Q/KF KF X X X集团有限公司企业标准 Q/KF·10L·CX701-2011 代替Q/KF·10L703-2003 产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性质量控制程序 编制:校核:审定: 标准化检查:复审:批准: 2011-07-15发布2011-08-01实施 XXX集团有限公司发布
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Q/KF·10L·CX701-2011 产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性 和环境适应性质量控制程序 1 范围 本程序规定了产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性(以下简称“六性”)的设计要求和实施方法。 本程序适用于产品“六性”的设计和管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本文件。 GJB/Z 23-1991 可靠性和维修性工程报告编写一般要求 GJB/Z 57-1994 维修性分配与预计手册 GJB/Z 91-1997 维修性设计技术手册 GJB/Z 768A-1998 故障树分析指南 GJB 150A-2009 环境适应性 GJB 190-1986 特性分类 GJB 368B-2009 装备维修性通用规范 GJB 450A-2004 装备可靠性工作通用要求 GJB 451A-2005 可靠性维修性术语 GJB 813-1990 可靠性模型的建立和可靠性预计 GJB 841-1990 故障报告、分析和纠正措施系统 GJB 899A-2009 可靠性鉴定和验收试验 GJB 900-1991 系统安全性通用大纲 GJB 1032-1990 电子产品环境应力筛选方法 GJB 1371-1992 装备保障性分析 GJB 1391-1992 故障模式、影响及危害性分析程序 GJB 1407-1992 可靠性增长试验 GJB 2072-1994 维修性试验与评定 GJB 2547-1995 装备测试性大纲 1
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范 一、目的: 明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法 二、范围: 适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度(DMT/PMT)验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验 三、职责: DQA部门为本文件之权责单位,责权主管负责本档之管制,协同开发、实验室进行试验,并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。 四、内容: MTBF:平均无故障时间 英文全称:Mean Time Between Failure 定义:衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标,单位为“小时”.它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力.具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔,它仅适用于可维修产品,同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF
MTBF测试原理 1.加速寿命试验 (Accelerated Life Testing) 执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命. 常规试验耗时较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善. 可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命. 是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性. 一般情况下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间. 一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美军规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式. 如果温度是产品唯一的加速因素,则可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用. 引进温度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,则为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等. 反乘幂法则(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等.
可靠性设计基础试卷 考试时间:2011年 月 日 学院: 班级: 姓名; 学号: 题目 一 二 三 四 五 六 分数 一、 判断题(1'×15,共15分) 1.不可靠度F(t)为在规定时间内丧失规定功能的概率,它是增函数。 ( ) 2.同一产品越新,可靠性越高。 ( ) 3.为提高可靠性试验的效率,在做加速寿命试验时,可以改变产品失效机理。 ( ) 4.某产品的寿命服从指数分布,则该产品工作一段时间t 0后,其故障率λ上升。 ( ) 5.一个系统的逻辑图和原理图是一一对应的,他们在联系形式和方框联系数目 上是相同的。 ( ) 6.可靠性筛选可以提高一批产品的使用可靠性,但不能提高每一个产品的固有 可靠性。 ( ) 7.通过对系统可靠性模型中串联模型与并联模型的分析可知,可靠性并联等于 不可靠性串联,他们之间存在对偶性。 ( ) 8.采用贮备模型可以提高产品的任务可靠性和基本可靠性。 ( ) 9.割集是指故障树中一些底时间的集合,当这些底事件的任一事件发生时,顶事件必然发生。 ( ) 10.系统结构可靠性分配过程中,对重要的单元,应分配较高的可靠度。( ) 11.FMEA 是一种自下而上(由元件到系统)的失效因果关系的分析程序,而 成绩
FTA是一种由上而下(由系统到元件)的系统完整的失效因果关系的分析程序。 ()12.在各个底事件发生概率差别较大时,阶数越小的最小割集越重要。()13.老练的目的在于元器件投入使用前,先把使用后可能发生的参数漂移消除掉,从而达到稳定的目的。()14.区间估计的置信度和精确度是相互矛盾的,置信度越高,估计精度越低。 ()15.机械结构设计中使用安全系数就是已经考虑了产品的可靠性,因此选用安全系数可以替代可靠性设计。() 二、填空题(1'×10,共10分) 1.产品的失效率曲线一般分为早期失效期、、三个阶段。2.可靠性预计方法包括、故障率预计法、相似产品法等。 3.可靠性试验中,环境应力筛选最有效的办法是和。4.可靠性的发展趋势有、。 5.系统可靠性模型包括、、n中取r模型(r/n)、混合式贮备模型、多数表决贮备模型等。 三、选择题(2'×15,共30分) 1.为了验证开发的产品的可靠性是否与规定的可靠性要求一致,用具有代表性的产品在规定条件下所作的试验叫()试验。 A.环境应力筛选 B.可靠性增长 C.可靠性鉴定 D.可靠性测定 2.设t=0时,投入工作的1000只灯泡,并以天作为度量时间的单位,当t=365天时,又发现有2只灯泡坏了,则该种灯泡的故障率约为。
1.目的:明确公司产品环境试验及可靠性试验的要求,确定试验用样品的领用,归还及处理方法 2.范围:本规定适用于泰丰公司新产品开发样机、工程样机、试产样机、 首批生产的产品、批量生产的产品以及售后反馈质量较差的产品 3.职责:品管部例行试验室负责做环境试验及可靠性试验,并负责领用、 归还试验用样品,成仓、生产部协助,售后服务部统一处理经过可靠 性试验的样品 4.试验项目: 4.1.1环境试验项目包括:高温试验、低温试验、振动试验、恒定湿热试 验、跌落试验、压强试验 4.1.2可靠性试验项目包括:叉簧寿命试验、按键寿命试验、铃声寿命试验、 MTBF (平故障工作时间)试验 5.试验要求 5.1例行试验室对需做试验的样品,按照《泰丰环境试验及可靠性试验品质标 准》进行相关试验,在记录本和白板上记录试验样品的名称、型号、样品 来源、试验项目、试验开始及结束时间、日期等。 5.2例行试验室需对试验前样品进行功能、性能测试,并记录检测数据及情 况。 5.3新产品开发样机、工程样机、试产样机做完环境试验后做可靠性试 验。 5.4首批生产的产品抽取5台样机做环境试验后,从中再抽取2台做可 靠性试验。 5.5成熟机型累计生产10万台,抽5台样品做环境试验后,从中再抽取
2台做可靠性试验。 5.6批量生产过程中,因更换物料可能影响到产品性能的,抽5台做环 境试验。 5.7技术服务部反映差的话机,品管针对不良项目安排做例行试验和相 关可靠性试验。 5.8如试验不合格,由开发、工程部分析原因,加以改进,认为问题已经解 决,再行试验。新开发产品只有通过例行试验和可靠性试验,才能投入批 量生产。对于已生产入库的话机,由品管裁决是否需要返工。 6.试验方法:参见实验室相关测试规范。 7.试验用话机的管理 7.1开发、工程样机试验完立即归原部门,并由原部门管理。 7.2例行试验用话机凭品管部经理签名的借条从生产线或成品仓库借 用,试验完立即归还。 7.3可靠性试验用话机凭品管部经理签名的借条从生产经或成品仓库借用,可 靠性试验完后,实验室对话机作上标记,由品管发文通知计划安排返工, 工程出返工方案,返工合格后再入成品仓库
滚动轴承的寿命计算 一、基本额定寿命和基本额定动载荷 1、基本额定寿命L10 轴承寿命:单个滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在一定转速下的工作小时数称轴承寿命。由于材料、加工精度、热处理与装配质量不可能相同,同一批轴承在同样的工作条件下,各个轴承的寿命有很大的离散性,所以,用数理统计的办法来处理。 基本额定寿命L10——同一批轴承在相同工作条件下工作,其中90%的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数(以106为单位)或一定转速下的工作时数。(失效概率10%)。 2、基本额定动载荷C 轴承的基本额定寿命L10=1(106转)时,轴承所能承受的载荷称基本额定动载荷C。在基本额定动载荷作用下,轴承可以转106转而不发生点蚀失效的可靠度为90%。 基本额定动载荷C (1)向心轴承的C是纯径向载荷; (2)推力轴承的C是纯轴向载荷; (3)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的C是指引起套圈间产生相对径向位移时载荷的径向分量。 二、滚动轴承的当量动载荷P 定义:将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷,该假想载荷称为当量动载荷P,在当量动载荷P作用下的轴承寿命与实际联合载荷作用下的轴承寿命相同。 1.对只能承受径向载荷R的轴承(N、滚针轴承)P=F r 2.对只能承受轴向载荷A的轴承(推力球(5)和推力滚子(8))P= F a 3.同时受径向载荷R和轴向载荷A的轴承P=X F r+Y F a X——径向载荷系数,Y——轴向载荷系数,X、Y——见下表。 径向动载荷系数X和轴向动载荷系数
表12-3 考虑冲击、振动等动载荷的影响,使轴承寿命降低,引入载荷系数fp—见下表。载荷系数fp 表12-4
术语和定义 HALT(High Accelerated Life Test):高加速寿命试验,即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内,包括运输、存储及运行环境内,可能受到的环境应力大得多,以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节,而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进,从而达到快速提升可靠性的目的。 运行限或操作限(Operation Limit):指产品某应力水平上失效(样品不工作或其工作指标超限),但当应力值略有降低或回复初始值时,试样又恢复正常工作,则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。 破坏限(Destruct Limit):在某应力水平上升到某值时,样品失效,即使当应力回落到低于运行限时,试样仍然不能恢复正常工作,这时的应力水平值称为破坏限。 裕度(Margin):产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。产品的裕度越大,则其可靠性越高。 夹具(Fixture):在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。振动试验必须使用夹具,使振台振动能量有效地传递给试样。 加速度传感器(Accelerometer):在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。 振动功率谱密度(Vibrating Power Spectral Density):也称为加速谱密度,衡量振动在每个频率点的加速度大小,单位为(g2/Hz)。 Grms(Gs in a root mean square):振动中衡量振动强度大小的物理单位,与加速度单位相同,物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。 热电偶(Thermocouple):利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。在HALT试验的热应力测试项目中,利用热电偶监视产品各点的温度分布。 功能测试(Functional Test):对试样的测试,用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能,性能是否下降。一般是通过测量试样的关键参数是否达到指标或利用诊断模式测试试样的内部性能。 摘要:本文围绕产品HALT试验,详细介绍HALT试验基本要求、总体过程及试验过程。 关键词:HALT试验、基本要求、试验过程 1、HALT试验基本要求 1.1对试验设备的要求 1.1.1对试验箱的要求 做HALT试验的设备必须能够提供振动应力和热应力,并满足下列指标: 振动应力:必须能够提供6个自由度的随机振动;振动能量带宽为2Hz~10000Hz;振台在无负载情况下至少能产生65Grms的振动输出。 热应力:目标是为产品创造快速温度变化的环境,要求至少45℃/min的温变率;温度许可范围至少为-90℃~+170℃。
产品寿命可靠性测试方法 概念: ?平均失效时间: MTBF ( Mean Ti me bet ween Fai l ur es ),就是失效率的倒数,试验求得的MTBF设为θ,是相当于产品总运作时间除以总失效的次数。 ??平均失效时间的最低接收值( θ1) : Mi ni mum Accept abl e Mean Ti me Bet ween Fai l ur es , 是根据能够容忍错误接收产品的特定风险而决定出。 规定的平均失效时间( θ0) : Speci f i ed Mean Ti me Bet ween Fai l ur e,是一种在规格书上所订定的MTBF值此值是用平均失效时间的最低接收值θ1乘上判别比率( Di scr i mi nat i on Rat i o) θ0/ θ1而得。它是用来限制生产者的冒险率( α)。 ??判别比率( θ0/ θ1) : Di scr i mi nat i on Rat i o,是规定的平均失效时间与平均失效时间的最低 接收值之比,也即是在可靠性试验下,可视为合格之最坏的可靠性特性值的界限值与尽可 能视为不合格之可靠性的特性值的界限值之比。 风险( Deci si on Ri sks) : ( 1)消费者的风险( Consumer’s Deci si on Ri sk: β) :消费者接收较差的MTBF( θ1)的机率称之为消费者的风险。 ( 2)生产者的风险( Pr oducer’s Deci si on Ri sk: α) :拒绝接收产品的真实MTBF为θ0之机率称之为生产者的风险。 1.寿命可靠性验证试验( Demonst r at i on Test ) 该试验适用于DMT/ PMT验证时期的产品可靠性测试,建议采用一次抽样可靠性试验( Sequent i al Rel i abi l i t y Test i ng)。 一次抽样可靠性测试设计及评估方法: ??首先确认产品Spec.规定的MTBF值及信赖度水平( 1- α) 依照下列公式与测试计划给予的时间要求确定测试样品的数量及测试时间 MTBF Cal cul at i on For mul a 2×T MTBF= χ 2 α ( ,2R+ 2) T = Tot al Power On Ti me, R = Tot al Fai l ur e number ; α = 1?confidence= 1?0.9 Ref er ence Tabl e: Conf i dence Level Fai l ur e Q’t y 90% 10% χ 2(α,2R+ 2) χ 2(α,2R+ 2) 0 1 2 3 4 4. 6 7. 78 10. 6 13. 4 16 0. 21 1. 07 2. 21 3. 49 4. 87
可靠性测试检验标准 一.机械测试标准 B随机振动测试标准 试验目的:检验产品经受规定严酷等级的随机振动测试 试验设备:振动仪 试验样品:6SETS 试验内容:被测样品不包装,处于通电状态,牢固固定在测试台,试验参数:频率范围5-20Hz,功率频谱度0.96M2/S3;频率范围20-500Hz,功率频谱度0.96M2/S3(20Hz处),其它-3dB/℃T .轴向:三个轴向,持续时间,每方向1小时,共3小时,持续时间结束,取出样机进行测试后检查。 判定标准:通过基本功能测试;外观/结构正常,未见零件松动、裂开异常。 C包装振动测试标准 试验目的:模拟运输过程中振动对产品造成的影响 试验设备:振动测试仪 试验样品:2 carton 试验内容:振动宽度(Vibration width):2mm/2.8g;扫周率(Sweep Frequency):10 to 30Hz;方向(Direction):六个面(x.y.z axis);测试时间:30分/每个面(30 Minutes per axis),测试完成后检验产品的外观结构及各项功能。 判定标准:通过基本测试,外观/结构正常,未见零件松动异常。
二.存储温度测试标准 A高温贮存试验 试验目的:检验产品在高温环境条件下贮存的适用性 试验设备:恒温恒湿试验箱 试验样品:6SETS 试验内容:被测产品不包装、不通电,以正常位置放入试验箱内,使试验箱温度达到60±2℃,温度稳定后持续16小时,持续期满,立即进行试验后检测。 判定标准:通过基本功能测试;外观和结构正常。 B低温贮存试验 试验目的:检验产品在低温环境条件下贮存的适用性 试验设备:恒温恒湿试验箱 试验样品:6SETS 试验内容:被测产品不包装、不通电,以正常位置放入试验箱内,使试验箱温度达到-20±2℃,温度稳定后持续16小时,持续期满,在正常大气条件下放置2H,放置期满,被测样机进行试验后的检查。 判定标准:通过基本功能测试;外观和结构正常。 三.高低温测试标准 A低温工作试验 试验目的:检验产品在低温环境条件下使用的适用性 试验设备:恒温恒湿试验箱 试验样品:6SETS 试验内容:被测产品不包装、处于导通状态,以正常位置放入试验箱内,使温度达到-20±3℃,温度稳定后,持续8小时,持续期满,进行产品测试后的检查。 判定标准:通过基本功能测试;外观和结构正常。 B高温工作试验 试验目的:检验产品在高温环境条件下使用的适用性 试验设备:恒温恒湿试验箱 试验样品:6SETS 试验内容:被测产品不包装、处于导通状态,以正常位置放入试验箱内,使温度达到+55±2℃,温度稳定后,持续8小时,持续期满,进行产品测试后的检查。 判定标准:通过基本功能测试;外观和结构正常。 C恒定湿热试验 试验目的:检验产品在恒定湿热环境条件下使用的适用性 试验设备:恒温恒湿试验箱 试验样品:6SETS 试验内容:被测产品不包装、处于导通状态,以正常位置放入试验箱内,使温度达到40±2℃,湿度达到 95%,持续96小时,持续期满,立即进行产品测试后的检查。 判定标准:通过基本功能测试;外观和结构正常。 D冷热冲击试验 试验目的:检验产品经受环境温度讯速变化的能力 试验设备:冷热冲击试验箱 试验样品:6SETS 试验内容:被测产品不包装、不导通或不带电池状态,以正常位置放入试验箱内,高温为60℃,稳定温度保持时间为2小时,低温为-20℃,,稳定温度保持时间为2小时,转换时间不大于15秒,循环次数为12次(1循环周期为4小时),循环期满,在正常大气条件下放置2小时,放置期满,被检样机立即进行产品测试后的检查。 判定标准:产品外观和结构正常。功能、性能方面正常。 E结露试验 试验目的:检验产品在结露环境条件下的适用性 试验设备:恒温恒湿试验箱