【正文】 子元件 ） 的可靠性保證水平 。 1 失效率等級 毋庸多言 ， 失效率是量化表征產(chǎn)品可靠性水平的一種特征數(shù) ， 在以其為可靠性表征方式的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中規(guī)定有關(guān)從 105/h和 108/h的四個等級 。 惟須注意的是只有 105/h才做定級鑒定 ， 高于它的等級則利用已鑒定定級的 105/h等級后的延長試驗和維持試驗數(shù)據(jù)予以確定 。 無論等級高低 ， 可靠性保證體系方面的要求 （ 指可靠性保證大綱標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定并為產(chǎn)品規(guī)范所具體明確的要求 ） 都是同一的 。 這種表征方式主要用于電容器 、 電阻器以及繼電器等電子元件的可靠性要求及其評價方面 。 2 產(chǎn)品保證等級 作為另一種表征方式的產(chǎn)品保證等級 ， 則與失效率等級表征方式有較大不同 。 其一是產(chǎn)品保證等級沒有直觀的量化數(shù)值 ， 其二是不同產(chǎn)品保證等級有不同的保證要求 。 采用產(chǎn)品保證等級表征可靠性水平的產(chǎn)品最典型的是半導(dǎo)體器件 ， 包括集成電路 。 在 GJB33《 半導(dǎo)體器件總規(guī)范 》 中明確規(guī)定產(chǎn)品保證等級為普軍級 、特軍級 、 超特軍級 。 還有的規(guī)范明確規(guī)定供宇航用 ，如 GJB599《 耐環(huán)境快速分離高密度圓形電連接器件總規(guī)范 》 中明確規(guī)定供宇航用 ， 即產(chǎn)品保證等級為宇航級 。 可靠性模型的分析與建立 可靠性模型的組成 ?可靠性模型包括 可靠性框圖 和 可靠性數(shù)學(xué)模型 二項內(nèi)容 。 可靠性框圖 應(yīng)與產(chǎn)品的工作原理圖及功能框圖相協(xié)調(diào) ， 功能框圖表示產(chǎn)品中各單元之間的功能關(guān)系 ， 而原理圖則表示產(chǎn)品各單元之間的物理關(guān)系 。 可靠性框圖用來簡明扼要 、 直觀地描述產(chǎn)品為完成任務(wù)的各種組合 （ 串并聯(lián)框圖 ） 。為了編制可靠性框圖必須全面了解產(chǎn)品完成任務(wù)的定義及使用的任務(wù)剖面 ， 并給出一般的和專門的假設(shè) 。 ?可靠性數(shù)學(xué)模型 從數(shù)學(xué)上建立可靠性框圖與時間 、事件和故障率數(shù)據(jù)的關(guān)系 。 這種模型的 “ 解 ”就是所預(yù)計的產(chǎn)品可靠性 。 ?因此 ， 可靠性數(shù)學(xué)模型應(yīng)能根據(jù)可靠性試驗和其他有關(guān)試驗信息 、 產(chǎn)品配置 、 任務(wù)參數(shù)和使用限制等的變化進(jìn)行及時修改； ?可靠性數(shù)學(xué)模型的輸入和輸出應(yīng)與產(chǎn)品分析模型的輸入和輸出關(guān)系相一致 。 ?根據(jù)用途 ， 可靠性模型可分為基本可靠性模型和任務(wù)可靠性模型 。 基本可靠性模型與任務(wù)可靠性模型 ?基本可靠性 定義為： 產(chǎn)品在規(guī)定條件下無故障的持續(xù)時間或概率。 ?這里的故障是指引起引起維修工作的事件或狀態(tài)。這種故障可能影響 ,可能不影響產(chǎn)品完成任務(wù)的功能。 ?基本可靠性涉及維修人力，費用和后勤保障要求。 ?任務(wù)可靠性 定義為： 產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 ?從完成任務(wù)的角度看，危及任務(wù)成功的事件或狀態(tài)才算故障。稱之為致命性故障。 ?基本可靠性模型 是一個全串聯(lián)模型。它用以估計產(chǎn)品及其組成單元引起的維修及后勤保障要求。 ?因此，構(gòu)成產(chǎn)品的所有單元都應(yīng)包括在模型內(nèi)，包括產(chǎn)品所有用于儲備工作模式的單元，因為構(gòu)成產(chǎn)品的任何單元發(fā)生故障后均需要維修及后勤保障。 ?基本可靠性模型的詳細(xì)程度應(yīng)根據(jù)可以獲得可用信息的產(chǎn)品層次（系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備、組件或零部件級）而定，而且其故障率或 MTBF等效參數(shù)可用來估算維修及后勤保障對產(chǎn)品設(shè)計的影響。 ?圖 21為美國海軍 F/A18A戰(zhàn)斗攻擊機的基本可靠性模型的可靠性框圖，從圖中看出，該可靠性框圖表示 F/A18A飛機上各個系統(tǒng)串聯(lián)的模型。 圖 21 F/A18A飛機的基本可靠性框圖 發(fā)動機1發(fā)動機2燃油系統(tǒng)應(yīng)急燃油系統(tǒng)液壓泵1液壓泵2液壓飛行操縱系統(tǒng)備用手動系統(tǒng)通用液壓系統(tǒng)環(huán)境控制系統(tǒng)左發(fā)電機 右發(fā)電機應(yīng)急電源系統(tǒng)配電系統(tǒng)超高頻通 訊甚高頻通 訊雷達(dá)武器控制系統(tǒng)武器 塔康系統(tǒng) 慣性導(dǎo)航 備用羅盤大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)固定增穩(wěn)機體 起落架 機內(nèi)測試 任務(wù)可靠性模型 ?是一種用來描述產(chǎn)品在執(zhí)行任務(wù)過程中完成其規(guī)定功能的能力的模型 ， 包括一個可靠性框圖及其有關(guān)的可靠性數(shù)學(xué)模型 。 ?任務(wù)可靠性模型應(yīng)能描述產(chǎn)品在完成任務(wù)過程中其各組成單元的預(yù)定作用 ， 儲備工作模式的單元在模型中反映為并聯(lián)或旁聯(lián)結(jié)構(gòu) ，因此復(fù)雜產(chǎn)品的任務(wù)可靠性模型往往是一個由串聯(lián) 、 并聯(lián)及旁聯(lián)構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu) ， 圖 22是一個 F/A18A飛機的任務(wù)可靠性框圖 。 圖22 F/A18A飛機的任務(wù)可靠性框圖 發(fā)動機1發(fā)動機2燃油系統(tǒng)應(yīng)急燃油系統(tǒng)發(fā)動機1發(fā)動機1液壓飛行操縱系統(tǒng)備用手動系統(tǒng)液壓飛行操縱系統(tǒng)右發(fā)電機左發(fā)電機應(yīng)急電源系統(tǒng)配電系統(tǒng)環(huán)境控制系統(tǒng)超高頻通訊甚高頻通訊雷達(dá)甚高頻通訊武器塔康系統(tǒng)慣性導(dǎo)航備用羅盤超高頻通訊備用羅盤雷達(dá) 起落架 基本可靠性和任務(wù)可靠性的權(quán)衡 ?產(chǎn)品設(shè)計師的現(xiàn)任就是根據(jù)不同的任務(wù)要求，用基本可靠性模型及任務(wù)可靠性模型進(jìn)行權(quán)衡，在滿足規(guī)定要求的前提下，取得最優(yōu)的設(shè)計方案。 ?簡化產(chǎn)品設(shè)計和采用高可靠性的元器件既可提高基本可靠性，又可提高任務(wù)可靠性，采用贏余設(shè)計只能提高任務(wù)可靠性而降低基本可靠性。 應(yīng)綜合考慮基本可靠性和任務(wù)可靠性： ? 當(dāng)任務(wù)可靠性相同時，基本可靠性高好 ? 若一個設(shè)計的基本可靠性比另一個高很多，即使任務(wù)可靠性稍低也是可取的 ? 若一個設(shè)計的任務(wù)可靠性預(yù)計結(jié)果不能滿足合同要求，往往降低基本可靠性以獲得提高任務(wù)可靠性 可靠性模型的建立 建立可靠性模型的目的及程序 ?建立可靠性模型的目的是為了分配 、 預(yù)計和評估產(chǎn)品的可靠性 。 根據(jù)可靠性模型 、 工作循環(huán)和任務(wù)時間等信息 ， 擬定數(shù)學(xué)表達(dá)式或計算機程序 ， 利用這些表達(dá)式和程序 ， 以及相應(yīng)的故障率和成功概率的數(shù)據(jù) ， 可進(jìn)行基本可靠性和任務(wù)可靠性的分配 、 預(yù)計和評估 。 ?在產(chǎn)品設(shè)計初期就應(yīng)建立產(chǎn)品可靠性模型，以有助于設(shè)計評審，并為產(chǎn)品的可靠性分配、預(yù)計和擬定糾正措施的優(yōu)先順序提供依據(jù)。當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計、環(huán)境要求、應(yīng)力數(shù)據(jù)、故障率數(shù)據(jù)或壽命剖面發(fā)生重大變化時，應(yīng)及時修改可靠性模型。 ?下述步驟是建立可靠性模型的程序。 第一步 確定產(chǎn)品的定義 ?建立可靠性模型的前提是對與可靠性定義有關(guān)的產(chǎn)品定義的理解 。 對建立基本可靠性而言 ， 產(chǎn)品的定義是簡單的 ， 構(gòu)成產(chǎn)品的所有單元構(gòu)成串聯(lián)模型 。然而 ， 就任務(wù)可靠性模型的建立而言 ， 產(chǎn)品可靠性模型及完成任務(wù)定義就可能成為一個復(fù)雜的問題 ，特別是對那些具有余度及儲備工作模式的復(fù)雜多功能產(chǎn)品更是如此 。 適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品定義確定產(chǎn)品是否按規(guī)定要求使用 ， 是否處于預(yù)定的工作環(huán)境 ， 它的配置更改是否超出原有的要領(lǐng)以及是否完成其規(guī)定功能 。 建立可靠性模型的程序 產(chǎn)品的定義內(nèi)容 完整的產(chǎn)品定義包括： ?確定產(chǎn)品的目的、用途及任務(wù) ?規(guī)定產(chǎn)品的性能參數(shù)和允許極限 ?確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)極限和功能 ?確定產(chǎn)品故障判據(jù) ?確定產(chǎn)品的壽命剖面 解 釋 建立可靠性模型的程序 第二步 繪制可靠性框圖 繪制可靠性框圖應(yīng)依據(jù)以下八個原則： ?框圖標(biāo)題 —— 每個可靠性框圖應(yīng)該有一個標(biāo)題，該標(biāo)題包括產(chǎn)品的標(biāo)志、任務(wù)說明及壽命剖面的有關(guān)部分，以及對工作方式的說明。 ?規(guī)定條件 —— 每個可靠性框圖應(yīng)規(guī)定有關(guān)的限制條件。這些條件將影響框圖形式的選擇、可靠性參數(shù)或可靠性變量，以及影響繪制框圖時所做的假設(shè)或簡化。 ?完成任務(wù) —— 應(yīng)該用專門的術(shù)語規(guī)定任務(wù)的完成，并確切地說明在規(guī)定的條件下，可靠性對產(chǎn)品完成任務(wù)的影響。 建立可靠性模型的程序 ?方框順序 —— 可靠性框圖中的方框在串聯(lián)環(huán)節(jié)中的相對位置是沒有物理意義的 ,但是 ,為了表示工作過程中事件發(fā)生的順序 , 應(yīng)按一定的邏輯順序排列。 ?方框含義 —— 可靠性框圖中的每個方框應(yīng)只代表構(gòu)成產(chǎn)品的一個功能單元，所有方框均應(yīng)按要求以串聯(lián)、并聯(lián)、旁聯(lián)或其組合形式連接。 ?方框標(biāo)志 —— 可靠性框圖中的每一方框都應(yīng)進(jìn)行標(biāo)志。為避免混淆，對具有許多方框的框圖應(yīng)按照有關(guān)編碼系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定的代碼進(jìn)行標(biāo)志。應(yīng)專門說明在可靠性模型中未包括的產(chǎn)品中的硬件或功能單元。 ?可靠性變量 —— 每個方框應(yīng)規(guī)定可靠性變量，以表明每個方框完成其規(guī)定功能所需的工作時間（循環(huán)次數(shù)、或事件等），并用于計算方框的可靠性。 建立可靠性模型的程序 ?總之，可靠性框圖表示產(chǎn)品在壽命剖面中所有功能的相互關(guān)系及獨立性。產(chǎn)品的所有儲備及其他防止故障影響的措施也應(yīng)在框圖中表示出來，以便采用防止單點故障對更高一級的產(chǎn)品造成災(zāi)難性影響的措施。對每一工作階段或每一工作模式需要繪制一個獨立的可靠性框圖，因為產(chǎn)品的用途及致命性可能隨著任務(wù)階段或工作模式的不同而變化。 建立可靠性模型的程序 構(gòu)畫產(chǎn)品可靠性方框圖示例 ?可靠性方框圖只表明組成產(chǎn)品的分系統(tǒng)或組件與產(chǎn)品的可靠性關(guān)系的連接，通常，它是產(chǎn)品組成子系統(tǒng)或組件的串、并聯(lián)的某種組合，但組件在串聯(lián)環(huán)節(jié)中相對位置是沒有物理意義的，它只表明產(chǎn)品完成規(guī)定任務(wù)所必須保證的各功能組件的關(guān)系。 儲備電源系統(tǒng)的原理圖和可靠性框圖 基本電路基本電路 可靠性框圖應(yīng)注意的事項 ?各方框之間的所有連線不具有可靠性值。這些連線只用來表示框圖中各方框的連接關(guān)系，而不代表與產(chǎn)品有關(guān)的導(dǎo)線和連接器。導(dǎo)線和連接器作為一個獨立的方框或構(gòu)成一個單元或功能的一部分。 ?不能與電路的串并聯(lián)混淆 ? 產(chǎn)品的所有輸入在規(guī)定的極限之內(nèi)。 ?就故障概率而言，框圖中一個方框所表示的單元或功能不受其他方框的影響。 ?對于電子設(shè)備，若電路中采用可靠性并聯(lián)結(jié)構(gòu)或其他儲備方式時，其框圖的分解與繪制