可测性设计-4讲义.ppt

本章课后思考 FMECA的目的何在？ 进行测试性分配时应考虑哪些因素的影响，最主要的因素是什么？ 加权分配法是如何考虑影响因素的？此分配方法有何不足？ 课外资料查阅：如何获得LRU、SRU及元器件的测试性/可靠性指标？如何根据它们综合出整机测试性/可靠性指标？ 确定系统功能特性 尽可能采用软件方法完成机内测试任务 BIT设计应嵌入其所在的电路设计中 BIT设计重点：能够实现原位功能检查，特别是主要功能及其参数的检查，以便充分了解设备在部件或组件级的工作状况 因BIT设计而造成额外的系统设计增量不超过电子系统电路元器件的10% 提供在线监控和故障检测能力，支持基层维修 确定BIT配置方案 系统-LRU之间的集中式BIT结构 划分可更换单元 为获得良好的测试性和便于故障检测、故障隔离与维修，在划分可更换单元（LRU）时，掌握以下原则： 按功能划分——将设备的任务划分为若干个独立的功能，每个功能尽可能由1个LRU来实现 对具有多功能的LRU，原则上应保证能对每个功能进行单独的测试 LRU的规模适度，从尺寸、质量、费用、维修时间等诸多方面进行综合平衡 确定测试参数 通过FMEA分析、可靠性预计和维修性分析，并按各功能模块的相对重要性确定测试参数。被选择的参数应能很好地表征DUT性能 测试参数包括两类 用于故障检测，这类参数表征重要技术特性 用于故障隔离，这类参数含有充分的关于LRU的功能、状态信息 其他应考虑事项： 应满足研制、使用阶段的不同级别的维修要求 应满足定量测试、性能监控、校准或调整等的要求 在保证满足性能测试和故障隔离的前提下，测试参数应尽可能少 选择测试点TP TP的优先等级、位置、数量的选择依据 故障模式和影响分析（FMEA） 各功能模块的重要性及FIR的大小 对设备的FDR、FIR要求 设置TP时的考虑事项 产品上应设置维修检测用TP，其种类、数量应适应各级维修的需要和测试技术的发展 TP布局应便于测试，并尽可能集中或分区集中 TP的选配应适应产品原位检测和不解体检测的需要 在保证满足测试性要求的前提下， TP的数量应尽可能少 某型战斗机液压系统约定层次划分示例 FMECA清单 可靠性关键重要设备清单 严酷度Ⅰ、Ⅱ类单点故障模式清单 示例：高压空气压缩机的组成及其功能 序号 编码 名称 功能 输入 输出 1 10 马达 产生力矩 电源（三相） 输出力矩 2 20 仪表和监视器 控制温度、压力及显示 压力 温度、压力读数；温度、压力传感器输入 3 30 冷却和潮气分离 提供干冷空气 淡水、动力 向50提供干冷空气；向40提供冷却水 4 40 润滑装置 提供润滑剂 淡水、动力、冷却水 向50提供润滑油 5 50 压缩机 提供高压空气 干冷空气、动力、润滑油 高压空气 示例：高压空气压缩机功能框图 高压空气压缩机组成部分的任务可靠性框图 元器件与组件失效模式及其频度 元器件与组件失效模式及其频度（续1） 元器件与组件失效模式及其频度（续2） 元器件与组件失效模式及其频度（续3） 电子元器件/部件的可靠性指标 失效率/故障率：电子元器件可靠性的基本指标。到时刻t尚未失效（Failure）产品，在t +△t的单位时间内失效的条件概率。一般记为λ，也记为λ(t) ——失效率函数，或称故障率函数、风险函数 基本失效率λb（Base Failure Rate）：仅考虑电应力S和温度应力T作用下的失效率，用S、T的关系模型表示。未计入的其余影响因素：质量控制等级、环境应力、应用状态、性能额定值和种类、结构等 工作失效率λp λp = λb (ΠE*ΠQ*k) ΠE ：环境系数，ΠQ ：质量系数，k ：其他影响因素 平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failure）：衡量整机失效率的指标 MTBF = 1 / (Σλp ) Σλp ：累积失效率。整机或电路板上所有组成部分（元器件、连线、焊点、接插件）的工作失效率之和 失效率的预计方法 元件计数法 适用于方案论证和总体设计阶段。元器件的种类、数量基本确定，而工作应力和环境未知 基本思路：在元器件的失效率基础上进行修正（元器件数目×失效率） 应力分析法 适用于详细设计阶段 在实验室标准应力与环境条件下进行大量试验，统计实验结果而得到基本失效率λb 工作失效率λp（使用失效率）：根据实际应力与环境条件，对λb 进行修正计算而得 应力分析法 应力法假定所有元器件都具有恒定的失效率，寿命服从指数分布 应力法预计标准 国产器件：GJB/Z 299B-98（电子设备可靠性预计手册） 进口器件：MIL-HDBK-217F（电子设备可靠性预计手册） 应力法预计举例 单片双极与MOS数字电路 收信机框图 收信机功能框图 收信机可靠