六性分析报告

六性分析报告1概述为确保产品质量符合要求，依据终端技术指标要求及项目《质量保证大纲》的规定，对该产品的牢靠性、修理性、保障性、测试性、安全性、环境适应性进行分析。2产品用途、特色及系统组成2.1产品用途、特色终端以为移动平台，规范了等技术要求，适用于各类的安装使用，为功能。终端设备具有抗震性强、安全牢靠等特点，能满足对设备的要求，具有良好地环境适应能力，可为供应等功能。作为应用于领域的系统，系统设备具备以下特点：a)自主性：。b)全时性：。c)集成性：。2.2系统组成终端包括终端、平板电脑（如图1）。图1终端组成框图3产品牢靠性、修理性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性性能指标产品牢靠性指标：平均故障间隔时间（MTBF）：≥1000h；该项指标允许在试验测试或试用中考核。产品兼容性指标：电磁骚扰特性应符合GB9254中B级的要求。4产品牢靠性、修理性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性管理工作概况4.1管理机构a)公司六性管理在总工程师直接领导下，由生产技术部归口管理，生产技术部设一名设备六性管理专职人员。b)为保证设备六性数据的收集、分析、应用形成畅通的渠道，加强对六性管理的组织和协调工作，公司设立设备六性工作小组。由设备六性管理专职兼任工作小组组长。c)设备六性工作小组成员包括：生产技术部专业组长，设备管理部各专业组长，选购部两名，测试组、文档组专工各一名。4.2管理智能实施a)总工程师负责审核、批准上报的设备六性基础数据，推动设备六性管理工作的开展，并督促设备六性工作小组按方案开展工作。b)生产技术部主任负责对设备六性管理具体工作进行指导和协调。签发设备六性工作小组月度例会会议纪要。接受上级主管部门的业务指导，监督设备六性工作小组执行统一的规程，开展有针对性的设备六性统计、分析和应用。c)设备六性工作小组成员职责d)生产技术部专工负责审核本专业提高设备六性的措施，对措施的实施状况进行跟踪检查。围绕设备六性管理的阶段性工作任务和研究课题，组织有关人员对提高设备六性的措施进行全面地分析、研究，努力做到彻底分析、查清故障设备的技术缘由，审核或批准改善设备六性的意见和建议。设备六性工作小组成员对设备六性状况进行总结，分析影响设备六性的主要设备问题，提出提高设备六性的对策。参与技术改进和更新项目的可行性论证，运用六性分析方法对项目的可行性、项目的方案进行比较、论证。5牢靠性分析5.1设计总体原则严格贯彻国军标、部标及有关规范。严格依据本工程《质量保证大纲》进行各研制阶段的牢靠性工作。严把元器件质量关，接受“合格供方”的产品，不经老化筛选的器件不上机。认真进行电路、结构和关键工艺的牢靠性设计。设计的结构、线路、组装方式应尽量简化、一体化、模块化、标准化、通用化。在设备研制的全过程，抓好每一个环节，实现设备的高质量、高牢靠性的研制目标。具体设计措施包括：成熟设计、热设计、降额设计、裕度设计、集成化设计、简化电路设计、可使用性设计、耐环境设计、机械隔离设计等。在整机设计时实行了有利的牢靠性措施来保证牢靠性指标。整机的模块化设计，充分保证了整机可修理性，提高了整机的牢靠性。软件牢靠性设计也充分借鉴多项军工产品的软件牢靠性技术成果，依据软件工程化设计准则进行软件设计，保证了整机的牢靠性指标。5.2元器件选型序号名称1PIN二极管、三极管2片状电容3片状电容4圆片电容5电感6集成电路7集成电路8贴片电阻9贴片电阻10贴片电阻11射频绝缘子12电源绝缘子13射频同轴连接器表1元器件选型表5.3牢靠性估计设备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牢靠性参数可参考《GJB/Z299C-2006电子设备牢靠性估计手册》，从而接受应力分析法来估计本器件的牢靠性指标。设备所接受的元器件如上表1所示为例，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，本器件的牢靠性模型是一个串联模型。该器件是可修复产品，寿命听从指数分布，依据牢靠性理论，其平均故障间隔时间与失效率成反比，即MTBF=1/word/media/image1.gif（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牢靠性参数可参考《GJB/Z299C-2006电子设备牢靠性估计手册》，从而接受应力分析法来估计本器件的牢靠性指标。本系统终端部分安装于巡逻车车顶，其环境代号Ns2，工作温度-40℃～+70℃，现计算其牢靠性指标。5.3.1PIN二极管的工作失效率word/media/image2.gif本器件使用PIN二极管，其工作失效率模型为：word/media/image3.gif＝word/media/image4.gif（2）式中：word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；word/media/image9.gif——种类系数。由表1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.212×word/media/image6.gif；由表2查得环境系数word/media/image7.gif=14；由表3查得质量系数word/media/image8.gif=0.05；由表5.3.11-4查得种类系数word/media/image9.gif=0.5；本器件中使用了18只PIN二极管，故其工作失效率为：word/media/image10.gif5.3.2片状电容器的工作失效率word/media/image11.gif本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为：word/media/image12.gif（3）word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；word/media/image13.gif——电容量系数；word/media/image9.gif——种类系数；word/media/image14.gif——表面贴装系数。由表5.7.2-2查得基本失效率word/media/image15.gif=0.00637×word/media/image6.gif；由表5.7.2-4查得环境系数word/media/image16.gif；由表5.7.2-5查得质量系数word/media/image17.gif；由表5.7.2-6查得电容量系数word/media/image13.gif=0.75；由表5.7.2-7查得种类系数word/media/image9.gif=0.3；由表5.7.2-1查得表面贴装系数word/media/image14.gif=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：word/media/image18.gif5.3.3电感的工作失效率word/media/image19.gif本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为：word/media/image20.gifword/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；word/media/image9.gif——种类系数；word/media/image21.gif——结构系数。由表5.8.3-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.0062×word/media/image6.gif；由表5.8.3-2查得环境系数word/media/image7.gif=17；由表5.8.3-3查得质量系数word/media/image8.gif=1；由表5.8.3-4查得种类系数word/media/image9.gif=1；由表5.8.3-5查得结构系数word/media/image21.gif=2；本器件中共使用了电感7只，故其工作失效率为：word/media/image22.gif5.3.4集成电路的工作失效率word/media/image23.gif半导体集成电路的工作失效率模型为：word/media/image24.gifword/media/image8.gif——质量系数；word/media/image25.gif——温度应力系数；word/media/image26.gif——电压应力系数；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image27.gif——成熟系数；word/media/image28.gif、word/media/image29.gif——电路简单度失效率；word/media/image30.gif——封装简单度失效率。由表5.2.2-2查得环境系数word/media/image7.gif=14；由表5.2.2-3查得质量系数word/media/image31.gif=0.08；由表5.2.2-4查得成熟系数word/media/image27.gif=1；由表5.2.2-5查得温度应力系数word/media/image25.gif=1.02；由表5.2.2-14查得电压应力系数word/media/image26.gif=1；由表5.2.2-19查得电路简单度失效率word/media/image28.gif=0.4272×word/media/image6.gif、word/media/image29.gif=0.0406×word/media/image6.gif；由表5.2.2-19查得封装简单度失效率word/media/image30.gif=0.1673×word/media/image6.gif。本器件使用集成电路3只，故其工作失效率为：word/media/image32.gif2.3.5贴片电阻的工作失效率word/media/image33.gif贴片电阻的工作失效率模型为:word/media/image33.gif=word/media/image34.gif(6)式中:word/media/image5.gif——基本失效率；word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；word/media/image35.gif——阻值系数。由表5.5.3-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.0031×word/media/image6.gif；由表5.5.3-3查得环境系数word/media/image7.gif=10；由表5.5.3-4查得质量系数word/media/image8.gif=1；由表5.5.3-5查得阻值系数word/media/image35.gif=1；本器件使用贴片电阻9只，故其工作失效率为：word/media/image36.gif2.3.6射频连接器的工作失效率word/media/image37.gif本组件选用射频连接器，其工作失效率模型为：word/media/image38.gif(7)word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；word/media/image39.gif——接触件系数；word/media/image9.gif——插拔系数；word/media/image21.gif——插孔结构系数；由表5.11.1-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.0303×word/media/image6.gif；由表5.11.1-2查得环境系数word/media/image7.gif=10；由表5.11.1-3查得质量系数word/media/image8.gif=1；由表5.11.1-4查得接触件系数word/media/image39.gif=1；由表5.11.1-5查得插拔系数word/media/image9.gif=1；由表5.11.1-8查得插孔结构系数word/media/image21.gif=0.3；本器件使用接插件13只；故其工作失效率为：word/media/image40.gif2.3.7印制板的工作失效率word/media/image41.gif印制板的工作失效率模型为word/media/image42.gif(8)word/media/image43.gif、word/media/image44.gif——基本失效率，word/media/image6.gif，word/media/image43.gif取值为0.00017×word/media/image6.gif，word/media/image44.gif取值为0.0011×word/media/image6.gif；N——使用的金属化孔数；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；word/media/image21.gif——简单度系数由表5.13.1-1查得环境系数word/media/image7.gif=13由表5.13.1-2查得质量系数word/media/image8.gif=1.0由表5.13.1-3查得简单度系数word/media/image21.gif=1.0本器件使用印制板1块，故其工作失效率为：word/media/image45.gif2.3.8焊接点的工作失效率word/media/image46.gif焊接点的工作失效率模型为：word/media/image47.gif(9)word/media/image5.gif——基本失效率，word/media/image6.gif；word/media/image7.gif——环境系数；word/media/image8.gif——质量系数；由表5.13.2-1查得基本失效率word/media/image5.gif=0.000092×word/media/image6.gif；由表5.13.2-2查得环境系数word/media/image7.gif=10；由表5.13.2-3查得质量系数word/media/image8.gif=1.0；本组件共有约100个焊接点,其工作失效率为：word/media/image46.gif=0.000092×word/media/image48.gif×10×1×100=0.092×word/media/image6.gif2.3.9开关的总工作失效率word/media/image49.gif开关的总失效率为：word/media/image50.gif=word/media/image51.gif=（1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092）×word/media/image48.gif=5.321×word/media/image6.gif故平均故障间隔时间为：MTBF=word/media/image52.gif=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。5.4牢靠性数据分析依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1PIN二极管1.335610-625.1%开路50%2片式电容器0.115410-62.17%短路74%3绕线电感1.475610-627.73%开路80%4集成电路0.803110-615.09%无输出23%5贴片电阻0.27910-65.24%开路91.9%6射频连接器1.181710-622.2%插损高80%7印制板0.0386110-60.73%孔化不良60%8焊接点0.09210-61.73%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殊加以留意。5.5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。依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）——这种故障会引起肯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，但会导致非方案性维护和修理。本组件的故障模式影响分析如表2所示。表2故障模式及影响分析表序号名称故障模式故障缘由故障影响补偿措施严酷度类别1PIN二极管开路金丝未键合影响器件性能，严重时功能丢失补焊Ⅱ类2片式电容器短路粘接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供应直流偏置补焊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Ⅳ8焊接点虚焊电压击穿牢靠性变差更换器件Ⅳ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。5.6结论和建议由上面的分析,可以得出以下结论:a)本组件的平均故障间隔时间可以达到指标大于1,000小时的要求。影响本组件工作牢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牢靠性影响最大，因此要重视焊接过程和焊接人员的培训。b)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，应格外重视安装调试工艺，以消退产品潜在故障。c)由于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，对部件和组件都必需进行牢靠性应力筛选试验，用以发觉并消退产品的早期故障，使产品的故障快速下降到较低的偶然故障阶段，从而保证产品的牢靠性。6修理性分析终端设备的修理性设计主要从以下三方面开展。a)缩短故障定位时间接受故障自动检测的方式，即信号处理板上加状态指示灯方式，很快将问题定位到每个部件。b)缩短故障排解时间在结构设计上，整部件、关键器件便于拆装，最大限度缩短更换器件的时间。各部件接受模块化设计，接口明确简洁，现场可在较短时间内完成拆卸更换。c)缩短恢复验证时间；关键指标测试有测试点，状态有显示，可调部位调整便利，以缩短恢复验证时间。在系统设计中，严格贯彻国军标、部标及有关规范；设计的结构、线路、组装方式尽量简化、一体化、积木化、插件化，并努力提高部件的模块化、标准化、通用化程度。7测试性分析产品设计故障测试便利有效，能快速有效定位到每个整部件。整机具有各个整部件主要工作状态指示，工作状态可通过指示灯或数据串口进行故障检测。整机有数据接口，依据软件中设计的测试协议，可通过数据接口上报具体测试结果。产品对外接口为有射频输入端口及电源供电借口。借助矢量网络分析仪、数字万用表等仪表可便利完成测试和故障检测、定位故障部位。确定故障后，直接将故障件替代更换，返厂修理。信号处理板上有状态指示灯，可以对射频部分、信号处理部分状态进行指示。信号处理板可以对射频部分进行有效监控，通过算法中的幅相标校网络可以对射频的幅相性能进行实时监控，并作出