能和性能；（5）经济技术性能——体积、重量、外观。

　　

　　28 可靠性预测（Reliability predication）

　　

　　为了对所设计的产品在不同的设计阶段，均能预估其可靠性水平，并将发现存在的问题，来提高设备的可靠性和安全性，以免在使用过程中发生故障，必须对可靠性进行预测。可靠性预测就是利用过去积累的可靠性数据资料（用户、工厂、实验室的可靠性数据），综合元器件的失效数据，较为迅速的预测出的产品可靠性大致指标。

　　1.进行可靠性预测的目的

（1） 在设计阶段，通过预测了解可靠性是否满足设计要求的指标。

（2） 通过预测可找出提高可靠性、维修性的关键问题。

2.进行可靠性预测的主要方法

（1） 预测偶然失效的失效率（或MTBF）。

（2） 预测耗损失效，通过统计方法进行。

（3） 预测维修性。

（4） 失效模式、影响和致命度分析（DMECA）]

可靠度分配和可靠度预测互为逆过程。

29 可靠性试验（Peliability test）

为分析、评价系统、设备、元器什等可靠度而进行的一切试验，统称为可靠性试验。

在可靠性设计中，应尽量选择优良的材料、元器件和可靠的结构，努力提高产品的可

靠度。同时，还应在各个阶段上通过试验来验证产品的可靠性和安全性，在试验中，要正确模拟实际使用条件；使用正确的实验方法；要保证抽取一定的批量样本。

可靠性试验依试验场所不同分为：现场试验（检测和验证产品的工作可靠度和使用可

靠度）和模拟试验（在工厂，实验室等模拟环境中试验产品的固有可靠度）。

　　可靠性试验，根据应力强度不同可分为：正常工作试验，超负荷试验，破坏性试验，极限试验，加速寿命试验，强制耗损试验。根据应力施加时间长短又可分为：恒定应力试验，各种负载试验，步进应力试验或递增应力试验，周期应力试验，间歇工作试验，无负载存放试验。

　　

　　30 抽样试验（Sampling）

　　

　　从批量产品中抽取一部分样品进行检验，用以鉴定产品的质量（在可靠性方面如MTBF、失效率等），这种制定产品合格与否的方法称为抽样试验。抽样试验的方法迅速而经济。当有些产品批量很大，不可能逐个试验时，或某些产品十分昂贵不能进行破坏性试验时，抽样试验则成为必不可少的方法。

　　抽样试验可分为计数抽样试验和计量抽样试验。如检验一批灯泡是否合格，若规定使用寿命超过5000小时为合格品，则可从这批产品中抽出?n个样品，进行逐个试验，然后要据合格灯泡数来判断这批产品的合格率。这种方法就叫计数抽样试验。如果是以每个样品的定量指标（如使用寿命）来判断这批产品是否合格，则称为计量抽样试验。

　　该方法有一次抽样试验和多次抽样试验。此外还有随生产的进行抽样数和时间逐次增加，逐次积累数据，每次都进行判断的方法。后者称为序贯抽样试验。

　　

　　31完全寿命试验（Safe life test）

　　

　　这种试验是将参加试验的样品进行到全部失效为止的一种方法。这种试验方法虽然收集的数据完整可靠，但常常需要很长时间，所以对有些产品来说首当其冲不适用。如晶体管的工作寿命很长，如果要把样品试验到全部失效，有时要长达几年的时间，甚至几十年，而在这样长的时间内，产品又要更新换代了。为了解决这一问题，可以采用截尾寿命试验，截尾寿命试验分为定时截尾和定数截尾寿命试验。

　　定时截尾寿命试验，就是规定试验时间，到规定的时间试验结束。定数截尾寿命试验是规定失效样数量，即失效样品数到规定的数量试验即结束。

　　

　　32 加速寿命试验（Acceleraled test）

　　

　　加速寿命试验是用加大试验应力，人工缩短产品失效时间，以缩短试验时间一种试验。为使试验取得可靠的数据，要求失效模式和机理不因加速而改变。运用加速寿命模型估计出产品在正常工作应力下的可靠性特征值。

　　由于技术水平的提高，产品寿命会越来越长，因此在基准条件下作寿命试验就要花费很多时间，所有加速寿命试验显得尤为重要。加速的一般方法有下列五种：

（1） 增加应力强度或增加施加应力的次数，如增加温度、增加负荷或增加转动次数和

速度等。

（2） 提高失效判据的标准。

（3） 采用已具有一定退化量的试件。

（4） 采用相似法，按一定比例放大或缩小所模拟的试件来进行模拟试验。

（5） 以产品易发生性能退化或易发生致命失效的结构尺寸来作试验。

对于失效机理单一的产品，加速寿命试验较为简单，但对失效原因较多的产品，

则很难实现理想的加速寿命试验。在这种情况下，可以抽出主要的失效机理作加速寿命试验，再综合试验结果加以改善，以便预测出符合实际的寿命特征。

　　

　　33 降额

　　

　　降额是指使元件在低于其额定应力条件下工作。在实际工作中可以采用降低应力，也可以采用提高元器件的强度。通常最常用的方法是选用强度更高的元器件。

　　降额是降低元器件失效率的有效方法。元器件在低应力下一般情况失效率都会有下降趋势，而在高温条件下则元器件的失效率会上升，绝大多数元器件的失效率决定于应力与温度。

　　元器件降额必须保证规定的设备可靠性符合规范要求。降额方法是因不同的元器件类型及用途而不同。

　　电子元件的降额需要采用降额曲线。这些曲线通常把降额值与某些关键的环境因素或物理因素或数学模型联系起来，数学模型根据应力比，温度以及所考虑元器件有关的其它参数定量地确定基本失效。

　　机械和结构部件是采用提高平均强度、降低平均应力、减小应力变化、减小强度变形以得到可以接受的成功概率。

　　

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

　　

　　可靠性管理是一项从提出要求制定计划、签定合同开始，一直到设计、制造、使用等活动，都要贯穿可靠性技术的工作；可靠性管理包括技术内容和管理内容两个方面。前者主要实施于设计制造过程中；后者则主要在日常使用过程中实施，以经常收集可靠性数据。可靠性管理与生产管理及其它工程领域里的工作都有密切关系。它与QC（质量管理），订货、系统工程维修、设置等各项管理工作紧密相关。

　　可靠性管理应注意以下几点：（1）强调全面的系统计划；（2）使用统计的方法收集失效数据并进行分析；（3）进行数据反馈，将使用过程中收集到的数据再反馈到设计、制造部门中去。这样就可对产品的全过程进行可靠性监视。

　　可靠性管理的五个阶段是：（1）确定可靠性的要求项目；（2）收集可靠性数据；（3）分析数据；（4）改进设计和产品制造；（5）检查验证可靠性技术实施情况。

　　

　　35 串联系统的可靠度（Reliability of series systen）

　　

　　若组成系统的所有单元中任一个单元失效均可导致系统失效，这样的系统称为串联系统，图5-4是串联系统简图。

　　

　　图5-4　串联系统图

　　若系统中各单元的可靠度为R＜sub＞1＜/sub＞(t), R＜sub＞2＜/sub＞(t)……R＜sub＞n＜/sub＞(t)；并且相互之间是独立的，那么系统的可靠度为：

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

　　

　　从上式可见，串联系统的可靠比各单元的可靠底低，串联的单元越多则系统的可靠度就越小（因为单元可靠度一般小于1）。

　　

　　36　并联系统的可靠度（Reliability parallel systen）

　　

　　若组成系统的单元全部失效，系统失效，这样的系统称为并联系统。图5-5是并联系统简图。

　　

　　图5-5　并联系统

　　系统可靠度为：

　　

　式中，Ri(t)——组成系统中任一单元的可靠度。

　　

37　失效树分析法（Failt tree analysis）

　　

　　简称FTA法，它是1962年美国贝尔电话实验室的Watson首先提出的，然后被应用到航空和宇航工业、核工业，其中最有影响的工作是1974年美国原子能委员会发表的WASH-1400计划，是采用FTA法对核电站进行安全评估，目前在化工、机械各行业中也广泛的应用FTA法进行安全评估。

　　FTA法就是逻辑关系，把可能考虑到的故障失效原因连接成一个树状因果图。图5-6是从脚手架坠落灾害的分析图。

　　

　　图5-6 FTA法分析图

　　在FTA法中采用的逻辑门主要是“与门”和“或门”。与门（AND）是逻辑积的关系，也就是输入事件同时发生时，输出事件才能发生（图5-7）。或门（OR）是逻辑和的关系，当输入事件中有一个发生，输出事件就会发生（图5-8）。

　　

　　图5-7 AND门