六性分析报告.docx
《六性分析报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《六性分析报告.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
六性分析报告
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-40℃～+70℃，现计算其可靠性指标。
2.2.1PIN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=0.212×10-6/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；
——表面贴装系数。
由表5.7.2-2查得基本失效率=0.00637×10-6/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=0.0062×10-6/h；
由表5.8.3-2查得环境系数=17；
由表5.8.3-3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=0.4272×10-6/h、
=0.0406×10-6/h；
由表5.2.2-19查得封装复杂度失效率=0.1673×10-6/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=0.0031×10-6/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=0.0303×10-6/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0.00017×10-6/h，取值为0.0011×10-6/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5.13.1-1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=0.000092×10-6/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：
=0.000092×10-6×10×1×100=0.092×10-6/h
2.2.9开关的总工作失效率
开关的总失效率为：
=
=（1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092）×10-6
=5.321×10-6/h
故平均故障间隔时间为：
MTBF=1/=187934h
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
1
PIN二极管
1.3356×10-6
25.1%
开路
50%
2
片式电容器
0.1154×10-6
2.17%
短路
74%
3
绕线电感
1.4756×10-6
27.73%
开路
80%
4
集成电路
0.8031×10-6
15.09%
无输出
23%
5
贴片电阻
0.279×10-6
5.24%
开路
91.9%
6
射频连接器
1.1817×10-6
22.2%
插损高
80%
7
印制板
0.03861×10-6
0.73%
孔化不良
60%
8
焊接点
0.092×10-6
1.73%
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。
Ⅱ类（致命的）——这种故障会引起重在经济损失或导致任务失败。
Ⅲ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。
Ⅳ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
1
PIN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
Ⅱ类
2
片式电容器
短路
粘结不牢或过量
影响器件性能
重新粘接
Ⅲ类
3
绕线电感
开路
虚焊
不能提供直流偏置
补焊
Ⅱ类
4
集成电路
无输出
静电击穿
驱动器失效
更换器件
Ⅱ类
5
贴片电阻
开路
粘接不牢
功能受到影响
重新粘接
Ⅳ类
6
射频连接器
插损高
器件老化、磨损
性能变差
更换器件
Ⅲ类
7
印制板
孔化不良
虚焊
性能变差或功能受影响
补焊
Ⅳ类
8
焊接点
虚焊
电压击穿
可靠性变差
更换器件
Ⅳ类
表2故障模式及影响分析表
由上表可知，从故障影响严酷度的角度看，属于Ⅱ类严酷度的有3种元器件：
PIN二极管、电感和集成电路。
属于Ⅲ类严酷度的有2种元器件：
片式电容，射频连接器。
其余的属于Ⅳ类。
2.5结论和建议
由上面的分析,可以得出以下结论:
1.本组件的平均故障间隔时间可以达到指标大于50,000小时的要求。
影响本组件工作可靠性的首要器件是绕线电感，其次是PIN二极管和集成电路。
目前选用的电感都是自制绕线电感，其焊接的质量对组件的可靠性影响最大，因此要重视焊接过程和焊接人员的培训。
2.从故障模式的分布来看，元器件的开路故障概率极大，因而在设计方案确定后，应十分重视安装调试工艺，以消除产品潜在故障。
3.因为电子产品的故障率曲线是典型的浴盆曲线，因而在产品的研制生产阶段，对部件和组件都必须进行可靠性应力筛选试验，用以发现并消除产品的早期故障，使产品的故障迅速下降到较低的偶然故障阶段，从而保证产品的可靠性。
3保障性
本器件复杂度不高，组成相对简单，是整机配套的一个零件，使用要求和用途均由顾客指定，承制方只需要根据顾客指定要求进行简化设计，达到易于安装、更换的目的即可。
交付时应提供使用说明书。
当顾客要求时，应按顾客要求配合完成相关保障性工作。
4维修性、测试性
本器件复杂度不高，对外接口较少，与其它器件的连接相对简单，器件本身的可恢复性维修工作不能在现场进行，现场只能更换代替，故障件需返厂后方可进行维修。
因此，该器件在维修性、测试性方面不作过多的分析，设计时主要应考虑便于快速定位检测故障。
该器件对外接口为：
1个射频输入端口，3个射频输出端口，5个电源供电及控制端子。
借助矢量网络分析仪、数字万用表等仪表可方便完成测试和故障检测，定位故障部位。
确定
升级会员 