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可靠性試驗-MTBF定時截尾試驗流程

產品在規定的條件下和規定的時間內,完成規定功能的能力,稱為產品的可靠性。

“規定的條件”是指使用條件、維護條件、環境條件和操作技術。環境條件越惡劣,產品的可靠性越低。

“規定的時間”是指規定的工作時間,這是可靠性定義中的核心。工作時間越長,可靠性水平越低。

“規定的功能”是指產品規格書中給出的正常工作的性能指標。產品喪失規定功能的狀態稱為故障或失效。

一般要是合同或產品規范要求進行可靠性驗證試驗,提供MTBF的驗證值,并且有固定的截止試驗時間時,需選用定時截尾試驗方案。在產品可靠性試驗方案選擇時,由于定時截尾試驗方案具備很強的計劃性和可操作性,在實際的工程中,訂購方與承制方常常選擇定時截尾試驗方案開展可靠性試驗。同時,隨著產品設計不斷優化、元器件質量水平逐步提高,在可靠性試驗中出現零故障的概率也在逐步提高。

一、定時截尾試驗方案分為標準型統計試驗方案和短時高風險統計試驗方案

表 A.6 標準型定時試驗統計方案簡表

方案號決策風險 %

鑒別比


試驗時間判決故障數
名義值實際值拒收(≥)接收(≤)
αβα1β1

9

10

11

12

13

14

15

16

17


10

10

20

10

10

20

10

10

20

10

20

20

10

20

20

10

20

20

12.0

10.9

19.7

9.6

9.8

19.9

9.4

10.9

17.5

9.9

21.4

19.6

10.6

20.9

21.0

9.9

21.3

19.7

1.5

1.5

1.5

2.0

2.0

2.0

3.0

3.0

3.0


45

29.9

21.5

18.8

12.4

7.8

9.3

5.4

4.3

37

26

18

14

10

6

6

4

3

36

25

17

13

9

5

5

3

2

方案號決策風險 %

鑒別比


試驗時間(倍數)判決故障數
名義值實際值拒收(≥)接收(≤)
αβα1β1

19

20

21

30

30

30


30

30

30

29.8

28.3

30.7

30.1

28.5

33.3

1.5

2.0

3.0

8.1

3.7

1.1


7

3

1

6

2

0

標準型統計試驗方案采用正常的生產方風險和使用方風險為10%~20%。短時高風險統計試驗方案采用的是生產方風險和使用方風險都是30%。如果同時考慮生產方風險和使用方風險,那么選用標準型統計方案和短時高風險統計方案。

定時截尾試驗方案通俗的講就是“可靠性試驗做到規定的時間就停止,然后看失效數,做出接收或拒絕的判定”。

二、可靠性試驗應力

1、環境應力:低溫冷浸溫度(升降溫速率≤3℃/min)、高溫熱浸溫度(升降溫速率≤3℃/min)、溫濕度、振動試驗應力。

2、電應力:電應力采用第一循環標稱電壓220V,第二循環高電壓242V,第三循環低電壓198V,以此循環。

3、功能應力:受試樣機應正常工作,例如服務器產品:由于服務器是連續工作的,通常從開機正式投入后,它會不間斷地工作,一直到徹底報廢。所以本次服務器的可靠性試驗在有效試驗時間內是連續不間斷開機運行,滿足可靠性長期穩定工作的要求。在加電應力過程中,硬件和所有軟件同時運行,改變當今許多可靠性試驗實際只是硬件的可靠性試驗,即僅在給定剖面點上進行性能參數測量,而不運行功能的狀態。由此得出的可靠性指標實際基本是硬件的可靠性指標,這也是導致試驗室試驗得出的可靠性指標比實際使用統計出的可靠性水平低許多的原因,根據美國宇航局給出的數據,軟件的可靠性比硬件可靠性低一個數量級。為此,本次對服務器的可靠性試驗,在試驗的全過程要按服務器全壽命期間各軟件模塊(存儲,運算,數據處理,管理,數據備份、轉換等)功能在實際使用中出現的概率進行運行,運行采用壓力測試軟件(CPU負載測試軟件)進行。并以此同時給出軟硬件一體的可靠性指標。

失效判據

受試樣機的功能和性能發生失效。試驗期間記錄發生的故障數。

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