可靠性試驗是為了解、評價、分析和提高產(chǎn)品的可靠性而進(jìn)行的各種試驗的總稱。
reliability test
可靠性試驗的目的是：發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、材料和工藝等方面的各種缺陷，經(jīng)分析和改進(jìn)，使產(chǎn)品可靠性逐步得到增長，最終達(dá)到預(yù)定的可靠性水平；為改善產(chǎn)品的戰(zhàn)備完好性、提高任務(wù)成功率、減少維修保障費(fèi)用提供信息；確認(rèn)是否符合規(guī)定的可靠性定量要求。
可靠性試驗可以是實(shí)驗室內(nèi)的試驗，也可以是現(xiàn)場試驗。按試驗?zāi)康目煞譃楣こ淘囼灪徒y(tǒng)計試驗兩類（見圖）。
工程試驗的目的是暴露產(chǎn)品的可靠性薄弱環(huán)節(jié)并采取糾正措施加以排除（或使其故障率低于允許水平）。這種試驗由承制方進(jìn)行，以研制樣機(jī)為受試產(chǎn)品。
統(tǒng)計試驗的目的是在一定的置信度要求下，驗證產(chǎn)品的可靠性是否達(dá)到規(guī)定的定量要求。統(tǒng)計試驗一般有經(jīng)認(rèn)可的第三方實(shí)驗室負(fù)責(zé)完成，受試單位事先必須經(jīng)訂購方批準(zhǔn)。可靠性試驗應(yīng)盡可能結(jié)合產(chǎn)品的性能試驗、環(huán)境適應(yīng)性試驗等來進(jìn)行。
目前推廣應(yīng)用的高加速壽命試驗、高加速應(yīng)力篩選和可靠性強(qiáng)化試驗也屬于可靠性試驗范疇。
可靠性分類
為了評價分析電子產(chǎn)品可靠性而進(jìn)行的試驗稱為可靠性試驗。試驗?zāi)康耐ǔＳ腥缦聨追矫妫?/p>
1. 在研制階段用以暴露試制產(chǎn)品各方面的缺陷，評價產(chǎn)品可靠性達(dá)到預(yù)定指標(biāo)的情況；
2. 生產(chǎn)階段為監(jiān)控生產(chǎn)過程提供信息；
3. 對定型產(chǎn)品進(jìn)行可靠性鑒定或驗收；
4. 暴露和分析產(chǎn)品在不同環(huán)境和應(yīng)力條件下的失效規(guī)律及有關(guān)的失效模式和失效機(jī)理；
5. 為改進(jìn)產(chǎn)品可靠性，制定和改進(jìn)可靠性試驗方案，為用戶選用產(chǎn)品提供依據(jù)。
對于不同的產(chǎn)品，為了達(dá)到不同的目的，可以選擇不同的可靠性試驗方法。
1. 如以環(huán)境條件來劃分,可分為包括各種應(yīng)力條件下的模擬試驗和現(xiàn)場試驗；
2. 以試驗項目劃分，可分為環(huán)境試驗、壽命試驗、加速試驗和各種特殊試驗；
3. 若按試驗?zāi)康膩韯澐?，則可分為篩選試驗、鑒定試驗和驗收試驗；
4. 若按試驗性質(zhì)來劃分，也可分為破壞性試驗和非破壞性試驗兩大類。
5. 但通常慣用的分類法，是把它歸納為五大類:
A.環(huán)境試驗
B. 壽命試驗
C. 篩選試驗
D. 現(xiàn)場使用試驗
E. 鑒定試驗
可靠性試驗是為了保證產(chǎn)品在規(guī)定的壽命期間內(nèi)，在預(yù)期的使用、運(yùn)輸或儲存等所有環(huán)境下，保持功能可靠性而進(jìn)行的活動。是將產(chǎn)品暴露在自然的或人工的環(huán)境條件下經(jīng)受其作用，以評價產(chǎn)品在實(shí)際使用、運(yùn)輸和儲存的環(huán)境條件下的性能，并分析研究環(huán)境因素的影響程度及其作用機(jī)理。通過使用各種環(huán)境試驗設(shè)備模擬氣候環(huán)境中的高溫、低溫、高溫高濕以及溫度變化等情況，加速反應(yīng)產(chǎn)品在使用環(huán)境中的狀況，來驗證其是否達(dá)到在研發(fā)、設(shè)計、制造中預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)，從而對產(chǎn)品整體進(jìn)行評估，以確定產(chǎn)品可靠性壽命。一通檢測實(shí)驗室將可靠性測試可分為機(jī)械和環(huán)境兩大塊。可靠性測試項目如下：
序 號 | 測試項目 | 試驗范圍 | |
1 | 振動試驗 Vibration Test | 水平、垂直振動vertical&horizontal vibration，正弦Sine、隨機(jī)Random、正弦+隨機(jī)Sine+Random | |
2 | 機(jī)械沖擊試驗 Mechanical Shock Test | 5000m/s2（500g） | |
3 | 碰撞試驗 Collision Test | 250kg，50m/s2～300m/s2 | |
4 | 包裝跌落 Packing Drop | 跌落姿態(tài)Drop Gesture：角Angle、棱Corner、面Surface | |
5 | 模擬運(yùn)輸 Simulation Transportation | 三級公路Tertiary Hignway：35km/h(140/h)Max Load：1500kg | |
6 | 抗壓強(qiáng)度 Compressive Strength | 最大壓力Max Pressure：5噸ton | |
7 | IP Range | 防塵 Dustproof | IP1Y～I(xiàn)P6Y |
防水waterproof | IPX1～I(xiàn)PX8 | ||
8 | 堆碼試驗 Stack Test | 最大承載Max Load：5噸 | |
9 | 溫度/濕度/振動三綜合試驗Temp./Humidity/Vibration Comprehensive Test | 溫度：-70℃~150℃， 濕度：25~98%RH，溫度變化速率：15 ℃/min Max. Frequency：1~2000Hz，加速度Acceleration：0~60gn，位移 Displacement max（p-p）：50.8mm | |
10 | 鹽霧試驗 Salt-fog Test | 中性鹽霧NSS、醋酸鹽霧AA SS、銅加速醋酸鹽霧CA SS | |
11 | 氣體腐蝕 Gas Corrosion | SO2/H2S/CO2 | |
12 | 恒溫恒濕Constant Temp&Hum. | 20℃~95℃，5 ~ 98%RH | |
13 | 冷熱沖擊 Thermal Shock | -65℃~150℃ | |
14 | UV老化 UV Aging | UVA340, UVA351,UVB313 | |
15 | 快速溫變 Thermal Cycling | 70℃~150℃， 25~98%RH，≦20℃/min | |
評價和分析產(chǎn)品壽命特征的試驗稱為壽命試驗。對于大部分電子產(chǎn)品，壽命是最主要的一個可靠性特征量。因此，可靠性試驗往往指的就是壽命試驗。壽命試驗可分為非工作狀態(tài)的存儲壽命試驗和工作狀態(tài)的工作壽命試驗兩類。為了縮短試驗周期、減少樣品數(shù)量和試驗費(fèi)用，常常采用加速壽命試驗。在不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理和增添新的失效因子的前提下，提高試驗應(yīng)力（相對于工作狀態(tài)的實(shí)際應(yīng)力或產(chǎn)品的額定承受應(yīng)力），以加速產(chǎn)品的失效過程。根據(jù)試驗中應(yīng)力施加方式的不同，又可分為：①在試驗過程中應(yīng)力保持不變的恒定應(yīng)力加速壽命試驗；②試驗過程中應(yīng)力逐級步進(jìn)式增加的步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗；③試驗過程中應(yīng)力連續(xù)增加的序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗。
由于壽命試驗費(fèi)時較多，通常不待受試樣品全部失效就要結(jié)束，即大部分壽命試驗都是截尾試驗。根據(jù)試驗截尾方式(固定試驗時間或固定試驗中失效樣品數(shù))和受試樣品失效后有無替換，壽命試驗可分為四種：①無替換定時截尾試驗；②有替換定時截尾試驗；③無替換定數(shù)截尾試驗；④有替換定數(shù)截尾試驗。在電子產(chǎn)品壽命試驗中，最常用的壽命分布為指數(shù)分布、威布爾分布和對數(shù)正態(tài)分布。最常用的壽命試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法有概率紙圖解法、最大似然估計法、最佳線性無偏估計法、最佳線性不變估計法等。
所謂篩選，就是設(shè)法除去在材料、元件、器件、設(shè)備、系統(tǒng)等方面潛在的不良因素和缺陷，而把優(yōu)良的產(chǎn)品挑選出來。采用外加應(yīng)力或其他手段將成品中潛在的早期失效產(chǎn)品剔除的試驗稱為可靠性篩選。外加應(yīng)力可以是熱應(yīng)力、電應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力或者幾種應(yīng)力的組合，篩選應(yīng)力大小和作用時間的選取原則是：①針對產(chǎn)品的主要失效機(jī)理；②所用的應(yīng)力對于良好的產(chǎn)品應(yīng)無破壞作用，而對于有缺陷的產(chǎn)品應(yīng)能使缺陷很快暴露；③根據(jù)用途、成本、產(chǎn)品批量大小和試驗設(shè)備等條件統(tǒng)一考慮，力求最佳的經(jīng)濟(jì)效果；④充分調(diào)查，收集數(shù)據(jù)，掌握產(chǎn)品的失效分布和失效機(jī)理，才能確定合理的篩選項目。最常見的篩選方法有:①目檢（顯微鏡鏡檢、X射線照相、紅外掃描等）；②電性能測試；③密封檢漏；④環(huán)境應(yīng)力篩選（恒定加速、機(jī)械振動、沖擊、溫度循環(huán)、熱沖擊等）；⑤壽命篩選（高溫儲存、功率老化、高溫反偏等）。
也稱產(chǎn)品的可靠性評估，產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。產(chǎn)品在設(shè)計、應(yīng)用過程中，不斷經(jīng)受自身及外界氣候環(huán)境及機(jī)械環(huán)境的影響，而仍需要能夠正常工作，這就需要以試驗設(shè)備對其進(jìn)行驗證，這個驗證基本分為研發(fā)試驗、試產(chǎn)試驗、量產(chǎn)抽檢三個部分?？煽啃栽囼灠ǎ豪匣囼?、溫濕度試驗、氣體腐蝕試驗、機(jī)械振動試驗、機(jī)械沖擊試驗、碰撞試驗和跌落試驗、防塵防水試驗以及包裝壓力試驗等多項環(huán)境可靠性試驗。
1.人力資源與質(zhì)量管理緊密結(jié)合
通用電氣公司（GE）顯示其高層管理者堅持質(zhì)量至上的決心的一個確切標(biāo)志是：通用電氣公司經(jīng)理獎金（高達(dá)100萬美金）的40%取決于其產(chǎn)品可靠性質(zhì)量計劃的執(zhí)行程度。而此前，獎金僅是根據(jù)利潤完成情況決定的。
2.設(shè)計決定質(zhì)量
質(zhì)量最終是由設(shè)計部門確定的，產(chǎn)品可靠性測試被設(shè)計出來的時候，可靠性試驗定位已經(jīng)被決定了，制造部門只是在實(shí)現(xiàn)設(shè)計出來的產(chǎn)品質(zhì)量。
3.質(zhì)量管理與運(yùn)作管理緊密集成
德國SAP公司是世界上最大的ERP供應(yīng)商，在它的ERP系統(tǒng)R/3中，物料管理MM模塊、生產(chǎn)計劃PP模塊、銷售分銷SD模塊與質(zhì)量管理QM模塊無縫地集成在一起，質(zhì)量管理成為物料管理、生產(chǎn)計劃和銷售分銷日常工作的一部分，質(zhì)量管理本身的職能被加強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)了居中協(xié)調(diào)與制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的職責(zé)。
4.質(zhì)量與顧客滿意
2000年新版的ISO9000組標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了顧客滿意，顧客滿意成為評價質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。美國的波多里奇質(zhì)量獎、歐洲、澳洲的質(zhì)量獎項以及我國的全國質(zhì)量管理獎都把顧客滿意指數(shù)CSI列為主要評定階段。
摩托羅拉公司更明確指出：企業(yè)內(nèi)部員工滿意是外部顧客滿意的基礎(chǔ)。
5.質(zhì)量由整條供應(yīng)鏈決定
追求質(zhì)量，就要尋求穩(wěn)定、可靠的供應(yīng)商努力培養(yǎng)和形成忠誠的顧客群。
可靠性試驗有新建的國家機(jī)械電子產(chǎn)品環(huán)境與可靠性質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心專門開展該類理論研究，在北京主要做的單位有 航天35所、環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗中心和航天環(huán)境可靠性與檢測中心以及北航、天津大學(xué)等等；華南地區(qū)主要有一通檢測實(shí)驗室、中國賽寶實(shí)驗室、CTI華測檢測、國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(深圳市計量質(zhì)量檢測研究院-SMQ)，其除可靠性實(shí)驗室外還有運(yùn)輸包裝檢測實(shí)驗室及包裝材料實(shí)驗室。華東地區(qū)主要有宜碩科技，上海電器科學(xué)研究所，蘇州電器科學(xué)研究所.北航，航天201，航天511所，空2所等。華西地區(qū)主要有中國測試技術(shù)研究院。
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