可靠性大纲通用模板讲解

XXXX有限责任公司

可靠性大纲

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XXXX可靠性大纲

1、概述

本报告规定了XXXX电源变换器模块（以下简称电源模块）在研制及使用过程中开展安全性工作的目标和要求，确保其达到预期的可靠性指标。本报告为电源模块研制及使用过程中的可靠性工作提供了依据，必须严格执行。

2、引用文件

GJB 450A－2004 装备可靠性工作通用要求

GJB 451－1990 可靠性维修性术语

ZD/SC 422-03-2011《质量手册》

3、编制依据

XXXX技术协议、合同或设计任务书

4、一般要求

4.1可靠性工作的目标和基本原则

4.1.1目标

确保系统达到规定的可靠性要求，满足系统的战备完好性和任务成功性要求、降低对保障资源的要求、减少寿命周期费用。

4.1.2基本原则

遵循预防为主、早期投入的方针，把预防、发现和纠正设计、制造、元器件和原材料等方面的缺陷和消除单点故障作为可靠性工作的重点；

可靠性工作与研制工作统一规划，协调进行；

遵循采用成熟设计的可靠性设计原则，控制新技术在电源模块中所占的比例，并分析类似产品在使用可靠性方面的缺陷，采取有效的改进措施，提高可靠性；

加强对研制和生产过程中可靠性工作的监督与控制。

4.2可靠性指标

4.2.1电源模块设计定型的可靠性的指标：在环境温度85℃±3℃环境下，平均无故障工作时间大于106h。

4.2.2监督与控制

质量部门在总经理和总工程师的领导下，根据XXXX《质量手册》的有关标准对本大纲的执行情况进行监督与控制。

4.2.3可靠性工作计划

电源模块的项目组长负责模块的可靠性设计和管理工作，工作包括指标论证、可靠性建模、分配、预计、设计、元器件选用控制、可靠性试验等项目。各阶段的工作计划见表1。

表1 可靠性工作计划

5详细要求

5.1项目确定阶段

θ

5.1.1确定MTBF的任务值

s

θ。

由公司根据产品的装机要求或上级主管单位签订

s

5.1.2可靠性调研

项目组、质量部共同收集国外的机载防撞系统产品的可靠性水平的相关资料。

5.1.3可靠性论证

θ进行初步论证。

质量部参考国外同类产品的可靠性水平，根据必要性和可行性对

s

5.1.4制订可靠性大纲

技术部经理根据GJB 450A－2004的规定编制可靠性大纲。

5.2方案设计阶段

5.2.1功能框图

由技术部经理根据电源模块技术指标，设计、制订电源模块功能框图。

5.2.2可靠性框图

技术部经理根据功能框图及其逻辑功能关系制订出产品的可靠性框图。

5.2.3可靠性分配及预计

根据可靠性框图由项目组长与技术部经理按照“加权分配”的原则或类似产品的预计结果将任务书上的可靠性指标分配至电源模块各单元电路；分配的结果应满足模块的可靠性指标。对于元器件级的模块电路，可不进行可靠性分配。根据GJB/Z 299C，应用元器件

，并根据预计的结果对影响可靠性的电路进行设计改应力分析法预计出的可靠性预计值

p

进。

5.2.4可靠性评审

包括以下内容：

a)由总工、技术部经理主持可靠性评审；

b)评审内容为5.2.1至5.2.4各项内容；

c)可靠性设计评审可与本阶段方案设计评审同时进行；

5.3样品研制阶段

5.3.1设计

5.3.1.1合理选用元器件

元器件是电路可靠性设计的基础，在设计时应注意：

a)压缩和限制元器件的品种、规格和数量；

b)尽量不使用未定型的新品，对于必须采用的新元器件和关键元器件应经过质量认

证，避免采用高失效率的元器件；

c)选择元器件供方时，应按《器材合格供方名单》选用，超出优选范围，要有认证报

告和审批手续。

5.3.1.2元器件降额设计

元器件降额设计，是可靠性设计的重要环节，设计时需对电路详细分析、计算，对每个元器件的工作电流、电压、功率、机内升温和使用环境等进行设计，同时对可靠性、元器件体积、重量和费用等作出权衡。

5.3.1.3电路可靠性设计

5.3.1.3.1成熟设计

尽量少用新研制的、未经考验的产品，尽量采用成熟的技术。

5.3.1. 3.2简化设计

在满足产品性能要求的前提下，尽可能地对方案和电路进行简化，防止设计中为了获得微小的性能改进而增加电路和元器件，造成可靠性水平下降。电路简化设计可采用如下几种方式：

a）对高性能、高指标与电路的复杂性、可靠性要综合平衡；

b）尽可能地体现电路的继承性；

c）优选与采用标准电路和组件，压缩单元电路的品种、数量；

d）提高电路集成化程度。

5.3.1. 3.3冗余设计

在可靠性认证和产品设计中，用通常的方法难于实现可靠性指标，可以采用冗余设计。对于重要的而又易出现故障的电路和元器件，应设置必要的冗余，视设备的体积、重量、功能和费用而定。

5.3.1. 3.4裕度设计

裕度设计又称“漂移设计”或“容差设计”。为防止电路因公差、环境、电压、负荷等变化，造成漂移性故障，应进行裕度设计，一般包括如下几种方式：

a)功率裕度设计：增加电路使用状态的容限安全系数，使所有分机、单元都具有一定

的功率裕量，一般应达到20%～30%，关键部位甚至达到50%；可靠性指标越高，要

求设计的裕度量越大；

b)电路工作状态设计：正确地选择电路工作点，使工作点处于稳定性好的区域，也就

是对元器件参数漂移反应不灵敏的区域；

c)温度补偿设计：采用温度系数相反的器件组合使用，或采取其它温度补偿措施；

d)环境控制设计：如温控、热设计、抗机械应力、三防设计等，尤其是对关键部位环

境敏感的元器件采取特殊措施；

e)为减少漂移失效，要求电源电压拉偏10%～15%的情况下设备均能正常工作，同时可

进行更新元器件的辅助试验，即根据元器件公差、温度系数的极限值，选取同型号

元器件，更换后性能仍能满足技术要求。

5.3.1. 3.5抗暂态效应设计

设备因接通或断开电源、机内打火、输出端开路和短路等造成元器件瞬态过载而失效称为暂态效应；暂态效应可以通过分析法、动态特性试验法、开关冲击检查，并预先对元器件特别是半导体器件、电容器和电感器等器件在瞬态过程中的承受能力进行分析，采取相应保护措施抑制暂态过载的发生。

5.3.1.4结构可靠性设计

5.3.1.4.1电磁兼容设计

为减少设备的电磁干扰，必须在电路、结构和工艺设计中设法提高模块的电磁兼容性能。设计的基本方法是对“场”(静电场或磁场)和“路”(传输线路或电路)两种引入干扰

的渠道采取以下措施来解决兼容问题：

a)屏蔽设计：包括静电屏蔽和电磁屏蔽设计，以克服“场”耦合引入的干扰；

b)接地设计：为减少信号与地、高电平与低电平、高频与低频的电路与地线之间的电

流耦合，要尽可能使接地各自形成回路；正确选择接地线的位置、形状和接地方式

使接地电流最小；

c)高频滤波：利用滤波器实施屏蔽和隔离。

5.3.1.4.2热设计

降低元器件周围的环境温度，是降低元器件失效率和提高设备可靠性的有效方法。热设计的根本任务是：采取一切适当的措施，降低设备及元器件的工作温度，减少设备发热量和温升。

a)减少发热：任何一个具有电阻的载流元件都是内部发热源；对发热元件降额使用，

降低变压器、扼流圈、大功率晶体管、电阻等功耗将有效地降低元器件工作温度；

b)隔热：在设计时应考虑对有源器件与无源器件、发热元件与非发热元件相对隔离，

特别是对温度敏感的元器件加以保护，以减轻发热元器件对工作性能的影响；

c)散热：用热交换的原理，将设备内部元器件产生的热能，通过传导、对流、辐射等

形式进行散热。

5.3.1.4.3防震、减震设计

产品设计时必须采取措施，防止元器件或整机的固有频率与外界的机械振动发生共振，以保证产品可靠地工作。因此，产品在设计过程中，必须进行防震设计，通过分析和估计，找出产品的共振频率，并提出消除共振的措施；产品试样应进行振动试验和运输试验，证明确实已达到设计要求，如不能达到要求，应进行改进设计。

5.3.1.5工艺可靠性设计

5.3.1.5.1印制板的可靠性设计

电子设备中采用大量印制电路板，对设备可靠性的影响十分明显，必须采取有效措施加以控制，在设计中要注意：

a)板面合理布局：一块板面尽可能容纳一个单元或一个功能电路，便于调试和维修；

b)电路合理安排：各级电路应基本上按电原理图顺序排列，输入级与输出级分开，力

求布线短而紧凑，以防寄生耦合电磁干扰；

c)元器件合理布置：元器件布置必须适合全面视力检查，以便迅速观察元器件标称值

确定故障部位；大而重的元器件应有加固装置，增加印制板耐共振与耐冲击能力；

d)合理布线：印制板线径、间距、均匀性等直接影响分布电感、电容、电晕、电弧、

集热和附着力等电气和机械性能，设计中应严格按标准化规定和工艺规范执行。

5.3.1.5.2电气互连设计

电子设备具有大量的焊点。为了排除虚焊点，实现可靠性互连，在工艺设计中必须明确规范和操作规程，同时特别要注意：

a)焊前处理；

b)装焊的温度和时间；

c)插装元器件的焊点必须出头（露筋），不允许馒头状裹焊；

d)使用中性焊剂；

e)调试中动过的焊点，必须经专业电装工人进行电装整理；

f)须由熟练的电装工人装焊，焊前进行培训，持证上岗；

g)在接线端子上，采用高可靠的绕接技术。

5.3.1.5.3“三防”设计

气候环境中潮湿、盐雾和霉菌时常遇到的对电子产品起破坏作用的因素，对这三方面的防护称为“三防”。进行“三防”设计是保证产品在规定环境条件下，可靠工作的重要措施。进行“三防”设计时应遵循如下程序：

a)对产品使用环境条件进行调研，获得环境要素和变化规律；

b)对产品环境应进行研究，对环境效应进行分析，确定产品故障出现的应力条件，选

择防护结构，防护材料及工艺；

c)信息反馈：收集现场故障数据，并进行反馈，改善防护设计。

5.3.1.6关键、重要件分类

由产品主管主持，对产品所用元器件进行重要性分级，编制XXXX电源变换器模块《关重件明细表》。

5.3.2元器件，使用原材料、自制件的质量保证

质量部及有关单位《XXXX电源变换器模块质量保证大纲》和按公司内有关质量控制文件进行。

5.3.3装调质量保证

装调质量通过以下途径保证：

a)参与装调的工作人员应经培训，持上岗合格证上岗；

b)工艺人员根据有关制度对“关键单元件”、“重要单元件”进行工序质量分析，确定

“关键工序”实施重点控制；

c)从分机通电开始，做好通电记录。通电、调试中失效的元器件应记录在案，并进行

失效机理分析，采取相应的补救措施；

d)装、调中各工序应严格进行检验；

5.3.4环境应力筛选及环境试验

环境应力筛选试验人员按环境应力筛选规范进行工艺缺陷剔出，做好工艺试验的测试、故障及故障排除记录。

环境试验人员按产品技术规范（标准）进行环境试验，并做好通电、测试及产品故障（失效）记录，进行失效机理分析，采取补救措施，写出试验报告。

5.3.5可靠性信息的收集、分析、反馈、改进

从样品研制阶段开始建立环境条件、失效记录。

产品出现失效时，应进行失效机理分析，采取可靠性增长措施。

5.3.6可靠性设计评审

可靠性设计要求如下：

a)由总工、技术部经理主持评审会；

b)评审内容：5.3.1至5.3.6条完成情况；

c)可与本阶段研制阶段评审合并进行；

d)必要时，邀请厂外专家参加评审。

5.4设计定型阶段

5.4.1鉴定试验

根据XXXX电源变换器模块的可靠性指标，编制试验大纲，待大纲评审后方可执行。若产品在试验中有故障（失效）发生，应进行失效机理分析，采取可靠性增长措施。

5.4.2可靠性评价

a)质量部收集电源模块通电、调试、环境试验、鉴定试验中的可靠性数据，写出电源模块可靠性评估报告。

b)可与本阶段鉴定试验评审合并进行。

6使用可靠性评估与改进

6.1使用可靠性收集

使用可靠性信息包括装备在部队使用、维修、贮存和运输等过程中产生的信息，主要有工作小时数、故障和维修信息、监测数据、使用环境信息等。通过部队有计划地收集装备在使用期间的各项有关数据，为装备的使用可靠性评估、改进、完善，改进使用与维修工作，以及新研装备的论证与研制等提供信息。

6.2使用可靠性评估

使用可靠性评估包括初始使用可靠性评估和后续使用可靠性评估。使用可靠性评估应以部队实际的使用条件下收集的各种数据为基础，必要时也可组织专门的试验，以获得所需的信息。评估装备在实际使用条件下达到的可靠性水平，验证装备是否满足规定的使用可靠性要求，并编制使用可靠性评估报告。

6.3使用可靠性改进

根据产品在使用中暴露的问题和技术的发展，通过必要的权衡分析或试验，确定需要采取改进的项目，以进一步提高产品的可靠性。改进产品使用可靠性的途径主要包括：

a)设计更改；

b)制造工艺的更改；

c)使用与维修方法的改进；

d)保障系统及保障资源的改进等。