CN110069838A - 一种电子产品可靠性水平预计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子产品可靠性水平预计方法，其具体包括存储电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库，器件信息包括元器件的种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息；根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单，并根据可靠性预计清单形成模块树；根据模块树，对待预计的元器件进行信息匹配，并将匹配到的元器件的器件信息导入至待预计元器件属性中；整合待预计元器件的器件信息，并根据可靠性预计标准数据库，计算待预计元器件的可靠性水平值；统计电子产品中包含的全部元器件的可靠性水平值，得到电子产品的可靠性水平值。该方法为设计师把握产品的质量可靠性水平，提供了方便快捷的方式。

Description

一种电子产品可靠性水平预计方法
技术领域
本发明涉及电子产品设计领域，具体涉及一种电子产品可靠性水平预计方法。
背景技术
为保证所设计的产品能达到规定的可靠性指标，就要进行系统的可靠性设计和可靠性分析，而可靠性设计与可靠性分析的前提是可靠性预计和可靠性分配，在这当中可靠性预计是可靠性分配和设计改进的基础。
可靠性预计是为了估计产品在给定的工作条件下的可靠性而进行的工作，它运用以往的工程设计经验、故障数据，并结合当前的技术水平，以元器件、零部件的失效率作为依据，预报产品(元器件、零部件、子系统或系统)实际可能达到的可靠度。
目前，可靠性预计通过三个步骤来完成；首先是建立系统可靠性模型，然后计算各个元器件和部件单元的可靠性指标，最后再根据可靠性模型和各个元部件的可靠性数据，计算系统的可靠性指标。可靠性预计是一个由局部到整体、由小到大、由下到上的过程，是一个综合的过程。其主要目的如下：
1、检验本设计是否能满足给定的可靠性目标，预测产品的可靠度值；
2、在方案论证阶段，通过可靠性预计，根据预计结果的相对性进行方案比较，选择最优方案；
3、综合设计参数及性能指标要求，以合理提高产品的可靠性；
4、发现影响产品可靠性的主要因素，找出薄弱环节，以便采取必要的措施，降低产品的失效率，提高其可靠度；
5、为可靠性增长试验、验证试验及费用核算等方面的研究提供依据；
6、通过可靠性预计为可靠性分配奠定基础。
在现有技术中，可靠性预计的分类有：按设计阶段分，有构思阶段的“实现可能性的预测”和设计阶段的“设计可靠性预计”；按预计方法分，包括计数法、元器件应力法和模拟法、失效的树状因果分析法。
现在可靠性预计中，需根据系统可靠性定量要求、可靠性模型和基本单元的可靠性预计值，自下而上地预计出规定层次产品或系统的可靠性量值；并按照GJB813提供的方法进行可靠性预计，随着型号研制的进展，可靠性预计方法应从粗到细逐步精确。
同时，在可靠性预计方法中，有一系列系数需要选取，而预计的可信程度同可靠性工程基础与设计人员的素质密切相关。目前，可靠性预计应当由产品主管设计者承担，并用可靠性预计的结果权衡并改进产品设计，尤其用以衡量元器件选择的合理性。且可靠性预计值应当适当高于合同要求值，否则就应调整产品设计或元器件的质量档次，随着产品研制的进展和状态变化还应及时修订可靠性预计值。
目前最常用的方法是通过可靠性工程师汇总收集可靠性数据，例如：环境条件、使用参数、每个元器件的失效概率等；然后通过使用数学模型利用计算器或者通过EXCEL进行手工计算；但其整个过程耗时长，容易出错，而且使用后的数据容易遗失。
发明内容
本发明提供了一种电子产品可靠性水平预计方法，用于解决上述背景技术中存在的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：提供一种电子产品可靠性水平预计方法，其包括
S1.存储电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库，器件信息包括元器件的种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息；
S2.根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单，并根据可靠性预计清单形成模块树；
S3.根据模块树，对待预计的元器件进行信息匹配，并将匹配到的元器件的器件信息导入至待预计元器件属性中；
S4.整合待预计元器件的器件信息，并根据可靠性预计标准数据库，计算待预计元器件的可靠性水平值；
S5.统计电子产品中包含的全部元器件的可靠性水平值，得到电子产品的可靠性水平值。
进一步地，S1的具体步骤包括：
S11.扫描元器件的规格书或说明书，得到电子扫描件；
S12.识别电子扫描件上的文字信息，并将识别到的、包含有元器件种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息的文字信息存储至终端数据库。
进一步地，S1的具体步骤还可为：手动输入电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库。
进一步地，S2的具体步骤包括：导入BOM表，根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单；或者手动输入元器件清单，根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单；并根据可靠性预计清单在操作页面建立系统树状架构，即模块树。
进一步地，可靠性标准预计数据库为GJB299C/MIL217F/MIL217Plus数据库。
进一步地，S4的具体步骤包括：整合待预计元器件器件信息中的种类信息，并根据可靠性预计标准数据库，采用应力分析法计算待预计元器件的可靠性水平值；其计算公式为：
其中，λb为基本失效率；πE为环境系数；πQ为质量系数；πr为领定电流系数；为电压应力系数。
进一步地，S4的具体步骤包括：整合待预计元器件器件信息中的种类信息，并根据可靠性预计标准数据库，采用元器件计数法计算待预计元器件的可靠性水平值；其计算公式为：
λp＝λbπEπQ；
其中，λb为基本失效率；πE为环境系数；πQ为质量系数。
进一步地，电子产品的可靠性水平值为全部元器件失效率之和；即：
其中，λ总为系统失效率；λPi为第i个元器件失效率。
本发明的有益效果为：该电子产品可靠性水平预计方法对元器件的器件信息的器件信息进行了采集与处理，并建立了元器件可靠性预计清单，形成模块树，便于以后的操作处理，节约了时间，并且保存了数据。其对比采集数据和可靠性预计标准数据库，再进行对应标准的可靠性预计计算以获得最终的电子产品的可靠性水平值，为设计师把握产品的质量可靠性水平，提供了方便快捷的手段。同时采用扫描端扫描的方式将纸质信息转换为电子文件，然后通过软件对文件识别，存储器件信息，操作简单快捷。
附图说明
图1示意性的给出了电子产品可靠性水平预计方法的流程图。
图2示意性的给出了电子产品可靠性水平预计方法操作界面上的模块树图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一种实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为简单起见，以下内容省略了该技术领域技术人员所知晓的技术常识。
如图1所示，该电子产品可靠性水平预计方法包括存储电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库，器件信息包括元器件的种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息。
在具体操作中，可使用扫描终端通过扫描台扫描元器件的规格书或说明书，将元器件的规格书或说明书扫描为电子文件，得到元器件的电子扫描件，并将其输入智能计算终端。
接着通过智能计算终端的识别与处理软件识别电子扫描件上的文字信息，并将识别到的、包含有元器件种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息的文字信息存储至终端数据库。
其采用扫描端扫描的方式将纸质信息转换为电子文件，然后通过软件对电子文件识别，存储关键信息，即器件信息，操作简单便捷。当然，在实际操作中，也可直接手动输入电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库。
根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单，并根据可靠性预计清单形成模块树。在实际操作中，在智能计算终端中导入BOM表，根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单；或者手动输入元器件清单，根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单；并根据可靠性预计清单在操作页面建立系统树状架构，即模块树。
具体地，将BOM表导入数据库，并对数据库建立独立标记，然后在预计操作页面建立系统树状架构。
例如：航电系统由显示器、中央处理器、航姿采集器、飞行参数采集器构成。其中，显示器由电源管理模块、信号放大模块、主控单元模块、LED驱动模块和串口通信模块组成。
而其中的显示器各模块BOM如下表所示：
在软件操作界面中以上构成则如图2所示。如图2中所示，每个层次可通过右键操作界面导入依据编号规则排序的BOM表，自动生成下级目录，也可手动输入每一个下级节点；即本界面可将BOM表编号后直接导入生成计算用结构树，也可手动生成计算用模块树。在此应该说明的是，为简单起见，本发明列举了显示器的模块树架构生成，其它类似，不一一列举，其均在本发明的保护范围内。
再根据模块树，对待预计的元器件进行信息匹配，并将匹配到的元器件的器件信息导入至待预计元器件属性中，节约了计算时间，并且保存了数据，有效地节约了后续产品研发过程的可靠性预计时间。在具体实施中，在计算终端中打开待预计元器件的属性项目，选择匹配元器件，然后将属性内的元器件的信息自动导入之前存储在终端数据库的对应的元器件的器件信息。
整合待预计元器件的器件信息，并根据可靠性预计标准数据库，计算待预计元器件的可靠性水平值；其计算公式为：
其中，λb为基本失效率；πE为环境系数；πQ为质量系数；πr为领定电流系数；为电压应力系数。
也可采用元器件计数法计算待预计元器件的可靠性水平值；其计算公式为：
λp＝λbπEπQ；
其中，λb为基本失效率；πE为环境系数；πQ为质量系数；可靠性标准预计数据库为GJB299C/MIL217F/MIL217Plus数据库。
统计电子产品中包含的全部元器件的可靠性水平值，得到电子产品的可靠性水平值。电子产品的可靠性水平值为全部元器件失效率之和；即：
其中，λ总为系统失效率；λPi为第i个元器件失效率。
当然，在此应该说明的是，本方法不限定于对电子产品的可靠性水平预计，还可用于电子元器件、整体模块及系统的可靠性水平预计。该电子产品可靠性水平预计方法通过对比采集数据和可靠性预计标准数据库，再进行对应标准的可靠性预计计算以获得最终的电子产品的可靠性水平值，为设计师把握产品的质量可靠性水平，提供了方便快捷的手段。
对所公开的实施例的上述说明，是本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将使显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制与本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：包括
S1.存储电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库，所述器件信息包括所述元器件的种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息；
S2.根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单，并根据可靠性预计清单形成模块树；
S3.根据所述模块树，对待预计的元器件进行信息匹配，并将匹配到的元器件的器件信息导入至待预计元器件属性中；
S4.整合待预计元器件的器件信息，并根据可靠性预计标准数据库，计算待预计元器件的可靠性水平值；
S5.统计电子产品中包含的全部元器件的可靠性水平值，得到所述电子产品的可靠性水平值。
2.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述S1的具体步骤包括：
S11.扫描元器件的规格书或说明书，得到电子扫描件；
S12.识别所述电子扫描件上的文字信息，并将识别到的、包含有所述元器件种类信息、额定工作信息、额定使用条件信息与可靠性数据信息的文字信息存储至终端数据库。
3.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述S1的具体步骤包括：手动输入电子产品中包含的全部元器件的器件信息至终端数据库。
4.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述S2的具体步骤包括：导入BOM表，根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单；或者手动输入元器件清单，根据存储在终端数据库内的器件信息，建立元器件可靠性预计清单；并根据可靠性预计清单在操作页面建立系统树状架构，即模块树。
5.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述可靠性标准预计数据库为GJB299C/MIL217F/MIL217Plus数据库。
6.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述S4的具体步骤包括：整合待预计元器件器件信息中的种类信息，并根据可靠性预计标准数据库，采用应力分析法计算待预计元器件的可靠性水平值；其计算公式为：
其中，λb为基本失效率；πE为环境系数；πQ为质量系数；πr为领定电流系数；为电压应力系数。
7.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述S4的具体步骤包括：整合待预计元器件器件信息中的种类信息，并根据可靠性预计标准数据库，采用元器件计数法计算待预计元器件的可靠性水平值；其计算公式为：
λp＝λbπEπQ；
其中，λb为基本失效率；πE为环境系数；πQ为质量系数。
8.根据权利要求1所述的电子产品可靠性水平预计方法，其特征在于：所述电子产品的可靠性水平值为全部元器件失效率之和；即：
其中，λ总为系统失效率；λPi为第i个元器件失效率。
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