六性分析实施报告.pdf

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1、. word 资料 终端 六性分析报告 共 1 册第 1 册共 14 页 有限公司 二 O一六年月 . word 资料 目 录 1 概述 . 2 2 产品用途、特色及系统组成 . 2 3 产品可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性性能指标 . 3 4 产品可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性管理工作概况 . 3 5 可靠性分析 . 3 6 维修性分析 11 7 测试性分析 12 8 保障性分析 12 9 安全性分析 13 10 电磁兼容性 . 13 11 对产品可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性设计水平的基 本评价 13 . word 资料 1 概述

2、为确保产品质量符合要求，根据终端技术 指标要求及项目质量保证 大纲的规定，对该产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适 应性进行分析。 2 产品用途、特色及系统组成 2.1 产品用途、特色 终端以为移动平台，规范了等技术要求，适用于各类的安装使用， 为功能。 终端设备具有抗震性强、安全可靠等特点，能满足对设备的要求，具有 良好地环境适应能力，可为提供等功能。 作为应用于领域的系统，系统设备具备以下特点： a)自主性：。 b)全时性：。 c)集成性：。 2.2 系统组成 终端包括终端、平板电脑（如图1）。 图 1 终端组成框图 . word 资料 3 产品可靠性、维修性、测试性、保障

3、性、安全性、电磁兼容性性能指标 产品可靠性指标： 平均故障间隔时间 （MTBF ） ：1000h； 该项指标允许在试验测试或试用中考核。 产品兼容性指标： 电磁骚扰特性应符合GB 9254 中 B级的要求。 4 产品可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性管理工作概况 4.1 管理机构 a)公司六性管理在总工程师直接领导下，由生产技术部归口管理， 生产技术部设 一名设备六性管理专职人员。 b)为保证设备六性数据的收集、分析、应用形成畅通的渠道，加强对六性管理的 组织和协调工作，公司设立设备六性工作小组。由设备六性管理专职兼任工作小 组组长。 c)设备六性工作小组成员包括：生产技术部专

4、业组长，设备管理部各专业组长， 采购部两名，测试组、文档组专工各一名。 4.2 管理智能实施 a)总工程师负责审核、批准上报的设备六性基础数据，推动设备六性管理工 作的开展，并督促设备六性工作小组按计划开展工作。 b)生产技术部主任负责对设备六性管理具体工作进行指导和协调。签发设备 六性工作小组月度例会会议纪要。接受上级主管部门的业务指导，监督设 备六性工作小组执行统一的规程，开展有针对性的设备六性统计、分析和 应用。 c)设备六性工作小组成员职责 d)生产技术部专工负责审核本专业提高设备六性的措施，对措施的实施情况 进行跟踪检查。围绕设备六性管理的阶段性工作任务和研究课题，组织有 关人员对提

5、高设备六性的措施进行全面地分析、研究，努力做到彻底分析、 查清故障设备的技术原因，审核或批准改善设备六性的意见和建议。设备 六性工作小组成员对设备六性情况进行总结，分析影响设备六性的主要设 备问题，提出提高设备六性的对策。参与技术改进和更新项目的可行性论 证，运用六性分析方法对项目的可行性、项目的方案进行比较、论证。 5 可靠性分析 . word 资料 5.1 设计总体原则 严格贯彻国军标、部标及有关规范。严格按照本工程质量保证大纲进行 各研制阶段的可靠性工作。 严把元器件质量关， 采用“合格供方” 的产品，不经老化筛选的器件不上机。 认真进行电路、结构和关键工艺的可靠性设计。 设计的结构、线

6、路、组装方式应尽量简化、一体化、模块化、标准化、通用 化。 在设备研制的全过程，抓好每一个环节，实现设备的高质量、高可靠性的研 制目标。 具体设计措施包括：成熟设计、热设计、降额设计、裕度设计、集成化设计、 简化电路设计、可使用性设计、耐环境设计、机械隔离设计等。 在整机设计时采取了有利的可靠性措施来保证可靠性指标。整机的模块化设 计，充分保证了整机可维修性，提高了整机的可靠性。软件可靠性设计也充分借 鉴多项军工产品的软件可靠性技术成果，按照软件工程化设计准则进行软件设计， 保证了整机的可靠性指标。 5.2 元器件选型 表 1 元器件选型表 序号名称 1 PIN 二极管、三极管 2 片状电容

7、3 片状电容 4 圆片电容 5 电感 6 集成电路 7 集成电路 8 贴片电阻 9 贴片电阻 10 贴片电阻 11 射频绝缘子 12 电源绝缘子 13 射频同轴连接器 . word 资料 5.3 可靠性预计 设备所用元器件均是通用或固化产品，其质量水平、工作应力及环境条件都 相对固定，其失效率因子等有关可靠性参数可参考GJB/Z299C-2006电子设备可 靠性预计手册，从而采用应力分析法来预计本器件的可靠性指标。 设备所采用的元器件如上表1 所示为例，其中任一元器件失效，都将造成整 个器件失效，即器件正常工作的条件是各元器件都能正常工作。因此，本器件的 可靠性模型是一个串联模型。 该器件是可

8、修复产品，寿命服从指数分布，根据可靠性理论，其平均故障间 隔时间与失效率成反比，即 MTBF= 1/ pi （1） 所用元器件均是通用或固化产品，其质量水平、工作应力及环境条件都相对 固定，其失效率因子等有关可靠性参数可参考GJB/Z299C-2006电子设备可靠 性预计手册，从而采用应力分析法来预计本器件的可靠性指标。 本系统 终端部分安装于巡逻车车顶，其环境代号Ns2，工作温度 -40 +70，现计算其可靠性指标。 5.3.1 PIN 二极管的工作失效率 pi 本器件使用 PIN 二极管，其工作失效率模型为： 1p bEQK（2） 式中： b 基本失效率， 6 10/ h； E 环境系数；

9、 Q 质量系数； K 种类系数。 由表 1 查得基本失效率 b=0.212 6 10/ h； 由表 2 查得环境系数 E=14； 由表 3 查得质量系数 Q=0.05； 由表 5.3.11-4查得种类系数 K=0.5； 本器件中使用了18 只 PIN二极管，故其工作失效率为： 66 1 0.212 10140.050.5 181.3356 10/ p h 5.3.2 片状电容器的工作失效率 2p 本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为： . word 资料 2pbEQCVKch （3） b 基本失效率， 6 10/ h； E 环境系数； Q 质量系数； CV 电容量系数； K 种类系数；

10、ch 表面贴装系数。 由表 5.7.2-2查得基本失效率 b=0.00637 6 10/ h； 由表 5.7.2-4查得环境系数11.5 E ； 由表 5.7.2-5查得质量系数1 Q ； 由表 5.7.2-6查得电容量系数 CV=0.75； 由表 5.7.2-7查得种类系数 K=0.3； 由表 5.7.2-1查得表面贴装系数 ch=1.2； 本器件中共使用了片状电容器7 只，故其工作失效率为： 66 2 0.00637 1011.5 1 0.750.3 1 70.115410/ p h 5.3.3 电感的工作失效率 3p 本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为： 3pbEQKC b 基本

11、失效率， 6 10/ h； E 环境系数； Q 质量系数； K 种类系数； C 结构系数。 由表 5.8.3-1查得基本失效率 b=0.0062 6 10/ h； 由表 5.8.3-2查得环境系数 E=17； 由表 5.8.3-3查得质量系数 Q=1； 由表 5.8.3-4查得种类系数 K=1； 由表 5.8.3-5查得结构系数 C=2； 本器件中共使用了电感7 只，故其工作失效率为： 66 3 0.00621017 1 1 271.4756 10/ p h 5.3.4 集成电路的工作失效率 4p . word 资料 半导体集成电路的工作失效率模型为： 4123pQTVEL CCC Q 质量系

12、数； T 温度应力系数； V 电压应力系数； E 环境系数； L 成熟系数； 1 C、 2 C 电路复杂度失效率； 3 C 封装复杂度失效率。 由表 5.2.2-2查得环境系数 E=14； 由表 5.2.2-3查得质量系数 Q =0.08； 由表 5.2.2-4查得成熟系数 L=1； 由表 5.2.2-5查得温度应力系数 T=1.02； 由表 5.2.2-14查得电压应力系数 V=1； 由表 5.2.2-19查得电路复杂度失效率 1 C=0.4272 6 10/ h、 2 C=0.0406 6 10/ h； 由表 5.2.2-19查得封装复杂度失效率 3 C=0.1673 6 10/ h。 本

13、器件使用集成电路3 只，故其工作失效率为： 666 4 0.080.4272 101.02 10.04060.167310141 30.8031 10/ p h 2.3.5 贴片电阻的工作失效率 5p 贴片电阻的工作失效率模型为: 5p = bEQR (6) 式中: b 基本失效率； 6 10/ h； E 环境系数； Q 质量系数； R 阻值系数。 由表 5.5.3-1查得基本失效率 b=0.0031 6 10/ h； 由表 5.5.3-3查得环境系数 E=10； 由表 5.5.3-4查得质量系数 Q=1； 由表 5.5.3-5查得阻值系数 R=1； . word 资料 本器件使用贴片电阻9只

14、，故其工作失效率为： 66 5 0.0031 1010 1 1 90.279 10/ p h 2.3.6 射频连接器的工作失效率 6p 本组件选用射频连接器，其工作失效率模型为： 6pbEQPKC (7) b 基本失效率， 6 10/ h； E 环境系数； Q 质量系数； P 接触件系数； K 插拔系数； C 插孔结构系数； 由表 5.11.1-1查得基本失效率 b=0.0303 6 10/ h； 由表 5.11.1-2查得环境系数 E=10； 由表 5.11.1-3查得质量系数 Q=1； 由表 5.11.1-4查得接触件系数 P=1； 由表 5.11.1-5查得插拔系数 K=1； 由表 5.

15、11.1-8查得插孔结构系数 C=0.3； 本器件使用接插件13 只；故其工作失效率为： 66 6 0.03031010 1 1 1 0.3 131.181710/ P h 2.3.7 印制板的工作失效率 7p 印制板的工作失效率模型为 712pbbEQC N (8) 1b、2b 基本失效率， 6 10/ h， 1b 取值为 0.00017 6 10/ h， 2b 取 值为 0.0011 6 10/ h； N 使用的金属化孔数； E 环境系数； Q 质量系数； C 复杂度系数 由表 5.13.1-1查得环境系数 E=13 由表 5.13.1-2查得质量系数 Q=1.0 由表 5.13.1-3查

16、得复杂度系数 C=1.0 . word 资料 本器件使用印制板1 块，故其工作失效率为： 66 7 0.00017110.00111013 1 10.03861 10 p 2.3.8 焊接点的工作失效率 8p 焊接点的工作失效率模型为： 8pbEQ (9) b 基本失效率， 6 10/ h； E 环境系数； Q 质量系数； 由表 5.13.2-1查得基本失效率 b=0.000092 6 10/ h； 由表 5.13.2-2查得环境系数 E=10； 由表 5.13.2-3查得质量系数 Q=1.0； 本组件共有约 100个焊接点 , 其工作失效率为： 8p =0.000092 6 10101100

17、=0.092 6 10/ h 2.3.9 开关的总工作失效率 p 开关的总失效率为： P= 8 1 Pi i =（1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092） 6 10 =5.321 6 10/ h 故平均故障间隔时间为： MTBF=1/ P =187934 h 该开关的 MTBF 指标要求为大于50000h，因此，理论分析表明开关的平均故障间隔 时间可以达到要求。 5.4 可靠性数据分析 根据前面计算得到的各种元器件的工作失效率和GJB299C 列出的失效率模 式分布，计算整理结果如表1 所示： 从工作失效率的角度看可能产生故

18、障的主要元器件有以下几种： PIN 二极管工作失效率占总失效率的25.1%； 绕线电感，工作失效率占总失效率的27.73%； 集成电路，工作失效率占总失效率的15.09%； 表 1 可 靠 性 数 据 分 析 表 序名称工作失效率失效率主要故障模式故障模式 . word 资料 号百分比频数比 1 PIN 二极管1.335610-6 25.1% 开路50% 2 片式电容器0.115410-6 2.17% 短路74% 3 绕线电感1.475610-6 27.73% 开路80% 4 集成电路0.803110-6 15.09% 无输出23% 5 贴片电阻0.27910-6 5.24% 开路91.9%

19、6 射频连接器1.181710-6 22.2% 插损高80% 7 印制板0.0386110-6 0.73% 孔化不良60% 8 焊接点0.09210-6 1.73% 虚焊60% 上面 3 种元件的工作失效率之和占总失效率的67.92%，在元器件选择和装 配时应特别加以注意。 5.5 故障模式影响 故障模式影响是分析元器件主要故障对器件产生的后果，并将其进行严酷度 分类。 严酷度类别是元器件故障造成的最坏潜在后果的表示。根据严酷度的一般分 类原则，可把本器件的严酷度分为三类。 类（致命的）这种故障会引起重在经济损失或导致任务失败。 类（临界的）这种故障会引起一定的经济损失或导致任务降级。 类（轻

20、度的）这种故障不会引起明显的经济损失或系统任务的完成， 但会导致非计划性维护和修理。 本组件的故障模式影响分析如表2 所示。 表 2 故障模式及影响分析表 序 号 名称 故障模 式 故障原因故障影响 补偿措 施 严酷 度类 别 1 PIN 二极 管 开路 金丝 未 键 合 影响器件性能，严 重时功能丧失 补焊类 2 片式电容 器 短路 粘接 不 牢 或过量 影响器件性能 重 新 粘 接 类 3 绕线电感开路虚焊 不能提供直流偏 置 补焊类 . word 资料 4 集成电路无输出静电击穿驱动器失效 更 换 器 件 类 5 贴片电阻开路粘接不牢功能受到影响 重 新 粘 接 类 6 射频连接 器 插

21、损高 器件老 化、磨损 性能变差 更 换 器 件 类 7 印制板 孔 化 不 良 虚焊 性能变差或功能 受影响 补焊 8 焊接点虚焊电压击穿可靠性变差 更 换 器 件 由上表可知，从故障影响严酷度的角度看， 属于类严酷度的有3 种元器件： PIN 二极管、电感和集成电路。属于类严酷度的有2 种元器件：片式电容，射 频连接器。其余的属于类。 5.6 结论和建议 由上面的分析 , 可以得出以下结论 : a)本组件的平均故障间隔时间可以达到指标大于1,000 小时的要求。影响本 组件工作可靠性的首要器件是绕线电感，其次是PIN 二极管和集成电路。 目前选用的电感都是自制绕线电感，其焊接的质量对组件的

22、可靠性影响最 大，因此要重视焊接过程和焊接人员的培训。 b)从故障模式的分布来看，元器件的开路故障概率极大，因而在设计方案确 定后，应十分重视安装调试工艺，以消除产品潜在故障。 c)因为电子产品的故障率曲线是典型的浴盆曲线，因而在产品的研制生产阶 段，对部件和组件都必须进行可靠性应力筛选试验，用以发现并消除产品 的早期故障，使产品的故障迅速下降到较低的偶然故障阶段，从而保证产 品的可靠性。 6 维修性分析 终端设备的维修性设计主要从以下三方面开展。 a) 缩短故障定位时间 采用故障自动检测的方式，即信号处理板上加状态指示灯方式，很快将问题 定位到每个部件。 . word 资料 b) 缩短故障排

23、除时间 在结构设计上， 整部件、关键器件便于拆装， 最大限度缩短更换器件的时间。 各部件采用模块化设计，接口明确简单，现场可在较短时间内完成拆卸更换。 c) 缩短恢复验证时间； 关键指标测试有测试点，状态有显示，可调部位调整方便，以缩短恢复验证 时间。在系统设计中，严格贯彻国军标、部标及有关规范；设计的结构、线路、 组装方式尽量简化、一体化、积木化、插件化，并努力提高部件的模块化、标准 化、通用化程度。 7 测试性分析 产品设计故障测试方便有效，能快速有效定位到每个整部件。整机具有各个 整部件主要工作状态指示，工作状态可通过指示灯或数据串口进行故障检测。整 机有数据接口， 根据软件中设计的测试

24、协议， 可通过数据接口上报具体测试结果。 产品对外接口为有射频输入端口及电源供电借口。借助矢量网络分析仪、数字万 用表等仪表可方便完成测试和故障检测、定位故障部位。确定故障后，直接将故 障件替代更换，返厂维修。 信号处理板上有状态指示灯， 可以对射频部分、 信号处理部分状态进行指示。 信号处理板可以对射频部分进行有效监控，通过算法中的幅相标校网络可以对射 频的幅相性能进行实时监控，并作出修正。当射频通道的幅相误差太大，通过修 正也无法保证抗干扰性能时，通过指示灯或输出串口报警。信号处理板上的指示 灯对信号处理板本身和抗干扰算法进行实时测试监控。通过频谱仪测射频口输出 可以判断 DAC 和射频上

25、变部分是否工作正常。 8 保障性分析 a) 依据总体研制要求，编写了使用维护说明书，根据项目需要可对使 用人员进行初次培训，根据服务合同及使用部门需求将提供不间断的培训和服务。 无需外场额外的调整，提供的使用说明书和用户手册可指导使用方较好的操作设 备。 b) 按照 GJB3968的要求，在设计定型前完成技术资料编制。提供的随机文 件有：技术说明书、使用说明书、维修资料册、产品合格证或产品履历书、产品 组成清单、随机文件清单。 c) 根据任务要求，采用定性和定量分析制定设备随机备件清单和初始备件 清单。 . word 资料 d) 根据总体要求，制定包装、装卸、存贮和运输要求，并分析包装、装卸、

26、 存贮和运输对设备设计的影响，在研制中考虑包装、装卸、存贮和运输的约束和 要求。 e) 通过装备在研制阶段和鉴定阶段，特别是在鉴定阶段中试验过程中，充 分验证装备的保证性，随机材料都较好的保障了设备完成功能。 9 安全性分析 电源和信号接口设计时选用具有防误插的接插件，同时有明确的标识指示第 一脚；同时设备外表设计圆润光滑，不会对使用人员造成划伤。 通过试验中涉及到安全性方面的试验验证产品的安全性。 使用器件内不含有毒有害物质，不会对人体造成损害。 该设备具有明确的操作使用说明和安全须知，警示使用者避免发生意外。 10 电磁兼容性 电子系统处于日照状态下， 使各器件工作在相对较高的温度区域内，对于终 端，自然条件下一般最高工作温度在6070。高温对该器件的作用主要表现在 以下两个方面：一是物理特性的变化，由于材料膨胀系数的不同，高温下会产生 变形，造成某些配合关系的变化，此外，一些非金属材料中的易挥发物质挥发， 加速其老化和失效，二是电器性能方面的变化，主要是一些半导体器件对温度的 敏感性，使在高温时电性能发生变化。 终端进行了电磁骚扰特性实验，试验结果符合系统设计技术要求。 11 对产品可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性设计水平的 基本评价 综上所述，终端设备的可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼 容性主要技术指标满足设计要求，可以提交审查。