电子设备可靠性预计(SR-332)
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电子产品可靠性预计手册的方法比较及案例研究王建军;牟浩文;林淡;张璇【摘要】介绍了可靠性预计标准的历史,对MIL-HDBK-217F,GJB-Z 299C-2006和Telcordia SR-332三种标准的原理,预计过程,优缺点进行了初步介绍.并利用三种标准手册对某电源板分别进行了可靠性预计,得到了电源板上各元器件的失效率和对电源板失效率的贡献,通过对预计结果的分析,对三种标准进行了比较,最后在可靠性预计标准的选取上给出了建议.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】5页(P144-148)【关键词】Telcordia SR-332;MIL-HDBK-217F;GJB-Z 299C-2006;可靠性预计;失效率【作者】王建军;牟浩文;林淡;张璇【作者单位】北京强度环境研究所,北京100076;天津航天瑞莱科技有限公司,天津300462;天津航天瑞莱科技有限公司,天津300462;天津航天瑞莱科技有限公司,天津300462【正文语种】中文【中图分类】TB90 引言可靠性预计是在产品设计阶段对产品的可靠性水平进行预计,即定量的估计,在设计的不用阶段可以采用不同的预计方法,评价可靠性指标,为优化方案和决策提供依据,发现薄弱环节提供改进依据。
根据产品结构一般可以分为元件、部件和设备等单元的可靠性预计和系统的可靠性预计。
在可靠性预测评估方面,IEEE将主要方法分为故障分析,可靠性预计手册,加速试验和失效物理四类。
可靠性预计到现在已经有了50年左右的时间,最初的可靠性预计,主要是通过预计手册来完成的。
由于预计手册方法的方便和成本低廉,至今仍是主要的实际生产中采用的可靠性预计方法之一。
迄今为止已有众多的可靠性预计手册,里面包含了众多标准和方法,最早在1956年11月美国 RCA发布了以“电子设备的可靠性应力分析”为题的TR-1100标准,之后1962年美国军方发布了电子设备可靠性预计手册(MIL-HDBK-217),我国等同采用的手册为GJB-Z 299[1]。
S5700 V200R001产品可靠性指标预计报告(V2.0)目录1可靠性预计方法论 (4)1.1单元可靠性预计方法 (4)1.2器件级失效率预计 (4)1.3单板级失效率预计 (4)1.4系统级可靠性指标预计 (4)1.5其他相关参数选取 (5)2S5700 产品典型配置及其可靠性模型 (6)2.1S5700 产品典型配置 (6)2.2S5700产品典型配置可靠性模型 (6)3S5700产品系统可靠性指标 (6)3.1单元可靠性指标预计 (6)3.2S5700产品系统可靠性指标 (7)S5700 V200R001产品可靠性指标预计报告关键词:S5700 产品,典型配置、可靠性预计摘要:本报告建立了S5700产品典型配置的任务可靠性模型,主要使用商业产品通用的国际标准TELCORDIA SR-332《Reliability Prediction Procedure for Electronic Equipment》和公司企业标准《可靠性指标预计分配规范》,对系统任务可靠性指标进行计算。
缩略语:MTBF : Mean Time Between Failures,平均故障间隔时间,一般适用于可修系统;FITs : Failure in Time,失效率单位,1FITs=10-9/hr;MTTR : Mean Time To Repair,平均修复时间;Reference:1可靠性预计方法论1.1单元可靠性预计方法本报告中单元可靠性采用“TELCORDIA SR-332, Reliability Prediction Procedure for Electronic Equipment ”中的Method I,计数法进行可靠性预计,该方法计算得到的是在工作温度40℃,50%的电应力下的失效率。
1.2 器件级失效率预计元器件失效率计算公式为:TiSi Qi Gi SSi πππλλ⋅⋅⋅=其中:λGi ——第i 个器件的基本失效率; πQi ——第i 个器件的质量等级因子; πSi ——第i 个器件的电应力因子; πTi ——第i 个器件的温度应力因子;对于情况1和情况2,由于在在40℃温度,50%的电应力下,πS =πT = 1.0。
可靠性预计规范艾默生网络能源有限公司修订信息表目录1.目的 (6)2.适用范围 (6)3.短语或缩写 (6)4.引用/参考标准或资料 (6)5、规范内容 (7)5.1 可靠性预计概述 (7)5.1.1 可靠性预计的作用 (7)5.1.2 可靠性预计的步骤 (7)5.1.3 可靠性模型 (8)5.1.4 可靠性预计方法的选择 (9)5.1.5 系统的可靠性预计 (10)5.2 单板、组件或单元模块的可靠性预计方法 (10)5.2.1 环境因子 (11)5.2.2 质量因子 (12)5.2.3 电应力因子 (12)5.2.4 温度因子 (13)5.2.5 计算示例 (14)5.3机电部件的可靠性预计方法 (15)5.4 系统可靠性的预计方法 (16)5.4.1 串联模型系统的计算 (16)5.4.2 并联模型系统的计算 (16)5.4.3 表决冗余模型系统的计算 (17)5.4.4 复合结构系统的计算 (17)5.4.5 可修系统预计模型 (18)6、可靠性预计结果的分析 (19)6.1高失效率器件清单和有关对策分析 (19)6.2 单板、模块或组件的失效率随温度变化情况分析 (20)6.3 系统MTTR与系统可用度的关系分析 (20)7、附录 (21)前言本规范由艾默生网络能源有限公司研发部发布实施,适用于本公司的产品设计开发及相关活动。
本规范替代以前公司的同名规范,老版本的规范废除。
本规范更换了新的模板,并根据公司产品开发实际情况规定了我司产品进行可靠性预计时所采用的方法,明确了对于预计结果,需要进行分析的内容。
本规范由:研发部遵照执行。
本规范拟制部门:测试部可靠性室本规范拟制人:梁宁本规范审核人:胡林忠本规范批准人:曾卫国1.目的本规范的目的是保证可靠性预计过程的规范性和预计结果的准确性。
规范中规定了:♦我司产品可靠性预计采用的方法♦对预计结果需要进行分析的内容♦可靠性预计报告的模板2.适用范围适用于公司内电子类(电源等)、机电类(户外柜等)产品,不适合软件产品的可靠性评估。
sr332二极管计算解释一:如果三个二极管是硅管,那么输出-0.7伏(硅管导通压降为0.7伏),如果是锗管,那么输出-0.3伏(锗管导通压降为0.3伏)。
假定三个二极管是硅管,对于VD2,其正极为0伏,负极经过电阻R接负18伏。
根据二极管的单向导电性,VD2必然导通,因为其导通电压是0.7伏,而其正极电压为0伏已定,所以经过计算得出其负极电压Uo为-0.7伏。
对于剩下的两个二极管,其正极电压小于负极电压-5V<0V,所以截止,其电压不会影响输出电压。
之所以加入电阻,是为了限制二极管导通时的工作电流,假如没有这个电阻,就会立即烧坏二极管(因为每个二极管都有额定工作电流)。
对于理想二极管,输出是0伏,因为二极管导通后没有压降。
解释二:把最路中最低的电压设定为0V,其它电压依次增加一个电压上去。
你的这个例了里是-18V最低,把它设为0V后,VD1-VD3左边的电压分别加上18V,变为: 12V、 18V、13V。
要注意的是,使用这个方法后,电流方向不变。
现在就好解决了,理想二极管的话,三个电压的方向都是从左到右,首先不可能是12V,因为是12V的话,VD2.上的降压=18V-12V=6V,这是不可能的,13V也是如此,那就只能是18V了,再减去18V (前面加的),所以正确答案是0V。
这样说可能你还是不太明白,我再举个例子:有三个气压,它们的气压分别是1Pa,2Pa,3Pa,它们通过三根圆管子向一个的容器充气,不用管这个容器是什么形状态的,它可能是圆的,可能是扁的,也可能是三角形的,这个容器某处有个小孔。
在这三根管子到容器的最末端,有三个塞子,这三个塞子很奇特,是圆锥形地,最尾端的直径要大于管子。
要充气前这三个塞子就塞在容器端管子的末端。
好了,三个气压同时放开,你认为这个容器内的气压是多少?--3Pa,原因很简单,因为其它的两个塞子压强小于3Pa,所以被反过来被压住了,1Pa的那个塞子承受了2Pa的压力,2Pa的那个塞子承受了1Pa的压力,所以除了3Pa的那个塞子被顶起来,其它的两个塞子都被压住了。
关于仪表5个9可靠性的疑惑前段时间,用WQS(WindchillQuality Solutions)软件基于SR332可靠性预计给出了一台微型彩色无纸记录仪的MTBF预计值到客户。
随后客户反应微型彩色无纸记录仪的一个主板达不到5个9的可靠性要求。
当时就对“什么是5个9可靠性”疑惑了,客户是不是说99.999%的可靠性呢?如果是指可靠性,通常电子产品如果基于指数分布R=e(-λt),λ=1/MTBF,现在MTBF已知,但时间t是未知的,怎么就说达不到要求的“5个9可靠性”呢?笔者查看客户邮件才明白:客户提到的是Availability(可用性),并非之前笔者理解的指数分布的可靠性的概率值。
问题得以解决:运用固有可用性计算公式A=MTBF/(MTBF+MTTR)(这里A指可用性Availability);MTBF已知为2,000,000小时(这里数字为参考,与实际值在一个数量级),MTTR的取值定义为1小时(因为MTTR指平均修复时间,这仪表按照笔者的实际经验,正常拆装重组到恢复运行要1个小时,这意味着即使不修坏了的主板,直接更换性维修也至少1小时,所以这里MTTR先去最小值1小时)。
算出来A=2000000/(2000000+1)=0.99999950000025=99.999950000025%。
这一看,6个9了......怎么客户还说不符合呢?难道客户的MTTR时间很长,考虑了实际的现场维护可能出现的维修延迟?例如更换板卡和协调人员维修等耽误的时间等....利用反推法,假设刚好满足5个9的可用性,算出MTTR=20小时,意味着维修时间若超过20小时,则达不到5个9的要求;因为现场维护时间对于不同场景均有不同,后来有询问客户他们的通常售后维护MTTR时间,并告知客户我们目前的MTBF为预计值且指定了SR332里面的Issue 3、Method 1、Case 1的预计算法,不同预计算法得出的值都有差异。