能和性能；（5）經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能——體積、重量、外觀。

　　

　　28 可靠性預(yù)測(cè)（Reliability predication）

　　

　　為了對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在不同的設(shè)計(jì)階段，均能預(yù)估其可靠性水平，并將發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，來(lái)提高設(shè)備的可靠性和安全性，以免在使用過(guò)程中發(fā)生故障，必須對(duì)可靠性進(jìn)行預(yù)測(cè)。可靠性預(yù)測(cè)就是利用過(guò)去積累的可靠性數(shù)據(jù)資料（用戶、工廠、實(shí)驗(yàn)室的可靠性數(shù)據(jù)），綜合元器件的失效數(shù)據(jù)，較為迅速的預(yù)測(cè)出的產(chǎn)品可靠性大致指標(biāo)。

　　1.進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)的目的

（1） 在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)預(yù)測(cè)了解可靠性是否滿足設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)。

（2） 通過(guò)預(yù)測(cè)可找出提高可靠性、維修性的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)的主要方法

（1） 預(yù)測(cè)偶然失效的失效率（或MTBF）。

（2） 預(yù)測(cè)耗損失效，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行。

（3） 預(yù)測(cè)維修性。

（4） 失效模式、影響和致命度分析（DMECA）]

可靠度分配和可靠度預(yù)測(cè)互為逆過(guò)程。

29 可靠性試驗(yàn)（Peliability test）

為分析、評(píng)價(jià)系統(tǒng)、設(shè)備、元器什等可靠度而進(jìn)行的一切試驗(yàn)，統(tǒng)稱為可靠性試驗(yàn)。

在可靠性設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量選擇優(yōu)良的材料、元器件和可靠的結(jié)構(gòu)，努力提高產(chǎn)品的可

靠度。同時(shí)，還應(yīng)在各個(gè)階段上通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性和安全性，在試驗(yàn)中，要正確模擬實(shí)際使用條件；使用正確的實(shí)驗(yàn)方法；要保證抽取一定的批量樣本。

可靠性試驗(yàn)依試驗(yàn)場(chǎng)所不同分為：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（檢測(cè)和驗(yàn)證產(chǎn)品的工作可靠度和使用可

靠度）和模擬試驗(yàn)（在工廠，實(shí)驗(yàn)室等模擬環(huán)境中試驗(yàn)產(chǎn)品的固有可靠度）。

　　可靠性試驗(yàn)，根據(jù)應(yīng)力強(qiáng)度不同可分為：正常工作試驗(yàn)，超負(fù)荷試驗(yàn)，破壞性試驗(yàn)，極限試驗(yàn)，加速壽命試驗(yàn)，強(qiáng)制耗損試驗(yàn)。根據(jù)應(yīng)力施加時(shí)間長(zhǎng)短又可分為：恒定應(yīng)力試驗(yàn)，各種負(fù)載試驗(yàn)，步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)或遞增應(yīng)力試驗(yàn)，周期應(yīng)力試驗(yàn)，間歇工作試驗(yàn)，無(wú)負(fù)載存放試驗(yàn)。

　　

　　30 抽樣試驗(yàn)（Sampling）

　　

　　從批量產(chǎn)品中抽取一部分樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，用以鑒定產(chǎn)品的質(zhì)量（在可靠性方面如MTBF、失效率等），這種制定產(chǎn)品合格與否的方法稱為抽樣試驗(yàn)。抽樣試驗(yàn)的方法迅速而經(jīng)濟(jì)。當(dāng)有些產(chǎn)品批量很大，不可能逐個(gè)試驗(yàn)時(shí)，或某些產(chǎn)品十分昂貴不能進(jìn)行破壞性試驗(yàn)時(shí)，抽樣試驗(yàn)則成為必不可少的方法。

　　抽樣試驗(yàn)可分為計(jì)數(shù)抽樣試驗(yàn)和計(jì)量抽樣試驗(yàn)。如檢驗(yàn)一批燈泡是否合格，若規(guī)定使用壽命超過(guò)5000小時(shí)為合格品，則可從這批產(chǎn)品中抽出?n個(gè)樣品，進(jìn)行逐個(gè)試驗(yàn)，然后要據(jù)合格燈泡數(shù)來(lái)判斷這批產(chǎn)品的合格率。這種方法就叫計(jì)數(shù)抽樣試驗(yàn)。如果是以每個(gè)樣品的定量指標(biāo)（如使用壽命）來(lái)判斷這批產(chǎn)品是否合格，則稱為計(jì)量抽樣試驗(yàn)。

　　該方法有一次抽樣試驗(yàn)和多次抽樣試驗(yàn)。此外還有隨生產(chǎn)的進(jìn)行抽樣數(shù)和時(shí)間逐次增加，逐次積累數(shù)據(jù)，每次都進(jìn)行判斷的方法。后者稱為序貫抽樣試驗(yàn)。

　　

　　31完全壽命試驗(yàn)（Safe life test）

　　

　　這種試驗(yàn)是將參加試驗(yàn)的樣品進(jìn)行到全部失效為止的一種方法。這種試驗(yàn)方法雖然收集的數(shù)據(jù)完整可靠，但常常需要很長(zhǎng)時(shí)間，所以對(duì)有些產(chǎn)品來(lái)說(shuō)首當(dāng)其沖不適用。如晶體管的工作壽命很長(zhǎng)，如果要把樣品試驗(yàn)到全部失效，有時(shí)要長(zhǎng)達(dá)幾年的時(shí)間，甚至幾十年，而在這樣長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品又要更新?lián)Q代了。為了解決這一問(wèn)題，可以采用截尾壽命試驗(yàn)，截尾壽命試驗(yàn)分為定時(shí)截尾和定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)。

　　定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)，就是規(guī)定試驗(yàn)時(shí)間，到規(guī)定的時(shí)間試驗(yàn)結(jié)束。定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)是規(guī)定失效樣數(shù)量，即失效樣品數(shù)到規(guī)定的數(shù)量試驗(yàn)即結(jié)束。

　　

　　32 加速壽命試驗(yàn)（Acceleraled test）

　　

　　加速壽命試驗(yàn)是用加大試驗(yàn)應(yīng)力，人工縮短產(chǎn)品失效時(shí)間，以縮短試驗(yàn)時(shí)間一種試驗(yàn)。為使試驗(yàn)取得可靠的數(shù)據(jù)，要求失效模式和機(jī)理不因加速而改變。運(yùn)用加速壽命模型估計(jì)出產(chǎn)品在正常工作應(yīng)力下的可靠性特征值。

　　由于技術(shù)水平的提高，產(chǎn)品壽命會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，因此在基準(zhǔn)條件下作壽命試驗(yàn)就要花費(fèi)很多時(shí)間，所有加速壽命試驗(yàn)顯得尤為重要。加速的一般方法有下列五種：

（1） 增加應(yīng)力強(qiáng)度或增加施加應(yīng)力的次數(shù)，如增加溫度、增加負(fù)荷或增加轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)和

速度等。

（2） 提高失效判據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。

（3） 采用已具有一定退化量的試件。

（4） 采用相似法，按一定比例放大或縮小所模擬的試件來(lái)進(jìn)行模擬試驗(yàn)。

（5） 以產(chǎn)品易發(fā)生性能退化或易發(fā)生致命失效的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)作試驗(yàn)。

對(duì)于失效機(jī)理單一的產(chǎn)品，加速壽命試驗(yàn)較為簡(jiǎn)單，但對(duì)失效原因較多的產(chǎn)品，

則很難實(shí)現(xiàn)理想的加速壽命試驗(yàn)。在這種情況下，可以抽出主要的失效機(jī)理作加速壽命試驗(yàn)，再綜合試驗(yàn)結(jié)果加以改善，以便預(yù)測(cè)出符合實(shí)際的壽命特征。

　　

　　33 降額

　　

　　降額是指使元件在低于其額定應(yīng)力條件下工作。在實(shí)際工作中可以采用降低應(yīng)力，也可以采用提高元器件的強(qiáng)度。通常最常用的方法是選用強(qiáng)度更高的元器件。

　　降額是降低元器件失效率的有效方法。元器件在低應(yīng)力下一般情況失效率都會(huì)有下降趨勢(shì)，而在高溫條件下則元器件的失效率會(huì)上升，絕大多數(shù)元器件的失效率決定于應(yīng)力與溫度。

　　元器件降額必須保證規(guī)定的設(shè)備可靠性符合規(guī)范要求。降額方法是因不同的元器件類型及用途而不同。

　　電子元件的降額需要采用降額曲線。這些曲線通常把降額值與某些關(guān)鍵的環(huán)境因素或物理因素或數(shù)學(xué)模型聯(lián)系起來(lái)，數(shù)學(xué)模型根據(jù)應(yīng)力比，溫度以及所考慮元器件有關(guān)的其它參數(shù)定量地確定基本失效。

　　機(jī)械和結(jié)構(gòu)部件是采用提高平均強(qiáng)度、降低平均應(yīng)力、減小應(yīng)力變化、減小強(qiáng)度變形以得到可以接受的成功概率。

　　

　　34 可靠性管理原則（Principle of reliability management）

　　

　　可靠性管理是一項(xiàng)從提出要求制定計(jì)劃、簽定合同開始，一直到設(shè)計(jì)、制造、使用等活動(dòng)，都要貫穿可靠性技術(shù)的工作；可靠性管理包括技術(shù)內(nèi)容和管理內(nèi)容兩個(gè)方面。前者主要實(shí)施于設(shè)計(jì)制造過(guò)程中；后者則主要在日常使用過(guò)程中實(shí)施，以經(jīng)常收集可靠性數(shù)據(jù)?？煽啃怨芾砼c生產(chǎn)管理及其它工程領(lǐng)域里的工作都有密切關(guān)系。它與QC（質(zhì)量管理），訂貨、系統(tǒng)工程維修、設(shè)置等各項(xiàng)管理工作緊密相關(guān)。

　　可靠性管理應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）強(qiáng)調(diào)全面的系統(tǒng)計(jì)劃；（2）使用統(tǒng)計(jì)的方法收集失效數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析；（3）進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋，將使用過(guò)程中收集到的數(shù)據(jù)再反饋到設(shè)計(jì)、制造部門中去。這樣就可對(duì)產(chǎn)品的全過(guò)程進(jìn)行可靠性監(jiān)視。

　　可靠性管理的五個(gè)階段是：（1）確定可靠性的要求項(xiàng)目；（2）收集可靠性數(shù)據(jù)；（3）分析數(shù)據(jù)；（4）改進(jìn)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造；（5）檢查驗(yàn)證可靠性技術(shù)實(shí)施情況。

　　

　　35 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度（Reliability of series systen）

　　

　　若組成系統(tǒng)的所有單元中任一個(gè)單元失效均可導(dǎo)致系統(tǒng)失效，這樣的系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)，圖5-4是串聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。

　　

　　圖5-4　串聯(lián)系統(tǒng)圖

　　若系統(tǒng)中各單元的可靠度為R＜sub＞1＜/sub＞(t), R＜sub＞2＜/sub＞(t)……R＜sub＞n＜/sub＞(t)；并且相互之間是獨(dú)立的，那么系統(tǒng)的可靠度為：

　　R＜sub＞s＜/sub＞= R＜sub＞1＜/sub＞(t). R＜sub＞2＜/sub＞(t) ……R＜sub＞n＜/sub＞(t)

　　

　　從上式可見，串聯(lián)系統(tǒng)的可靠比各單元的可靠底低，串聯(lián)的單元越多則系統(tǒng)的可靠度就越?。ㄒ?yàn)閱卧煽慷纫话阈∮?）。

　　

　　36　并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度（Reliability parallel systen）

　　

　　若組成系統(tǒng)的單元全部失效，系統(tǒng)失效，這樣的系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)。圖5-5是并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。

　　

　　圖5-5　并聯(lián)系統(tǒng)

　　系統(tǒng)可靠度為：

　　

　式中，Ri(t)——組成系統(tǒng)中任一單元的可靠度。

　　

37　失效樹分析法（Failt tree analysis）

　　

　　簡(jiǎn)稱FTA法，它是1962年美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的Watson首先提出的，然后被應(yīng)用到航空和宇航工業(yè)、核工業(yè)，其中最有影響的工作是1974年美國(guó)原子能委員會(huì)發(fā)表的WASH-1400計(jì)劃，是采用FTA法對(duì)核電站進(jìn)行安全評(píng)估，目前在化工、機(jī)械各行業(yè)中也廣泛的應(yīng)用FTA法進(jìn)行安全評(píng)估。

　　FTA法就是邏輯關(guān)系，把可能考慮到的故障失效原因連接成一個(gè)樹狀因果圖。圖5-6是從腳手架墜落災(zāi)害的分析圖。

　　

　　圖5-6 FTA法分析圖

　　在FTA法中采用的邏輯門主要是“與門”和“或門”。與門（AND）是邏輯積的關(guān)系，也就是輸入事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，輸出事件才能發(fā)生（圖5-7）。或門（OR）是邏輯和的關(guān)系，當(dāng)輸入事件中有一個(gè)發(fā)生，輸出事件就會(huì)發(fā)生（圖5-8）。

　　

　　圖5-7 AND門