長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法
2023-10-28 19:17:22 1
長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法
【專利摘要】本發明的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法包括以下步驟：尋找電子產品的最薄弱功能模塊；設計加速退化試驗；數據統計分析；以及確定可靠性模型；所述數據統計分析具體為：通過數據折算將步進加速退化數據轉化成恆定應力加速退化數據；利用恆定應力加速退化數據擬合得到性能退化軌跡；根據性能失效閾值和性能退化軌跡得到偽失效壽命，將每個應力水平所對應的偽失效壽命數據進行分布假設檢驗，以確定偽失效壽命數據服從的分布函數；確定加速模型。本發明的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法解決了試驗樣本短缺，試驗時間有限的問題，有效提高了電子產品的試驗效率，同時縮短了電子產品的可靠性評估時間。
【專利說明】長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法
[0001] _
【技術領域】
[0002]本發明涉及可靠性評估技術，具體涉及一種長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，用於驗證電子產品在定型階段是否滿足規定的可靠性指標。
[0003]_
【背景技術】
[0004]可靠性評估技術是鑑定產品在研製階段或使用階段是否達到或滿足規定的可靠性指標的重要手段。傳統的可靠性分析方法是以壽命數據分析為基礎，通過對壽命數據的統計分析確定產品的壽命分布類型，並基於此對產品開展可靠性評估。在工程中，普遍使用的可靠性分析方法是經典法和Bayes方法，這兩種方法相對簡便，同時可藉助計算機軟體較快地給出分析結果。隨著設計、製造方法以及使用材料的不斷提高與改善，電子產品的可靠性不斷提高，壽命也不斷延長，尤其是價格昂貴的電子產品還面臨小樣本的問題，經典方法已經不適用於新的電子產品可靠性評估。Bayes方法雖然從一定程度上能解決樣本小的問題，但依舊無法在較短的試驗時間內獲得足夠的可靠性信息。因此學者、專家紛紛採用試驗技術尋求問題的解決方法。
[0005]加速試驗技術能夠在較短時間內獲得產品的可靠性信息。加速試驗包括加速壽命試驗和加速退化試驗，其中加速壽命試驗通過收集失效數據進行可靠性評估，而產品在短期內幾乎不可能失效，即加速壽命試驗無法獲得失效數據，因此加速退化試驗成為解決這一問題的新方法。加速退化試驗使用性能退化數據進行可靠性評估，大大縮短了試驗周期，減少了試驗樣本，降低了試驗費用，提高了試驗效率，為高可靠長壽命電子產品的可靠性評估提供了新的解決途徑。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，以解決試驗樣本短缺，試驗時間有限的問題，有效提高了電子產品的試驗效率，同時縮短了電子產品的可靠性評估時間。
[0008]為了達到上述的目的，本發明提供一種長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，包括以下步驟:
步驟1，尋找電子產品的最薄弱功能模塊；
步驟2,設計加速退化試驗；
設計包括應力類型、應力水平個數、應力水平的大小和測量時間；
步驟3，數據統計分析；
步驟3.1，通過數據折算將步進加速退化數據轉化成恆定應力加速退化數據；步驟3.2，利用恆定應力加速退化數據擬合得到性能退化軌跡；
步驟3.3，根據性能失效閾值和性能退化軌跡得到偽失效壽命，將每個應力水平所對應的偽失效壽命數據進行分布假設檢驗，以確定偽失效壽命數據服從的分布函數；
步驟3.4，確定加速模型；
根據偽失效壽命數據服從的分布函數，採用相應的評估方法估計各應力條件下偽失效壽命數據服從的分布函數的分布參數，利用應力水平和該應力水平對應的壽命分布函數中的特徵壽命值，得到加速模型；
步驟4，確定可靠性模型；
將正常使用應力水平帶入到加速模型中，得到正常應力水平下的壽命特徵值，確定可靠性模型，並求出可靠性指標。
[0009]上述長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其中，所述步驟I中採用FMEA法，以功能模塊為最低分析層次對電子產品進行分析，找出電子產品的最薄弱功能模塊，代替電子產品進行試驗。
[0010]上述長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其中，所述步驟3.1中數據折算方式包括時間折算和退化特徵量折算。
[0011]上述長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其中，偽失效壽命數據服從指數分布或者威布爾分布。
[0012]上述長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其中，所述步驟3.4中若偽失效壽命數據服從指數分布
=採用極大似然估計方法估計各應力條件下指數分布函數的分布參數- ;若偽失效壽命數據服從威布爾分布=，採用最小二乘法估計各應力條件下威布爾分布函數的分布參數7和w ;加速模型採用Arrhenius模型。
[0013]上述長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其中，所述步驟4中當偽失效壽命數據服從指數分布時，可靠性模型為:
Rif) = β~?Ιφ ；
當偽失效壽命數據服從威布爾分布時，可靠性模型為:.Λ-Τ
【權利要求】
1.長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1，尋找電子產品的最薄弱功能模塊； 步驟2,設計加速退化試驗； 設計包括應力類型、應力水平個數、應力水平的大小和測量時間； 步驟3，數據統計分析； 步驟3.1，通過數據折算將加速退化數據轉化成恆定應力加速退化數據； 步驟3.2，利用恆定應力加速退化數據擬合得到性能退化軌跡； 步驟3.3，根據性能失效閾值和性能退化軌跡得到偽失效壽命，將每個應力水平所對應的偽失效壽命數據進行分布假設檢驗，以確定偽失效壽命數據服從的分布函數； 步驟3.4，確定加速模型； 根據偽失效壽命數據服從的分布函數，採用相應的評估方法估計各應力條件下偽失效壽命數據服從的分布函數的分布參數，利用應力水平和該應力水平對應的壽命分布函數中的特徵壽命值，得到加速模型； 步驟4，確定可靠性模型； 將正常使用應力水平帶入到加速模型中，得到正常應力水平下的壽命特徵值，確定可靠性模型，並求出可靠性指標。
2.如權利要求1所述的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟I中採用FMEA法，以功能模塊為最低分析層次對電子產品進行分析，找出電子產品的最薄弱功能模塊，代替電子產品進行試驗。
3.如權利要求1所述的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟3.1中數據折算方式包括時間折算和退化特徵量折算。
4.如權利要求1所述的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其特徵在於，偽失效壽命數據服從指數分布或者威布爾分布。
5.如權利要求4所述的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟3.4中若偽失效壽命數據服從指數分布 =採用極大似然估計方法估計各應力條件下指數分布函數的分布參數- ;若偽失效壽命數據服從威布爾分布=,採用最小二乘法估計各應力條件下威布爾分布函數的分布參數_和? ;加速模型採用Arrhenius模型。
6.如權利要求4所述的長壽命、高可靠電子產品可靠性評估方法，其特徵在於，所述步驟4中當偽失效壽命數據服從指數分布時，可靠性模型為:聊=; 當偽失效壽命數據服從威布爾分布時，可靠性模型為:
其中，零為威布爾分布的刻度參數，《是威布爾分布的形狀參數，且形狀參數《的計算方式為各偽失效壽命函數中形狀參數的平均值。
【文檔編號】G06F19/00GK104182603SQ201310197507
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月24日 優先權日:2013年5月24日
【發明者】孔雷星, 陳波, 喬衛新, 馬季軍, 冷學敏 申請人:上海空間電源研究所