能和性能；（5）經濟技術性能——體積、重量、外觀。

　　

　　28 可靠性預測（Reliability predication）

　　

　　為了對所設計的產品在不同的設計階段，均能預估其可靠性水平，并將發現存在的問題，來提高設備的可靠性和安全性，以免在使用過程中發生故障，必須對可靠性進行預測。可靠性預測就是利用過去積累的可靠性數據資料（用戶、工廠、實驗室的可靠性數據），綜合元器件的失效數據，較為迅速的預測出的產品可靠性大致指標。

　　1.進行可靠性預測的目的

（1） 在設計階段，通過預測了解可靠性是否滿足設計要求的指標。

（2） 通過預測可找出提高可靠性、維修性的關鍵問題。

2.進行可靠性預測的主要方法

（1） 預測偶然失效的失效率（或MTBF）。

（2） 預測耗損失效，通過統計方法進行。

（3） 預測維修性。

（4） 失效模式、影響和致命度分析（DMECA）]

可靠度分配和可靠度預測互為逆過程。

29 可靠性試驗（Peliability test）

為分析、評價系統、設備、元器什等可靠度而進行的一切試驗，統稱為可靠性試驗。

在可靠性設計中，應盡量選擇優良的材料、元器件和可靠的結構，努力提高產品的可

靠度。同時，還應在各個階段上通過試驗來驗證產品的可靠性和安全性，在試驗中，要正確模擬實際使用條件；使用正確的實驗方法；要保證抽取一定的批量樣本。

可靠性試驗依試驗場所不同分為：現場試驗（檢測和驗證產品的工作可靠度和使用可

靠度）和模擬試驗（在工廠，實驗室等模擬環境中試驗產品的固有可靠度）。

　　可靠性試驗，根據應力強度不同可分為：正常工作試驗，超負荷試驗，破壞性試驗，極限試驗，加速壽命試驗，強制耗損試驗。根據應力施加時間長短又可分為：恒定應力試驗，各種負載試驗，步進應力試驗或遞增應力試驗，周期應力試驗，間歇工作試驗，無負載存放試驗。

　　

　　30 抽樣試驗（Sampling）

　　

　　從批量產品中抽取一部分樣品進行檢驗，用以鑒定產品的質量（在可靠性方面如MTBF、失效率等），這種制定產品合格與否的方法稱為抽樣試驗。抽樣試驗的方法迅速而經濟。當有些產品批量很大，不可能逐個試驗時，或某些產品十分昂貴不能進行破壞性試驗時，抽樣試驗則成為必不可少的方法。

　　抽樣試驗可分為計數抽樣試驗和計量抽樣試驗。如檢驗一批燈泡是否合格，若規定使用壽命超過5000小時為合格品，則可從這批產品中抽出?n個樣品，進行逐個試驗，然后要據合格燈泡數來判斷這批產品的合格率。這種方法就叫計數抽樣試驗。如果是以每個樣品的定量指標（如使用壽命）來判斷這批產品是否合格，則稱為計量抽樣試驗。

　　該方法有一次抽樣試驗和多次抽樣試驗。此外還有隨生產的進行抽樣數和時間逐次增加，逐次積累數據，每次都進行判斷的方法。后者稱為序貫抽樣試驗。

　　

　　31完全壽命試驗（Safe life test）

　　

　　這種試驗是將參加試驗的樣品進行到全部失效為止的一種方法。這種試驗方法雖然收集的數據完整可靠，但常常需要很長時間，所以對有些產品來說首當其沖不適用。如晶體管的工作壽命很長，如果要把樣品試驗到全部失效，有時要長達幾年的時間，甚至幾十年，而在這樣長的時間內，產品又要更新換代了。為了解決這一問題，可以采用截尾壽命試驗，截尾壽命試驗分為定時截尾和定數截尾壽命試驗。

　　定時截尾壽命試驗，就是規定試驗時間，到規定的時間試驗結束。定數截尾壽命試驗是規定失效樣數量，即失效樣品數到規定的數量試驗即結束。

　　

　　32 加速壽命試驗（Acceleraled test）

　　

　　加速壽命試驗是用加大試驗應力，人工縮短產品失效時間，以縮短試驗時間一種試驗。為使試驗取得可靠的數據，要求失效模式和機理不因加速而改變。運用加速壽命模型估計出產品在正常工作應力下的可靠性特征值。

　　由于技術水平的提高，產品壽命會越來越長，因此在基準條件下作壽命試驗就要花費很多時間，所有加速壽命試驗顯得尤為重要。加速的一般方法有下列五種：

（1） 增加應力強度或增加施加應力的次數，如增加溫度、增加負荷或增加轉動次數和

速度等。

（2） 提高失效判據的標準。

（3） 采用已具有一定退化量的試件。

（4） 采用相似法，按一定比例放大或縮小所模擬的試件來進行模擬試驗。

（5） 以產品易發生性能退化或易發生致命失效的結構尺寸來作試驗。

對于失效機理單一的產品，加速壽命試驗較為簡單，但對失效原因較多的產品，

則很難實現理想的加速壽命試驗。在這種情況下，可以抽出主要的失效機理作加速壽命試驗，再綜合試驗結果加以改善，以便預測出符合實際的壽命特征。

　　

　　33 降額

　　

　　降額是指使元件在低于其額定應力條件下工作。在實際工作中可以采用降低應力，也可以采用提高元器件的強度。通常最常用的方法是選用強度更高的元器件。

　　降額是降低元器件失效率的有效方法。元器件在低應力下一般情況失效率都會有下降趨勢，而在高溫條件下則元器件的失效率會上升，絕大多數元器件的失效率決定于應力與溫度。

　　元器件降額必須保證規定的設備可靠性符合規范要求。降額方法是因不同的元器件類型及用途而不同。

　　電子元件的降額需要采用降額曲線。這些曲線通常把降額值與某些關鍵的環境因素或物理因素或數學模型聯系起來，數學模型根據應力比，溫度以及所考慮元器件有關的其它參數定量地確定基本失效。

　　機械和結構部件是采用提高平均強度、降低平均應力、減小應力變化、減小強度變形以得到可以接受的成功概率。

　　

　　34 可靠性管理原則（Principle of reliability management）

　　

　　可靠性管理是一項從提出要求制定計劃、簽定合同開始，一直到設計、制造、使用等活動，都要貫穿可靠性技術的工作；可靠性管理包括技術內容和管理內容兩個方面。前者主要實施于設計制造過程中；后者則主要在日常使用過程中實施，以經常收集可靠性數據。可靠性管理與生產管理及其它工程領域里的工作都有密切關系。它與QC（質量管理），訂貨、系統工程維修、設置等各項管理工作緊密相關。

　　可靠性管理應注意以下幾點：（1）強調全面的系統計劃；（2）使用統計的方法收集失效數據并進行分析；（3）進行數據反饋，將使用過程中收集到的數據再反饋到設計、制造部門中去。這樣就可對產品的全過程進行可靠性監視。

　　可靠性管理的五個階段是：（1）確定可靠性的要求項目；（2）收集可靠性數據；（3）分析數據；（4）改進設計和產品制造；（5）檢查驗證可靠性技術實施情況。

　　

　　35 串聯系統的可靠度（Reliability of series systen）

　　

　　若組成系統的所有單元中任一個單元失效均可導致系統失效，這樣的系統稱為串聯系統，圖5-4是串聯系統簡圖。

　　

　　圖5-4　串聯系統圖

　　若系統中各單元的可靠度為R＜sub＞1＜/sub＞(t), R＜sub＞2＜/sub＞(t)……R＜sub＞n＜/sub＞(t)；并且相互之間是獨立的，那么系統的可靠度為：

　　R＜sub＞s＜/sub＞= R＜sub＞1＜/sub＞(t). R＜sub＞2＜/sub＞(t) ……R＜sub＞n＜/sub＞(t)

　　

　　從上式可見，串聯系統的可靠比各單元的可靠底低，串聯的單元越多則系統的可靠度就越小（因為單元可靠度一般小于1）。

　　

　　36　并聯系統的可靠度（Reliability parallel systen）

　　

　　若組成系統的單元全部失效，系統失效，這樣的系統稱為并聯系統。圖5-5是并聯系統簡圖。

　　

　　圖5-5　并聯系統

　　系統可靠度為：

　　

　式中，Ri(t)——組成系統中任一單元的可靠度。

　　

37　失效樹分析法（Failt tree analysis）

　　

　　簡稱FTA法，它是1962年美國貝爾電話實驗室的Watson首先提出的，然后被應用到航空和宇航工業、核工業，其中最有影響的工作是1974年美國原子能委員會發表的WASH-1400計劃，是采用FTA法對核電站進行安全評估，目前在化工、機械各行業中也廣泛的應用FTA法進行安全評估。

　　FTA法就是邏輯關系，把可能考慮到的故障失效原因連接成一個樹狀因果圖。圖5-6是從腳手架墜落災害的分析圖。

　　

　　圖5-6 FTA法分析圖

　　在FTA法中采用的邏輯門主要是“與門”和“或門”。與門（AND）是邏輯積的關系，也就是輸入事件同時發生時，輸出事件才能發生（圖5-7）。或門（OR）是邏輯和的關系，當輸入事件中有一個發生，輸出事件就會發生（圖5-8）。

　　

　　圖5-7 AND門