CN112986733B - 电子产品的贮存可靠度评估方法 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种电子产品的贮存可靠度评估方法。首先基于电子产品的样本的数量、预设的置信度以及期望贮存可靠度，确定试验长度因子。然后根据所述试验长度因子对样本进行加速贮存试验，根据试验得到的结果评估所述电子产品的贮存可靠度。本公开给出了小子样条件下基于试验长度因子的电子产品的贮存可靠度评估方法，可以用较少的样本量验证电子产品较高的贮存可靠度，从而节省了试验样品及经费，解决了小子样可靠性评估的难题。

Description

电子产品的贮存可靠度评估方法

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及寿命试验与评估技术，尤其涉及一种电子产品的贮存可靠度评估方法。

背景技术

贮存期是航天器装备的重要技术指标之一。若航天器装备在其应有的寿命期限内报废，则会造成不必要的经济损失；若航天器超过应有的寿命期限而继续使用，其工作可靠性将得不到有效保障。因此，如何通过高效的加速试验方法对航天器装备电子产品的贮存寿命进行验证和量化评估，为电子产品装备贮存寿命设计定型、使用延寿提供依据，已成为亟待解决的工程问题。

在样本量足够大的情况下，一般是基于二项分布进行成败型贮存可靠度评估。然而，成败型可靠性评估方法忽略了产品性能分布特点所提供的信息，所以在高可靠性要求时，所需样本量很大。以整机级电子产品的贮存后发射飞行可靠度要求0.95，置信度0.85为例，无故障情况下，需要至少37个样本量。因此常规的成败型可靠性评估方法在很多工程情况下是不适用的。基于此，需要一种对样本量需求较小的航天器装备电子产品的贮存寿命验证和量化评估的方案。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种电子产品的贮存可靠度评估方法及相关设备。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种电子产品的贮存可靠度评估方法，包括：

基于电子产品的样本的数量、预设的置信度以及期望贮存可靠度，确定试验长度因子，其中，所述电子产品的贮存寿命服从指数分布，所述样本的数量小于预设阈值；

对所述样本进行加速贮存试验以得到试验结果，其中，所述加速贮存试验的试验时间与所述试验长度因子成正比；

根据所述试验结果，评估所述电子产品的贮存可靠度。

基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了另一种电子产品的贮存可靠度评估方法，包括：

基于预设的试验长度因子、预设的置信度以及期望贮存可靠度，预估需要的电子产品的样本的数量，其中，所述电子产品的贮存寿命服从指数分布；

对所预估的数量的所述样本进行加速贮存试验以得到试验结果，其中，所述加速贮存试验的试验时间与所述试验长度因子成正比；

根据所述试验结果，评估所述电子产品的贮存可靠度。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的电子产品的贮存可靠度评估方法，综合考虑电子产品的样本数量，产品需要达到的置信度和产品的贮存时间，通过引入试验长度因子的概念进行加速贮存实验，最终得到在较少样本的情况下满足贮存和使用要求的电子产品的可靠度数据。给出了小子样条件下基于试验长度因子的电子产品的贮存可靠度评估方法，从而节省了试验样品及经费，解决了小子样可靠性评估的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例的一种电子产品的贮存可靠度评估方法的流程图。

图2为本说明书一个或多个实施例的另一种电子产品的贮存可靠度评估方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

如背景技术部分所述，现有的电子产品贮存可靠度评估方案还难以满足评估需要。申请人在实现本公开的过程中发现，现有的电子产品贮存可靠度评估方案存在的主要问题在于：在可靠度评估试验中，对于一些高可靠性要求的电子产品，样本量的需求比较大，在很多工程情况下过多的样本量往往会带来经费和资源的浪费。

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例提供了一种电子产品的贮存可靠度评估方法，具体的，首先根据电子产品的样本的数量n、预设的置信度γ以及期望贮存可靠度确定产品的试验长度因子k，该参数反映了延长试验的时间。然后根据所述试验长度因子对样本进行加速贮存试验，根据试验得到的结果，计算得到所述产品的可靠度结果。

可见，本说明书一个或多个实施例的电子产品的贮存可靠度评估方法，基于产品的试验长度因子，综合考虑电子产品的样本数量，产品需要达到的置信度和产品的贮存时间，给出了小子样条件下基于试验长度因子的电子产品的贮存可靠度评估方法，从而节省了试验样品及经费，解决了小子样可靠性评估的难题。

以下，通过具体的实施例来详细说明本说明书一个或多个实施例的技术方案。

参考图1，本说明书一个实施例的电子产品的贮存可靠度评估方法，包括以下步骤：

步骤S101、基于电子产品的样本的数量、预设的置信度以及期望贮存可靠度，确定试验长度因子，其中，所述电子产品的贮存寿命服从指数分布，所述样本的数量小于预设阈值。

本步骤中，所述产品寿命服从指数分布，且失效率恒定。产品的试验长度因子k表示试验的延长时间，根据装备加速贮存的工作经验，高应力试验时间过长会改变失效机理，不同电子产品的失效情况会有所不同，在不改变失效机理的情况下产品的试验长度因子k一般在1至1.5之间。产品预设的置信度γ根据实际情况选定。

步骤S102、对所述样本进行加速贮存试验以得到试验结果，其中，所述加速贮存试验的试验时间与所述试验长度因子成正比。

作为一个示例，在一个加速贮存实验中，用10天的试验等效一年贮存时间，选定试验长度因子k＝1.2，则实际试验时间为10天的1.2倍12天。

在本说明书一个或多个实施例中，加速贮存试验一般使用高温老化箱和振动台进行。通过高温或高温加振动，制定一个环境剖面，对电子产品进行加速贮存实验，实现加速老化的过程。

本步骤中，所述试验结果可以是所述样品中未出现故障，也可以是所述样品中出现不少于一个故障的样品。

步骤S103、根据所述试验结果，评估所述电子产品的贮存可靠度。

作为示例，当所述样品中未出现故障时，所述可靠度R_L(Y)为：

当所述样品中出现故障时，所述可靠度R_L(Y)为：

其中，Y表示电子产品的贮存期，单位为年；n表示电子产品的样本量；r表示试验失效次数；χ表示卡方检验表，其数值根据置信度γ和试验失效次数r查表获得。

具体的，下面给出可靠度R_L(Y)的获取过程：采用经典法对经过贮存后的电子产品进行对区间估计时，用式(1)计算贮存可靠度单边置信下限R_L：

其中，f表示在n次试验中失效的个数。当f＝0时，有式(2)成立：

R_L(n)＝(1-γ)^1/n (2)

贮存应力造成的累积损伤与应力的持续时间成正比。贮存Y年后，贮存寿命服从指数分布情况下的电子产品贮存可靠度可表示为式(3)：

其中，θ_L表示产品实际贮存寿命的期望。设定试验长度因子k，贮存为k·Y年后，贮存寿命服从指数分布情况下产品的贮存可靠度可以表示为式(4)：

在对应贮存期k·Y年的加速贮存试验后，采用成败型验证方案的产品贮存可靠度置信度R_L(n)可由式(1)解得。有式(5)成立：

R_L(k·Y)＝R_L(n) (5)

对于贮存寿命服从指数分布的产品，由式(3)、(4)及(5)，可得到式(6)：

在预估电子产品加速贮存试验中样本无故障的情况下，根据式(2)，式(6)可表述为式(7)：

在预估电子产品加速贮存试验中有故障的情况下，根据指数分布的特点，式(6)中的R_L(n)可表述为式(8)：

其中，

t表示一次试验的时间，对于有替换定时截尾情况，T＝nkt。

有替换定时截尾试验是指在试验期间，对受试产品进行连续或短间隔监测，直至试验期结束，当试验中的实际故障数大于允许故障数则认为可靠性水平不合格，小于或等于故障数允许故障数则认为可靠性水平合格，当在试验中出现故障时，可更换产品。

根据式(8)，式(6)可表述为式(9)：

因此，根据式(7)，试验后根据试验结果对产品贮存可靠度进行评估。在无故障情况下，电子产品贮存可靠度评估可以表示为式(10)：

根据式(9)，在有故障情况下，电子产品的贮存可靠度评估可以表示为式(11)：

如图2所示，本说明书一个或多个实施例还提供了另一种电子产品的贮存可靠度评估方法，包括以下步骤：

步骤S201、基于预设的试验长度因子、预设的置信度以及期望贮存可靠度，预估需要的电子产品的样本的数量，其中，所述电子产品的贮存寿命服从指数分布，所述样本的数量小于预设阈值。

本步骤中，所述产品寿命服从指数分布，且失效率恒定。产品的试验长度因子k表示试验的延长时间，根据装备加速贮存的工作经验，高应力试验时间过长会改变失效机理，不同电子产品的失效情况会有所不同，在不改变失效机理的情况下产品的试验长度因子k根据实际工程情况选定，一般在1至1.5之间。产品预设的置信度γ根据实际情况选定。

本步骤中，根据式(7)，无故障情况下预估的样本的数量n可以表示为式(12)：

根据式(9)，有故障情况下预估的样本的数量n可以表示为式(13)：

步骤S202、对所述样本进行加速贮存试验以得到试验结果，其中，所述加速贮存试验的试验时间与所述试验长度因子成正比。

本步骤中，所述试验结果可以是所述样品中未出现故障，也可以是所述样品中出现不少于一个故障的样品。所述加速贮存试验可以属于有替换定时截尾试验。

步骤S203、根据所述试验结果，评估所述电子产品的贮存可靠度。

作为示例，当所述样品中未出现故障时，所述可靠度R_L(Y)为：

当所述样品中出现故障时，所述可靠度R_L(Y)为：

其中，Y表示电子产品的贮存期，单位为年；n表示预估的样本数量；r表示试验失效次数；χ表示卡方检验表，其数值根据置信度γ和试验失效次数r查表获得。

作为一个示例，某产品的技术指标要求为在置信度0.7下，任务可靠度要达到0.95的水平，使用本方法计算在无故障的情况下所需样本数量。目前投入了15个产品做试验，无失效现象发生，试验长度因子取k＝1.3，使用本方法计算产品的可靠度，则将本公开所提方法与经典方法对比，证明本公开所提方法的优越性。

在置信度0.7的水平，试验中样品未出现故障的情况下，为使任务可靠度达到0.95的技术指标要求值，利用经典方法公式：

R_L(n)＝(1-γ)^1/n

进行计算，可得n的值为23，即需要23个样本，在所有样本都无故障的情况下才可以使可靠度达到0.95的水平。对应的，使用本公开的方法，试验长度因子k取1.3，可计算得到所需样本数量为18。通过对比可看到，本公开的方法可充分有效地利用样本数据信息，为达到一定的可靠度值所需的样本数量更少。

有15个产品进行试验，无失效发生，取置信度为0.7，则利用经典方法：

可以计算出可靠度置信下限为0.9229。取试验长度因子为1.3，而利用本公开的方法计算可以得到可靠度置信下限为0.9401。

可见，在本实施例中，通过引入试验长度因子，延长产品的试验时间，可有效充分挖掘产品的信息，提高可靠性评估的准确度。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子产品的贮存可靠度评估方法，包括：

基于电子产品的样本的数量、预设的置信度以及期望贮存可靠度，确定试验长度因子，其中，所述电子产品的贮存寿命服从指数分布，所述样本的数量小于预设阈值；

对所述样本进行加速贮存试验以得到试验结果，其中，所述加速贮存试验的试验时间与所述试验长度因子成正比；

根据所述试验结果，评估所述电子产品的贮存可靠度；

在预估电子产品加速贮存试验中样本无故障的情况下，

在预估电子产品加速贮存试验中样本出现故障的情况下，

其中，根据所述试验结果评估所述电子产品的贮存可靠度包括：

响应于所述试验结果指示所述加速贮存试验中无故障，将所述贮存可靠度评估为：

其中，根据所述试验结果评估所述电子产品的贮存可靠度还包括：

响应于所述试验结果指示所述加速贮存试验中有故障，将所述贮存可靠度评估为：

其中，Y表示所述样本的以年为单位的贮存期，γ表示所述置信度,k表示所述试验长度因子，n表示所述样本的数量，r表示试验失效次数，χ表示卡方检验表，其数值根据γ和r查表获得。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加速贮存试验属于有替换定时截尾试验。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述试验长度因子在1至1.5的范围内。

4.一种电子产品的贮存可靠度评估方法，包括：

基于预设的试验长度因子、预设的置信度以及期望贮存可靠度，预估需要的电子产品的样本的数量，其中，所述电子产品的贮存寿命服从指数分布；

对所预估的数量的所述样本进行加速贮存试验以得到试验结果，其中，所述加速贮存试验的试验时间与所述试验长度因子成正比；

根据所述试验结果，评估所述电子产品的贮存可靠度；

在预估电子产品加速贮存试验中样本无故障的情况下，

在预估电子产品加速贮存试验中样本出现故障的情况下，

其中，根据所述试验结果评估所述电子产品的贮存可靠度包括：

响应于所述试验结果指示所述加速贮存试验中无故障，将所述贮存可靠度评估为：

其中，根据所述试验结果评估所述电子产品的贮存可靠度还包括：

响应于所述试验结果指示所述加速贮存试验中有故障，将所述贮存可靠度评估为：

其中，Y表示所述样本的以年为单位的贮存期，γ表示所述置信度,k表示所述试验长度因子，n表示所述样本的数量，r表示试验失效次数，χ表示卡方检验表，其数值根据γ和r查表获得。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述加速贮存试验属于有替换定时截尾试验。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的方法，其中，所述试验长度因子在1至1.5的范围内。

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