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摘要：随着科技的不断发展，电子装备呈现出良好的发展趋势，为了提高电子产品的可靠性性能，就要对其进行科学合理的可靠性预计，本文现主要对其可靠性预计方法进行简要探讨。
关键词：电子装备，可靠性，预计，方法
Abstract: with the development of science and technology, electronic equipment, showing a good development trend, in order to improve the reliability of electronic products, must carry on the science reasonable reliability prediction, this paper is mainly on the reliability prediction methods are briefly discussed.
Keywords: expected electronic equipment, reliability,, method
中图分类号： F407文献标识码：A文章编号：
一、引言
电子装备自身的特点决定了在电子装备开发过程的不同阶段需要采用不同的可靠性预计方法。目前已成功开发出多种可靠性预计方法，但是没有一种可靠性预计方法能够单独实现上述全部目标。本文简要介绍了业界广泛采用的几种可靠性预计方法，列出代表这些理想方法的标准，并对这些标准和方法进行对比，归纳总结出在电子装备研制过程中实现各种预计目标的建设性意见。
二、电子装备可靠性预计方法探讨
本文对可靠性预计方法的探讨主要集中在以下几个方面：可靠性数据来源、可靠性输入、可靠性模型灵敏度和可靠性输出。
表1列出各种可靠性预计方法及其数据来源。数据的来源越具一般性，接近实际的状况越好。但实际上，各种方法考虑了不同的状况，BS可靠性预计方法采用基于失效模式（非原因）的环境和负载拟合因子（带贮存或不带贮存的工作模式），而ＢＰ方法采用负载剖面。
表1可靠性预计方法及其数据来源
注：“*”表示仅对航空电子装备中的有源元件进行确认。
来源于失效数据库的BS方法的环境可能受到下述问题的限制：(1)需要大量试验数据，用于建立典型的拟合；(2)随着时间的推移，以及数据时效性的减弱和元器件可靠性的提升，这些拟合越来越不恰当；(3)适当地引入新技术，尽管最新发布的PRISM和CENT趋向于解决这一问题；(4)将非本征（如EOS）和本征失效（如氧化层经时击穿）相结合，并利用它们得到总的失效数据（非数学或物理建模方法）。
类似地，TD可靠性预计方法需要定期对现役电子装备的可靠性数据库进行更新，这取决于公司在这方面的政策和投资。最后，需要对所有更换的装备进行分析，查明失效的真实原因，记录各级（项目、装备、电路板、元器件）下每一种失效原因的失效率。
对Airbus-Giat而言，需要制造商的可靠性结果，同时必须检测它们之间的关联性。
各种预计方法的输入如表2所示。PRISM与其他BS可靠性预计方法有一些不同，它允许不同类型的更多输入：对设计、制造、供应以及在系统级或子系统级的试验过程进行评估，更容易获得全面、综合的结果（按照工艺等级）。类似地，PRISM同样允许直接输入环境和工作参数（温度循环、冲击、相对湿度和振动频率）。
表2不同可靠性预计方法的输入量
然而，使用BS可靠性预计方法的大多数情况是：结果反映的是元器件的可靠性，但由于系统复杂性的增加和质量的提升，元器件的可靠性已经不是系统可靠性的主要决定因素（系统级失效被忽视）。
采用TD方法的结果可以通过大量采用试验和现场数据进行改进和修正。
CALCE软件一类的BP可靠性预计方法需要详细掌握属于制造商专有的信息。这些方法同样需要重要的时间资源。同样，在产品失效之前，便应该掌握其可能的失效机理，以便选择更为合理的、符合实际失效机理的失效模型。类似地，这种方法可供选择的工作和环境参数范围较大，这也成为“定制”这种方法的一大优点。
下面对衡量模型灵敏度的原理进行探讨。
在BS可靠性预计方法中，温度的影响通过Arrhenius方程进行简化：热梯度和缓变率的重要性被轻视。此外，各种预计方法中，工作和环境参数变化的灵敏度以及预计结果是否乐观取决于其具体的应用情况。因此，应根据应用场合，仔细选择适当的可靠性预计方法。
然而，该模型适用于大量的元器件类型（集成电路、电容器、电阻器、晶体管、二极管、晶闸管、机械和机电器件），并且使用方便。
PRISM还有另外一个特色：基于识别出的失效原因的相似性分析可采用收集的现场数据进行。
这种方法部分源自TD可靠性预计方法，该模型用于在更高层次（电路板、装备或者系统级）描述内部设计和制造的失效。
就BP预计方法而言，Airbus-Giat和CALCE预计方法是有显著差异的。前者只考虑本征失效和制造工艺的漂移（根据制造商的在线监控数据），后者忽略了本征失效（未描述电学功能），也不考虑制造的工艺漂移。除此之外，它们共同的特点为：模型在产品采用了新技术时仍然适用；模型独立于产品（仅仅依赖于材料）；不考虑过应力环境条件。
CALCE预计方法同样具有一些特定的模式，这种方法有更大范围的应力和损伤模型可供选择（如依赖于不同的封装形式），同时，该方法应用的失效机理主要限于当前现场使用中反馈的实际失效（如装配焊接点失效）。
上述可靠性预计方法的输出也有很大的不同。BS可靠性预计方法为用户提供生产的电子产品的平均失效率。这种方法假定电子产品的失效是随机发生的，因此认为失效率为一恒定常数。这就意味着通过筛选可以充分保证元器件进入恒定失效阶段。而一些模型允许在筛选不充分时对失效率进行细微的修正。这样的预计方法输出的主要特点如下：（1）不反映失效机理；（2）不提供置信度；（3）为了进一步计算（如维修性、备用元件等）而评估完成任务的成功几率；（4）未给出替换装备的时间；（5）未确定哪些元器件是影响可靠性的关键器件。
TD可靠性预计方法的输出是在不同时间检测得到的失效率，这一失效率是一批规定产品的平均值。这种方法需要识别产品的失效原因，但是不给出置信度水平。
BP可靠性预计方法中的Airbus-Giat和CALCE方法的输出不同。前者给出的是规定产品的平均失效率，并通过分析产品制造商的数据，最终确定产品的失效模式。此外，这种方法得到的一些可靠性数据具有一定的置信度水平。但是，这种方法仅限于元器件和电路板级的评估，且应用这种方法时需要仔细选择适当的加速模型。
上述两种方法的后一种给出的是元器件/电路板的无故障工作时间。同时，该方法识别出产品的失效位置、失效模式和失效机理，以便进一步对产品进行改进。但是，该方法仅限于元器件和电路板级使用，同时，为了获得有一定置信度水平的输出，需要将材料、几何尺寸和环境因子按一定的权重分配之后作为输入。此外，无故障工作时间这种度量方式在很多传统的可用性、维修性或安全性评估工具中尚未得到广泛应用。
三、结束语
总之，在对电子装备进行可靠性预计时，应该更多地考虑产品有效可靠性等级的置信度，而不是单纯考虑某一特定的可靠性数值。并且在产品开发的不同阶段，采用不同的可靠性预计方法，应该保持适当的连贯性。只有这样，才能确保研制的电子装备完全满足规定的可靠性指标。
参考文献
[1] 董文,王盛忠,刘夕禄.可靠性预计在矿井救灾通信系统设计中的应用[J].煤炭科学技术.2002(12)
[2] 丁浩,申开洪,曲锦.Mapgis在地球化学找矿中异常特征参数提取的应用[J].科技资讯.2011(24)
[3] 魏春启,胡常礼,陈莲莲.基于GPS数据挖掘的車辆调度系统产量自动统计方法[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版).2009(S2)
[4] 徐文东.煤矿监控系统备用电源的可靠性预计[J].林业科技情报.2008(04)
关键词：电子装备，可靠性，预计，方法
Abstract: with the development of science and technology, electronic equipment, showing a good development trend, in order to improve the reliability of electronic products, must carry on the science reasonable reliability prediction, this paper is mainly on the reliability prediction methods are briefly discussed.
Keywords: expected electronic equipment, reliability,, method
中图分类号： F407文献标识码：A文章编号：
一、引言
电子装备自身的特点决定了在电子装备开发过程的不同阶段需要采用不同的可靠性预计方法。目前已成功开发出多种可靠性预计方法，但是没有一种可靠性预计方法能够单独实现上述全部目标。本文简要介绍了业界广泛采用的几种可靠性预计方法，列出代表这些理想方法的标准，并对这些标准和方法进行对比，归纳总结出在电子装备研制过程中实现各种预计目标的建设性意见。
二、电子装备可靠性预计方法探讨
本文对可靠性预计方法的探讨主要集中在以下几个方面：可靠性数据来源、可靠性输入、可靠性模型灵敏度和可靠性输出。
表1列出各种可靠性预计方法及其数据来源。数据的来源越具一般性，接近实际的状况越好。但实际上，各种方法考虑了不同的状况，BS可靠性预计方法采用基于失效模式（非原因）的环境和负载拟合因子（带贮存或不带贮存的工作模式），而ＢＰ方法采用负载剖面。
表1可靠性预计方法及其数据来源
注：“*”表示仅对航空电子装备中的有源元件进行确认。
来源于失效数据库的BS方法的环境可能受到下述问题的限制：(1)需要大量试验数据，用于建立典型的拟合；(2)随着时间的推移，以及数据时效性的减弱和元器件可靠性的提升，这些拟合越来越不恰当；(3)适当地引入新技术，尽管最新发布的PRISM和CENT趋向于解决这一问题；(4)将非本征（如EOS）和本征失效（如氧化层经时击穿）相结合，并利用它们得到总的失效数据（非数学或物理建模方法）。
类似地，TD可靠性预计方法需要定期对现役电子装备的可靠性数据库进行更新，这取决于公司在这方面的政策和投资。最后，需要对所有更换的装备进行分析，查明失效的真实原因，记录各级（项目、装备、电路板、元器件）下每一种失效原因的失效率。
对Airbus-Giat而言，需要制造商的可靠性结果，同时必须检测它们之间的关联性。
各种预计方法的输入如表2所示。PRISM与其他BS可靠性预计方法有一些不同，它允许不同类型的更多输入：对设计、制造、供应以及在系统级或子系统级的试验过程进行评估，更容易获得全面、综合的结果（按照工艺等级）。类似地，PRISM同样允许直接输入环境和工作参数（温度循环、冲击、相对湿度和振动频率）。
表2不同可靠性预计方法的输入量
然而，使用BS可靠性预计方法的大多数情况是：结果反映的是元器件的可靠性，但由于系统复杂性的增加和质量的提升，元器件的可靠性已经不是系统可靠性的主要决定因素（系统级失效被忽视）。
采用TD方法的结果可以通过大量采用试验和现场数据进行改进和修正。
CALCE软件一类的BP可靠性预计方法需要详细掌握属于制造商专有的信息。这些方法同样需要重要的时间资源。同样，在产品失效之前，便应该掌握其可能的失效机理，以便选择更为合理的、符合实际失效机理的失效模型。类似地，这种方法可供选择的工作和环境参数范围较大，这也成为“定制”这种方法的一大优点。
下面对衡量模型灵敏度的原理进行探讨。
在BS可靠性预计方法中，温度的影响通过Arrhenius方程进行简化：热梯度和缓变率的重要性被轻视。此外，各种预计方法中，工作和环境参数变化的灵敏度以及预计结果是否乐观取决于其具体的应用情况。因此，应根据应用场合，仔细选择适当的可靠性预计方法。
然而，该模型适用于大量的元器件类型（集成电路、电容器、电阻器、晶体管、二极管、晶闸管、机械和机电器件），并且使用方便。
PRISM还有另外一个特色：基于识别出的失效原因的相似性分析可采用收集的现场数据进行。
这种方法部分源自TD可靠性预计方法，该模型用于在更高层次（电路板、装备或者系统级）描述内部设计和制造的失效。
就BP预计方法而言，Airbus-Giat和CALCE预计方法是有显著差异的。前者只考虑本征失效和制造工艺的漂移（根据制造商的在线监控数据），后者忽略了本征失效（未描述电学功能），也不考虑制造的工艺漂移。除此之外，它们共同的特点为：模型在产品采用了新技术时仍然适用；模型独立于产品（仅仅依赖于材料）；不考虑过应力环境条件。
CALCE预计方法同样具有一些特定的模式，这种方法有更大范围的应力和损伤模型可供选择（如依赖于不同的封装形式），同时，该方法应用的失效机理主要限于当前现场使用中反馈的实际失效（如装配焊接点失效）。
上述可靠性预计方法的输出也有很大的不同。BS可靠性预计方法为用户提供生产的电子产品的平均失效率。这种方法假定电子产品的失效是随机发生的，因此认为失效率为一恒定常数。这就意味着通过筛选可以充分保证元器件进入恒定失效阶段。而一些模型允许在筛选不充分时对失效率进行细微的修正。这样的预计方法输出的主要特点如下：（1）不反映失效机理；（2）不提供置信度；（3）为了进一步计算（如维修性、备用元件等）而评估完成任务的成功几率；（4）未给出替换装备的时间；（5）未确定哪些元器件是影响可靠性的关键器件。
TD可靠性预计方法的输出是在不同时间检测得到的失效率，这一失效率是一批规定产品的平均值。这种方法需要识别产品的失效原因，但是不给出置信度水平。
BP可靠性预计方法中的Airbus-Giat和CALCE方法的输出不同。前者给出的是规定产品的平均失效率，并通过分析产品制造商的数据，最终确定产品的失效模式。此外，这种方法得到的一些可靠性数据具有一定的置信度水平。但是，这种方法仅限于元器件和电路板级的评估，且应用这种方法时需要仔细选择适当的加速模型。
上述两种方法的后一种给出的是元器件/电路板的无故障工作时间。同时，该方法识别出产品的失效位置、失效模式和失效机理，以便进一步对产品进行改进。但是，该方法仅限于元器件和电路板级使用，同时，为了获得有一定置信度水平的输出，需要将材料、几何尺寸和环境因子按一定的权重分配之后作为输入。此外，无故障工作时间这种度量方式在很多传统的可用性、维修性或安全性评估工具中尚未得到广泛应用。
三、结束语
总之，在对电子装备进行可靠性预计时，应该更多地考虑产品有效可靠性等级的置信度，而不是单纯考虑某一特定的可靠性数值。并且在产品开发的不同阶段，采用不同的可靠性预计方法，应该保持适当的连贯性。只有这样，才能确保研制的电子装备完全满足规定的可靠性指标。
参考文献
[1] 董文,王盛忠,刘夕禄.可靠性预计在矿井救灾通信系统设计中的应用[J].煤炭科学技术.2002(12)
[2] 丁浩,申开洪,曲锦.Mapgis在地球化学找矿中异常特征参数提取的应用[J].科技资讯.2011(24)
[3] 魏春启,胡常礼,陈莲莲.基于GPS数据挖掘的車辆调度系统产量自动统计方法[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版).2009(S2)
[4] 徐文东.煤矿监控系统备用电源的可靠性预计[J].林业科技情报.2008(04)