六性分析报告.doc
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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 元器件清单元件选型上截止阀、减压阀、安全阀等元件经过GJB150环境试验,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;电池组选择军
2、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串联模型。该器件是可修复产品,寿命服从指数分布,根据可靠性理论,其平均故障间隔时间与失效率成反比,即: MTBF= 1/ (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。本器件一般内置于系统机箱内,使用大环境是舰船甲板或舰船舱内,其环境代号Ns2,工作温度
3、-40+70,现计算其可靠性指标。2.2.1 PIN二极管的工作失效率本器件使用PIN二极管,其工作失效率模型为 (2)式中: 基本失效率,10-6/h; 环境系数; 质量系数; 种类系数。由表5.3.11-1查得基本失效率 =0.21210-6/h;由表5.3.11-2查得环境系数=14;由表5.3.11-3查得质量系数=0.05;由表5.3.11-4查得种类系数=0.5;本器件中使用了18只PIN二极管,故其工作失效率为:2.2.2 片状电容器的工作失效率本器件选用的片状电容器,其工作失效率模型为: (3) 基本失效率,10-6/h; 环境系数; 质量系数; 电容量系数; 种类系数; 表面
4、贴装系数。由表5.7.2-2查得基本失效率=0.0063710-6/h;由表5.7.2-4查得环境系数=11.5;由表5.7.2-5查得质量系数=1;由表5.7.2-6查得电容量系数=0.75;由表5.7.2-7查得种类系数=0.3;由表5.7.2-1查得表面贴装系数=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:2.2.3 电感的工作失效率本器件选用的片状电容器,其工作失效率模型为: (4) 基本失效率,10-6/h; 环境系数; 质量系数; 种类系数; 结构系数。由表5.8.3-1查得基本失效率=0.006210-6/h;由表5.8.3-2查得环境系数=17;由表5.8.3-3
5、查得质量系数=1;由表5.8.3-4查得种类系数=1; 由表5.8.3-5查得结构系数=2;本器件中共使用了电感7只,故其工作失效率为:2.2.4 集成电路的工作失效率半导体集成电路的工作失效率模型为: (5) 质量系数; 温度应力系数; 电压应力系数; 环境系数; 成熟系数;、 电路复杂度失效率; 封装复杂度失效率。由表5.2.2-2查得环境系数=14;由表5.2.2-3查得质量系数=0.08;由表5.2.2-4查得成熟系数=1;由表5.2.2-5查得温度应力系数=1.02;由表5.2.2-14查得电压应力系数=1;由表5.2.2-19查得电路复杂度失效率=0.427210-6/h、=0.0
6、40610-6/h;由表5.2.2-19查得封装复杂度失效率=0.167310-6/h。本器件使用集成电路3只,故其工作失效率为:2.2.5 贴片电阻的工作失效率贴片电阻的工作失效率模型为: (6)式中: 基本失效率,10-6/h; 环境系数; 质量系数; 阻值系数。由表5.5.3-1查得基本失效率=0.003110-6/h;由表5.5.3-3查得环境系数=10;由表5.5.3-4查得质量系数=1;由表5.5.3-5查得阻值系数=1;本器件使用贴片电阻9只,故其工作失效率为:2.2.6 射频连接器的工作失效率 本组件选用射频连接器,其工作失效率模型为 (7) 基本失效率,10-6/h; 环境系
7、数; 质量系数; 接触件系数; 插拔系数; 插孔结构系数;由表5.11.1-1查得基本失效率=0.030310-6/h;由表5.11.1-2查得环境系数=10;由表5.11.1-3查得质量系数=1;由表5.11.1-4查得接触件系数=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=0.3;本器件使用接插件13只,故其工作失效率为:2.2.7 印制板的工作失效率 印制板的工作失效率模型为 (8)、 基本失效率,10-6/h,取值为0.0001710-6/h,取值为0.001110-6/h;N 使用的金属化孔数; 环境系数; 质量系数; 复杂度系数; 由表5.13.
8、1-1查得环境系数=13; 由表5.13.1-2查得质量系数=1.0; 由表5.13.1-3查得复杂度系数=1.0; 本器件使用印制板1块,故其工作失效率为2.2.8 焊接点的工作失效率 焊接点的工作失效率模型为: (9) 基本失效率,10-6/h; 环境系数; 质量系数; 由表5.13.2-1查得基本失效率=0.00009210-6/h; 由表5.13.2-2查得环境系数=10; 由表5.13.2-3查得质量系数=1.0; 本组件共有约100个焊接点,其工作失效率为: =0.00009210-6101100=0.09210-6/h2.2.9 开关的总工作失效率开关的总失效率为:=(1.335
9、6+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092)10-6=5.32110-6/h故平均故障间隔时间为:MTBF=1/ =187934 h该开关的MTBF指标要求为大于50000h,因此,理论分析表明开关的平均故障间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
10、15.09%;表1 可 靠 性 数 据 分 析 表序 号名 称工 作 失 效 率失效率百分比主要故障模式故障模式频数比1PIN二极管1.335610-625.1%开路50%2片式电容器0.115410-62.17%短路74%3绕线电感1.475610-627.73%开路80%4集成电路0.803110-615.09%无输出23%5贴片电阻0.27910-65.24%开路91.9%6射频连接器1.181710-622.2%插损高80%7印制板0.0386110-60.73%孔化不良60%8焊接点0.09210-61.73%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
11、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。 类(致命的)这种故障会引起重在经济损失或导致任务失败。 类(临界的)这种故障会引起一定的经济损失或导致任务降级。 类(轻度的)这种故障不会引起明显的经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 别1PIN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
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