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1、电器产品标准及可靠性电器产品标准及可靠性设计设计2006年12月于宁波第一部分第一部分 可靠性设计相关的可靠性设计相关的可靠性基础知识可靠性基础知识一、可靠性问题的提出一、可靠性问题的提出n随着市场经济的发展，市场竞争的日趋激烈，产品可靠性已成为竞争的焦点，只有那些了解并能控制提高自己产品可靠性的企业，才能在竞争中生存，这是市场的选择，是顾客的选择。开展可靠性设计是可靠性工作发展的必然。n我们应该清楚的认识到，高技术的实施需要高可靠来保证，而高可靠本身就是高技术，开展可靠性设计是可靠性工作发展的必然。二、如何正确对待产品的可靠性问二、如何正确对待产品的可靠性问题题1、要在质量观念上有所转变n从
2、过去“符合性”质量观转向“适用性”质量观，简单的讲就是满足顾客的需要就是质量。n也可以说要从旧的以“性能”为中心的质量观转向以“效能”及产品寿命周期费用（LCC）为中心的质量观。1、要在质量观念上有所转变n“适用性”也就是产品的“效能”，它是产品可用性、可能性（可靠性）、固有能力（功能/性能）的综合反映。n“可用性”的定义是“产品在要求的外部资源产品在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时间内处于可执行规定功能状态的能力定的时间内处于可执行规定功能状态的能力。它是产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映。简单的讲，就是产品处于可工作或
3、可使用的状态（招之即来）。1、要在质量观念上有所转变n“可能性”（就是可靠性）是指产品完成规定功能的可能性（来之能战）。n“固有能力”（功能/性能）是指产品满足特性要求的能力（战之能胜）。产品适用性的内涵包括了产品设计质量、制造质设计质量、制造质量、使用质量、服务质量量、使用质量、服务质量四个部分，而且是由用户来评判的。 2、建立产品可靠性是产品重要质量指标的概念n质量指标 = 性能指标（即t0的质量指标）+可靠性指标（t0的质量指标）。n性能包括技术性能、经济性能、安全性能、环保性能、可靠性能（可信性能）及测试性能。n广义“测试性能”包含（1）可测试性；（2）自测试性。三、可靠性定义三、可靠
4、性定义n狭义的可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。n用定量来表示，就是完成规定功能的概率。n广义的可靠性也就是“可信性”。是一个非定量的集合术语，它用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性及维修保障性。n通俗的说，是指产品好用不好用的特性，是对可维修产品而言。可靠性特点： n综合性：它是产品“适用性“（效能） - 可用性、可靠性及满足规定特性的能力综合反映。n时间性：在规定的时间（产品寿命周期）内，是产品在t0时的质量特性。n统计性：不是对某一具体产品，而是对一批或一个规格产品而言。所以有文把可靠性定义为在规定的时间内和规定的条件下，无故障完成规定功能的概率，即可靠
5、度。对电子产品的要求愈来愈高n产品功能及自动化程度不断增加，不可靠损失大。n产品的复杂度提高。n电子产品的使用环境愈来愈严酷。n电子技术迅速发展，电子元器件更新换代快，研制周期短，不允许通过使用反复来提高可靠性。n电子产品设计受很多约束条件，设计裕量小，可靠性相对来讲就要提高。n新材料、新技术发展快，数据积累少，未知因素多，对产品可靠性影响大。n随着商品经济和贸易的发展，国内外市场竞争日益激烈，产品可靠性就成为竞争的焦点。四、工作可靠性、固有可靠性与使四、工作可靠性、固有可靠性与使用可靠性用可靠性nIEC300中指出：“产品在用户手中显示出的可靠性是对用户最有意义的可靠性。”n产品在用户实际使
6、用时显示出的可靠性称为工作可靠性，它由固有可靠性和使用可靠性组成。 固有可靠性固有可靠性n是制造厂在产品设计生产过程中所确定的可靠性，它与产品的原材料、零部件的选择、产品设计、制造工艺等因素密切相关，它是制造厂应予以保证的产品可靠性。n产品可靠性验证试验所确定的产品可靠性就是产品的固有可靠性固有可靠性。 使用可靠性n是与产品使用有关的各因素所确定的可靠性，产品在生产厂制造出来后，要经运输、贮存、安装等过程才能投入实际使用，产品在使用过程中会受到周围环境条件、操作频率、负载情况以及选用是否正确等多种因素的影响，上述这些因素确定了产品使用可靠性使用可靠性。 n可见，电器的工作可靠性由其固有可靠性及
7、使用可靠性组成，一个固有可靠性较高的电器如选用使用不当，其使用可靠性不高，则该电器的工作可靠性也就不会太理想。反之，一个固有可靠性虽不很高的电器，如选用正确、使用得当，其使用可靠性很高，则该电器的工作可靠性会使用户较满意。因此，提高继电器的使用可靠性是十分重要的。 影响电器可靠性的主要因素：n运输：运输过程中应避免受到剧烈的振动与冲击；n贮存：贮存环境的温度、湿度应尽量不超出使用工作条件的规定，并应注意贮存环境中尽量不要有腐蚀性的气体；n动作频率：使用时动作频率不应超过产品标准规定的数量；n负载性质：应注意电器使用时负载是交流还是直流，是阻性还是感性，在相同的负载电流下，能分断交流电流的继电器
8、触点不一定能分断直流电流，特别是时间常数较大时更是如此；接通单相交流电机（如空调中空压机）或直流电机（如汽车中控制窗户升降或雨刮的电机）及电容负载时均有较大的冲击电流，会影响电器的使用寿命，甚至会使触点发生熔焊。触点切换的额定值( 参考）n关于触点切换的额定值，电磁继电器一般规定它的性质及大小。它的含义是指在规定的动作次数内，在额定的电压和频率下，触点所能切换的电流的大小。这一负载值是由结构要素决定的。为了便于考核比较，一般只规定阻性负载。在实际使用中需要切换其它性质的负载，如电机、感性、灯、电容等负载时，其切换能力可参考表1换算：n显然，负载增大，继电器的寿命将缩短，但不存在一个通用的负载寿
9、命对应关系，不同的继电器具有不同的负载与寿命的关系曲线，即寿命曲线。电阻性电流电感性电流 电机电流 灯电流最小电流 100% 30% 20% 15% 100mA 影响电器可靠性的主要因素：n负载电压：电器使用时负载电路的工作电压不应超过电器产品说明书中规定的最大切换电压值，但应注意负载电路的工作电压不应比产品说明书中规定的工作电压值低太多，因为这时电器触点的接触电阻可能会大大增加，甚至使触点不能正常接通电路。n负载电流：电器使用时负载电路的工作电流不应超过电器产品说明书中规定的最大切换电流值，否则会严重影响寿命。但应注意电器的负载电流也不是越小越好，这是因为在小负载电流（特别是在毫安级大小）时
10、触点表面的表面膜很难消除，因此会使触点接触电阻大大增加，从而使电器的接触可靠性大大降低。五、电器失效与失效分析的五、电器失效与失效分析的一般程序一般程序1、失效与故障n“失效”与“故障”这两个术语经常引起争论，在国标和国军标的定义中也有一些差异。国标失效定义为：“产品完成规定能力的终止的事件产品完成规定能力的终止的事件”。把故障定义为“产品不能执行规定功能的状态产品不能执行规定功能的状态”。国军标则不分失效与故障，其定义为：“产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态。对某些产品称失效，如电子器件、弹药等。”实际上，两个术语的核心内涵是一样的，都是“不能完成规定功能”。从产品与外部
11、的关系着眼，没有完成规定的功能，就是从产品本身着眼，故障是产品失效后所呈现的状态。一些失效不是产品本身故障所造成；也有一些故障并不产生失效。2、失效率曲线n失效率是指产品在规定条件下和规定时间内发生失效的概率。在长期的可靠性实践中，人们发现许多产品都服从一条典型的失效率曲线。这条曲线与人的死亡率曲线相似，习惯称之为“浴盆 ”曲线，如图3所示。从“浴盆”曲线可以看出，产品失效分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期和损耗失效期。失效率0早期失效期耗损失效期时间寿命期（筛选老炼时间）第一阶段：早期失效期n早期失效期出现在产品开始工作后不久的时间内，它的特点是失效早，但随着工作时间的增长，失效率很快减小
12、。它反映着生产管理水平、工艺水平与产品结构的稳定性，如早期失效率的幅值大且下降慢，则说明工厂生产过程控制不严、产品设计、工艺不稳定。一般讲，对原材料及工艺加强严格检验和质量控制及进行可靠性筛选试验，可以减少或剔除早期失效产品，使产品的寿命进入偶然失效期。第二阶段：偶然失效期n偶然失效期也称产品的“使用寿命期”。它的特点是失效率低而稳定，往往近似地把它看成是一个常数。这一阶段，失效是随机性质的，因而也称随机失效。失效原因可以看作在某一时刻中产品所积累的应力超过了缺陷的强度。随机失效取决于两方面：一是产品本身设计、工艺所引起的失效（存在缺陷）；二是由使用所引起的失效。第三阶段：损耗失效期n这是产品
13、使用后期，由于长期磨损或疲劳，使产品性能下降，失效迅速增加。它的特点是随工作时间的增加失效率上升。如继电器触点常期工作后，由于机械的、电的磨损及化学腐蚀、触点压力、间隙等参数明显恶化。只要外界条件如温度、冲击振动、负载等稍有变化，就将导致产品迅速失效。为了推迟这一时期的到来，尽量延长产品的使用寿命，一方面需要从产品材料、设计、工艺上加以保证提高；另一方面从使用上也可以采用一定的保护措施，如合理的灭火花电路等，来延长电磁继电器的寿命。 失效率与置信度水平失效率与置信度水平n用户所要求的元器件失效率指标一般是其电子设备、系统可靠性指标的分配值，即元器件在规定条件下的实际使用失效率控制值。为了方便评
14、估，设计师首先要将用户要求的失效率换算成实验室环境下的失效率。失效的单位，可以用%/104 次表示，也可以用%/10次（或%/h）表示。继电器失效等级（GB/T15510 95） 名 称符 号最大失效率（1/10次）亚五级Y3 x 10-5五 级W1 x 10-5六 级L1 x 10-6七 级 Q 1 x 10-7失效率与置信度水平失效率与置信度水平n产品的失效率在一次寿命试验与另一次寿命试验中会出现各不相同，这里就有一个置信度问题。置信度的定义是：被考虑的量值被考虑的量值在给定区间内的概率在给定区间内的概率（待定的或规定的）。GB3187 82将置信度定义为：估计是正确的概率。置信度水平表示
15、我们对产品失效状况的预计总次数中正确次数的百分率。n置信度水平以百分数表示，如60%或90%置信度水平。百分数越高，试验结果越值得人们相信。它是生产厂产品能满足用户要求但所承担的被拒收的风险率。“1”减置信度水平余下的百分数为产品不能满足其要求而用户所承担的验收通过的风险率。置信度越高，用户承担的风险率越小。失效分析失效分析n电子元器件丧失规定的功能称为失效。对失效的元器件进行分析，鉴定其失效模式和失效机理，找出其失效的内在原因的整个工作称为失效分析。显然，失效分析是提高电子元器件可靠性极为重要的一环。 失效分析失效分析一个完整的失效分析，应包括以下几个方面的内容：n调查失效现象，分析失效数据
16、；n比较、分析失效数据、鉴别失效模式失效模式；n描述失效特征，即表征或阐明和失效模式有关的失效现象或效应；n假设失效机理；n验证和证实假设的失效机理；n找出改进措施；n找出新的失效因子，即改进措施实施后也可能出现新的失效模式和机理，就需要进一步分析改进。n举例：继电器失效分析通用程序，见下表。第二部分第二部分 可靠性设计的一般要求可靠性设计的一般要求 一、可靠性设计的一般概念一、可靠性设计的一般概念v设计有两个方面，一是为达到规定的功能而展开的设计，二是为保持功能水平而展开的设计。可靠性设计则是后者的内容。可见，此两方面相辅相成，缺一不可。v可靠性设计是指在功能（或性能）设计的同时，针对产品在
17、规定的条件下和规定的时间内，可能出现的失效模式，采取相应的设计技术，以消除或控制其失效模式，使产品满足规定的可靠性要求。一、可靠性设计的一般概念一、可靠性设计的一般概念v自然，产品随使用时间的增长是会逐渐降低功能或完全丧失功能（即失效）的，可靠性设计所要达到的只是产品在规定条件下和规定时间内使产生失效的可能性很小。这里所谓的条件，是指导致失效发生的诱因 - 环境条件和工作条件。一般称之为“应力应力”。不过，应力只是诱因，产品通常经过一段时间才演变到失效的。一、可靠性设计的一般概念一、可靠性设计的一般概念v为保持正常的功能，就必须分析设计对象在预定的时间间隔内可能发生的失效状态类型 - 失效模式
18、，以及分析应力时间导致失效发生的物理、化学或机械过程，即失效机理。针对失效模式及其机理采取设计措施，达到消除或控制失效模式发生的目的。v可见，可靠性设计是围绕着消除或控制可能发生的失效模式而展开的。一、可靠性设计的一般概念一、可靠性设计的一般概念vISO/TS 16949 2002产品质量先期策划和控制计划实施程序 - 多方论证（APOP手册）、潜在失效模式及后果分析程序、生产件批准实施程序（PPAP手册）等均为消除或控制失效而提出的措施要求。v如果彻底消除了所有的失效模式，那就绝对“可靠”了。然而这是不可能的。因此，设计的目标是使产品在规定条件下和规定期间内发生失效的概率控制在某一水平值（一
19、般以失效率表示）以下。这便是可靠性要求的定量化指标。二、可靠性设计指标的一般内容二、可靠性设计指标的一般内容v反映规定可靠性要求的可靠性设计指标，一般包含如下四个方面：v体现产品功能的主要特性参数的稳定程度稳定程度；v产品所能适应的环境条件环境条件；v产品寿命、失效率或质量等级质量等级；v必须消除或控制的失效模式失效模式。但是，不同设计对象其可靠性设计指标是不相同的，下文举例说明此四方面指标内容的含义。二、可靠性设计指标的一般内容二、可靠性设计指标的一般内容v产品的主要性能参数在规定条件下随时间的稳定程度v如继电器的吸动、释放参数、接触电阻（接触压降）等，在实际使用条件下随时间的变化均有变化量
20、的规定。v国际电工委员会就此规定（IEC319）：电子元件的初始特性应符合IEC推荐的标准或其它的元件规范。并且，应给出在规定的电气、气候、机械应力或这些应力综合作用下，在规定期间特性变化的数据。二、可靠性设计指标的一般内容二、可靠性设计指标的一般内容v产品所能适应的环境范围v 一般用途的电子元件应能通过相应标准中所规定的环境试验项目，如美军标MIL STD 202“电子和电气元件试验方法”、国军标GJB 360 。117均为电子及电气元件环境试验方法、国标“电气继电器第7部分：有或无机电继电器测试程序“（等同IEC255 7（1991）等。至于特殊用途的产品，还应根据其使用场合的特殊环境条件
21、，进行相应的环境试验项目。如宇宙空间的特殊环境有：高真空、失重和放射性辐射等。因此，要求通信卫星上用的继电器应能适应：随机振动、热冲击、热真空放射性照射、冷焊等环境试验。二、可靠性设计指标的一般内容二、可靠性设计指标的一般内容v产品寿命、失效率或质量等级v失效率 是描述产品在规定条件下和规定时间内发生失效的概率，元器件失效率则是预计、设计整机可靠性的基础。设计可靠性指标越高的电子设备，要求其构成元器件的失效率或质量等级为可靠性设计指标的重要内容。v对于失效率指标，还应明确规定其失效判别标准。对于没有失效率指标要求的场合，可按产品标准中规定的质量等级来制定相应的可靠性设计指标。v产品寿命与失效率
22、之间存在一定的换算关系，有些元器件通常以寿命指标表征其可靠性。二、可靠性设计指标的一般内容二、可靠性设计指标的一般内容v必须消除或控制的失效模式v如上所述，电子元器件可靠性设计是围绕着消除或控制可能发生的失效模式而展开的，而且，不同失效模式对整机、系统的影响可能有显著的差异。因此，可靠性设计应明确这方面的内容。如有的用户提出必须消除和控制的触点失效模式。二、可靠性设计指标的一般内容二、可靠性设计指标的一般内容v上述四方面内容是相辅相成的。由于可靠性不可能以某一个量来完全代表，因而，可靠性设计指标也不是单一的，一般应包括如上四方面的内容。当然，可靠性设计指标依设计对象和使用场合而异。三、电器可靠
23、性设计指标及其确定评三、电器可靠性设计指标及其确定评价价v一切产品的质量（狭义质量）是其使用价值的反映，而产品的使用价值，则由它的物理性能与持久性能来体现。因此，人们普遍关心产品的质量及其实现的能力。电器使用有效性正是描述电器实现其使用价值的能力。v电器的使用有效性，就是在规定的条件下，在规定的时间内，当需要执行开断任务时，能立即实现。由此可以看出，电器可靠性指标应包括：v（1）环境适应性，即规定的使用环境条件；v（2）主要性能参数随时间的变化特性，即在规定的寿命期内，主要性能应保持稳定，或者说是性能良好；v（3）失效率，它是表示继电器使用有效性的主要指标，即继电器技术性能实现的能力。它也是使
24、用整机可靠性设计的重要依据；v（4）主要失效模式及分布，提供整机可靠性设计时应予以控制。从整机要求讲，可以理解为必须消除或控制的失效模式。继电器失效率指标v电子元件标准中对可靠性的要求方法可以分为两类，一类是采用失效率定级的方法，另一类是不另外规定失效率指标，只按鉴定试验、维持和质量一致性来保证等级如果制造厂按规定的程序圆满完成保证规定，则此产品已具备所需的可靠性要求。v当标准只包括一个等级或只包括一个且属较低等级时，标准就仅规定产品鉴定和质量一致性检验要求，而未明确指明保证等级。标准中无论是规定失效率等级还是产品保证等级，在使用失效预计方面的作用是同样的。v可靠性预计与可靠性试验是两回事，可
25、靠性预计是整机可靠性设计中的一种技术，它需要元件提供一些失效率数据，但并不一定要试验证实。失效率的确定v元器件用户所要求的元器件失效率指标一般是其电子设备、系统可靠性指标的分配值，即元器件在某环境下的实际使用失效率控制值 。为方便评估，设计师首先将用户要求的元器件失效率换算成实验室环境下的失效率。电子设备可靠性预计手册提供了不同环境类别的环境系数，以表示不同环境对元器件失效率的影响程度。一般实验室失效率（实验室）与其它环境失效率(i)的关系为i=实验室E。E为环境系数，其中地面良好环境- 实验室的E为1.主要失效模式v对电器来讲，主要失效模式，也是致命性失效，触点开路（该通不通）或粘结（该断不
26、断）。负载大小不同，产品结构形式不同，触点材料（包括镀层）不同，其开路或粘结故障的比例不同，所以，失效率指标，按失效模式分配就变得简单。v对非密封电器，由于线圈断路、短路而引起的失误在失效率指标按失效模式分配时应给予重视。这种分配的目的在于粗略地控制、评价各种失效模式发生的概率，重点控制和消除主要失效模式。四、研制中的可靠性评价试验四、研制中的可靠性评价试验 v可靠性评价试验的目的是：揭示产品的失效模式，为改进设计提供依据；评价产品可靠性符合设计指标要求的程度；积累可靠性数据，评估产品的可靠性指标。 v一般要求设计34种评价试验： 1、应力界限试验（极限应力试验）v通过应力界限试验，摸清产品所
27、能承受环境应力的界限，评价其相对设计指标的富余量。v环境应力界限试验有两种实施法，一是对所要求的各环境试验项目进行耐环境应力极限（界限）试验，视其极限值相对可靠性设计指标的富余量；另一种是在可靠性设计指标值下做超次数的试验，看其耐受时间或次数和产品性能变化量相对可靠性设计指标之间的富余程度。（或称破坏性极限试验）v要摸清工作应力极限，视其相对额定工作应力及相对安全工作的富余程度。如果没有富余，甚至达不到设计指标值 ，则应分析其原因，针对弱点改进设计。v应力界限试验常用的有步进应力试验法。2、寿命试验v通过额定应力或使用应力条件下的寿命试验（同时交付现场试用 ）。借此积累产品的失效率数据。并且，
28、利用试验周期测量数据绘制产品主要性能参数随时间的变化曲线，分析其变化规律，揭示其非早期性失效模式与机理。v寿命试验的规模视其实际要求、重要性及经费而异。3、加速寿命试验v此处设计的加速寿命试验，主要旨在加严条件下促进失效机理的发展过程，利用加严应力下的寿命或失效率与额定应力下，甚至与通常应力下的寿命（或失效率）之间的规律性（即加速系数）。v此外还有运用加严的应力条件，制订剔除有缺陷的元件和材料的筛选方法；以及确定元件、材料的安全量和针对某一失效模式进行加速监视等。v如果要使试样寿命得到合理的加速，则加速过程就应当不改变其失效机理，这是进行加速寿命试验的必要条件不改变其失效机理，这是进行加速寿命
29、试验的必要条件，但它不是充分的条件。即使失效机理不变，其加速结果也不见得都能用。这是因为，如果对产生退化的真正应力条件不清楚，那么就不可能在实验室里进行如实的模拟，此时出现的失效模式与实用条件下的载然不同，结果便是牛头不对马嘴。3、加速寿命试验有关加速的方法，大抵上有如下：v增加应力强度或施加应力的次数；v增加失效判别标准；v以产品易发生性能退化或易导致致命性失效的结构尺寸来做试验；v采用已经具有一定程度退化量的试样。3、加速寿命试验v如果失效机理单纯，那么其加速方法就比较简单，外推估计结果也就较为准确，然而大部分产品遇到的环境是多种多样的，其失效原因也五花八门的，不可能一视同仁地加以加速。通
30、常情况下，只能着重于某个失效机理，就其主要的应力进行加速寿命试验。比方说，你如要通过加速寿命对人体作早期评价，那么，让其过量地奔跑或者处于高温环境之中，则首先累垮的必定是心脏。然而，倘若要使整个身体作同等程度的老化，则是极为困难的事。3、加速寿命试验综上所述，开展加速寿命试验时要注意如下几点：v加严应力的选取应针对主要的失效机理；v在真正地模拟实际应力模型条件的基础上，采用容易使产品发生失效的恒定高应力；v高试验应力与低试验应力组产生的失效机理相一致，最高试验应力的确定借助于步进应力实验；v产品质量不稳定，变化规律性不强，那么加速试验的结果就难以置信；v外推的程度要慎重，要考虑到实际使用的最严
31、酷状态。并且，得留有适当的安全余量。v如果产品试用结果的性能变化规律及失效机理与加速寿命试验的一致，便可将寿命试验直线外推至使用状态。4、失效模式监视试验v失效模式监视试验是产品研制过程及时发现设计缺陷与改进设计的重要手段。它通过强应力及“敏感参数“试验来加速揭示产品的失效模式。或者针对某一失效模式、机理进行加速监视，据此分析材料、结构和工艺等方面弱点，针对弱点采取措施以改进设计。v如根据继电器触点污染引起接触失效这一失效模式、机理对所用绝缘材料进行高温加速试验，测试其有机气体挥发，据此分析材料的弱点。用测试触点开断电弧能力揭示继电器接触可靠性的试验，亦属监视试验之一。 第三部分第三部分 电器
32、可靠性电器可靠性设计指南综述设计指南综述 一、一、“指南指南”总体简介总体简介1、可靠性设计和一般性设计的关系可靠性设计的基本任务，是在预防为主，一次成功的系统管理思想指导下，在现有技术水平上，从元器件线路设计、结构、工艺设计、控制软件设计等各个方面，采用各种措施，在性能、费用、研制周期等因素综合平衡的基础上实现产品既定的可靠性指标。它的基本要求是：进行性能设计，并保证生产出符合规定性能要求的产品；保证产品在规定的运输、贮存条件下性能稳定，使用期间能完成规定功能，达到可靠性指标要求。可靠性和一般性能设计的关系 因此，要做好可靠性设计，不仅要了解和掌握电器在研制过程中可能出现的各种失效模式，更要
33、了解和掌握产品在贮存、运输和使用中所处的各种环境，包括它在常规及非常规应力下可能出现的各种失效模式，并查找这些失效模式与设计、工艺是否存在对应关系，如何消除和控制，以保证产品在寿命周期内可靠地完成规定功能。可靠性保证设计的基本内容硬件可靠性设计，即结构单元零、部件设计及机械结构可靠性设计；可靠性工艺设计（可制造性设计）之所以给一般工艺设计冠以“可靠性”，是要在工艺设计中突出工艺对产品设计固有可靠性的保证作用。它和一般工艺设计的不同就在于设计时，在认真分析和掌握制造阶段影响产品可靠性的各个因素（过程潜在失效模式及后果分析）的基础上，制定和优化工艺方案、控制方法、工序能力，既保证各工序质量，又要保
34、证产品可靠性； 可靠性保证设计的基本内容可靠性保证软件设计，电子产品的实物质量突出表现为可靠性水平。而产品的可靠性，是从设计阶段开始，在制造过程实现，又以产品质量一致性和高良品率为基础，只有开展全过程的质量控制，才能保证产品的内在质量和可靠性。因此，可靠性保证软件设计就成为电子产品特别是元器件可靠性保证设计的重要内容之一。软件设计主要有 ：产品质量先期策划和控制计划；产品可靠性与质量保证大纲；可靠性工艺控制；可靠性设计评审规范等。2、可靠性设计应遵循的基本原则（1）应从我国国情出发，尽量采用先进适用技术和最新可靠性设计理论。目前，已由初期的失效物理研究控制失效为主，以被动的控制“输出”参量来满
35、足产品的可靠性要求，发展到以可靠性物理研究预防失效为主，以主动地控制“输入”参量来保证产品的可靠性要求。随着电子技术的发展和可靠性理论、技术的研究，使可靠性指标和产品其它性能一起作为设计参数，实现可靠性设计成为可能。即由试验来保证可靠性阶段转向由设计来保证可靠性阶段。而可靠性大纲、可靠性技术和可靠性信息是可靠性工程和可靠性管理领域中三个最重要的工作。可靠性设计的重要前提，是对产品的失效模式与失效机理必须具有清楚的了解和掌握。所以，可靠性物理研究的深度，是可靠性设计的重要基础。对于新品，除了收集类似产品的失效模式提供参考外，如何设计出试验样品，通过试验，尽快地充分暴露其失效模式，应是搞好可靠性设
36、计所必须开展的可靠性物理研究工作。随着电器的发展，新原理、新结构、新工艺、新材料、新的检测手段也在不断出现，这对提高产品可靠性来讲，无疑起到一定的促进和保证作用。但所采用的新技术必须是经过实践验证的，对保证产品性能的可靠性是有效的。这就是“尽量”采用的含义。2、可靠性设计应遵循的基本原则（2）产品可靠性设计应结合产品结构特点这里主要是讲可靠性设计技术的采用应结合产品结构特点，重点在于如何预防类产品在该应用中最常发生的主要失效模式。可靠性设计就是由一系列提高和保证产品可靠性的分析技术和设计技术组成。结合产品结构特点进行失效分析，是可靠性设计最重要的一环。 2、可靠性设计应遵循的基本原则（3）可靠
37、性保证设计应由硬件和软件两部分组成这里所说的保证软件设计主要是指编制产品研制阶段的可靠性保证大纲，实现全过程的质量控制。可靠性保证是为了实现产品可靠性目标而开展的各项可靠性活动的有机整体。产品可靠性保证大纲是该产品在研制过程中全部可靠性工作的总体规划，包括产品的可靠性目、要求，必须进行的各项工作及实施要求，是一份纲领性文件。可靠性保证大纲体现了对产品可靠性要求的保证能力。但对传统设计观念来讲，保证软件设计往往被设计人员所忽视，因此，我们将可靠性保证软件设计特别提出。3、可靠性设计的依据（1）可靠性设计依据大致有两个方面：标准依据与任务依据。标准依据主要为国标、行标与企标等。对所采用的标准一是要
38、注意它的完整性，即标准体系要完整、配套，不仅要有产品标准、内控标准，而且还有基础标准、方法标准等，还应包括一些适用的法规、法令、条例等。标准本身具有高度的统一性和规范性。二是标准的先进性。标准是技术进步的记录，具有时间性。美军标在新标准颁发并贯彻的初期，大约23年修改完善一次，在采用先进标准的同时，要坚持从实际出发的原则，一是要和专业的技术发展水平相适应，二是对可操作性给予特别重视。没有条件执行的标准不能作为设计依据。3、可靠性设计的依据（2）任务依据。可靠性设计指标来自用户签定的合同书、任务书、协议书等，任务书具有法律性质。任务书中应包括用户对产品性能、特征、可靠性的要求”，“产品使用环境条
39、件”，制约条件，包括要求研制产品与整机要求的关系（如外形、安装方式及尺寸、是否要求互换等）、研制周期、费用、年需求量、成本、价格等。当产品有量化的失效率指标要求时，应明确失效判据、鉴定抽样方法、置信度水平等。对质量特征展开分析问题。质量特征展开分析就是将用户、市场对产品的质量要求（定量或定性的），通过展开分析，最后变为定量的设计代用特性。在可靠性设计时，利用设计式程序来研究功能展开的方法（即根据目的研究手段的功能展开法）是较为适宜的。电器可靠性设计要点电器可靠性设计要点内容要点可归纳为：两个阶段、四个环节、三个评审。二个阶段：（1）总体方案论证阶段 它的主要任务是确定设计任务书，优化总体方案。
40、（2）设计试制阶段 主要任务是进行实体设计；初样试制；正样试制；设计定型。 可靠性设计阶段划分问题应以设计定型前为可靠性设计阶段，这是因为可靠性技术设计主要在设计性试制阶段完成；设计定型后，产品的结构已定型，可靠性指标已验证测定达到设计任务书规定（用户可接收水平）。生产性试制主要是对工艺的可靠性保证能力进行考验和改进。 四个环节之一（1）可靠性指标论证 论证就是在遵循可靠性指标确定原则方面给出令人信服的说明。在可靠性原则中，最重要的是必要性、可行性、经济性。必要性是从保证使用有效性的角度讲的；可行性主要是讲实现必要的可靠性指标在技术上的可行性，基本指导原则应该是在技术水平与工程需要的交叉点上确
41、定指标；经济性主要是分析实现可靠性的经济性，它是从产品本身的经济价值及开发费用两个方面考虑，使产品总费用处于最易接受区。四个环节之二（2）总体方案优化 它主要是设计构思（即同类产品可靠性分析）和总体方案比较优化两步。通过分析比较选择出性能好、可靠性高、成本低的最佳方案。关键是抓好同类产品可靠性分析与不同设计方案可靠性预计。四个环节之三（3）初样可靠性测定试验 初样研制的目的是考核设计原理和结构的正确性、合理性、可行性。通过试验暴露设计缺陷，为改进设计提供依据。测定试验应在设计任务书（或已确认的标准）规定的应力条件下进行，试验项目安排应尽可能使设计缺陷得以暴露，并能为最终产品可靠性评价预测提供必
42、要的数据为原则，不一定全部项目试验。四个环节之四（4）正样可靠性测定试验 正样测试的目的是全面考核设计质量及技术性能指标。正样可靠性测定试验是对可靠性技术设计有效性的检验，主要是产品失效率测定及极限性能试验，包括增加应力直至破坏的极限试验。目的是暴露样品失效模式和设计、制造缺陷，为进一步改进设计提供依据，并决定能否进行设计鉴定、定型。试验要严格按照设计任务书（或已确认的标准）规定的条件进行，必要时可按工程实际使用条件安排试验，较准确地检验产品实际使用有效性。可靠性预计问题可靠性预计，就是对产品的未来可靠性状态进行预估、探测的方法。可靠性预计的目的：（1）使设计者及早对新设计产品的可靠性做出估计
43、，看其是否达到预定指标，以便及早采取措施加以改进、调整；（2）可对各种设计方案的可靠性进行比较，选出最优方案。对电器来讲，设计初期可靠性分配预计目前是较困难的。设计初期可靠性分配预计困难原因A、国内从设计开始确立了可靠性指标的产品数量很少；B、结构单元失效数据更少。因此，设计初期，一般都是用同类结构类比法进行可靠性概略预计。确切地讲，是在对国内外同类产品、不同结构单元在相同（和要设计产品）使用环境、应力条件下失效模式、失效原因分析、改进的基础上进行新产品可靠性预计。如果对同类产品，各结构单元的失效模式、失效原因不清，就谈不上改进，也就谈不上可靠性的提高，从这个意义上讲，可靠性设计过程也是可靠性
44、增长过程。三个评审（1）设计质量评审 设计评审既是减小设计决策风险的预防措施，又是分级、分阶段的设计质量把关的监控手段。这里讲的分级是指产品的功能级别和管理级别。一般设三个评审点，即方案确定后评审；初样测定试验后评审；设计定型前评审。视产品可靠性要求的高低及结构复杂程度，也可减少评审点。 三个评审（2）质量评审 目的是站在用户立场上，运用科学的方法，客观地、定量地把握产品质量特性，使之满足用户要求。在设计试制中一般设两个评审点，即编制设计任务书（或企标）后评审；设计鉴定试验后评审。也可根据产品特点与设计评审合并。 三个评审（3）工艺质量评审 设计试制中的工艺质量评审，主要是对关键特殊工艺设计评
45、审及进行工艺性审查。关键特殊工艺如要进行工艺验证试验，评审应放在验证试验后进行。总体方案论证阶段设计性试制阶段制订实现可靠性指标的方针及编制研制周期进度计划应包括拟采取的研制方法与途径、研制阶段、周期划分、措施保证条件等。关于研制阶段划分要根据产品要求的高低而定。一般新产品分：预研、设计性试制，生产性试制三个阶段。对结构简单，继承性好，要求不高的产品，也可设计生产一次性试制定型。第四部分：第四部分：电器可靠性设计技术电器可靠性设计技术一、可靠性保证设计一、可靠性保证设计可靠性保证设计包括线路设计、硬件可靠性设计、可靠性工艺设计、可靠性保证软件设计等。1、可靠性保证设计应遵循的指导思想在满足用户
46、对产品功能要求的基础上，力图使整体结构设计简单化，减少连接，减少可调处，借以减少不可靠因素。使用经过考验和标准化的典型线路、结构单元、原材料、元器件，提高结构单元的可靠性。积极采用国内外经验证成熟的，有利于提高产品可靠性的新原理、新技术、新材料、新结构、新工艺，注意新技术的继承性。综合考虑性能和可靠性指标要求，从设计上尽可能为可靠使用提供保证。1、可靠性保证设计应遵循的指导思想认真识别和消除同类产品或试制中已暴露和可预见的致命故障模式，逐一采取对抗措施。以设计是基础，工艺是保证，可靠性是目的为指导思想，坚持设计、工艺保证相结合原则，尽可能采用标准工艺。可靠性保证软件设计实现闭环控制。不断采用新
47、的可靠性设计技术和方法，提高可靠性设计的有效性，使产品固有可靠性在产品寿命周期的全过程得到充分的保证。2、接触系统可靠性设计要求接触系统是电器可靠性保证设计的关键结构单元。接触系统可靠性设计，在满足一般性能设计要求的基础上，重点保证接触可靠性。触点组合形式选择上，应尽可能避免组装形式，减少组装带来的不可靠因素，以可靠的熔焊接代铆接、钎焊焊接。簧片设计质量要小，尺寸不宜过长。如：采用高弹性模数材料，降低材料的比重或提高簧片刚度的方法，以使其谐振频率高于给定环境频率指标，从而保证冲击、振动的环境适应性。从材料配对及镀层设计上消除冷粘。以减少触点闭合过程回跳和缩短燃弧时间为目的进行触点工作参数优化。
48、使稳态接触电阻变化在寿命周期内控制在一定的范围。3、电磁系统可靠性设计要求（1）从研究可靠性的角度，电磁系统可分为：磁路固定部分（包括线圈）和磁路可动部分（包括点焊在衔铁上的推杆）。电磁系统可靠性设计，除保证吸力特性与反力特性匹配和安全系数外，要求：固定部分尽可能做成整体，减少连接带来的不可靠因素及非工作气隙，使磁路效率得到充分的利用，并提高整体结构刚性。在满足各种约束条件下，使重量轻、体积小和成本低，而且要兼顾到吸合电压不合格率低，衔铁闭合时撞击能量不过大等要求。可动部分对称性好（相对支撑点），转动灵活，但又不过松而晃动，以提高耐冲击振动性能。尽可能避免在衔铁上加工超深轴孔，以保证较高的装配
49、精度。 3、电磁系统可靠性设计要求（2）线圈固定牢固，保证在环境机械应力下不产生任何相对运动，其引出线不应在机械应力下受力，并采取一定的密封设计措施，消除线圈在有害气氛下电解腐蚀引起的失效。避免电磁系统的重心过高（相对继电器安装固定点），提高耐机械应力能力。从设计上考虑减小衔铁的轴向窜动及磨擦，以提高衔铁在振动、冲击下的工作稳定性。整个磁路受外磁场干扰小，温度稳定性好。视线圈工作电压大小，应有防瞬时感应反电势措施，以提高线圈工作可靠性。4、机械结构可靠性设计要求 （1）机械结构可靠性设计的主要目的：保证整体结构的机械可靠性，即在环境机械应力作用下的可靠性；保证环境气氛条件下产品性能稳定性；保证
50、密封继电器的密封性；保证可焊性；保证安装可靠、方便性；4、机械结构可靠性设计要求（2）结构件要有一定的安全系数，保证在使用中不产生对产品性能有不良影响 的有害变形、有害的振动或抖动；对老化、磨损等应有一定的余量，反复承受机械负荷的部分不应在寿命周期内产生疲劳和损坏；要有一定的超负荷承受能力。为此，应避免细而长的支架设计，支脚尽可能对称；支架构件罩壳要有一定的强度，保证在装配测试、安装中不因变形而引起继电器参数的变化。安装方式及部位的确定应使继电器能承受技术条件规定的极限冲击、振动，不能因安装导致振动加速度被放大。密封继电器底板、罩子形状设计、材料选用应考虑适于保证密封性的熔焊工艺（治今属底板与
51、罩壳的密封），焊接匹配性好，无有害气体挥发，如为保证焊接质量，在罩子或底板焊接部位增加焊筋（见图2）等。5、可靠性工艺设计目的：使产品设计固有可靠性在制造过程中给予充分的保证，或者说提高产品基本可靠性。在制造期间，可靠性控制的基本任务是掌握、评价和控制加工、装配、流转、保管和运输过程中影响可靠性的因素。可靠性工艺设计应起始于产品设计工艺性（或者说制造性设计）分析审查，当产品结构要素及材料确定之后，结构工艺就是产品可靠性基本保证。5、可靠性工艺设计（基本要求1）在经济的原则下，尽可能实现自动化和机械化加工、自动测试及工艺参数监控，使影响可靠性的人为因素减少到最低程度。要充分考虑继电器零件小而薄，
52、形状复杂，装配精度要求高，批量小，所有零件要有互换性的特点，从精加工要求出发，选用加工设备和设计工装。关键零部件应研制专用自动化加工设备。在选用测试仪表时，要避免测试线路在测试时对继电器性能的影响。装配校正中尽可能采用夹具保证，减少校正工作量，保证质量一致性。5、可靠性工艺设计（基本要求2）电气组装，机械组装应采用永久性互连工艺。产品装配应以减少和消除触点污染，提高可靠性为目标，确定工艺方案及工艺流程。必须充分注意特殊工序（难以准确评定其质量的关键工序）的工艺设计和验证。如密封继电器玻璃绝缘子底座烧结到电镀工艺过程的测试控制；触点电镀、封罩前产品的清洗工序的测试、分析控制等。要有必要的符合有关
53、标准要求的测试和分析手段，它是可靠性技术研究和产品可靠性评价、改进的物质基础。认真进行技术经济分析研究，在保证产品可靠性要求的基础上，作到技术上先进、经济上合理 。5、可靠性工艺设计（基本要求3）可靠性工艺设计的基本方法是：认真仔细分析和掌握制造阶段影响产品可靠性的各个因素，制定和优化工艺方案和控制方法，工艺能力保证措施，必要时对工艺有效性进行验证，既要注意保证各工序质量，又要考虑对产品可靠性的总体工艺保证。 6、可靠性保证软件设计（1）可靠性保证软件设计主要是编制产品主要研制阶段的可靠性保证大纲、监测、监控管理系统、内控标准等，它是针对具体产品为满足规定的可靠性要求而制定的专用保证文件。6、
54、可靠性保证软件设计（2）制订可靠性保证大纲的基本要求：全面性全面性 即应用全面质量管理的原则和方法，以全面满足用户对产品性能的可靠性要求为目标，对研制全过程实行系统的控制。有效性有效性 即产品一切可靠性保证措施应从实际情况出发，有切实的可操作性。针对性针对性 针对产品每一特殊的要求，采取相应的保证措施，规定必须进行的工作项目，明确工作质量要求和具体责任者，提出检查、监控方法。重点性重点性 突出影响产品可靠性的关键工序控制及特殊要求控制。如玻璃绝缘子用玻粉粒度、抗酸度、干燥度控制，烧结前零件氧化处理氧化层厚度的监控，烧结用保护气体成份、纯度控制；触点电镀用各种材料及纯水质量控制；超声波清洗超声能
55、量监控；零件磁性处理时，装炉量、填充材料控制；密封继电器内部充入气体纯度监控等。6、可靠性保证软件设计（3）监测、监控管理系统设计：是指对关键工序所使用的工艺设备、原材料、工艺条件、环境及操作人员等进行监测、监控管理设计，它包括监测、监控点设置，控制参量及中心值和容差范围确定及记录、观察、监控要求。制订内控标准：为了不断提高产品的适用性，保证产品出厂质量充分满足用户要求，应制订比产品出厂所采用标准要求更高的产品质量标准作为企业内控标准。6、可靠性保证软件设计（4）制订内控标准的基本原则：标准项目应以保证用户主要性能要求和可靠性要求为主；标准指标的确定应以企业现有技术水平为支柱，先进、经济、可行
56、。标准的提出，应有相应的技术措施保证其实施，决不能以降低合格率的分选办法来达到； 电器内控指标与产品出厂标准相比，其控制变化幅度一般规定在5%20%内，接触电阻等直接影响产品可靠性的主要性能指标，可根据企业现有技术水平适当加严控制。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（1）可靠性分配技术（主要用于电子电器可靠性设计）优化设计技术是指应用优化理论和方法以及计算机技术对各种设计参数进行全面分析，综合权衡，确定最满意方案。适用于零部件尺寸精度确定；电器机械参数优化；吸合、释放等电参数最佳控制范围的确定；设计经费、研制周期等制约因素的综合优化等。优化设计是针对一定目的要求而进行的，最
57、佳参数的确定要和保证产品性能、可靠性紧密结合。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（2）功能、价值分析技术是指确定产品功能（性能）重要程度的过程。目的是确定保证重点，消除多余度，达到既满足用户使用要求，又能降低成本，缩短试制周期。对零部件设计要求（如尺寸精度、光洁度等）要从对产品装配质量、可靠性的影响程度作价值分析，任何单纯追求高指标、高精度的设计，不但不经济，也难以实现。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（3）故障模式分析对同类产品故障模式进行搜集分析（特别是使用现场故障），排出主次，找出失效原因，提出改进方案，进行验证，将有效措施用于设计，目前较普遍应
58、用的方法有“失效模式和效应分析法”（简称FMEA）及“故障树分析法”，后者更适于元器件可靠性设计。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（4）最坏情况设计即在产品参数的允许变化范围，从最为恶劣的情况出发进行设计，以保证产品可靠性的方法，主要用于产品环境适应性及使用条件保证设计。分析用户使用环境条件对产品性能、可靠性的最大影响，按最坏情况提出技术措施。包括抗力学破坏设计、高低温工作环境可靠性设计、低气压环境可靠性设计及特殊使用条件可靠性设计（如辐射环境可靠性设计等）。在继电器可靠性设计中，对继电器动态过程的分析，注意瞬态过程应力防护设计尤为重要。如按电源电压变化，环境温度变化，线
59、圈电阻、匝数公差影响的最坏情况选定线圈导线直径；对线圈电路被开断时瞬态过电压的保护设计。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（5）热设计元器件使用寿命和失效率与温度密切相关，对电器来讲温度升高：（1）材料明显膨胀变形（特别是绝缘材料）、产品机械参数发生变化，电气参数相应变化；（2）线圈温升增高，不但绝缘材料（包括漆包线漆层）老化加剧，且继电器吸合、释放参数变化，功耗增加；（3）触点材料表面氧化及表面膜电阻的形成加剧，直接影响接触可靠性，特别在高温低电平下；（4）熄孤困难，切换特性变化，切换能力下降，触点电蚀加剧等。因而，温度增高，元器件寿命缩短，可靠性水平降低。热设计的目的是
60、根据热量来源和分布，设法将热输入和危害降低到最小程度。如选用导热和耐温好的材料；线圈温升控制；缩短燃弧时间；减小焊接热影响程度和范围等设计措施。金属熔封继电器底板设计加一沟槽，防止封焊热影响玻璃绝缘子性能就是一例。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（6）耐冲击、振动防护设计（也称机械环境保护设计）它主要是设计和实验分析，分析产品动态力学特性，建立模型，进行计算和试验，找出影响抗振性能的主要因素，确定优化结构，提高环境力学性能。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（7）安全性设计对电器来讲，安全性设计主要是防燃烧。防燃烧设计是从两个方面采取措施：一是防燃，即
61、对引燃源作出必要的限制、规定、防护要求和防护处理，如不选用散发可燃气体的原材料，良好的绝缘等；二是阻燃，选用阻燃缓燃或自熄材料，使产品即使由于种种原因起了火，也会随即熄灭，不致形成燃烧。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（8）可焊性设计保证所有焊接可靠性安全，主要是要焊接部位材料，涂层的选择既要满足所确定焊接工艺要求，又要考虑储存期中不因表面变化而影响使用时的焊接可靠性。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（9）相关工艺设计相关工艺是指从工艺技术上有直接明显的质量因果关系，或在保证质量上有时间连贯性要求的几项工艺。如落料后冷挤成形；落料后压弯成形等，后道工
62、序质量与前道工艺质量紧密相关，前项工艺质量是后项工艺质量保证的前提；再如继电器真空焙烘、充氮、封工艺孔三项工艺就有严格的时间连贯要求，否则不但失去应有的工艺效果，甚至造成更严重的产品污染。相关工艺设计，就是在综合分析相关工艺交互影响的基础上，将相关工艺作为一个系统，从系统的总体上，全局上来考虑和协调系统中每一道工艺，使整个系统获得高的可靠性和稳定性。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（9）可靠性筛选技术所谓筛选，就是通过必要的试验方法程序，将不符合规范要求的产品剔除出去，将合格的产品保留下来的试验。可靠性筛选是指为了选择具有一定特性产品，或剔除早期失效而对100%的元器件进
63、行的一种或几种试验。它是提高产品批可靠性、稳定性水平的一项有力措施。可靠性筛选技术的关键在于通过使用现场调查和试验确定筛选项目、程序应力、应力作用时间，即要找出产品在各种不同应力（环境应力、电负荷应力等）下有关性能参数变化规律，根据失效模式分布及失效机理确定合理的筛选项目。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（10）可靠性筛选原则：筛选要针对产品的缺陷率及主要失效模式。要充分作好调查研究，掌握产品的失效分布、失效模式与机理，根据产品的使用环境、失效率要求、成本、数量、效率等条件通盘考虑，确定合理的筛选项目、程序。施加的应力对于良好的产品应无破坏作用，而能把绝大部分的缺陷暴露出
64、来予以剔除。筛选时间的选定应以尽可能排除潜在缺陷，提高产品早期可靠性为原则，但由于没有一个筛选方案能把潜在缺陷100%地暴露出来，所以应根据规定的置信度和产品允许缺陷率来确定适当的筛选时间。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（11）可靠性筛选按性质可分为：普遍筛选（一次筛选）精密筛选（二次筛选）。筛选方法的优劣，一般用筛选淘汰率（）与筛选效果（）的综合结果来进行评价。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（12）测试技术设计测试技术设计，除保证测试方法、精度符合产品设计要求外，关键是保证测试数据的可靠性（可信性）和试验条件与使用条件的相关性。人-机工程设计技
65、术在产品设计、制造、测试、使用等人机系统中，不仅存在所用设备可靠度问题，而且存在着操作者的可靠度问题，人-机工程设计技术就是从技术上解决人-机关系，减少人为故障。如采用计算机辅助设计、制造、产品参数自动综合测试，设计中考虑零部件、装配便于自动化、机械化生产等就是人机工程设计技术的重要内容。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（13）“三防”设计三防设计是耐环境设计的一部分。“三防”是指防潮、防霉菌、防盐雾。“三防设计的主要途径：防潮湿 主要途径有憎水处理憎水处理，即通过工艺处理，降低产品的吸水性或改变其亲水性能；浸渍处理浸渍处理，如线圈浸渍、灌封；密封密封，如塑封、金属封装等
66、；选用防潮材料选用防潮材料；表面涂覆表面涂覆；放放置吸潮剂置吸潮剂等。防盐雾 主要途径有电镀，如在钢铁零件表面镀锡合金或锌锡合金等；涂覆，如零件表面喷涂有机绝缘涂料；合理选用金属材料，即选用在大气条件下化学稳定性能十分稳定的金属材料，如不锈钢等，或以塑料代替金属，尽量选用相同金属间的接触。如需不同金属接触时，一般应控制电位差不大于0.5V，超过时可等选用一种过渡金属（或镀层），以降低原来两种金属的腐蚀、密封等。防霉菌 有些防潮、防盐雾措施也适合于防霉菌，如封密、表面涂覆等。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性设计主要应用技术（14）缓冲包装设计产品从工厂到用户或安装地都要经历一个流通过程，辗
67、转运输、装卸、贮存、销售或安装，难免受到振动、碰撞、冲击、跌落、翻滚、静压等机械应力。所谓缓冲包装就是通过一定的材料和技术，减少、缓和、分散外力对被包装产品的作用程度，以实现保护产品的最终目的。包装可靠性设计往往为人们所忽视，但它又是影响电器可靠性的重要一环，故这里特别提出。电器包装根据产品结构特征，一般均采用全面缓冲包装，即用缓冲材料填满包装产品与包装盒之间的空隙，或填满内外包装盒、箱之间的空隙，以保护产品的缓冲形式。目前供选用的缓冲材料较多，这里不再介绍，要指出的是，对一些吸水性强，有挥发性气体的气泡塑料，在电器包装中应禁止使用，以防产品受潮引起污染。二、可靠性设计主要应用技术（二、可靠性
68、设计主要应用技术（15）环境化设计技术这主要是目前欧盟通过的生态设计指令（EUP指令）。IEC/IECQ、QCO80000危害物质过程管理（HSPM）标准成为对供应商评定的必要标准之一。 第五部分第五部分 电器可靠性设计评审电器可靠性设计评审 可靠性设计评审的目的和作用可靠性设计评审的目的和作用可靠性设计评审的概念GB7828-87（可靠性设计评审）对可靠性设计评审下的定义是：“可靠性设计评审是在设计的关键时刻关键时刻，组织非直接参加设计的各有关方面的专家，对设计进行及时的、详细的论证过程，是集体智慧和经验集中运用于一项设计的方法，也是为认证和批准设计提供决策信息的管理活动”。n贯穿了预防为主
69、，一次成功的思想，避免把设计时存在的隐患带到产品制造中，更有效、经济地达到消除和控制产品失效模式，提高产品可靠性的目的。 可靠性设计评审的目的和作用可靠性设计评审的目的和作用n可靠性设计评审应达到如下三个目的：n审查设计是否满足研制任务书或合同、协议书的可靠性要求。n对设计提出改进建议，加速设计成熟，以达到提高产品可靠性的目的。n为批准设计提供咨询意见。这里要说明的是，要求进行设计评审是强制性的。评审意见是否采纳由设计师负责，不存在设计是否“通过”的问题。因为产品使用中出了问题是要由设计师负责，而不是评审组。评审的改进建议是为改进设计，减少风险提示方向，工作还得由设计师们去做。 可靠性设计评审
70、的目的和作用可靠性设计评审的目的和作用n开展可靠性设计评审的好处是：n发现和确定设计上有疑问的区域和薄弱环节，研究并提出改进可靠性的建议和预防措施，为改进设计提示方向。n检查和监督可靠性管理、可靠性保证大纲或可靠性工作计划的实施情况。n减少设计更改，缩短研制周期，降低研制费用等。可靠性设计评审和产品设计评审的可靠性设计评审和产品设计评审的关系关系新产品的研制都要经过设计评审后才能定型生产，那么产品的设计评审和可靠性设计评审的关系如何？一般来说，产品设计评审主要是评审设计是否满足产品的基本功能性能指标要求，注重考虑产品的先进性。可靠性设计评审是评审产品能否满足可靠性指标要求，重点是对产品在可靠性
71、方面的设计技术、设计内容、可靠性试验设计、可靠性标准或规范的实施情况和其它一切影响产品可靠性的因素进行评审。总的来说，可靠性设计评审是产品设计评审的一部分，但它有其自身的侧重点，因此可靠性设计评审应纳入产品研制计划，具体组织时可以和产品设计评审同时进行，如果用于重点工程，产品又较复杂，可靠性问题也较突出和重要，应单独进行可靠性设计评审。可靠性设计评审的范围可靠性设计评审的范围可靠性设计评审的原则是从研究设计要求的明确性和完整性出发，对新产品的功能、环境条件及其使用进行全面的分析，对技术途径、合理性、可靠性进行综合权衡，对一切影响产品可靠性因素进行认真审查。也就是说从产品可靠性设计目的，基本原则
72、，设计依据，设计指标的确定、论证 、预计（分配），设计方案论证以及产品制造过程中的可靠性控制要求、试验方案、可靠性标准或规范的采用等都要进行审查。可靠性设计评审阶段的划分可靠性设计评审阶段的划分n合理地划分评审阶段与设置评审点是很重要的。一般设置三个评审点：n方案设计评审（在方案设计完成之后）；n样品制造设计评审（初样评价试验之后）；n最终设计评审（完成技术设计之后，设计定型之前）。n是否每种产品的可靠性设计评审都要经过三个评审要点，要根据不同产品，不同要求而定。可靠性设计评审内容及其要求可靠性设计评审内容及其要求不同的评审阶段，评审的目的和内容是不同的。可靠性设计评审的基本内容：可靠性设计评
73、审的基本内容：n粗略的失效率预测；n详细的失效率预测；n环境适应性及应力分析；n试验失效率数据；n主要性能随时间变化的分析；n同类产品失效模式及效应分析（FMEA分析）和改进措施；n提高固有可靠性指标的有效性分析；n修正措施的考虑及已知失效事项的研讨等。设计方案论证阶段评审的主要内容设计方案论证阶段评审的主要内容n可靠性指标（包括环境适应性）、使用要求；n研制周期及费用是否合理，是否满足用户要求；n粗略的可靠性预测是否科学可行；n是否对同类产品进行了FMEA分析，改进措施的科学性和可行性；n对可靠性设计的先进性、可行性和经济性进行综合评价。 正样制造试验后阶段正样制造试验后阶段评审的主要内容评
74、审的主要内容n是否运用可靠性设计技术对各种设计参数进行设计和综合平衡，可靠性设计的正确性和合理性（特别是结构设计）；n设计计算的正确性；n所采用的新工艺、新技术、新材料是否成熟并规范化；n样品试制阶段出现的失效是否有科学的纠正措施和明显的效果；n可靠性验证试验结果及失效分析；n环境试验的全面性和可靠性；n可靠性保证大纲及批生产质量控制措施。最终设计评审最终设计评审的的目的和目的和主要内容主要内容n评审目的：评审产品的可靠性水平是否已达到了研制任务书、合同或技术协议规定的指标要求，其评审结论可作为设计定型依据之一。n评审资料：n成套设计图纸及技术资料；n可靠性关键技术和预研报告；n可靠性保证大纲；n研制总结报告；n可靠性规范及标准；n可靠性评价试验报告；n用户试用报告（如提供给用户时）；最终设计评审最终设计评审的的目的和目的和主要内容主要内容n评审内容：n可靠性评价试验结果及产品的可靠性水平和满足研制任务书、合同或技术协议的程度；n设计的可生产性；n产品在加工、试验中出现过的失效分析和纠正措施情况；n可靠性保证大纲和可靠性工作计划的实施情况。谢谢大家！
