CH21 可靠性試驗

目的 固定個數試驗法 固定時間試驗法 逐次試驗 可靠性測試標準說明

可靠性試驗目的

目的：驗證系統是否滿足可靠度需求試驗方法：

1. 當達到預定故障個數即停止（固定個數）2. 當達到預定故障時間即停止（固定時間）3. 逐次試驗（ Sequential Test ）

參考標準： MIL-STD-781B Handbook

固定個數試驗法

1. 故障元件立即更換 ( 參考例題一 )

到即停止預先設定之故障數，達參加試驗的樣本數

時間達到預定個數時所花的其中

求得可用式，對於

對設備所要求的壽命得到常數，可查表

估計的壽命平均值其中

r

n

t

rtn

k

k

F

F )2(......................................../.

)2(

1-21

)1......(.........................................

0

0

固定個數試驗法

2. 故障元件不更換 ( 參考例題二 )

判定方式與更換模式相同，但改用式 (3) 估計

點表各個元件之故障時間的定義與方法一同，但和其中

...,,

,,

)3...(...............................)(....1

321

321

ttt

ntr

trntttr

F

F

固定時間試驗法 試驗時間已到但故障件數尚未發生即停止，若設定時間未到但故障件數已到，試驗亦立即停止。判定準則採用式 (4)

當 T < t (t 表第 rF 個故障之時間點 ) ，整批設備將被判定允收，否則拒收。 參考例題三和四

和第一種試驗法同，表查式常數表預定操作時間，其中

0

0

)2-21(

)4.......(.............................................................

kT

kT

逐次試驗

試驗過程之決策狀態有三： (1) 接受設備， (2) 拒收設備， (3) 繼續試驗。

決策變數有四： ：可接受的設備平均壽命 (MTBF)

：無法接受的設備平均壽命 (MTBF)

：生產者冒險率 ：消費者冒險率決策過程依圖 21-1 來判定

0

1

拒收區

繼續試驗

拒收線

允收線

接收區

試驗時間

故障個數

圖 21-1

逐次試驗

允收線： )5.........(....................11

)1

(ln

)(11

)(ln

0101

1

0

1

rt

拒收線： )6(..............................

11

)1

(ln

)(11

)(ln

0101

1

0

1

rt

參考例題五

逐次試驗

其中 r = 故障個數 , α= 生產者冒險率

β = 消費者冒險率 , θ0= 要求之 MTBF

θ1= 最小能被接受之 MTBF

可靠性測試標準說明 參閱 Page 395 說明

1. 一般介紹：使用 MIL-STD-781B 標準2. 測試計劃

表 21-5 ：包括標準機率比、逐次鑑定計劃 I ~ VI

表 21-6 ：包括時間較短、風險較大之 PRST 計劃 VII ~ IX

表 21-7 ：固定時間計劃 X ~ XXVII ，長壽試驗計劃 XXVIII ，及所有產品挑選計劃 XXIX 。

可靠性測試標準說明 參閱 Page 395 說明

3. 測試水準– A ~ D ：不做溫度循環測試，但規定溫度範

圍、振動測試及 ON/OFF 測試– E ~ J ：規定溫度變化範圍 -54 (or -65 ) ℃ ℃

~ 125℃、振動測試及 ON/OFF 測試

可靠性測試標準說明參閱 Page 395 說明

4. 特殊要求• 產品狀況• 測試數量• 測試時間• 加嚴或減量測試

5. 產品驗證期之規定• 樣品大小• 判定基準

6. 產品接收期之規定• 樣品大小• 判定基準

7. 測試計劃說明：計劃XXVI ~ XXIX

可靠性測試標準說明參閱 Page 395 說明

8. 接收和拒收基準9. 可靠性測試程序10. 檢驗規定11. 溫度和振動檢測12. 預燒 (Burn-in) 測

試13.ON/OFF 循環測試

14. 耐壓循環測試15. 測試設備規範16. 測試裝置選擇17. 適合性的決定18. 失效之後續行動

裝備失效分類

裝備失效 : Equipment Failure– 原先接收之裝備，使用後無法繼續表現規格範圍

內之功能稱之規範性失效 : Pattern Failure

– 不屬於隨機裝況造成之失效，其失效成因可能是一種以上獨立原因造成之因果關係

獨立性失效 : Independent Failure– 一特定失效不會連帶造成系統失效者

相依性失效 : Dependent Failure– 一特定失效會連帶造成系統失效者

裝備壽命 (Longevity)

裝備使用期間稱之為裝備壽命，包含裝備損壞後經過合理地、經濟地修護後還能繼續正常工作之時間

可靠性測試步驟

1. 列示可靠性測試清單2. 了解測試設備簡介3. 了解監視測試設備簡介4. 準備熱量與溫度監測表5. 確定燒入時間6. 詳述循環測試之溫度、時間和其他細節7. 工作週期之循環測試8. 振動測試的壓力強度和持續時間

可靠性測試步驟

9. 輸入電壓10. 進行維護度之量測11. 進行產品功能好壞之量測12. 建立產品好壞判定界線13. 失效型態分析14. 建立測試表格

可靠性測試實例

例題 1 – p.421例題 2 – p.422

可靠性測試 SOP

開始決定 α, β 大小

決定 θ0, θ1 大小

決定適合之抽樣計畫

決定適合之試驗水準

描繪判定準則決策線

決策制定