电子产品可靠性基础知识
《电子产品的可靠性》课件
电子产品可靠性关系到产品质量，我们需要了解它的定义和概念、评价指标、 影响因素、提高方法、应用及可能遇到的问题。
什么是电子产品的可靠性?
定义和概念
电子产品在规定的时间内，能够在规定的条件 下正常使用的概率。
可靠性与其他品质特性的关系
可靠性是产品品质的重要环境因素
4 使用与维护
环境条件如温度、湿度等会影响产品可靠性。
操作不当、维护保养不当等会降低产品可靠 性。
提高电子产品可靠性的方法
1
硬件和软件设计的可靠性考虑
从设计阶段开始考虑产品可靠性，采用成熟的设计方法和工具，减少缺陷和失误。
2
制造过程中的控制
制定质量控制标准，建立良好的生产管理流程，严格执行质量控制规程。
总结
电子产品可靠性的意义和重要性
影响产品质量和用户体验，决定产品的生死存亡。
发展趋势和展望
随着科技的进步，电子产品的可靠性将不断提高， 以适应消费者对品质的高要求。
电子产品可靠性的评价指标
MTBF
指产品平均无故障工作时间。
故障率
指每单位时间或每个工作周期内出现故障的概率。
可修性
指设计、制造、使用、维护中，产品维修保养的难 易程度。
影响电子产品可靠性的因素
1 材料选择
材料质量和稳定性直接影响产品可靠性。
2 设计与制造过程
设计和制造中的缺陷和失误会影响产品可靠 性。
3
产品测试与验证
进行全面的功能和可靠性测试和验证，确保产品符合质量标准和性能要求。
4
提供售后服务
完善的售后服务能提高客户满意度，增加产品的可靠性和信誉度。
电子产品可靠性的应用与问题
应用
电子产品的可靠性与故障分析
电子产品的可靠性与故障分析近年来，电子产品在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
从智能手机到电视机，我们几乎无时无刻不与各种电子产品相伴。
然而，随着电子产品的不断普及和多样化，人们开始越来越关注它们的可靠性和故障分析问题。
本文将深入探讨电子产品的可靠性与故障分析，以帮助读者更好地理解这一话题。
一、电子产品的可靠性电子产品的可靠性是指其在特定时间和条件下正常工作的能力。
可靠性是衡量一个产品性能的重要指标，对于电子产品来说尤为关键。
在电子产品领域，可靠性通常通过故障率、平均无故障时间（MTTF）和平均故障间隔时间（MTBF）来衡量。
1. 故障率故障率是指在单位时间内产品出现故障的概率。
通常以每百万小时为单位进行统计。
较低的故障率代表着较高的可靠性。
2. MTTF平均无故障时间（MTTF）是指产品平均正常工作的时间，以小时为单位。
MTTF越长，代表产品的可靠性越高。
3. MTBF平均故障间隔时间（MTBF）是指产品在发生故障后到下一次故障之间的平均时间间隔。
与MTTF类似，MTBF越长，说明产品的可靠性越高。
二、电子产品故障分析尽管电子产品的可靠性在不断提高，但故障仍然难以避免。
故障分析是为了找到故障原因并采取相应措施来修复故障的过程。
下面是电子产品故障分析的几个常见方法：1. 统计学分析统计学是一种常见的故障分析方法。
通过收集大量的产品故障数据并进行统计学分析，可以找出一些常见的故障规律和特点。
这有助于制造商更好地改进产品设计并提高可靠性。
2. 故障树分析故障树分析是一种通过将故障事件分解为一系列基本故障事件，并分析它们之间的逻辑关系来进行故障分析的方法。
通过构建故障树模型，我们可以找到导致故障的根本原因，并采取相应的修复措施。
3. 人工智能算法近年来，人工智能算法在故障分析领域的应用得到了越来越多的关注。
通过使用机器学习和深度学习等技术，可以对大量的故障数据进行自动分析和判断，并提供修复建议。
电子产品的可靠性设计与评估
电子产品的可靠性设计与评估一、引言近年来，随着电子产品的迅猛发展和广泛应用，人们对其可靠性的要求越来越高。
电子产品的可靠性设计和评估成为了制造商和消费者关注的焦点。
本文将从设计和评估两个方面探讨电子产品的可靠性，并介绍相应的步骤。
二、可靠性设计1. 可靠性定义和指标：可靠性是指在特定的环境条件下，电子产品正常工作且不出现故障的能力。
常用的可靠性指标包括故障率、平均寿命、失效模式等。
2. 设计原则：a. 冗余设计：通过增加备用部件或系统来提高产品的可靠性，一旦出现故障，备用部件可以接替原有部件的功能。
b. 故障诊断和监测：加入故障诊断和监测系统，能够及时发现并定位故障，提高产品的可靠性和可维护性。
c. 硬件设计：选择高质量的元器件、严格控制电子元件的质量，避免引入潜在故障源。
d. 环境考虑：考虑产品在特定环境条件下的工作，例如温度、湿度等因素对产品可靠性的影响。
3. 设计步骤：a. 需求分析：明确产品的使用环境和用户需求，从而确定可靠性指标的目标。
b. 设计阶段：根据需求分析的结果，进行系统框架设计和功能设计。
在这个阶段，应该考虑可靠性设计的原则，并根据产品类型选择合适的故障诊断和监测技术。
c. 元器件选择：选择可靠性高、稳定性好的元器件，并进行可靠性测试和验证。
d. 算法和软件设计：对于带有智能功能的电子产品，算法和软件的设计也是可靠性设计的重要组成部分。
e. 验证和测试：对设计的电子产品进行可靠性验证和测试，模拟实际使用条件和环境，促进产品的改进和完善。
三、可靠性评估1. 可靠性试验：通过对电子产品进行可靠性试验，如寿命试验、高温试验、低温试验等，模拟实际使用环境，评估产品的可靠性。
2. 数据分析：对试验数据进行收集和分析，计算故障率和失效模式，评估产品的可靠性指标。
3. 故障分析：对故障原因进行深入分析和研究，找出故障的根本原因，为产品的改进提供依据。
4. 用户反馈：监测用户对产品的使用情况和故障情况的反馈，及时发现和解决问题，提高产品的可靠性和用户满意度。
电子产品的可靠性
可靠性是一个时间的函数。
产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
可靠性有一系列的数学特征量值： 如，可靠度R(t)、失效率λ(t)、平均寿命MTBF、寿命概率密度f(t)等 。
2020/5/26
1、可靠性学科的诞生
2、可靠性学科的诞生
50年代，当时美国的武器装备，从美国本土运往朝鲜战场，交付部队使
BETA软件可进行快速计算，并进行三维模拟温度场，计算速度是有限元法 的50倍。给分析带来很大方便。特别是设计初期，会给构思带来即效验证。
2020/5/26
4、可靠性试验技术
1概述 2、环境应力筛选(ESS）试验技术 3、HALT&HASS试验技术 4、振动试验技术 5、可靠性验证试验－MTBF测定技术 6、集成电路加速寿命试验模型
可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程
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可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程 3.系统（产品）工程研制阶段----详细设计阶段
研制任务：
1、 各层次产品全部详细图纸的设计 2、 功能、性能的详细设计、工程计 算
3. 技术文件的编制，包括产品标准 的 出台
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2、可靠性设计（DFR)
1、可靠性设计的重要性 2、现代系统设计思想 3、系统可靠性设计技术流程
2020/5/26
2、可靠性设计
1、可靠性设计的重要性
可靠性设计在可靠性工程技术中占有重要地位，产品 的可靠性定量指标在设计过程中就得到了落实，为产品的 固有可靠性奠定了基础。运用可靠性分配理论，把可靠性 指标从系统整机到部件级、元器件级逐级分配，从而使整 机的可靠性得到了保证。反之，一个忽略可靠性设计的产 品，必然“先天不足，后患无穷 ”，在使用过程中大部分会 暴露出一系列不可靠的问题。据统计，由于设计不当，而 影响产品可靠性的程度占各种不可靠因素的首位。所以， 我们一定要扭转只搞性能指标设计，忽视可靠性设计的倾 向，在产品研发、设计阶段，认真开展可靠性设计，为产 品固有可靠性奠定基础。
电子产品的可靠性
5．1 电子产品的可靠性电子产品在工作、运输和储存过程中，往往会受到各种环境因素的影响。
电子产品所 处的环境，大体上可分为自然环境、工业环境和特殊使用环境。
除自然环境之外，工业环 境和特殊使用环境一般是人为制造和改变的，故这类环串有时也称为诱发环境。
表5—l 中的环境分类包含了电子产品可能遭遇的各种基本环境。
环境因素造成的电子产品故障是严重的。
国外曾对机载电子产品进行故障剖析．结 果发现，50％以上的故障是由环境因素所致。
而温度、振动、湿度3项造成的故障串则高达44%. 环境因索造成的产品故随和失效可分为两类，类是功能故障，指电子产品的各种功 能出现不利的变化，或受环境条件的影响功能不能正常发挥，一旦外界因素消失，功能仍 能恢复，另一类是永久性损坏，如机械损坏等。
需要指出的是，在对环境影响因素进行分析时，既要考虑一般的情况，又要确定主要 影响因素，而且还应重视不同环境因素的相互作用。
例如，温度的影响，有持续性的高、低 温作用，有瞬态的作用(热冲击)及周期性作用等；而在高温下发生冲击振动时，两种环境 因素都将强化对方的影响。
这些都要进行具体的分析。
艾博希电子在对客观因素作出估计时，应考 空各个作用因素的强度、作用时间、重复的次数等。
这样，才能正确地采用防护措施，保证 严品在受到多种环境因素的长期综合作用下安全、可靠地工作。
对于产品来说，可靠性问题和人身安全、经济效益密切相关，因此，研究产品的可靠性 问题显得十分重要，非常迫切。
(1)提高产品可靠性，可以防止故障和事故的发生J尤其是避免灾难做事教的发生b 例如，1986年1月28日，美航天飞机“挑战者号”由于1个密封田失效，起飞76秒后爆 炸，7名宇航员丧生，造成12亿美元的经济损失P1992年我国发射“澳星号”时，由于一个 小零件的故障，发射失败，造成了巨大的经济损失和政治影响。
(2)提高产品的可靠性，能使产品总的费用降低。
提高产品的可靠性，首先要增加费 用，加需要选用好的元器件，研制部分冗余功能的电路及进行可靠性设计、分析、实验，这 些都需要经费，然而，产品可靠性的提高使得维修费及停机检查损失费大大减小，使总费用降低.(3)提高产品的可靠性，可以减少停机时间，提高产品可用率，一台设备可顶几台用， 可以发挥几倍的效益。
电子设备的可靠性分析
电子设备的可靠性分析随着科技的进步和数字化时代的到来，电子设备在我们的生活中扮演着越发重要的角色。
然而，我们也经常遇到电子设备出现故障的情况，这使得我们不得不对电子设备的可靠性进行分析和评估。
本文将探讨电子设备的可靠性分析，并提供一些提高可靠性的方法。
一、电子设备的可靠性分析电子设备的可靠性是指设备在一定时间内正常工作的能力。
为评估设备的可靠性，我们通常使用两个重要的参数：平均无故障时间（MTTF）和平均修复时间（MTTR）。
1. 平均无故障时间（MTTF）MTTF指设备在正常工作条件下运行的平均时间，常用小时为单位。
它可以帮助我们了解设备在一定时间内出现故障的概率。
通常情况下，MTTF越高，设备的可靠性越好。
2. 平均修复时间（MTTR）MTTR指设备从出现故障到修复完成的平均时间，同样以小时为单位。
MTTR反映了设备出现故障后的修复效率和速度。
较低的MTTR意味着故障可以更快地被修复，设备可用性更高。
我们可以使用以下公式来计算电子设备的可靠性：可靠性（R）= MTTF / (MTTF + MTTR)二、提高电子设备可靠性的方法提高电子设备可靠性是保障设备长期稳定运行的关键。
以下是一些有效的方法：1. 设备选型和质量控制合理的设备选型和良好的质量控制是确保设备可靠性的基础。
在选购电子设备时，应选择具有良好声誉和可靠性的品牌。
同时，生产厂家应该注意质量控制，确保产品符合国际标准。
2. 预防性维护预防性维护是指在设备出现故障之前采取适当的维护措施，以防止故障的发生。
这包括定期的设备检查、清洁和更换易损件等。
通过预防性维护，我们可以及时发现潜在问题并采取措施，提高设备的可靠性。
3. 合理使用和环境保护正确使用电子设备也是确保其可靠性的重要因素。
遵循正确的使用指南，避免过度使用设备，避免操作错误和误操作。
此外，还应注意设备的环境保护，避免暴露在极端温度、湿度或电磁干扰等不利因素中。
4. 故障分析和改进在设备出现故障时，及时进行故障分析是提高设备可靠性的关键。
实用电子产品可靠性基础知识
实用电子产品可靠性基础知识【摘要】本文主要阐述了电子产品可靠性常用基础概念、常用公式及实施方法，较为系统地介绍了电子产品可靠性工作的流程，对于初步从事电子产品研制的技术人员和管理人员，具有一定的参考应用价值。
【关键词】可靠性；可用性；MTBF；可靠性模型；可靠性预计1.认识产品可靠性工作1.1什么是产品的可靠性产品在规定条件下和规定的时间内完成规定功能的能力叫产品的“可靠性”。
通俗地说，产品故障出的少，就是可靠性高。
可靠性的概率度量叫可靠度，用R(t)表示。
设N个产品从时刻“0”开始工作，到时刻t失效的总个数为n(t)，当N足够大时R(t)≈[N－n(t)]/N=N(t)/N这里边重点是产品、规定条件、规定时间、规定功能。
产品：硬件（汽车、电视机等）、流程性材料（水泥、燃油、煤气等）、软件（程序、记录等）、服务（理发、导游等）。
规定条件：主要指自然、人文等环境。
规定时间：指时间段或某一时刻。
规定功能：产品所应达到的能力和效果。
我们这里讲到的产品可靠性通俗说就是我们研制生产的设备或系统在用户所处的环境中使用时实现其应有的技战术性能的能力。
1.2产品可靠性的重要性在国际上，可靠性起源于第二次世界大战，1944年纳粹德国用V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭在起飞台上爆炸，还有一些掉进英吉利海峡。
由此德国提出并运用了串联模型得出火箭系统可靠度，成为第一个运用系统可靠性理论的飞行器。
当时美国海军统计，运往远东的航空无线电设备有60％不能工作。
电子设备在规定使用期内仅有30％的时间能有效工作。
在此期间，因可靠性问题损失的飞机2.1万架，是被击落飞机的1.5倍。
由此引起人们对可靠性问题的认识，通过大量现场调查和故障分析，采取对策，诞生了可靠性这门学科。
上述例子充分证明了装备可靠性的重要。
因此现代武器装备既要重视性能，又不能轻视可靠性。
要获得装备的高可靠性，目前通用的做法是采用工程化的方法进行设计和管理。
下面我们介绍一下可靠性工程方法的一些基本内容。
电子产品可靠性基础知识
常用方法：元器件计数法；应力分析法
元器件计数法预计公式：
n
s NiGi Qi i1
应力分析法预计公式：
（1）p bEK
n
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2） s Nipi i1
（3） M TBFS
1
S电子产品可靠性基础知识
四、故障模式、影响及危害分析 1. FMECA 2. FMECA包括FMEA和CA FMEA CA
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（一）FMECA的实施步骤
（1）掌握产品结构和功能的有关资料 （2）掌握产品启动、运行、操作、维修资料 （3）掌握产品所处环境条件的资料 （4）定义产品及其功能和最低工作要求 （5）按照产品功能方框图画出可靠性框图 （6）确定分析级别 （7）描述故障模式、分析原因及影响 （8）找出故障的检测方法 （9）找出预防措施 （10）确定严酷度 （11）确定故障概率等级 （12）填写FME电A子产表品可，靠性绘基础制知识危害性矩阵
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第三节 可靠性试验
可靠性试验的概念 —— 可靠性试验：实验室试验，现场试验
可靠性试验
工程试验 统计试验
环境应力筛选试验
可靠性增长试验 可靠性测定试验 可靠性鉴定试验 可靠性验收试验
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一、环境应力筛选 二、可靠性增长试验 三、加速寿命试验 四、可靠性测定试验 五、可靠性鉴定试验 六、可靠性验收试验
R t F t 1
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3．故障密度函数：f(t)
ftdFt
dt
Ft0t fudu
R(t)tf(u)du
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八、可靠性与维修性的常用度量
（一）可靠度：产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功
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IEC 60300-3-6《软件可信性应用指南》 IEC 61713《软件生存期的软件可信性应用指南》
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六、可用性和可信性的概念
1．可用性 可用性是产品可靠性、维修性和维修保 障的综合反映
2．可信性 可信性是一个集合术语，用来表示可用
八、可靠性与维修性的常用度量
（一）可靠度：产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定
功能的概率称为可靠度，一般用R(t）表示，若产品的总数为No,工作到t时刻 产品发生的故障数为r（t），则产品在t时刻的可靠度的观测值为：
（二）故障（失效）率：工作到某时刻尚未发生故障的产
品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，称之为产品的故障率：
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独立故障、从属故障（前者是指不是由于另一个产
品引起的故障，后者是有另一个产品故障引起的故障， 一般在评价产品可靠性时只统计独立故障）
二、可靠性
1．可靠性：产品在规定的条件下和规定的 时间内，完成规定功能的能力。
可靠性的概率度量称为可靠度
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应力分析法预计公式： （1） （2） （3）
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四、故障模式、影响及危害分析
1. FMECA 2. FMECA包括FMEA和CA
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可靠性模型
—— 串联模型：组成产品的所有单元中任一单
元发生故障都会导致整个产品故障
—— 并联模型：组成产品所有单元同时工作时，只要有一个单元
不发生故障，产品就不会故障，亦称贮备模型
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式中Ri(t)与λi(t)——第i单元的可靠度与故障率； Rs(t)与λs(t)——第i单元的可靠度与故障率；
故障率的单位 1菲特（fit）=10-9/小时
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（三）平均失效（故障）前时间（MTTF） 当产品的寿命分布服从指数分布
（四）平均故障间隔时间（MTBF）
1．
（其中T为总试验时间）
2．完全修复的产品
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（五）贮存寿命 产品在规定条件下贮存时，仍能满足规
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2020/11/27
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第一节 可靠性的基本概念
一、故障（失效）及其分类
1. 故障：产品或产品的一部分不能或将不能 完成预定功能的事件或状态
2．故障分类 故障的规律 偶然故障、耗损故障 故障的后果 致命性故障、非致命性故障 故障的统计特性
反映产品对维修人力的要求。
任务可靠性：产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。
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三、维修性
产品在规定的条件下和规定的时间内，按规 定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规 定状态的能力。
维修性是产品的一种特性，即由产品设 计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固 有特性。
2．产品可靠性分类：
固有可靠性：产品在设计、制造中赋予的，是产品的一种固有特性，
也是产品的开发者可以控制的。
使用可靠性 ：产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特
性，他除了考虑固有可靠性的影响因素之外，还要考虑产品安装、操作使用 和维修保障等方面因素的影响。
基本可靠性：产品在规定条件下无故障的持续时间或概率，它
定质量要求的时间长度。
（六）平均修复时间（MTTR）
式中ti：第i次修复时间 n：修复次数
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九、浴盆曲线
1．早期故障期：在产品投入使用的初期，产品的故障率较
高，且具有迅速下降的特征。此阶段故障主要是设计与制作中的缺 陷，如设计不当、材料缺陷、加工缺陷、安装调整不当等，产品投 入使用后很容易较快暴露出来。
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二、可靠性分配 在产品设计阶段，将产品的可靠性定量要求
按规定的准则分配到规定的产品层次的过程。 常用方法：评分分配法；比例分配法 评分分配法 选择故障率入为分配参数，主要考虑四个
影响因素：
复杂度：组成分系统的元器件数数量及组装 调试的难易程度
技术成熟度：分系统的技术水平和成熟程度
重要度：分系统的重要性
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环境条件：分系统所处环境条件
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—— 每个因素的分值在1-10之间 分配公式： （1） （2） （3） （4）
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三、可靠性预计 根据产品各组成部分的可靠性预测产品在规 定的工作条件下的可靠性 常用方法：元器件计数法；应力分析法 元器件计数法预计公式：
2．偶然故障期：在产品投入使用一段时间后，产品的故障
率可降到一个较低的水平，且基本处于平稳状态，可以近似认为故障率为常 数，这一阶段就是偶然故障期。
3．耗损故障期：特点是产品的故障率迅速上升，很快出现
产品故障大量增加直至最后报废。
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性、维修保 障。
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七、可靠度函数、累积故障（失效）分布函数 1．可靠度 可靠度：R(t) 2．累积故障分布函数：F(t)
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3．故障密度函数：f(t)
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四、保障性
系统（装备）的设计特性和计划的保障资源 满足平时和战时使用要求的能力。
包括两个方面的含义：与装备保障有关的 设计特性；保障资源的充足和适用程度。
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五、软件可靠性
产品可靠性有两部分构成：硬件可靠性及软件 可靠性
十、可靠性与产品质量的关系
产品质量
性能指标
专门特性（包括可靠性、维 修性、保障性等）
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第二节 基本可靠性设计与分析技术
一、可靠性设计的基本内容
规定定性定量的可靠性要求 建立可靠性模型 可靠性分配 可靠性预计 可靠性设计准则 耐环境设计 元器件选用与控制 电磁兼容设计 降额设计与热设计