軍，楊萬均，朱玉琴.可靠性數(shù)據(jù)資源應用體系建設現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].裝備環(huán)境工程.2013（04）.

[2]王學，高普云，馮志剛，吳志橋.基于參數(shù)優(yōu)化算法對可靠性數(shù)據(jù)進行折算[J].機械強度.2010（04）.