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可靠性设计、分析、试验技术Reliabilitydesign,analysisandtesttechnology|奥特朗电器（广州）有限公司编辑：姚述广目录ONENTSPart1可靠性基本概念Part2失效模式及后果分析Part3可靠性试验与评价Part4可靠性鉴定验证试验BasicconceptofreliabilityFMEAReliabilitytestandevaluationReliabilityqualificationverificationtest可靠性基本概念Basicconceptofreliability可靠性定义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。可靠性的概率度量亦称可靠度。产品的定义产品指的是新版ISO9000中定义的硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品。可靠度产品可靠度是产品在规定条件下规定时间完成规定功能的概率。“规定条件”、“规定时间”、“规定功能”产品可靠性定义的要素是三个“规定”•可靠性的基本概念产品的定义可靠度•可靠性的基本概念产品固有可靠性是产品在设计、制造中赋予的，是产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以控制的。产品使用可靠性则是产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性，它除了考虑固有可靠性的影响因素之外，还要考虑产品安装、操作使用和维修保障等方面因素的影响。产品的可靠性一般可分为固有可靠性和使用可靠性产品的定义可靠度•可靠性的基本概念基本可靠性是产品在规定条件下无故障的持续时间或概率，它反映产品对维修人力的要求。因此在评定产品基本可靠性时应统计产品的所有寿命单位和所有故障，而不局限于发生在任务期间的故障，也不局限于是否危及任务成功的故障。任务可靠性是产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力。评定产品任务可靠性时仅考虑在任务期间发生的影响完成任务的故障。产品可靠性还可分为基本可靠性和任务可靠性。一般用R(t)表示，产品的可靠度函数即：R(t)=P(Tt)式中：T——产品发生故障的时间；t——规定的时间。可靠度函数、累积故障分布函数•可靠性的基本概念(×100h)12345678910tFttF时间(小时)故障数(个)累积故障数（个）时间(小时)故障数(个)累积故障数（个）0—10000500-600610100-20011600-700313200-30012700-800215300-40013800-900016400-50014900-1000016产品可靠度是产品在规定条件下规定时间完成规定功能的概率，描述的是产品功能随时间保持的概率。•可靠性基本概念故障是指产品不能执行规定功能的状态故障机理是指引起产品故障的物理、化学或生物等变化的内在原因。失效是指产品丧失完成规定功能能力的事件。故障模式是指产品故障的表现形式，如三极管的短路或开路、灯丝的烧断等故障及其分类•可靠性基本概念故障分类偶然故障是由于偶然因素引起的故障，其重复出现的风险可以忽略不计，只能通过概率或统计方法来预测。耗损故障是通过事前检测或监测可预测到的故障，是由于产品的规定性能随时间增加而逐渐衰退引起的。按故障的规律可分为偶然故障和耗损故障。耗损故障可以通过预防维修，防止故障的发生，延长产品的使用寿命。偶然故障障耗损故障•可靠性基本概念按故障引起的后果可分为致命性故障和非致命性故障致命性故障非致命性故障后果分类会使产品不能完成规定任务或可能导致人或物的重大损失、最终使任务失败不影响任务完成，但会导致非计划的维修。按故障的统计特性又可分为独立故障和从属故障。前者是指不是由于另一个产品故障引起的故障，后者是由另一产品故障引起的故障。在评价产品可靠性时只统计独立故障。•可靠性基本概念•故障率工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，称之为产品的故障率。用数学符号表示为：dttNtdrts)()()(式中——故障率；)(tdr——t时刻后，时间内故障的产品数；dt)(tNs—残存产品数，即到t时刻尚未故障的产品数。)(t时间间隔间隔起点的存活数间隔时间内的故障数故障率故障率是指故障数除以单位时间再除以t时刻未发生故障的产品数。因此，它是故障的一个相对比率，与样本量无关。失效模式及后果分析FMEA失效模式及后果分析FMEA发现和评价产品/过程中的潜在的失效及其失效后果找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施将上述整个过程文件化GB7826-87(IEC812-1995)《失效模式和效应分析》GJB1391A-92《故障模式、影响及危害性分析程序》GJB/Z1391A-2006《故障模式、影响及危害性分析指南》QS9000（ISO16949）《潜在失效模式影响分析》FMEA的目的123标准KEYWORDS失效模式及后果分析FMEA01020306050450年代初，美国第一次将FMEA思想用于一种战斗机操作系统的设计分析添加详60年代中期，FMEA技术正式用于航天工业此1976年，美国国防部颁布了FMEA的军用标准，但仅限于设计方面1994年，FMEA成为QS-9000的认证要求1991年，ISO-9000推荐使用FMEA提高产品和过程的设计80年代中期，美国汽车工业应用过程FMEA确认其制造过程目前典型的FMEA方法有两种：一是美国军标MIL-STD-1629和我国军标GJB1391/Z《故障模式、影响与危害度分析》；另一种是美国QS-9000《潜在失效模式及影响分析》失效模式及后果分析FMEA发展历史失效模式及后果分析FMEAPFMEA设计的FMEA，设计FMEA(也记为d-FMEA,DesignFailureModeandEffectsAnalysis)应在一个设计概念形成之时或之前开始，并且在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其他信息时及时不断地修改，并在图样加工完成之前结束a过程工艺的FMEA，PFMEA是制程失效模式及影响分析(ProcessFailureModeandEffectsAnalysis)的英文简称，是由负责制造/装配的工程师/小组主要采用的一种分析技术，用以最大限度地保证各种潜在的失效模式及其相关的起因/机理已得到充分的考虑和论述。DFMEA在QS-9000中，把FMEA分为设计的FMEA(简称DFMEA)和过程工艺的FMEA(简称PFMEA)失效模式及后果分析FMEAFMEA应该是一个小组的活动，由负责设计的工程师主动地联系有关部门的代表，如装配、制造、设计、分析/实验、可靠性、材料、服务等。同时还应联系系统不同层次的设计部门代表。FMEA应成为促进相关部门间充分交换意见的催化剂，从而提高整个产品的工作水平。在活动中拥有一位有经验的FMEA专家以协助FMEA小组工作是有一定帮助的。FMEA评审小组失效模式及后果分析FMEA成立分析小组有关部门的代表，如装配、制造、设计、分析/实验、可靠性、材料、服务等由拉确定项目的分析对象据全新整机或零部件由收集信息编单《新产品开发可行性分析报告》、产品对应《技术规格书》、变更前的零部件/产品的相关信息、类似产品市场维修不良率、零部件/产品不良问题结构功能要求单击将其细分为外观技术要求、生产工艺、安全方面、基本功能、安装环境条件等潜在失效模式分析每项功能/要求会对应一种或一种以上的失效模式，填写失效模式需遵循“破坏功能”的原则，即尽量列出破坏该功能的所有可能的模式确定失效模式和失效后果根据失效模式确定失效后果划分失效严重度和频度为每个列出的失效模式确定潜在的失效后果（指失效模式发生后会出现的影响或结果），并进行相应试验验证；优化措施跟进验证改善措施进行改善效果验证，并评估改善后的风险FMEA实施步骤失效模式及后果分析FMEA故障模式及影响分析表（DFMEA）初始约定层次任务审核第页共页约定层次分析人员批准填表日期代码产品或功能标志功能故障模式故障原因任务阶段与工作方式故障影响严酷度类别故障检测方法设计改进措施使用补偿措施局部影响高一层次影响最终影响失效模式及后果分析FMEA潜在失效模式及后果分析（FMEA）项目：应用产品：日期：核心小组：编制者：零部件名称功能/要求潜在失效模式潜在失效后果试验验证试验完成时间严重级别频度改善措施方案责任人/完成时间改善效果验证可靠性试验与评价Reliabilitytestandevaluation可靠性试验与评价可靠性试验与评价的目的研制阶段暴露设计、材料、工艺阶段存在的问题和有关数据，对设计都、生产者和使用者提供数据支撑设计定型阶段确认产品是否达到预定的可靠性指标生产阶段评价元器件生产工艺和过程是否稳定可靠使用阶段了解不同工作环境条件下的失效规律以便于进行纠正和预防，提高元器件的可靠性可靠性试验与评价可靠性试验分类可靠性试验与评价可靠性试验项目结构接地措施耐燃产品保护温升标志内部布线耐热产品性能非常规产品寿命电器安全EMC可靠性试验与评价GB4706.1-1998《家用和类似用途电器的安全通用要求》GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全通用要求》《电热水器型式试验检验规程》及企标GB4706.12-2006《家用和类似用途电器的安全储水式电热水器的特殊要求》GB4706.11-2008《家用和类似用途电器的安全快热式电热水器的特殊要求》标准01标准03标准05标准02标准04可靠性鉴定验证试验Reliabilityqualificationverificationtest型式试验定义可靠度可靠性鉴定验证试验可靠性鉴定试验的目的是在产品设计定型阶段验证产品的设计是否达到了规定的可靠性要求可靠性验收试验的目的是为了确定已通过可靠性鉴定试验而转入批生产的产品在规定的条件下是否达到规定的可靠性要求，验证产品的可靠性是否随批生产期间工艺、工装、工作流程、零部件质量等因素的变化而降低。产品的定义可靠度可靠性鉴定验证试验故障分类责任故障故障判定非责任故障故障分为责任故障和非责任故障两种（a）受试产品或产品的一部分丧失一个或几个功能；（b）产品或产品的一部分性能参数超出产品技术条件中允许的范围；（c）受试产品出现机械零部件、结构件或元器件的松动、断裂等损坏状态。产品的定义可靠性鉴定验证试验LiabilityfailureLiabilityfailure操作人员按使用说明书规定方法操作时而引起的受试产品故障；受试产品出现以下事件并判明是由于设计、工艺、材料、元器件等原因所引起的则应判为责任故障，是判决受试产品合格与否的依据。1234Liabilityfailure受试产品或其中一部分不能完成规定的功能的事件或状态；Liabilityfailure受试产品的性能参数超出规定指标要求；机械构件发生永久变形或损坏；元器件、部件或整机随机失效；电路烧毁；责任故障责任故障区分产品的定义可靠性鉴定验证试验NonresponsiblefaultNonresponsiblefault在寻找故障、验证修理或调试过程中引起的故障。由于BIT（自检测）软件设计不当引起的虚警可不计为责任故障，但必须进行充分分析、记录并及时反馈给总师系统，同时采取有效纠正措施，并在测试性验证过程中进行检验。在试验期间，出现以下事件均判为非责任故障，非责任故障不应作为判决受试产品合格与否的依据。1234Nonresponsiblefault由于试验设备故障而造成的受试产品故障；因检测仪器故障而造成的性能参数超差；Nonresponsiblefault超出产品技术规范规定的环境条件和工作条件引起的受试产品故障；由于安装不当或意外事故引起的受试产品的故障；由于人为错误(如误操作等)而引起的故障；由某一独立故障而引起的相关从属故障；非责任故障非责任故障区分产品的定义可靠度可靠性鉴定验证试验试验中责任故障的统计产品的定义可靠度可靠性鉴定验证试验010203纠正预防暂不判定不合格判定试验结果判定试验结果是否达到规定的要求，如达到即被判为接收，否则被判为拒收。当试验过程中的任一时刻出现的关联责任故障累计数超出统计试验方案规定的接收故障数时，即可做出拒收判决，经有关部门同意后，此次