电子系统可靠性 - 可靠性设计(高嵩)

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I.可靠性的基本知识
II.系统可靠性模型建立
III.系统可靠性预计与指标的分配
IV.系统可靠性分析方法
V.电子元器件的可靠性
VI.系统的可靠性设计（方法）

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目录

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可靠性的基本知识

可靠性设计——I.可靠性的基本知识高嵩

本章内容
1可靠性的基本概念
1.2.可靠性的参数体系
3.提高系统可靠性的途径
4.系统可靠性设计的内容

可靠性
产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”。
“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。
“规定时间”是指产品规定了的任务时间。
“规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。

故障及其分类
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，称之为故障（即产品丧失了规定的功能）。
对于不可修产品（如电子元器件）：失效。
故障的表现形式，叫做故障模式。
引起故障的物理化学变化等内在原因，称故障机理。

产品的故障按其故障规律分为两大类：
偶然故障
渐变故障
产品的故障按其故障后果分为两大类：
致命性故障
非致命性故障
产品的故障按其统计特性分为两大类：
独立故障
从属故障

寿命剖面
产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。它包含一个或多个任务剖面。
通常把产品的寿命剖面分为后勤和使用两个阶段。

任务剖面
产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。任务剖面一般应包括：
产品的工作状态；
维修方案；
产品工作的时间与顺序；
产品所处的环境(外加的与诱发的)的时间与顺序；
任务成功或致命故障的定义

可靠性的度量——可靠度
可靠度
产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率称为可靠度。依定义可知，系统的可靠度是时间的函数，表示为：
R(t)=P(ξ>t)
式中，R(t)——可靠度函数；
ξ——产生故障前的工作时间；
t——规定的时间
累积故障分布函数
产品在规定的条件下和规定的时间内，丧失规定功能的概率称为累积故障概率（又叫不可靠度）。

故障率函数
故障率
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。
用数学符号表示为：式中，λ(t)——故障率；
dr(t)——t时刻后，dt时间内故障的产品数；
Ns(t)——残存产品数，即到t时刻尚未故障的产品数。

问题
故障率是概率值么？
故障率有量纲么？
故障率和累积故障密度之间有什么关系？

寿命特征
首次翻修期限（首翻期）:指在规定条件下，产品从开始使用到首次翻修的工作时间和（或）日历持续时间。翻修是指把产品分解成零部件，清洗、检查，并通过修复或替换故障零部件，恢复产品寿命,等于或接近其首翻期的修理。
翻修间隔期限:指在规定条件下，产品两次相继翻修间的工作时间、循环次数和（或）日历持续时间。
总寿命:指在规定条件下，产品从开始使用到规定报废的工作时间、循环次数和（或）日历持续时间。
贮存期限:在规定条件下，产品能够贮存的日历持续时间，在此时间内，产品启封使用能满足规定要求。

寿命分布
寿命分布（或故障分布、失效分布）是可靠性工程应用和可靠性研究的基础。寿命分布的类型各种各样，某一类分布适用于具有共同故障机理的某类产品，它与装备的故障机理、故障模式以及施加的应力类型有关。
寿命分布是将工程问题抽象简化后，在理论上对其特性进行深入研究。产品的寿命分布是产品故障规律的具体体现；分析寿命分布的过程，实际上是从可靠性角度对产品进行分类的过程，达到在理论上对可靠性研究的深化，在工程上对可靠性的分析、
试验、验证、评估等的定量化。

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zhuanzhe8

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II.系统可靠性模型建立
1.可靠性模型概述
1.1术语及定义
1.2基本可靠性模型－任务可靠性模型
1.3建模的程序
2.系统功能分析
3.典型的可靠性模型

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III.系统可靠性预计与指标的分配
1.系统可靠性要求制定
2.系统可靠性要求分配
3.系统的可靠性预计

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IV.系统可靠性分析方法
1.故障模式影响及危害性分析法（FMECA）
2.故障树分析法（FTA）
3.事件树分析法（ETA）

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V.电子元器件的可靠性
1.元器件的失效特征
2.元器件的失效机理
3.元器件的失效分析技术
4.元器件的选择和应用

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VI.系统的可靠性设计（方法）
1.系统可靠性设计的内容及其准则
2.元器件的降额设计
3.耐环境设计（系统的热设计、三防设计、抗振设计）
4.印制板的可靠性设计