可靠性测试培训

可靠性测试培训讲师：王彦文[e-mail]地址：杭州滨江江南大道3888号信雅达科技大厦5楼一.什么是可靠性？二.为什么要做可靠性测试？三.怎么做可靠性测试？一.可靠性技术1.可靠性、可用性和可信性◆反映POS外设可靠性能的参数可靠性可用性可信性◆与可靠性相关的三个术语故障错误失效2.故障的分类1)按故障产生的原因分◆硬件故障：设备失效产生的故障◆设计故障◆操作故障：由于用户操作的失误引起的故障◆环境故障2)按故障出现的周期分◆暂时性故障◆间歇性故障◆永久性故障3)系统可靠性◆系统从初始状态开始一直提供服务的能力◆用平均无故障时间MTTF来衡量4)系统可用性◆系统正常工作时间在连续两次正常服务间隔时间中所占的比率◆用MTTF/MTBF（平均失效间隔时间）来衡量5)系统可信性◆多大程度上可以合理地认为服务是可靠的◆可信性不可度量3.例:假设POS机的每个系统和它们的MTTF如下：1)1个IC控制系统，其MTTF为1000000小时；2)1个打印机控制系统，其MTTF为500000小时；3)1个磁卡控制系统，其MTTF为200000小时；4)1个电话控制系统，其MTTF为200000小时；5)1个电源控制系统，其MTTF为1000000小时；1000000141000000120000012000001500000110000001=++++系统失效率:大约为8年。小时＝71428141000000MTTF=故障避免技术故障容忍技术错误消除技术错误预报技术1.可靠性测试应该在可靠性设计之后，但目前我国的可靠性工作主要还是在测试阶段，这里将测试放在前面（目前大部分公司都会忽略最初的可靠性设计，只有在测试出现失效后才开始考虑设计）。二.可靠性测试2.为了测得产品的可靠度（也就是为了测出产品的MTBF），我们需要测出产品使用新器件的可靠度，做较长时间的运行测试，找出每个样品的失效时间，根据上述的公式计算出MTBF，当然样品数量越多，测试结果就越准确。但是，这样的理想测试实际上是不可能的，因为对这种测试而言，要等到最后一个样品出现故障――需要的测试时间长得无法想象，要所有样品都出现故障——需要的成本高得无法想象。3.为了测试可靠性，这里介绍：加速测试（也就增加应力*），使缺陷迅速显现；经过大量专家、长时间的统计，找到了一些增加应力的方法，转化成一些测试的项目。如果产品经过这些项目的测试，依然没有明显的缺陷，就说明产品的可靠性至少可以达到某一水平，经过换算可以计算出MTBF（因产品能通过这些测试，并无明显缺陷出现，说明未达到产品的极限能力，所以此时对应的MTBF是产品的最小值）。4.应力：就是指外界各种环境对产品的破坏力，如产品在85℃下工作受到的应力比在25℃下工作受到的应力大；在高应力下工作，产品失效的可能性就大大增加了.三、可靠性试验1、可靠性试验测试产品在使用过程中，有不同的使用环境（有些安装在室外、有些随身携带、有些装有船上等等），会受到不同环境的应力（有些受到风吹雨湿、有些受到振动与跌落、有些受到盐雾蚀侵等等）；为了确认产品能在这些环境下正常工作，国标、行标都要求产品在环境方法模拟一些测试项目，这些测试项目包括：1).高温测试（高温运行、高温贮存）；2).低温测试（低温运行、低温贮存）；3).高低温交变测试（温度循环测试、热冲击测试）；4).高温高湿测试（湿热贮存、湿热循环）；5).机械振动测试（随机振动测试、扫频振动测试）；6).汽车运输测试（模拟运输测试、碰撞测试）；7).机械冲击测试；8).开关电测试；9).电源拉偏测试；10).冷启动测试；11).盐雾测试；12).淋雨测试13).尘砂测试；上述环境试验的相关国家标准如下（部分试验可能没有相关国标，或者是我还没有找到）.2、常用试验项目列举：1)低温试验按GB/T2423.1—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法低温试验》；GB/T2423.22—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法温度变化试验方法》进行低温试验及温度变化试验。温度范围：-70℃～10℃。2)高温试验按GB/T2423.2—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法高温试验》；GB/T2423.22—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法温度变化试验方法》3）湿热试验按GB/T2423.3—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法恒定湿热试验》；GB/T2423.4—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法交变湿热试验》进行恒定湿热试验及交变湿热试验。湿度范围：30%RH～100%RH4)振动试验按GB/T2423.10—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法振动试验》进行振动试验。频率范围（机械振动台）：5～35Hz（定频振动5～55Hz），最大位移振幅1.5mm（满载）。频率范围（电磁振动台）：5～3000Hz，最大位移25mmP-P。5)冲击试验按GB/T2423.5—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法冲击试验》进行冲击试验。冲击加速度范围：（50～1500）m/s26)碰撞试验按GB/T2423.6—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法碰撞试验》进行碰撞试验。7)跌落试验按GB/T2423.7—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法倾跌与翻到试验》；GB/T2423.8—2008《电工电子产品环境试验第二部分：试验方法自由跌落试验》进行跌落试验。说明：上面13项比较全面地概括了产品在实际使用过程中碰到的外界环境；实际测试时，因为各产品本身属性的相差较远、使用环境相差也很大，公司可以根据产品的特点，适当选取、增加一些项目来测试（此产品对应的国/行标中要求的必测试项目，当然是必须测试的）；也可以根据产品特定的使用环境与使用方法，自行设计一些新测试项目，以验证产品是否能长期工作。：测试条件：不同的产品测试条件不一样；就拿高温测试来说，有些产品要求做高温贮存测试，有些要求做高温运行测试，有些产品的高温用85℃做测试，有些产品的高温是用55℃做测试。但是，宗旨只有一个，那就是至少满足国/行标。要测试一种产品的可靠性，找到这种产品的国/行标是必需的，按照国/行标的要求和指引找出必须的测试项目与各项目的测试方法，从而进行环境测试；同一种产品，在不同的阶段，测试条件也不一样；一般而言，产品会经过研发、小批量试产、批量生产三个不同的阶段。在研发阶段，测试条件最严（应力最大）、测试延续的时候最短；小批量试产阶段，测试应力适中、测试时间适中；批量生产阶段，测试应力最小、测试时间较短；3、加速环境试验技术传统的环境试验是基于真实环境模拟的试验方法，称为环境模拟试验。这种试验方法的特点是：模拟真实环境，加上设计裕度，确保试验过关。其缺陷在于试验的效率不高，并且试验的资源耗费巨大。加速环境试验AET(AcceleratedEnvironmentalTesting)是一项新兴的可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验样品引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。加速环境试验技术领域的研究与应用推广对可靠性工程的发展具有重要的现实意义。4、加速环境试验激发试验(Stimulation)通过施加激发应力、环境快速检测来清除产品的潜在缺陷。试验所施加的应力并不模拟真实环境，而以提高激发效率为目标。加速环境试验是一种激发试验，它通过强化的应力环境来进行可靠性试验。加速环境试验的加速水平通常用加速因子来表示。加速因子定义为设备在自然服役环境下的寿命与在加速环境下的寿命之比。极限的50%。在确定了试验剖面后，便应该对几个(一般至少5个)试样进行筛选方案的验证POS机上使用的新器件，以证实筛选既不造成缺陷，又不消耗掉很多有效寿命。应该指出的是，何时进行何种试验并没有严格的界线，如环境应力筛选可能会在可靠性强化试验中进行，不过此时所进行的环境应力筛选目的是对试样进行筛选、老炼、排除产品试样的早期故障，使其故障率趋于稳定，而不让早期故障在可靠性强化试验中暴露，造成不必要的浪费。另外，并不是所有的加速环境试验都是必需的，如可靠性强化试验所提供的信息，在承制方及订购方的共同认可下，是可以完成加速可靠性鉴定试验的功能的，而环境应力筛选(或高加速应力筛选)亦能实现加速可靠性验收试验的要求。产品在使用过程中所获得的数据对于产品的可靠性增长也是相当有用的。同样的产品在不同的环境条件下使用，可能会表现为不同的可靠性量值，故产品的可靠性必须在真实的使用环境中或者在模拟的真实环境条件下验证，才能获得准确的可靠性数据。因此，应该重视在使用中反馈的信息，与以前的试验进行分析比较，对于改进试验方法、进一步提高产品的可靠性都有重要的意义。5、可靠性管理可靠性是贯穿于产品全寿命周期的一项工程，也是增强产品的市场竞争力的保证。谢谢！