失效是指產(chǎn)品喪失功能的狀態(tài)，又可稱(chēng)為故障，利用失效模型可以用來(lái)分析和預(yù)測(cè)產(chǎn)品或系統(tǒng)失效的概率和失效形式，幫助研發(fā)單位理解故障產(chǎn)生的原因和機(jī)制，為故障診斷提供指導(dǎo)和支持，盡可能降低各項(xiàng)缺陷成本，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的改進(jìn)和優(yōu)化。 在“十三五”數(shù)字診療專(zhuān)項(xiàng)指南中就提出失效模型，其有關(guān)技術(shù)主要包括失效樹(shù)建模與分析，可靠性建模與預(yù)計(jì)技術(shù)，失效模式、影響及危害性分析（FMECA）、機(jī)械零部件、電子元器件失效模式與失效模型，失效分布模型與統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)失效模型分析可識(shí)別和評(píng)估產(chǎn)品在設(shè)計(jì)或制造過(guò)程中可能存在的缺陷模式及其影響，并能確定能消除或減少潛在失效發(fā)生的改善措施，從而防患于未然，為實(shí)現(xiàn)可靠性、質(zhì)量和效益的目標(biāo)提供了重要支持。因此，本文將與失效模型相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行匯總分享，與各位同行朋友學(xué)習(xí)交流，為在產(chǎn)品研發(fā)中進(jìn)行失效模型分析提供參考。 失效樹(shù)建模與分析 ? 失效樹(shù)建模與分析以不期望發(fā)生的產(chǎn)品故障事件或?yàn)?zāi)難性危險(xiǎn)事件作為頂事件，通過(guò)由上到下嚴(yán)格按層次進(jìn)行的故障因果邏輯分析，逐層找出故障事件的必要而充分的直接原因（又稱(chēng)底事件，包括硬件、軟件、環(huán)境、人為等因素），畫(huà)出失效樹(shù)，最終找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能原因和原因組合，并利用每個(gè)底事件的基礎(chǔ)失效率數(shù)據(jù)計(jì)算出頂事件發(fā)生概率和底事件的重要度。 失效樹(shù)建模與分析特別適合用于診療裝備整機(jī)及其核心部件的不期望發(fā)生的故障后果事件的分析，可將不期望發(fā)生的故障后果事件的因素全部找出來(lái)，為采取預(yù)防與補(bǔ)救措施提供參考，提高其安全有效性。 失效率建模與預(yù)計(jì) ? 失效率建模與預(yù)計(jì)是一個(gè)自下而上、由局部到整體的過(guò)程，利用下級(jí)組成已知的失效率通過(guò)失效模型推算出其上級(jí)產(chǎn)品的失效率，包含了定性的可靠性框圖模型和定量的失效率計(jì)算數(shù)學(xué)模型。 失效率建模與預(yù)計(jì)特別適用于設(shè)計(jì)階段評(píng)估該層次產(chǎn)品是否滿(mǎn)足規(guī)定的失效率或分配的可靠性指標(biāo)要求，為設(shè)計(jì)方案的對(duì)比論證、優(yōu)選、優(yōu)化提供參考。 失效模式、影響及危害性 ? 失效模式、影響及危害性分析是分析產(chǎn)品所有可能的失效模式及其可能產(chǎn)生的影響，并按每一個(gè)失效模式產(chǎn)生影響的嚴(yán)重程度及其發(fā)生概率予以分類(lèi)的一種歸納分析方法，包含了基本組成單元的失效模式、失效對(duì)上三個(gè)層級(jí)產(chǎn)品造成的影響、失效產(chǎn)生的定性危害或定量危害度，以對(duì)失效影響大、危害性大的失效單元及其對(duì)應(yīng)的失效模式采取預(yù)防、補(bǔ)救及驗(yàn)證措施。 失效機(jī)理與失效物理模型 ? 失效機(jī)理與失效物理模型可為研究產(chǎn)品的壽命，開(kāi)展加速試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施，提供重要的幫助。失效模式是指產(chǎn)品失效的形式、形態(tài)及現(xiàn)象，是產(chǎn)品失效的外在宏觀(guān)表現(xiàn)。失效機(jī)理是發(fā)生失效的元器件、材料，引起其失效的物理、化學(xué)或其他原因和過(guò)程，機(jī)械零部件和元器件的失效往往是因?yàn)榘l(fā)生了物理、化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致。 失效分布模型與統(tǒng)計(jì)分析 ? 失效分布模型與統(tǒng)計(jì)分析是通過(guò)整合產(chǎn)品使用過(guò)程中的時(shí)間信息和故障信息進(jìn)行擬合得到失效分布函數(shù)及其參數(shù)，并對(duì)選定的失效分布符合性進(jìn)行確認(rèn)，利用失效分布函數(shù)可預(yù)測(cè)出未來(lái)某時(shí)刻產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的累積失效概率，從而摸清產(chǎn)品的失效分布規(guī)律并進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)，從而為分析產(chǎn)品歷史使用數(shù)據(jù)和摸清產(chǎn)品的壽命分布規(guī)律提供手段。常用的失效分布模型有指數(shù)分布、威布爾分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布等模型。 ? 科鑒檢測(cè)實(shí)施案例 ? 科鑒檢測(cè)自 “十三五”以來(lái)，積極參與國(guó)家診療專(zhuān)項(xiàng)，支撐了國(guó)內(nèi)大量診療專(zhuān)項(xiàng)可靠性提升和項(xiàng)目驗(yàn)收工作，為多家單位提供了項(xiàng)目全過(guò)程服務(wù)，在失效模型分析方面積累了眾多的工程經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)形成了一支專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，可為各項(xiàng)目研發(fā)單位提供高效、高品質(zhì)的技術(shù)服務(wù)，下表是科鑒檢測(cè)參與的失效模型分析方面部分項(xiàng)目。 ? 只要存在失效的可能，當(dāng)潛在失效損失最大化時(shí)將會(huì)發(fā)生實(shí)際失效，有效運(yùn)用失效模型分析可強(qiáng)化事先預(yù)防！同時(shí)為企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)改造提供有效信息，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

自十三五以來(lái)，技術(shù)就緒度（TRL）評(píng)估工作成為了整個(gè)廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的亮點(diǎn)，技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)工作如能扎實(shí)開(kāi)展，有助于解決我國(guó)當(dāng)前普遍存在的科研成果轉(zhuǎn)化和落地的難題。 科鑒檢測(cè)已為國(guó)家和廣東省多項(xiàng)重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目提供了項(xiàng)目技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)服務(wù)，還包括項(xiàng)目中期檢查測(cè)試、項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收測(cè)試，覆蓋功能性能測(cè)試、環(huán)境試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、軟件測(cè)評(píng)、安全與電磁兼容測(cè)試等方面。下面就廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)方法與注意事項(xiàng)作詳細(xì)解讀。 ? ? ? 技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)要求和標(biāo)準(zhǔn) ? 根據(jù)廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)指南的要求，立項(xiàng)時(shí)項(xiàng)目技術(shù)就緒度應(yīng)不低于3級(jí)，結(jié)題時(shí)項(xiàng)目技術(shù)就緒度應(yīng)至少提升3級(jí)以上，即不低于6級(jí)。技術(shù)就緒度通用等級(jí)定義及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下表所示： 自十二五國(guó)家科技部主管單位在重大科學(xué)儀器專(zhuān)項(xiàng)推廣技術(shù)就緒度評(píng)估工作以來(lái)，技術(shù)就緒度概論和評(píng)價(jià)方法已在項(xiàng)目中試點(diǎn)開(kāi)展并逐步推廣，幫助項(xiàng)目單位初步了解和應(yīng)用了該工具方法。廣東省科技廳緊跟國(guó)家科技部門(mén)步伐，在省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目中也推出了技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)規(guī)范并逐步推廣使用。 工信部電子五所（中國(guó)賽寶實(shí)驗(yàn)室）被廣東省科技廳指定為重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目技術(shù)就緒度評(píng)估的審查專(zhuān)家單位，進(jìn)一步優(yōu)化了評(píng)價(jià)細(xì)則，逐步形成了一套明確的把關(guān)尺度。按照項(xiàng)目交付成果類(lèi)型，將項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)/成果分為一般硬件、軟件、平臺(tái)服務(wù)等類(lèi)別開(kāi)展TRL等級(jí)評(píng)價(jià)。在開(kāi)展TRL評(píng)價(jià)時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)成果類(lèi)型，選擇恰當(dāng)?shù)腡RL評(píng)價(jià)類(lèi)型及細(xì)則，進(jìn)行技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)。 01 一般硬件 “一般硬件”類(lèi)型包括了大部分工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)。如高端電子信息、先進(jìn)制造與自動(dòng)化、新能源與新材料等領(lǐng)域的硬件產(chǎn)品研發(fā)，以及與具體硬件相關(guān)的技術(shù)研究，評(píng)價(jià)細(xì)則見(jiàn)附件一。 02 軟件 “軟件”類(lèi)型包括了所有領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)，如人工智能技術(shù)與軟件、 工業(yè)領(lǐng)域軟件處理工具、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的公共服務(wù)等，以及與具體軟件相關(guān)的技術(shù)研究，評(píng)價(jià)細(xì)則見(jiàn)附件二。 03 平臺(tái)服務(wù) “平臺(tái)服務(wù)”類(lèi)型包括所有領(lǐng)域的能力建設(shè)及服務(wù)任務(wù)，如實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、基地建設(shè)、支撐平臺(tái)服務(wù)、協(xié)同創(chuàng)新機(jī)構(gòu)建設(shè)等，評(píng)價(jià)細(xì)則見(jiàn)附件三。 ? ? ? 技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)注意事項(xiàng) ? 技術(shù)就緒度的本質(zhì)是要求按照產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程開(kāi)展研發(fā)工作，識(shí)別、管控和解決好關(guān)鍵技術(shù)元素，使項(xiàng)目技術(shù)就緒度等級(jí)達(dá)到目標(biāo)要求。要達(dá)到預(yù)期的技術(shù)就緒度級(jí)別需要注意以下工作要點(diǎn)： （1）加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)元素（對(duì)項(xiàng)目具有重大影響和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的工作單元）的識(shí)別和管控，確保關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題在規(guī)定的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)目標(biāo)內(nèi)得到有效管控和解決，更好地解決國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題和卡脖子技術(shù)； （2）形成一套設(shè)計(jì)、工程化、產(chǎn)業(yè)化成果文件，使科研成果物更加產(chǎn)品化（包括產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書(shū)、設(shè)計(jì)方案、工程化圖紙、生產(chǎn)制造評(píng)估分析、成套工藝文件、實(shí)物照片視頻及重大應(yīng)用場(chǎng)景、銷(xiāo)售證據(jù)等）； （3）通過(guò)第三方驗(yàn)收測(cè)試，出具報(bào)告作為驗(yàn)收的重要證據(jù)。通常地，應(yīng)完成軟件的功能性能測(cè)試、部件的功能性能測(cè)試/環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證、整機(jī)的功能性能測(cè)試/環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證/可靠性驗(yàn)證。 做好以上工作，技術(shù)就緒度就自然達(dá)到了。 ? ? ? 技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)過(guò)程中可能存在的問(wèn)題 ? 在開(kāi)展審查前，科鑒檢測(cè)為多個(gè)項(xiàng)目提供了技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)輔導(dǎo)和所需證據(jù)的籌備（測(cè)試）和完善工作，保障了各項(xiàng)目順利通過(guò)技術(shù)就緒度審查?？畦b檢測(cè)根據(jù)已有的廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的技術(shù)就緒度檢查和驗(yàn)收經(jīng)驗(yàn)，各項(xiàng)目承擔(dān)單位在開(kāi)展技術(shù)就緒度自評(píng)價(jià)的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題： 01 項(xiàng)目前期未組織進(jìn)行系統(tǒng)梳理和統(tǒng)籌 當(dāng)前絕大多數(shù)項(xiàng)目單位存在這個(gè)問(wèn)題，主要是缺乏經(jīng)驗(yàn)，不知道怎么梳理和統(tǒng)籌。在項(xiàng)目前期，根據(jù)任務(wù)書(shū)指標(biāo)表和技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)指引文件，項(xiàng)目牽頭單位應(yīng)組織梳理項(xiàng)目目標(biāo)成果物并明確各課題單位提交的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。在目標(biāo)成果物梳理過(guò)程中，項(xiàng)目牽頭單位應(yīng)初步識(shí)別整個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)元素，與各課題單位進(jìn)行討論和補(bǔ)充，最終確定項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)元素。確定目標(biāo)成果物清單時(shí)應(yīng)高度關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)元素對(duì)應(yīng)的目標(biāo)成果物，確保關(guān)鍵技術(shù)元素滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)TRL等級(jí)要求，項(xiàng)目牽頭單位應(yīng)將最終確定的目標(biāo)成果物清單分發(fā)到各課題進(jìn)行確認(rèn)，督促各課題按節(jié)點(diǎn)提交。只有這個(gè)環(huán)節(jié)管理好了，項(xiàng)目牽頭單位才有工程化和產(chǎn)業(yè)化的文件基礎(chǔ)，否則，牽頭單位的成果物可能會(huì)一大片空白。 02 關(guān)鍵技術(shù)元素識(shí)別不準(zhǔn)確和不充分 按照技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)指引文件的要求，關(guān)鍵技術(shù)元素應(yīng)設(shè)別為對(duì)項(xiàng)目具有重大影響和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的工作單元。對(duì)于硬件產(chǎn)品，關(guān)鍵技術(shù)元素可以是核心部件；對(duì)于軟件產(chǎn)品，關(guān)鍵技術(shù)元素可以是關(guān)鍵算法或軟件模塊；對(duì)于方法研究，關(guān)鍵技術(shù)元素可以是方法體系中的關(guān)鍵技術(shù)方法；對(duì)于平臺(tái)服務(wù)，關(guān)鍵技術(shù)元素可以是重要設(shè)備、人員或場(chǎng)地的建立。關(guān)鍵技術(shù)元素識(shí)別不準(zhǔn)確和不充分，可能導(dǎo)致遺漏的關(guān)鍵技術(shù)元素得不到充分管理和較好解決，成為卡住項(xiàng)目進(jìn)度和達(dá)成項(xiàng)目目標(biāo)的攔路虎。 03 未逐級(jí)評(píng)價(jià)，直接跨越到目標(biāo)級(jí)別評(píng)價(jià) 典型常見(jiàn)的錯(cuò)誤是結(jié)題驗(yàn)收前只針對(duì)目標(biāo)級(jí)別的要求進(jìn)行符合性說(shuō)明。以“一般硬件”類(lèi)評(píng)價(jià)細(xì)則舉例，由于TRL6是針對(duì)產(chǎn)品正樣（系統(tǒng)級(jí)）進(jìn)行評(píng)價(jià)的，若只針對(duì)TRL6進(jìn)行評(píng)價(jià)說(shuō)明，會(huì)忽略TRL4關(guān)鍵功能試樣/模塊和TRL5產(chǎn)品初樣（部件級(jí)）的工作，導(dǎo)致關(guān)鍵技術(shù)元素（核心部件）研制不力，造成項(xiàng)目延誤或目標(biāo)實(shí)現(xiàn)困難。正確的評(píng)價(jià)方式應(yīng)該是逐級(jí)分析評(píng)價(jià)TRL4（關(guān)鍵功能試樣/模塊）、TRL5（部件級(jí)）、TRL6（系統(tǒng)級(jí)）。 04 佐證材料錯(cuò)誤或缺失 出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題的主要原因是項(xiàng)目單位對(duì)各技術(shù)就緒度等級(jí)的具體要求未理解透徹，導(dǎo)致提供了錯(cuò)誤的證明材料或產(chǎn)生缺項(xiàng)。另一方面，部分由高校、科研院所牽頭/參與的項(xiàng)目，對(duì)于各關(guān)鍵部件/技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程沒(méi)辦法做到像企業(yè)那么規(guī)范，在進(jìn)行研發(fā)過(guò)程材料整理時(shí)也會(huì)出現(xiàn)證明材料錯(cuò)誤或缺失的情況。 05 項(xiàng)目前期未組織進(jìn)行系統(tǒng)梳理和統(tǒng)籌 圖1 規(guī)范化的佐證材料歸集 ? ? ? ? 技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)步驟 ? 根據(jù)技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)指引文件的要求，評(píng)價(jià)步驟如下表所示。完成評(píng)價(jià)后將該項(xiàng)目的“技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)信息表”和逐級(jí)評(píng)價(jià)的佐證材料上傳至“廣東省科技業(yè)務(wù)管理陽(yáng)光政務(wù)平臺(tái)”，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)評(píng)審后給出最終的評(píng)審結(jié)論。 ? ? ? 科鑒檢測(cè)服務(wù)案例 ? 科鑒檢測(cè)目前已為國(guó)家和廣東省多項(xiàng)重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目提供了項(xiàng)目技術(shù)就緒度評(píng)價(jià)服務(wù)，積累了眾多工程經(jīng)驗(yàn)，如有相關(guān)需求可聯(lián)系科鑒檢測(cè) 文武（咨詢(xún)電話(huà)：18819463201），部分項(xiàng)目清單如下表3所示：

可靠性預(yù)計(jì)是估計(jì)產(chǎn)品在給定的工作條件下的可靠性而進(jìn)行的工作，在產(chǎn)品尚無(wú)可靠性指標(biāo)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)產(chǎn)品給定工作或非工作條件下的可靠性參數(shù)進(jìn)行估算。在可靠性預(yù)計(jì)方法中，元器件應(yīng)力法考慮了設(shè)備使用時(shí)的應(yīng)力條件，預(yù)計(jì)結(jié)果更接近實(shí)際情況。本文淺析了以GJB/Z 299C-2006為代表的軍用標(biāo)準(zhǔn)和以Telcordia SR-332（后簡(jiǎn)稱(chēng)SR-332）為代表的商用標(biāo)準(zhǔn)中的元器件應(yīng)力法。 ? ? ? 可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)概覽 根據(jù)調(diào)研，列出了部分的可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按類(lèi)別可大致分為軍用標(biāo)準(zhǔn)和商用標(biāo)準(zhǔn)，分別如表1、2所示。 表1 可靠性預(yù)計(jì)軍用標(biāo)準(zhǔn) 軍用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)元器件分類(lèi)以及各類(lèi)別下的失效率預(yù)計(jì)模型和數(shù)據(jù)的介紹十分詳細(xì)。 表2 可靠性預(yù)計(jì)商用標(biāo)準(zhǔn) 商用標(biāo)準(zhǔn)從便捷性的角度出發(fā)：在SR-332有關(guān)可靠性模型的描述中，主要針對(duì)基于基本可靠性模型的串聯(lián)模型進(jìn)行了介紹，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的任務(wù)可靠性模型介紹較少。 本文以軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB/Z 299C-2006和商用標(biāo)準(zhǔn)Telcordia SR-332 Issue4 2016為代表進(jìn)行分析。為了方便下文介紹，后文以基本可靠性模型為例。 ? ? 元器件計(jì)數(shù)法和應(yīng)力法的對(duì)比 GJB/Z 299C和SR-332預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均主要針對(duì)元器件應(yīng)力法進(jìn)行介紹。 元器件計(jì)數(shù)法一般用于產(chǎn)品研制階段的早期，此時(shí)已進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)，形成了產(chǎn)品的功能原理框圖或草圖，對(duì)產(chǎn)品所需的元器件種類(lèi)和數(shù)量均有了一定的了解，但缺少產(chǎn)品的應(yīng)力數(shù)據(jù)。此時(shí)應(yīng)用元器件計(jì)數(shù)法，可對(duì)產(chǎn)品的基本可靠性有一個(gè)大概的預(yù)估。在GJB/Z 299C-2006中，簡(jiǎn)單介紹了元器件計(jì)數(shù)法的模型，見(jiàn)下式： 式中： λGS——總失效率，10-6/h； Ni——第i種元器件的數(shù)量； λGi——第i種元器件的通用失效率，10-6/h； πQi——第i種元器件的通用質(zhì)量系數(shù)； n——設(shè)備所用元器件的種類(lèi)數(shù)目。 由計(jì)數(shù)法計(jì)算模型可知，該方法僅考慮該電子設(shè)備所使用的所有元器件的通用失效率和通用質(zhì)量系數(shù)，不涉及任何電子設(shè)備使用時(shí)所處的應(yīng)力狀態(tài)。 一般在產(chǎn)品研制的中后期，此時(shí)已具備詳細(xì)的電路圖紙，元器件清單及每個(gè)元器件所承受的應(yīng)力等級(jí)數(shù)據(jù)，此時(shí)應(yīng)用元器件應(yīng)力法，將產(chǎn)品所受到的電應(yīng)力、溫度應(yīng)力等因素考慮進(jìn)預(yù)計(jì)模型，就更能夠接近產(chǎn)品實(shí)際使用時(shí)的真實(shí)狀況。在SR-332中，從元器件級(jí)、單元級(jí)到系統(tǒng)級(jí)，逐步計(jì)算出設(shè)備的總失效率： 1）當(dāng)沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，綜合考慮質(zhì)量、電應(yīng)力和溫度應(yīng)力情況，進(jìn)行元器件級(jí)的失效率計(jì)算： 式中： λSSi——第i種元器件應(yīng)力法下的穩(wěn)態(tài)失效率； σSSi——第i種元器件應(yīng)力法下的失效率標(biāo)準(zhǔn)差； λGi——第i種元器件的平均通用穩(wěn)態(tài)失效率； σGi——第i種元器件的通用穩(wěn)態(tài)失效率標(biāo)準(zhǔn)差； πQi——第i種元器件的質(zhì)量系數(shù)； πSi——第i種元器件的電應(yīng)力系數(shù)； πTi——第i種元器件的溫度應(yīng)力系數(shù)。 2）對(duì)每個(gè)單元下的所有元器件失效率進(jìn)行加合，進(jìn)行單元級(jí)失效率計(jì)算： 式中： λPC——第j個(gè)單元的穩(wěn)態(tài)失效率（平均值估計(jì)）； σPC——第j個(gè)單元的失效率標(biāo)準(zhǔn)差； Ni——第i種元器件的數(shù)量; πE——環(huán)境應(yīng)力系數(shù)。 3）綜合每個(gè)單元級(jí)的失效率，進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)失效率計(jì)算: 式中： λSYS——系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)態(tài)失效率（平均值估計(jì)）； σSYS——系統(tǒng)級(jí)失效率標(biāo)準(zhǔn)差（平均值估計(jì)）； M——系統(tǒng)中的單元數(shù)。 ? ? GJB/Z 299C和SR-332元器件應(yīng)力法的對(duì)比 目前可以接觸到的GJB/Z 299C和SR-332標(biāo)準(zhǔn)分別發(fā)布于2006年和2016年。 ①可靠性模型選用的側(cè)重點(diǎn)不同 在GJB/Z 299C的應(yīng)力法介紹中，主要側(cè)重于各類(lèi)元器件的應(yīng)力法模型，即如何得出在一定的環(huán)境應(yīng)力條件下的元器件工作失效率，并沒(méi)有規(guī)定可靠性建模的類(lèi)別。體現(xiàn)了軍用標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。 在SR-332的應(yīng)力法介紹中，主要介紹的是基本可靠性的串聯(lián)模型，即系統(tǒng)總失效率是各單元失效率的總合，對(duì)于非串聯(lián)模型的復(fù)雜系統(tǒng)的介紹較少?；诖?lián)模型進(jìn)行預(yù)計(jì)比較適合開(kāi)發(fā)商業(yè)軟件和推廣，體現(xiàn)了商用標(biāo)準(zhǔn)的便捷性。 ②元器件的分類(lèi)類(lèi)別不同 GJB/Z 299C中，將元器件分為了22大類(lèi)，大類(lèi)之下又有很多小類(lèi)，各類(lèi)別之下均給出了失效率模型或失效率數(shù)據(jù)；SR-332中，僅分為了13類(lèi)，多數(shù)能夠通過(guò)查表直接得到元器件的失效率數(shù)值。 ③除失效率預(yù)計(jì)外，SR-332還重點(diǎn)關(guān)注了早期失效率 電子產(chǎn)品失效率隨使用時(shí)間變化的規(guī)律基本服從浴盆曲線(xiàn)，如下圖所示。 圖1 SR-332浴盆曲線(xiàn) SR-332根據(jù)浴盆曲線(xiàn)將電子產(chǎn)品的失效率分為三個(gè)階段：早期壽命階段、穩(wěn)態(tài)階段和耗損階段。應(yīng)力法主要針對(duì)的是穩(wěn)態(tài)階段的可靠性。在SR-332中，還重點(diǎn)提出了早期壽命因子（Early Life Factor）的概念，用來(lái)衡量早期壽命階段失效率與穩(wěn)態(tài)失效率的比值： 當(dāng)πTπS≤1.14時(shí)， ? 否則 式中： πEL——早期壽命因子，即早期壽命階段失效率和穩(wěn)態(tài)失效率的比值； πT——溫度應(yīng)力系數(shù)； πS——電應(yīng)力系數(shù)。 ④SR-332提出使用置信上限衡量單元級(jí)的工作失效率 SR-332中，著重強(qiáng)調(diào)了，失效率是統(tǒng)計(jì)學(xué)概念，不論是查表還是計(jì)算得到的失效率為平均失效率，必然存在對(duì)應(yīng)的失效率標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差衡量了平均失效率的準(zhǔn)確性，對(duì)預(yù)計(jì)結(jié)果有重要的參考作用。 SR-332提出，在計(jì)算系統(tǒng)級(jí)的失效率時(shí)，用平均失效率作為總失效率預(yù)計(jì)的依據(jù)因?yàn)闆](méi)有考慮到不確定度和失效率在均值附近的波動(dòng)，所有會(huì)忽略了失效率的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。 在多數(shù)的可靠性預(yù)計(jì)工作中，失效率預(yù)計(jì)的結(jié)果往往偏低，為了使預(yù)計(jì)結(jié)果更保守，可以采取對(duì)失效率適度膨脹的方式——將單元級(jí)失效率標(biāo)準(zhǔn)差考慮在內(nèi)，使用取失效率統(tǒng)計(jì)分布的置信水平上限作為求取總失效率的依據(jù)。置信水平取的越高，則失效率越高，預(yù)計(jì)的結(jié)果越保守。 下面對(duì)置信上限法進(jìn)行介紹： 現(xiàn)已知平均失效率λ和失效率標(biāo)準(zhǔn)差σ，假設(shè)失效率數(shù)據(jù)符合gamma分布，那么次gamma分布的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)： 基于形狀參數(shù)和尺度參數(shù)即可構(gòu)造gamma分布概率密度函數(shù)。 取P%的置信上限對(duì)應(yīng)的失效率值為最終的單元級(jí)失效率，即求P%置信水平下的反gamma分布值： 當(dāng)尺度參數(shù)較大時(shí)（例如κ大于100時(shí)），也可以用反正態(tài)分布計(jì)算置信上限失效率： 算例介紹：現(xiàn)有4個(gè)單元級(jí)產(chǎn)品，僅由1種電阻組成，電阻個(gè)數(shù)分別為1、2、5、12，單個(gè)電阻的通用失效率、標(biāo)準(zhǔn)差、使用時(shí)的溫度應(yīng)力系數(shù)、電應(yīng)力系數(shù)等如圖2所示。 圖2 單個(gè)電阻的失效率值和應(yīng)力參數(shù)值 第一步：基于應(yīng)力參數(shù)計(jì)算平均失效率和平均標(biāo)準(zhǔn)差： 第二步：計(jì)算gamma分布的尺度參數(shù)和形狀參數(shù)： 第三步：計(jì)算90%置信水平下的反gamma分布對(duì)應(yīng)的失效率： 觀(guān)察4個(gè)系統(tǒng)置信上限失效率的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于平均失效率均有一定程度上的膨脹，相對(duì)于平均失效率更為保守了。 ? ? 小結(jié) 本文簡(jiǎn)要調(diào)研了目前可以接觸到的可靠性預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)以GJB/Z 299C為代表的軍用標(biāo)準(zhǔn)和以SR-332為代表的商用標(biāo)準(zhǔn)中的元器件應(yīng)力法進(jìn)行了對(duì)比。 對(duì)比結(jié)果表明，GJB/Z 299C作為軍用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)元器件的分類(lèi)和失效率模型的介紹更為嚴(yán)謹(jǐn)；SR-332作為權(quán)威性的商用標(biāo)準(zhǔn)，其可靠性模型選擇、元器件分類(lèi)和通用失效率的選擇相對(duì)于軍用標(biāo)準(zhǔn)更簡(jiǎn)潔，同時(shí)提出融合平均失效率及其標(biāo)準(zhǔn)差，使用置信上限失效率的保守預(yù)計(jì)法，使預(yù)計(jì)結(jié)果更保守。