六性分析实施报告

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1、编号：自动控制压力实验设备可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性分析报告拟 制：审 核：批 准：信阳星宇航天标准件制造有限公司二零一二年九月1概述为确保产品质量符合要求，达到顾客满意，根据自动控制压力实验设备产品质 量保证大纲的规定，对该产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、 环境适应性进行分析。2可靠性分析2.1 元器件活单元件选型上截止阀、减压阀、安全阀等元件经过GJB15W境试验，管道采 用不锈钢管，接头采用 37。航天标准的接头标准，保证了气路可靠性；测控系 统元件选择汽车级或者军品级的元件， 工作温度覆盖系统工作温度范围， 并经过 筛选，具有较高的可靠性；电池组选

2、择军品电池。2.2 可靠性预计本器件所采用的元器件有7类13种共57个。其中任一元器件失效，都将造 成整个器件失效，即器件正常工作的条件是各元器件都能正常工作。因此， 本器 件的可靠性模型是一个申联模型。该器件是可修复产品，寿命服从指数分布，根据可靠性理论，其平均故障问 隔时间与失效率成反比，即：MTBF= 1/ 乙 Xpi(1)所用元器件均是通用或固化产品，其质量水平、工作应力及环境条件都相对 固定，其失效率因子等有关可靠性参数可参考GJB/Z299C-2006电子设备可靠性预计手册,从而采用应力分析法来预计本器件的可靠性指标。本器件一般内置丁系统机箱内，使用大环境是舰船甲板或舰船舱内，其环

3、境代号Ns2,工作温度-40 C+70C ,现计算其可靠性指标。2.2.1 PIN 二极管的工作失效率 吗本器件使用PIN二极管，其工作失效率模型为知1 =2e兀 QK(2)式中:基本失效率,10-6/h ;nE 环境系数；Hq质量系数；Hk种类系数。由表5.3.11-1查得基本失效率 知=0.212 x 106/h ;由表5.3.11-2查得环境系数nE=14;由表5.3.11-3查得质量系数nQ=0.05;由表5.3.11-4查得种类系数 耻=0.5;本器件中使用了 18只PIN二极管，故其工作失效率为：p1 =0.212 10-6 14 0.05 0.5 18 = 1.3356 10/h

4、2.2.2 片状电容器的工作失效率7中本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为：人p2 = *b，EQCV，KLh( 3)如 基本失效率，10-6/h ;He 环境系数；兀Q质量系数；兀CV电容量系数；叭种类系数；h表面贴装系数。由表5.7.2-2查得基本失效率 扁=0.00637 x 10-6/h ;由表5.7.2-4查得环境系数 吒=11.5;由表5.7.2-5查得质量系数M=1；由表5.7.2-6查得电容量系数cv =0.75;由表5.7.2-7查得种类系数兀k=0.3;由表5.7.2-1查得表面贴装系数nch=1.2 ;本器件中共使用了片状电容器7只，故其工作失效率为：p2 =0.0

5、0637 103 11.5 1 0.75 0.3 1 7 = 0.1154 10-6/h2.2.3 电感的工作失效率 知3本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为：人p3 = b71 EQKC( 4)屁 基本失效率，10-6/h ；He 环境系数；Hq质量系数；Hk种类系数；C结构系数。由表5.8.3-1查得基本失效率 加=0.0062 x 10-6/h ;由表5.8.3-2查得环境系数nE=17;由表5.8.3-3查得质量系数nQ=1；由表5.8.3-4查得种类系数耻=1；由表5.8.3-5查得结构系数片=2;本器件中共使用了电感7只，故其工作失效率为：6一_6p3 =0.0062 101

6、7 1 1 2 7 =1.4756 10 /h2.2.4 集成电路的工作失效率知4半导体集成电路的工作失效率模型为：*p4 = 。，丁吼 *(C2 *。3) E】Hl(5)兀Q质量系数；f 温度应力系数；HV 电压应力系数；He 环境系数；Hl成熟系数；Ci、C2电路复杂度失效率；C3封装复杂度失效率。由表5.2.2-2查得环境系数心=14;由表5.2.2-3查得质量系数jtq=0.08 ;由表5.2.2-4查得成熟系数 畦=1；由表5.2.2-5查得温度应力系数ht=i.02;由表5.2.2-14查得电压应力系数兀V=1；由表5.2.2-19查得电路复杂度失效率 C1 =0.4272 X 1

7、0-6/h、C2=0.0406 X 10-6/h ;由表5.2.2-19查得封装复杂度失效率 C3=0.1673 X 10-6/h。本器件使用集成电路3只，故其工作失效率为：4=0.08 0.4272 10* 1.02 1 (0.0406 0.1673) 10 14 1 3 = 0.8031 10/h2.2.5 贴片电阻的工作失效率 知5贴片电阻的工作失效率模型为：*p5 = -b EQ，R(6)式中：如 基本失效率，10-6/h ;e 环境系数；兀q质量系数；兀r阻值系数。由表5.5.3-1查得基本失效率Zb =0.0031 X 10-6/h ;由表5.5.3-3查得环境系数He=10;由表

8、5.5.3-4查得质量系数nQ=1;由表5.5.3-5查得阻值系数Hr=1;本器件使用贴片电阻9只，故其工作失效率为：W =0.0031 10-6 10 1 1 9 = 0.279 106/h p52.2.6 射频连接器的工作失效率、6p本组件选用射频连接器，其工作失效率模型为*p6 =P” K，C( 7)屁 一一 基本失效率，10-6/h ;He 环境系数；Hq质量系数；%接触件系数；nK插拔系数；c插孔结构系数；由表5.11.1-1查得基本失效率Xb =0.0303 x 10-6/h;由表5.11.1-2查得环境系数兀e=10；由表5.11.1-3查得质量系数兀q=1；由表5.11.1-4

9、查得接触件系数RP=1；由表5.11.1-5查得插拔系数 =1；由表5.11.1-8查得插孔结构系数兀c=0.3;本器件使用接插件13只，故其工作失效率为：、6 =0.0303 10* 10 1 1 1 0.3 13 = 1.1817 10*/h2.2.7 印制板的工作失效率Zp7p印制板的工作失效率模型为，-p7 =(blN +-b2 / EQC( 8)扁1 娘 一一 基本失效率，10-6/h,九bi取值为0.00017 X 10-6/h ,么2取 、值为 0.0011 X 10-6/h ;N使用的金届化孔数；He 环境系数；Hq质量系数；HC 复杂度系数；由表5.13.1-1查得环境系数兀

10、e=13;由表5.13.1-2查得质量系数 电=1.0;由表5.13.1-3查得复杂度系数冗c=1.0；本器件使用印制板1块，故其工作失效率为p7 = 0.00017 11 0.0011 10 13 1 1 = 0.03861 10 艄2.2.8 焊接点的工作失效率、8焊接点的工作失效率模型为：*p8(9)舄b 基本失效率,10-6/h ;兀E 环境系数；兀Q质量系数；由表5.13.2-1查得基本失效率 兀b =0.000092 X 10-6/h;由表5.13.2-2查得环境系数 J=10；由表5.13.2-3查得质量系数Rq=1.0;本组件共有约100个焊接点，其工作失效率为：扁8 =0.0

11、00092 X 10-6 X 10X 1 X 100=0.092 X 10-6/h2.2.9 开关的总工作失效率 提p开关的总失效率为：P = 5 Pi i 4=(1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092 ) X 10-6=5.321 X 10-6/h故平均故障间隔时间为：MTBF=1/ p =187934 h该开关的MTBF旨标要求为大丁 50000h,因此，理论分析表明开关的平均故障问 隔时间可以达到要求。2.3 可靠性数据分析根据前面计算得到的各种元器件的工作失效率和GJB299C列出的失效率模式分布，计算整理结果如表1

12、所示：从工作失效率的角度看，可能产生故障的主要元器件有以下几种：PIN 二极管，工作失效率占总失效率的 25.1%;绕线电感，工作失效率占总失效率的27.73%;集成电路，工作失效率占总失效率的15.09%;表1可靠性数据分析表序号名称工作失效率失效率白分比主要故障模式故障模式频数比1PIN二极管1.3356 X 10-625.1%开路50%2片式电谷器0.1154 X 10-62.17%短路74%3绕线电感1.4756 X 10-627.73%开路80%4集成电路0.8031 X 10-615.09%无输出23%5贴片电阻0.279 X 10-65.24%开路91.9%6射频连接器1.181

13、7 X 10-622.2%插损高80%7印制板0.03861 X 10-60.73%孔化不良60%8焊接点0.092 X 10-61.73%虚焊60%上面3种元件的工作失效率之和占总失效率的67.92%,在元器件选择和装配时应特别加以注意。2.4 故障模式影响故障模式影响是分析元器件主要故障对器件产生的后果，并将其进行严酷度分类。严酷度类别是元器件故障造成的最坏潜在后果的表示。根据严酷度的一般分类原则，可把本器件的严酷度分为三类。皿类（致命的）一一这种故障会引起重在经济损失或导致任务失败。用类（临界的）一一这种故障会引起一定的经济损失或导致任务降级。IV类（轻度的）一一这种故障不会引起明显的经

14、济损失或系统任务的完成， 但会导致非计划性维护和修理。本组件的故障模式影响分析如表 2所示。序号名 称故障模式故障原因故障 影响补 偿措 施严酷度类另U1PIN 二极管开路金丝未键合影响器件性能，严重时功能丧失补焊类2片式电容器短路粘结不牢或过量影响器件性能重新粘接m类3绕线电感开路虚焊不能提供直流偏置补焊类4集成电无输出静电击穿驱动器失效更换器件类路5贴片电阻开路粘接不牢功能受到影响重新粘接W类6射频连插损高器件老化、磨损性能变差更换器件m类7印制板孔化不良虚焊性能变差或功能受影响补焊W类8焊接点虚焊电压击穿可靠性变差更换器件W类表2故障模式及影响分析表由上表可知，从故障影响严酷度的角度看，届丁皿类严酷度的有3种元器件：