13衛(wèi)星可靠性性設計20140424

1、第十三講衛(wèi)星可靠性性設計,2014年4月24日,,可靠性定義,可靠性-reliability 可靠的狀態(tài)可靠的-reliable 某些事物是可依靠的或是可信賴的，是產品未來的性能或行為。在未來的使用中，產品還是可以信賴的嗎？,以“時間”為坐標的質量,未來性能-存在不確定性,定量化-衡量故障發(fā)生難易程度的尺度,“概率”-統計,產品或系統在其壽命周期條件內，在規(guī)定的時間段內執(zhí)行預期功能（沒有故障并在指定的性能范圍內）的能力

2、。,可靠性定義-產品在規(guī)定條件下、規(guī)定時間內、完成規(guī)定功能的概率。,R(t)= P( T > t )：可靠性函數式中：t－工作時間（期望時間）；T－產品出故障的時間（壽命）；P－表示不出現故障的概率。,可靠性基本概念,可靠性（度）函數 與故障分布函數,故障率函數（失效率）：單位時間內發(fā)生失效的概率單位：Fit：10-9/h,平均壽命MTTF（數學期望）函數： 1/λ（ λ 為常數）,可靠性的統計意義,

3、7;1-4：失效前平均時間MTTF（5/ 5）,早期故障階段有生產缺陷導致的故障，較容易暴露，篩選等措施可有效剔除偶然故障期階段故障率維持在一個比較穩(wěn)定水平，是產品主要工作期間耗損故障階段故障率迅速上升，很快出現大量產品故障或報廢,浴盆曲線,產品故障的一般規(guī)律,可靠性的準備及萌芽期– 上世紀30 ～40 年代期間開始形成可靠性概念，這一階段的活動主要集中在德國和美國可靠性理論的興起及形成– 20 世紀50 年代初，美國

4、在朝鮮戰(zhàn)爭中發(fā)現不可靠的電子設備不僅影響戰(zhàn)爭的進行，而且需要大量的維修費用。以1957 年發(fā)表的第一份可靠性研究報告《軍用電子設備可靠性》為標志可靠性理論迅速發(fā)展階段– 上世紀60 年代是美國航空及航天工業(yè)迅速發(fā)展的年代，故被稱為“ 宇航年代” 。以《電子設備可靠性預計手冊》的頒布為標志可靠性工程深入發(fā)展的階段– 航空、航天及軍事裝備的需求技術的深入發(fā)展廣泛的工程應用,可靠性理論的發(fā)展歷程,,GJB450A-200

5、9 裝備可靠性工作通用要求全壽命周期對可靠性技術的應用,具有明確的定性和定量目的，定量目標通過反復迭代得到評估和滿足針對各種產品類型、產品各個層次均進行可靠性工作與產品設計緊密結合、可靠性是設計出來的既包括技術又包括管理，它的工作對象是物(產品)、事(工作)和人,,可靠性建模,系統可靠性、可用性建模方法,可靠性框圖法RBD（含SIM-S）Markov法Go法（含Go-Flow法、ESA法）故障樹法FT（含DIF Tree）

6、Petri網法（SPN、ADEPT、OOPT、FraNets）故障原理模型法（含故障注入）,Go-Flow模型,Petri網模型,Markov模型,故障原理模型,系統可靠性、可用性建模方法,GJB813－90 可靠性模型的建立和可靠性預計,可靠性建模方法的不同描述能力,系統可靠性、可用性建模方法,目的預計產品的基本可靠性和任務可靠性，評價所提出的設計方案是否能滿足規(guī)定的可靠性定量要求。,電子產品可靠性預計手冊GJB299B －

7、1998 電子設備可靠性預計手冊GJB/Z 108－98 電子設備非工作狀態(tài)可靠性預計手冊MIL－HDBK －217,美國已經建立了三大機械產品可靠性數據庫NPRD-91(Nonelectronic Parts Reliability Data 1991)RADC Nonelectronic Reliability Notebook IEEE-STD-500 Reliability Data,可靠性預計,常用的單元可靠性預

8、計方法：? 相似產品法? 評分預計法? 應力分析法? 故障率預計法? 機械產品可靠性預計法,各研制階段可靠性預計方法的選取,方案階段-只有系統的總體情況、功能要求和結構設想，預計為方案決策提供依據初步設計階段-已有工程圖或草圖，系統組成已確定，預計為發(fā)現設計中的薄弱環(huán)節(jié)詳細設計階段-系統的各個組成單元都得到了工作環(huán)境和使用應力信息，預計為進一步改進設計提供依據,可靠性預計,引言（1/2）,系統可靠性預測與系統可靠性分配是系

9、統可靠性設計中的兩個主要環(huán)節(jié)。在系統的功能框圖確定之后就要對各主要分系統進行可靠度分配。當分系統功能框圖和單機數確定后要對單機進行可靠度分配。當單機的線路設計和元器件數確定后要對各種元器件提出失效率指標。 當整個系統的技術設計完成后，要根據所采用的電子元器件的實際失效率數據和環(huán)境應力水平，電路程式，系統的工作模式，實際要求的壽命時間等對系統進行可靠度預測。當預測的可靠度指標不能滿足分配的可靠度指標時就要考慮冗余設計、改變系統工作

10、模式和提高電子元器件的可靠度等措施。 在系統規(guī)劃、設計、研制、生產、使用各個階段中的可靠性活動，列于圖2-1中。,圖2-1 可靠性預測程序圖,§2-1：引言（2/2）,可靠性預測和分配是系統可靠性研究的兩個不同側面。一個是從元器件到系統的綜合方法，一個是從系統到元器件的分析方法，它們相互制約，相輔相成最終使系統的設計滿足所要求的可靠度指標。,§2-2：系統可靠性預測的方法和步驟（1/3）,預測系統可靠度的方

11、法，基本上可以分為模擬法和分析法兩大類。對于系統可靠度計算，兩者都被采用。當系統不能建立精確的數學模型時往往采用模擬法，一般又稱為蒙特卡洛法。 在應用這種方法時，首先確定系統各單元參數的分別方式，選出每個單元及其參數的隨機子樣，再把這些子樣組合起來作為系統性能或可靠度的量度。這種方法的關鍵是要知道單元參數和系統指標間的關系。 分析方法是另外一種過程，它涉及描述系統數學模型的方程式的求解問題。 現將各種預測系統可靠

12、度的計算方法示于圖2-2中。,圖2-2 可靠性預測方法,§2-2：系統可靠性預測的方法和步驟（2/3）,§2-2：系統可靠性預測的方法和步驟（3/3）,預測系統可靠度的方法雖然很多，但實際用于系統可靠度計算的卻只限于下列三種： （1）數學模型法，（2）上下限法，（3）失效樹法。而其中尤以數學模型法用得最多。因為大多數系統和分系統都可以用數學方法來描述。一般是先把系統細分成一些分系統。分別獨立地預測分系統的可

13、靠度，然后把預測所得到的各分系統的可靠度按一定的數學模型組合起來預測整個系統的可靠度。而當系統和分系統之間的關系特別復雜時，建立數學模型就十分困難了，這時模擬法就有用了。上下限法是確定可靠度預測值所在的上下限范圍的一種方法。在處理比較復雜的系統時，它比模擬法省錢。在處理較簡單問題時，它又比數學模型法簡捷，而且可以得到相當精確的結果。,可靠性分配,§3-1：可靠度分配的方法和步驟（1/3）,§3-1：可靠度分配的方法和

14、步驟（2/3）,§3-1：可靠度分配的方法和步驟（3/3）,§3-2：系統到分系統的可靠度分配（1/6）,例：,§3-2：系統到分系統的可靠度分配（2/6）,在上述串聯系統中，系統與分系統的關系，由下式決定：,Ti是第i個分系統的MTBF值。,§3-2：系統到分系統的可靠度分配（3/6）,,FMEA及工作程序,§4-1：基本概念（1/2）,§4-1：基本概念（2/2）,

15、7;4-2：FMEA及工作程序（1/21）,§4-2：FMEA及工作程序（2/21）,§4-2：FMEA及工作程序（3/21）,§4-2：FMEA及工作程序（4/21）,§4-2：FMEA及工作程序（5/21）,§4-2：FMEA及工作程序（14/21）,冗余設計,§5-1：引言：定義,§5-2：基本概念（1/4）：分類,§5-2：基本概念（2/4）,

16、67;5-2：基本概念（3/4）：容錯,§5-2：基本概念（4/4）：功能代用,§5-3：冗余技術（1/13）,保險絲）,§5-3：冗余技術（2/13）,§5-3：冗余技術（3/13）,二極管,§5-3：冗余技術（4/13）,陀螺、飛輪、三模,§5-3：冗余技術（5/13）,§5-3：冗余技術（6/13）,§5-3：冗余技術（7/13）,§5-3：

17、冗余技術（8/13）,計算機、RT,§5-3：冗余技術（9/13）,§5-3：冗余技術（10/13）,電子產品可靠性設計與分析技術,6.1電子元器件的可靠性是可靠性設計的基礎,要提高電子設備的可靠性，單憑可靠度預測和可靠度分配的數據還不行，還必須通過可靠性設計來加以實施?？煽啃栽O計在可靠性工程中占有十分重要的地位。據美國海軍電子學實驗室的統計，整機出現的故障原因分類百分比如表6-1所示。,表 6-1 故障原因分類

18、,,機理分析,根據等級選用元器件與缺陷控制,元器件降額設計,電子產品熱設計,電路容差設計,電路潛通路分析,元器件優(yōu)選目錄制定與管理元器件補充篩選破壞性物理分析技術失效分析技術,電子產品可靠性設計與分析技術,電子產品可靠性設計與分析技術,根據等級選用元器件,用于生產控制、選擇和采購的生產保證等級不同的生產保證等級對生產元器件所使用的原材料、制造工藝方法、生產、試驗和篩選及驗收的要求是不同的。元器件總規(guī)范規(guī)定的質量等級（失效

19、率等級），產品品質的量化狀態(tài)，是固有可靠性的表征。,電子產品可靠性設計與分析技術,根據等級選用元器件,軍用電子元器件合格產品目錄(QPL)合格制造廠家目錄（QML） “ 七專” 定點生產廠家的元器件,GJB 3404 電子元器件選用管理要求GJB/Z 55-1994 宇航用電子元器件選用指南-半導體分立器件 GJB/Z 56-1994 宇航用電子元器件選用指南 -半導體集成電路GJB/Z 83-1996 宇航用電子元器件選用指

20、南 微波元器件 GJB/Z 128-2000 宇航電子元器件選用指南 繼電器……,質量等級越高,檢驗、篩選項目試驗越多,應力越強,允許的批不合格率越小,半導體集成電路S級比B級多出,晶片批驗收非破壞性鍵合拉力顆粒碰撞噪聲監(jiān)測反偏試驗X射線照相,元器件優(yōu)選清單(PPL),原材料、生產過程各道工序及質量控制,6.3電子元器件的可靠性篩選,在提高電子產品可靠性的措施中，如何提高電子元器件的可靠性水平是個關鍵。隨著電子產品復雜程

21、度的增加和使用環(huán)境條件的變化，即使元器件的可靠性水平有了明顯的增長，也仍然不能滿足整機和系統的要求。所以人們在大力改進電子元器件的設計工藝的同時，也越來越多借助篩選、老練技術，用以剔除有早期失效潛在缺陷的產品。目前在我國元器件可靠性水平較低的情況下，除元器件廠進行工藝篩選外，整機廠在裝機前還要進行二次篩選。,篩選對剔除早期失效產品是很有效的。根據美國RCA可靠性實驗室對19萬個電子元器件在裝機前進行篩選的結果，半導體二極管剔除率為8.2

22、~13.3%，晶體管8~17%，線性集成電路為12.8~29.8%，TTL集成電路為6.2~18.8%，CMOS電路為10.7~21.3%.我們國內某重點工程項目對所用的國產半導體分立元件進行了篩選，其篩選的條件為：高溫貯存+125~150℃，時間24~72小時；高低溫循環(huán)（-40℃/30分鐘）~（+125℃/30分鐘），循環(huán)3~5次，其篩選結果見表6-2。,,,表 6-2 篩選效果,,可見，如果不進行可靠性篩選，將有三分之一早期失

23、效的集成電路被裝上整機，其后果是十分嚴重的。一般來說，在我國目前的情況下，元器件通過一次設計合理的篩選過程，有可能使整機的平均無故障工作時間，提高一個數量級。,當然篩選是要付出代價的，它使研制、生產的費用增加，試驗、生產的周期加長。但與可靠性篩選所得到的好處相比，其經濟效益是很顯著的。特別是對于導彈、宇航、軍事和海纜等不可維修系統更是如此。因為一個有“隱患”的早期失效產品，如果在篩選時被剔除，其損失僅為其制造成本；如果在裝上印制板后失效

24、，其費用就要增加到其成本的十倍；如果裝上整機后失效，其費用就要加到其成本的40倍，最后如果在使用現場失效，其所造成的損失，就相當于其成本的80多倍。表6-3給出了不同用途的設備在四個不同階段元器件損壞時，所損失費用的比較。,表 6-3 不同階段更換元器件的費用,整機廠在裝機前對元器件進行篩選，可以把元器件的質量情況，及時對元器件廠進行質量反饋，有利于提高元器件的設計和工藝水平。,6.3.1篩選項目的選擇,可靠性篩選，按生產過程來分，可

25、分為：工藝篩選、成品篩選、用戶篩選。按所加的應力，所用的工具和手段可分為：（1）檢查篩選：包括顯微鏡檢查、紅外顯微鏡檢查、X-射線透視檢查等。（2）密封性篩選：包括氟碳液冒泡檢漏、氦質譜儀檢漏、放射性示蹤檢漏等。（3）環(huán)境應力篩選：包括振動加速度試驗、離心加速度試驗、機械沖擊試驗、溫度循環(huán)試驗、熱沖擊試驗等。（4）壽命篩選：包括高溫貯存試驗、功率老練試驗（高溫功率老練或常溫功率老練）、高溫反偏試驗等等。,“一次篩選”和“二次篩選”的目

26、的與試驗方法基本相同，但應強調“二次篩選”應是在“一次篩選”的基礎上剪裁而成的。一次篩選項目見總規(guī)范規(guī)定和如下標準中具體的量級規(guī)定GJB 548B-2005 微電子器件試驗方法和程序GJB 128A-1997 半導體分立器件試驗方法GJB 360B-2009 電子及電氣元件試驗方法 篩選只能提高批產品的使用可靠性，不能提高產品的固有可靠性。裝機前必須進行百分之百二次篩選常規(guī)補充篩選項目①目檢（顯微鏡鏡檢、X射線照相、紅外掃

27、描等）；②電性能測試；③密封檢漏；④環(huán)境應力篩選（恒定加速、機械振動、沖擊、溫度循環(huán)、熱沖擊等）；⑤壽命篩選（高溫儲存、功率老化、高溫反偏等）。,電子產品可靠性設計與分析技術,元器件缺陷控制-二次篩選,電子產品可靠性設計與分析技術,元器件缺陷控制-二次篩選,PIND,篩選項目需根據封裝類型選擇,電子產品可靠性設計與分析技術,元器件缺陷控制-二次篩選,GJB 4027A-2006 軍用電子元器件破環(huán)性物理分析方法MIL-STD

28、-1580,電子產品可靠性設計與分析技術,元器件缺陷控制-破壞性物理分析（簡稱DPA）,元器件缺陷控制-元器件失效分析,GJB 3157-98 半導體分立器件失效分析方法GJB 3233-98 半導體集成電路失效分析程序和方法,6.4降額使用,降額使用就是為了改善可靠性而有計劃地減輕材料和元器件的實際應力，這是實現整機可靠性設計的主要途徑之一。降額的指標是降額因子，它是以實際應力與額定應力之比來表示。降額因子的大小取決于元器件的使

29、用環(huán)境、負載大小、工作方式以及整機可靠度要求等因素。隨著元器件的種類不同，可考慮的應力是不同的，一般包括溫度、電壓和功率耗散，不管應力的形成如何，對于大部分器件，特別是半導體器件，其基本問題是溫度的影響。,表 6-6 基本失效率與降額后失效率的比較,6.4.2軍用電子設備的降額一般取值,集成電路輸出負荷不得大于70%，驅動的僅5/8；晶體管不超過額定功率的50%；電阻功率負荷不超過50%，，串聯使用不得超過40%；電容器直流工作

30、電壓不超過50%，交流使用更小；變壓器溫升，絕緣級為105℃不超過40℃，絕緣級為125℃不超過50℃；繼電器觸點電流15%~30%左右。,表 6-7 線性微電路降額,注：表中的電源電壓僅適用于帶動態(tài)電源電壓范圍的器件；所有其它器件按制造廠推薦的電源電壓。降額低于電源電壓80%時，可以使器件在低于推薦的工作電壓工作。,表 6-8 數字微電路降額,注：①對雙極型應加嚴標稱值容差。②按低于電源電壓的80%設計時，可能使器件在低于

31、推薦的工作電壓工作。③對動態(tài)器件來說，應當注意不要在低于最低頻率要求的條件下工作。④減少輸出會增加元器件總數，從而提高設備的故障率。應允許進行調整，以免出現這種現象。,表 6-9 混合器件降額,注：當殼溫高于100℃時，殼溫每升高1℃，功率密度值應比表列值每平方英寸降低1瓦。*1平方英寸=6.552平方厘米,電子產品可靠性設計與分析技術,元器件降額設計使元器件或設備工作時承受的工作應力適當降低于元器件或設備的額定值；降低基

32、本故障率、提高使用可靠性的目的；主要因素：電應力和溫度設計的關鍵：降額的程度與效果，各類元器件均有一個最佳的降額范圍，在此范圍內應力變化對其故障率影響較大。,GJB/Z35-93，元器件降額準則,（1）在額定參數條件下的降額（2）每個單項指標都要考慮降額（3）功率降額優(yōu)先考慮（4）感性負載重點考慮（5）溫度降額全面考慮（6）大功率晶體管在小電流下，大大降低放大系數而且參數穩(wěn)定性降低；繼電器的線包電流不僅不能降低，反而應在額

33、定值之上，否則影響可靠的接觸。,電子產品可靠性設計與分析技術,元器件降額設計原則,元器件降額設計步驟,確定降額準則—根據工程經驗和標準確定降額等級—根據使用需求選擇確定降額參數確定降額因子實際降額后參數計算,電子產品可靠性設計與分析技術,電子產品可靠性設計與分析技術,電子產品可靠性設計與分析技術,電子產品熱設計、熱分析熱設計：合理元器件布局，將功率大的器件分散放置，減少或消除熱應力集中點，從而降低溫度；熱分析：結點溫度：元

34、器件PN結溫度，一般是元件的最高溫度；殼溫度：元器件的殼的外表面的溫度；電路板溫度：連續(xù)的二維溫度分布，各點的溫度是厚度方向的平均值；電路板溫度梯度：沿著長度方向的溫度變化率，也是二維的；,GJBZ27-92，電子設備可靠性熱設計手冊,7.1 電子元器件的工作溫度與可靠性,電子元器件工作溫度與可靠性之間有著密切的關系。在電子元器件制造時所使用的材料有一定的溫度極限，當超過這個極限時，物理性能就發(fā)生變化，器件就不能發(fā)揮它預期的作用

35、。材料的這種物理故障往往導致了器件的故障或失效。器件還可能在額定溫度上由于持續(xù)工作而發(fā)生故障，雖慢慢產生但卻不斷惡化，最后達到器件壽命終點。故障率的統計設計表明電子器件的故障與工作溫度有密切的關系。圖7-1說明溫度對電子設備的可靠性起著很重要的作用。,圖7-1 各種電子元件的溫度與失效率的關系曲線,然而，適合電子器件工作的溫度是多少呢？可以幫助設計者制定可接受的溫度等級又是什么呢？這些指標是設計電子設備的基礎。,表7-1,表7-1

36、標準電子模塊的工作環(huán)境,用于民用飛機上的電子設備的熱設計由ARINC技術規(guī)范404來控制，它的一部分列于表7-2.,表7-2 用于民航機電電子設備上的元件溫度,矩陣法通過對電路組成器件參數的均值、方差或高階矩來分析電路輸出指標的一種概率統計方法；最壞情況分析法電路組成器件參數的偏差在最不利的組合情況下，給電路輸出指標帶來的影響進行分析的一種非概率統計方法；蒙特卡洛法通過對電路組成器件參數的分布來推斷電路輸出指標的一種計算模擬

37、方法。,電子產品可靠性設計與分析技術,電路容差分析,定義 是一種預測電路性能參數穩(wěn)定性的方法。它主要分析電路的組成部分在規(guī)定的使用溫度范圍內其參數偏差和寄生參數對電路性能容差的影響，并根據分析結果提出相應的改進措施。特別適用于對精度要求高、對性能穩(wěn)定苛刻的復雜系統中的關鍵電路。,GJB/Z89-97 電路容差分析指南,一般流程：,電子產品可靠性設計與分析技術,電路容差分析,定義：潛通路是引起非期望事件或抑制所要求事件的潛藏狀態(tài)

38、，潛通路是在復雜系統中出現的意外路徑或邏輯流，在某些條件下它可能引起不需要的功能或抑制需要的功能。這種路徑或邏輯流可能是由硬件、軟件、操作員的動作或者這些因素的組合造成的。,電子產品可靠性設計與分析技術,電路潛通路分析,規(guī)則一：多電源多地的配電電路中，指定負載上的所有電流應由一個電源流向一個地。在設計中無法實現時，應該用二極管隔離直流電源或用繼電器隔離直流或交流電源。,,規(guī)則二：多負載電源的接通。和多個開關相連的某個負載因某個開關閉合而

39、意外啟動，X型連接容易出現此類問題。解決方案是用H連接代替X連接，且在H型連接線路的橫桿上加一個二極管。,電子產品可靠性設計與分析技術,電路潛通路分析,,規(guī)則三：開關標記。除標記開關控制對象外，還應標記開關動作的結果，避免因標記不明造成非設計意圖的操作。規(guī)則四：數字信號分開后再合成引起的潛在定時。數字信號分開后再合成，信號沿不同路徑傳播有不同的傳輸延時而引起瞬時的假信號，解決方法為加入時鐘控制的緩沖器，使得信號同步。,,規(guī)則X：……,

40、,,電子產品可靠性設計與分析技術,電路潛通路分析,全面潛通路分析流程,SoHaR公司 CapFast／SCAT軟件Chris Price等，開發(fā)了應用軟件FLAME,故障樹分析—FTA,8.2 FTA概述,這樣就形成一個由上向下發(fā)散的倒掛著的“樹”，成為失效樹，或故障樹。,,圖8-2,圖8-3,,目的：一個是壽命評估；另一個是故障或薄弱環(huán)節(jié)識別與糾正。,可靠性試驗的目的,可靠性試驗的比較,定義在電子產品上施加隨機振動及溫度循

41、環(huán)應力，以鑒別和剔除產品工藝和元件引起的早期故障的一種工序或方法。適用對象印刷電路板組裝件、電子組件或整機；對大型電子產品應優(yōu)先考慮較低裝配級別如印刷電路板組裝件上進行篩選。特點研制階段和批生產初期的全部產品均應進行環(huán)境應力篩選，在批生產中、后期可根據產品批量及質量穩(wěn)定情況進行抽樣篩選。,GJB1032-90 電子產品環(huán)境應力篩選方法,可靠性試驗與評估技術,環(huán)境應力篩選,篩選所能發(fā)現的電子產品缺陷,隨機振動5~15min,隨機振

42、動5min,,,,40h,80h,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,可靠性試驗與評估技術,環(huán)境應力篩選程序,MIL-STD-1635《可靠性增長試驗》； MIL-HDBK-189《可靠性增長管理》GJB1407 可靠性增長試驗,可靠性試驗與評估技術,目的：通過“試驗-分析-改進-再試驗-再分析-再改進…”的過程（TAAF——Test Analysis and Fix）。暴露并消除缺陷、解決設計缺陷

43、、提高產品可靠性。,特點試驗時間通常取產品MTBF目標值的θF的5～25倍（取決于可靠性增長模型、工程經驗和產品規(guī)范），可以使用增長模型進行趨勢預估，成功的增長可以代替可靠性鑒定試驗。,可靠性增長試驗,可靠性增長試驗的適用對象： 只有①新研及②重大技術更改后的復雜關鍵產品、③可靠性指標高且需分階段增長的關鍵產品一般才安排進行可靠性增長試驗。,不適用于機械產品環(huán)境應力篩選主要適用于電子產品，也適用于電氣、機電、光電和電化學產

44、品?？煽啃栽鲩L試驗可靠性鑒定試驗可靠性驗收試驗適用于機械產品可靠性研制試驗通過對產品施加適當的環(huán)境應力、工作載荷，尋找產品中的設計缺陷，以改進設計，提高產品的固有可靠性水平。適用于機械產品?？煽啃苑治鲈u價壽命試驗,可靠性試驗與評估技術,可靠性鑒定試驗可靠性驗收試驗,GJB 889A-2009 可靠性鑒定和驗收試驗,可靠性試驗與評估技術,屬于統計試驗,是用數理統計方法驗證產品可靠性是否符合規(guī)定要求。統計試驗的目的是度量和

45、驗證產品的可靠性，并給出可靠性驗證值。,是一種抽樣檢驗。與其他抽樣檢驗的不同之處在于：它注重的是那些與時間有關的產品特性，如MTBF。,可靠性鑒定試驗是驗證產品的設計是否達到了規(guī)定的可靠性要求，一般是MTBF最低可接受值。,加速壽命試驗,可靠性試驗與評估技術,針對失效主機理施加高應力（保證機理一致），使用試驗得到的壽命數據計算加速模型參數（加速模型反應力對壽命的作用），進而計算得到正常應力下的壽命。,加速性能退化試驗,,,加速壽命試驗,

46、可靠性試驗與評估技術,加速性能退化試驗,加速試驗設計恒定加速試驗：樣本在不同應力下的 分配；步進加速試驗：不同應力下的試驗時間分配,,可靠性技術發(fā)展趨勢,小樣本與大系統電子設備與機械系統隨機性與模糊性低可靠元器件組成高可靠系統,工程應用中面臨的幾個問題,傳統:開展可靠性試驗，評估產品的可靠性，驗證產品是否達到規(guī)定的可靠性要求，起著“警察”的作用;現在:制定設計準則及指南，建立可靠性數據庫，提供各種分析及設計工具、方法和軟件，起

47、到了“信息員”的作用;將來:進一步要求可靠性工程師成為設計組的成員，負責對設計工程師進行可靠性教育，使每個設計師都了解可靠性，起到“教員”的作用。,可靠性技術發(fā)展趨勢,可靠性工程師的職責范圍在變化,網絡系統可靠性設計與分析技術,硬件可靠性軟件可靠性,網絡系統到底指什么？,復雜系統-網絡系統：電網、交通網、inter網、城市燃氣官網、軟件,支持交流協作的基礎設施/系統硬件設備+軟件/規(guī)則,無處不網絡的時代,工程網絡：基礎設施+規(guī)則

48、==》硬件+軟件能作為產品看待,現狀,網絡系統作為一類特殊的系統，其可靠性研究最早可追溯到1955 年對電信交換網絡的研究，早期主要集中于通信網絡領域。20 世紀70 年代以前主要是以網絡的連通作為網絡可靠性規(guī)定功能來研究。20 世紀80 年代，由于通信網絡規(guī)模的迅速擴張，使用頻度、網絡負載的快速增加以及動態(tài)路由技術的采用等原因，網絡擁塞和延時逐漸成為了網絡可靠性主要考慮的因素。這 一時期，網絡系統可靠性研究主要集中于通信網絡基

49、于性能的可靠性。20 世紀90 年代后，伴隨著人類社會網絡化進程加快，網絡系統可靠性逐漸成為可靠性研究領域的熱點，研究對象從通信網絡擴展到電力網絡、交通網絡、物流網絡等。,網絡系統可靠性設計與分析技術,由于構件不能正常工作帶來的錯誤。性能方面的故障：每個構件都能正常工作，但性能不滿足要求；配合/時序方面的故障：每個構件/軟件都正常工作，但由于時間同步沒有做好，接收方對數據的解讀是錯誤的；一旦考慮性能，就有多任務的故障判據問題：比

50、如，某網絡的任務想定中既包含語音通話也包含圖像傳輸。當某構件所能支持的吞吐量小于10M/s時，對于任務中的語音通話能滿足作戰(zhàn)要求，但其圖像傳輸卻已經不能滿足作戰(zhàn)要求。,故障判據,123/140,網絡可靠性整體指標,網絡抗毀性,網絡生存性,網絡可用性,網絡設備可靠性,連通度,粘聚度,分散度,攻擊度,連通度,粘聚度,業(yè)務性,吞吐量,延時,傳輸效率,可靠性的指標體系,網絡系統可靠性設計與分析技術,網絡系統可靠性設計與分析技術,,評價的參數體系

51、,基本可靠性-為在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內保持連通的能力。任務可靠性-在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定的物質流、信息流、能量流傳輸任務的能力。 1）抗毀性Invulnerability是基于拓撲結構的可靠性參數，不考慮網絡節(jié)點和邊的可靠度，衡量的是在網絡中的節(jié)點或邊發(fā)生自然失效或遭受故意攻擊的條件下，網絡拓撲結構保持連通的能力?；趥鹘y圖論的網絡抗毀性參數：連通度（connectivity），堅韌度（toughness

52、），完整度（integrity），粘連度（tenacity），離散數（scattering number），核度（coritivity），膨脹系數（expansion coefficient），自然連通度（natural connectivity）基于統計物理的網絡抗毀性參數：基于統計物理的抗毀性參數通過觀察節(jié)點或邊移除過程中網絡性能的變化，用網絡狀態(tài)發(fā)生相變時的臨界節(jié)點（邊）移除比例來刻畫網絡的抗毀

53、性，常用的網絡性能指標包括連通片數目、最大連通片規(guī)模、網絡直徑、平均最短路徑長度、網絡效率、可達節(jié)點對數目等。2）生存性survivability生存性參數是概率性的，它不僅和網絡的拓撲結構有關，也和網絡部件的故障概率、外部故障以及維修策略等有關。端端可靠度、K端可靠度和全端可靠度……,可靠性分析與計算方法：是指在給定網絡部件可靠度的條件下，研究如何計算各種網絡系統的可靠性度量參數。學術界目前以單方面計算發(fā)展比較受重視，分