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不仅可以定性地判别哪些失效模式危害度最高,而且还可以进一步足量地计算每种失效模式的危害度。
3.失效树分析
失效树分析简称FTA。FTA也是一种广泛适用于电子、电器以及机械设备的可靠性评价分析技术。它是在系统设计过程中通过对系统可能造成失效的各种因素(包括硬件、软件 、环境、人为因素等)进行分析,画出逻辑框图(即失效树),从而确定系统失效原因的各种可能组合方式及其发生概率,进而计算出系统的失效概率,以便采取相应的纠正措施,提高系统的可靠性。失效树分析可以是定行的,也可以是定量的。
顾名思义,失效树,就是一种树状的逻辑因果关系图。它是一系列事件符号和逻辑门符号,描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因”,而输出事件是输入事件的“果”。它由顶事件、中间事件、底事件和逻辑或门 、逻辑 与门等符号组成。
失效树分析法的一般步骤如下:
(1)了解系统,确定顶事件:
(2)建造失效树,并加以简化和规范化;
(3)定性分析:确定失效树的最小割集;
(4)收集定量分析用的数据,如底事件的失效概率、失效率、维修率等;
(5)定量分析:计算顶事件的发生概率和系统可靠度、评价顶事件的严重性与危害度,计算底事件和最小割集的重要度等;
(6)确定薄弱环节和关键元部件。改进系统的可靠性、安全性;
(7)进行技术经济分析,作方案比较与决策等。
4.可靠性增长试验
各项可靠性设计技术应用后,电子产品所达到的可靠性预计值还是纸面上的。按照设计方案研制出来的样机,其可靠性初始值往往只有设计时已达到的预计值的10~30%。这是由于所设计的产品总会存在着事先意想不到的初期设计缺陷、工程缺陷以及制造上的各种缺陷,设计时所选用的元器件也可能不完全合适。缺陷虽不一定是故障,但它的存在及发展迟早能引起故障,故在可靠性工程中,除了应用前面所述FMECA和FTA等分析方法,还必须采用可靠性增长试验的方法,也即是给样机施加一定的应力。强迫暴露设计缺陷,使缺陷变成故障,并对故障进行仔细分析,找出故障机理,通过进行再设计,来系统地、永久地消除故障机理,阻止同样的故障再度出现。这个试验一分析一改进(简称TAA F)的过程,就是可靠性增长过程或称为可靠性增长试验过程。这个过程每每进行一次,样机的可靠性就增值一次,经过多次反复,直到实现设计的固有可靠性。
可靠性增长试验既适用于设计研制和生产定型阶段,也适用于批量生产阶段。但重点是在设计研制和生产定型之前进行,因为那时的产品尚处于可以再设计阶段,比起投入批量生产以后的产品,在设计上作出修改的困难程度和所需费用都将小得多。
为了在可靠性增长试验活动中能严密地、有效地监控和跟踪可靠性的变动情况,有必要把可靠性增长定量化。由于可靠性增长活动是对产品不断进行试验和采取积极的改进活动,因此,反映产品质量的母体水平也在不断变动之中,所以可靠性增长的定量化需要应用变动母体的统计分析方法,这就是可靠性增长的数学模型。它是一个作为时间函数的数学公式来表示增长过程中产品的可靠度,用以往各次增长试验的数(可以来自不同母体),拟合出可靠性增长的数学模型,用以表达产品的增长规律,估计当前的可靠性水平,预测以后可能达到的可靠性水平,所以它是增长试验的重要工具。目前已提出的有10余种可靠性增长模型。
产品的可靠性增长程度取决于通过增长试验是否能把设计和制造中的潜在缺陷暴露出来,以及对这些缺陷的分析和改进程度。