1、在做加速寿命试验时候,从物理方程这种方法来计算给不出来概率方面的东西吗?
答:这个问题要从试验中的不确定性讲起,试验的不确定性来自于三个方面。一是应力的不确定性。产品实际使用条件具有不确定性,而且加速寿命试验的应力是以此外推的,也是不确定的。二是样本的不确定性。试验投入了几个样本?样本是不是一致?试验过程中的小样本扩展到批生产的样本后,不确定性又有多少?三是试验的不确定性。一般我们做寿命试验做到功能失效,这是极端的情况,其他情况下我们需要测试关键参数。在参数测试过程中,就存在不确定性。把这三方面的不确定性都做了量化之后,就能得到类似的结果。这些可以统称为不确定性量化。
2、各种加速寿命模型应力的范围是什么?比如阿伦尼斯模型,温度范围是多少?
答:每个加速寿命模型都可能是针对不同的产品,应用在一定的应力范围的。因为加速试验设计的原则是要保证产品在加速应力下和正常工作应力下的失效机理是相同的。要满足此原则,就会有适用的应力范围。在工程实践中,我们可以通过摸底试验、经验推理以及查询相关标准及文献来确定产品的应力范围。
3、针对可靠性增长技术,增长目标如何确定?薄弱环节挖掘有哪些方式?如何验证增长效果?
答:可靠性增长目标可以根据行业水平来确定,也可以根据企业自身情况用故障减少的数量来确定。通过可靠性增长试验实现产品可靠性增长,一般来说是先定好一个刚性指标,然后按照它的增长模型就可以估算增长是否达成。当然这一点很难做到,目前军品也就只有两三个产品真正按照可靠性增长模型去做,做完再看增长效果。
从广义来讲,可靠性增长就是各种闭环管理。产品失效了,找到失效原因,然后改进,改进后产品可靠性就增长了,这是一套管理制度。产品可靠性增长是靠管理以设计环节为主,其他环节为辅的全流程来保证。所以薄弱环节的挖掘要关注研发阶段的设计薄弱环节,生产制造薄弱环节,使用薄弱环节等。
至于增长效果的验证要有持续的测量,比如家电行业每个季度统计的返修率就能够验证增长效果。如果没有售后数据就要考虑通过试验、测试等手段来验证故障减少的数量。
4、HAST试验可以作为快速评估IC、MOS等半导体器件的标准吗?
答:HAST试验是针对非气密性封装器件,通过温度、湿度、压力、偏压来加速湿气进入到器件内部,从而加速器件老化,考察器件抗湿气能力的试验。它只能作为快速评估器件的方法而不是标准。
5、小样本、高价值产品如何通过可靠性试验设计提升可靠度?
答:这里需要注意小样本和高价值这两个条件,这些产品不太好做大量的破坏性试验,高价值的产品平时可以通过定性的试验来提高它的可靠性。概率论解决的是大样本问题,以及一些固有的不确定性问题,可以采用康老师团队的不确定理论来进行小样本的分析。
6、高加速寿命试验的时机与试验应力的确定方法有哪些?
答:高加速寿命试验时机一般是在工程研制阶段早期进行,且越早开展越好,不同试验开展时机如下图所示。另外,高加速寿命试验应力的确定方法一般有三种:一是通过开展失效模式与影响分析 (FMEA)、故障树(FTA);二是现场使用反馈信息 ;三是参考开展过 RET的相似产品。企业也要依据历史经验和产品实际情况改进方案,选择到适用于该产品的最有效的应力类型。
图:不同试验开展时机
7、一般说电子产品故障率随时间变化服从浴盆曲线,产品成熟期故障率一般也是偶发失效期对应的故障率,此阶段故障主要为偶发故障,为什么还能通过提高应力进行加速?实际通过提高应力确实可以加速,是不是说明主要故障不是偶发故障,那故障率还能保持不变吗?
答:产品在故障偶发期的故障率不变是指在相同的应力水平下,这批产品的故障率是不随着时间改变的,但是这个阶段的故障率是会随着应力变化而改变的。
产品浴盆曲线是统计了大量产品全生命周期不同阶段的故障率数据,但它不能描述应力和故障率的关系。
PoF模型是用来描述产品所承受应力和故障率关系,我们可以了解不管产品处于哪个阶段,一定程度上提高应力都可以快速激发故障,加速失效。加速试验就是将加速应力与工作应力等价关系的推演、评估产品MTBF、失效率等指标的。
8、在环境应力筛选和可靠性研制试验中,可靠性强化试验会筛选出同一批失效的零件吗?比如我想设计一个试验,针对机械件筛选出产品使用阶段早期可能出现的失效,用什么方法选呢?
答:可靠性强化试验是用来发现设计薄弱环节的。首先要确认有哪几种应力比较易于触发产品的失效,我们就通过在试验中施加这些敏感应力快速暴露设计薄弱环节,比如说随机振动、温度冲击或者二者的结合等。由于原材料、加工工艺等生产阶段引入的不确定性问题导致产品早期失效的问题是可以通过环境应力筛选试验在短时间内暴露出来的。
总之,可靠性强化试验和环境应力筛选的目的不一样。可靠性强化试验用于研发设计阶段,暴露设计薄弱环节的,后者是用于生产阶段,暴露原材料和工艺问题的。它们针对两类不同的问题开展,不能替代。
9、产品延寿试验用哪个环境剖面好,真实条件还是别的,机载电子类产品和非电子类产品?
答:我们不应该只用具体的真实条件,因为现实情况我们不可能把用户所有真实的条件都能模拟到,应该要走可靠性科学实验的道路,先把可靠性本质的模型建完后再以验证模型为目标的基础之上再去判定如何制定试验条件,否则现有的以模拟为目标的试验都是不能满足当前需求的,无论是军工产品也好,还是民用产品也好。
10、在故障分析过程中,故障分析表单、报告不完整,影不影响故障的改善闭环?我的认识是:如果故障分析表单都无法完成,则故障不可能实现改善闭环,一定会有遗漏,必须先有完整的故障表单,才能保证改善没有遗漏。
答:针对这个问题我们建议企业将故障闭环和故障数据标准化工作并行开展。
一方面,企业刚开始收集产品故障表单的时候,肯定是不全和混乱的。但产品改善不能等,我们需要借助有限的信息,采用一些简单的统计工具和方法确定主要矛盾和关键问题,然后运用FTA等工具系统、深入地进行分析和改进。
另一方面企业做故障数据的标准化和结构化是一个过程,逐步形成自己固有的模板。通过故障解决过程本身去找到故障数据标准化和结构化的原则和要求,从技术层面和管理层面打通公司内上下游环节。最终通过形式化的表格或者企业信息系统中的固定电子表单辅助一线工程师完成产品故障信息收集和反馈工作。
企业建立产品故障数据标准化是一个循序渐进的积累的过程,在这个过程中,我们要去总结数据,固化模板,提炼方法,贯穿全流程,这样才能使整个循环工作做得越来越顺。