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可靠性工程术语

Date: December 08,2014

  可靠性工程是一个跨学科的技术门类,相应的技术术语会特别的广泛,这时候如果有一个清单可以供参考就是再好不过了,整理这样一份可靠性属于清单是因为我工作中经常碰到需要查询不清楚的技术术语,后来想着经常需要还不如维护一份比较完整的清单,于是下面的清单就有了,当然现在离完善还有很大的距离,相信后面会越来越完整,同时也会随时技术的发展来增加新的术语。

  可靠性:

  元器件、产品或系统在一段时间内,规定条件下成功执行特定功能的机率。简而言之分为四个关键要素,一段时间、规定条件、特定功能和机率。

  浴盆曲线:

  浴盆曲线指在产品整个使用寿命期间失效率变化曲线。典型失效率变化曲线的形似浴盆,故称为浴盆曲线。

  早期失效:

  早期失效指产品在开始使用时失效率较高,但随着产品使用时间的增加,失效率迅速降低。早期失效大多是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。

  偶然失效期:

  偶然失效期,也称随机失效期(Random Failures):这一阶段的特点是失效率较低,且较稳定,往往可近似看作常数,产品可靠性指标所描述的就是这个时期,这一时期是产品的良好使用阶段, 偶然失效主要原因是质量缺陷、材料弱点、环境和使用不当等因素引起

  耗损失效期:

  该阶段的失效率随时间的延长而急速增加, 主要由磨损、疲劳、老化和耗损等原因造成。

  使用环境剖面:

  使用环境剖面指产品从生产、运输、储藏和使用过程中所经历的所有环境条件。

  室温:

  室温也称为常温或者一般温度,环境与可靠性试验中通常定义为25摄氏度(此处主要考虑是方便温度试验箱的温度变化时间和可靠性计算,不同公司的定义可能会有所差异)。当需要应用热力学温度(开氏温度)时会取300K (约 27°C)以便于计算。

  绝对湿度:

  绝对湿度是指每单位容积的气体所含水分的质量,单位一般为mg/L。

  相对湿度:

  相对湿度是该温度条件下单位体积空气中水蒸汽的质量与饱和状态下水汽质量的百分比。

  露点温度:

  露点温度是指一定水汽量的空气在一定气压下降低温度,是空气中的水汽达到饱和是的温度。当然露点温度与气温相等时,则空气相对湿度就等于100%。因此露点温度也可以表示空气中的湿度。

  温度变化率:

  温度变化率指单位时间内温度变化的范围。

  环境试验:

  环境试验指模拟周围自然环境的实际条件而进行的试验,它又可以分为机械试验和气候试验。

  机械环境试验:

  机械试验指自然环境环境中与机械应力相关的试验,主要是指动态应力。

  气候环境试验:

  气候试验指自然环境中与气候相关的试验,主要是指大气气候。

  自然暴露试验:

  自然暴露试验是指将试验样品放到某些典型的自然环境条件下进行试验,一般试验时间较长,试验结果可重复性差,费用很高。

  现场试验:

  现场试验是指将试验样品放到某些典型的使用现场进行正常使用,一般试验结果可重复性不高,但是费用很高。民用产品中的汽车都会进行现场试验,主要是在极端寒冷和极端高温的地区进行,国内的漠河由于具备极端寒冷的条件是很多汽车厂商的现场试验场地。

  人工模拟试验:

  人工模拟试验是指把试验样品放置到通过设备模拟实际的自然环境中进行的试验,通常人工模拟试验的条件都是基于现实的自然条件。一般产品的环境试验都是采取人工模拟的方式来进行,本书中的所有环境试验只讨论人工模拟试验。

  发热样品:

  发热样品指当环境试验箱的温度达到制定温度后,样品表面的温度高于环境温度5度以上的称为发热样品。

  非发热样品:

  非发热样品指当环境试验箱的温度达到制定温度后,样品表面的温度低于环境温度5度以上的称为非发热样品。

  试验温度稳定:

  试验温度稳定指试验样品热容量最大的部件每小时温度变化不大于2度时则认为已经达到试验温度稳定。

  三防:

  三防指防尘、防水和防震,一般在户外使用或者特殊为运动场合设计的产品需要考虑三防。

  加速寿命试验:

  加速寿命试验是指通过提高正常使用的应力水平来加速产品失效产生,从而缩短产品的平均寿命时间,进而缩短测试时间。

  加速因子:

  加速因子是产品在不同应力水平下寿命的比值。例如产品在A测试条件下的寿命是10000小时,在B测试条件下的寿命是1000小时,那么B测试条件相对于A测试条件的加速因子则是10。

  置信度:

  置信度也叫置信水平,它是指特定个体对特定命题真实性相信的程度。

  AMPM模型:

  "AMPM"英文全称为"AMSAA maturity predictionmodel",它是基于AMSAA模型基础上做了优化,从而可以在产品开发阶段来预计未来的失效率。此模型允许用户预计产品后续的失效率来评估方案的效果。

  AMSAA模型:

  AMSAA的英文全称为"Army Material Systems Analysis Activity",此模型是可靠性增长模型之一,利用累计测试时间和累计失效率来预估可靠性增长剖面。

  杜安模型:

  杜安模型是可靠性增长的模型之一,此模型与AMSAA模型类似,同样是利用累计测试时间和累计失效率来估计可靠性增长的剖面。

  阿伦纽斯模型:

  阿伦纽斯模型最初由瑞典的化学家Svante Arrhenius提出用来定义温度和化学活性直接的关系。后来被应用到可靠性领域中来作为加速寿命测试的模型来说明温度和可靠性之间的关系。

  BX寿命:

  BX寿命多见于转动部件的可靠性描述。BX寿命指X%产品失效的时间点。例如100个某零部件同时进行测试,在第1000小时刚好有10%的失效(即第10个零部件失效出现在第1000小时),那么我们称此零部件的B10寿命为1000小时。

  置信区间:

  置信区间指估计值发生在某区间的概率,它可以告诉我们估计结果的精度。

  退化分析:

  退化分析指通过测量产品随时间的性能变化来预计产品失效的时间。当某产品在正常应力条件下测试无法产生失效的时候,我们可以通过退化分析来分析极高可靠性产品的可靠性指标。

  可靠性设计:

  可靠性设计是一个流程的统称,指在产品早期开发阶段开展的一系列可靠性任务。

  指数分布:

  指数分布是指产品的寿命统计分布的失效率为恒定。

  艾琳模型:

  艾琳模型指基于量子力学的加速寿命测试模型,主要应用于温度和湿度应力条件

  失效分布:

  失效分布是指关于时间的失效纪律的数学模型表述,它用来计算特定时间内产品失效的概率。其与可靠性函数和平均寿命都作为可靠性的关键公式。

  失效率:

  失效率是单位时间内失效产品数量与总产品数量的比值。对于失效率另外还有一个比较通用的单位是菲特(FIT, 1 FIT=10-9/h),1 FIT相对于10亿个产品工作一小时只有有一个失效,或者1百万个产品工作1000小时只有一个失效。

  正态对数线性模型:

  正态对数线性模型是一种可以兼顾多个非热应力加速因子的模型。

  Gompertz模型:

  Gompertz模型是指一种可靠性增长模型来建立产品不同开发阶段和可靠性水平的关系,此可靠性增长模型的曲线类似S型。

  高加速寿命试验:

  高加速寿命试验指通过提高产品的工作应力直至产品失效来发现产品的潜在失效模式的一种测试方法。

  高加速应力筛选:

  高加速应力筛选与高加速寿命试验类似,区别在于高加速应力筛选应用在产品量产后的阶段,目的是在短时间内发现产品的生产质量问题来提高产品质量。高加速应力筛选100%覆盖全部的生产产品。

  高加速应力筛选抽检:

  高加速应力筛选抽检和高加速应力筛选基本一致,唯一的区别在于抽检。高加速应力筛选是100%全部测试,基于成本和时间的考虑,通过统计的手段来抽检部分样品进行高加速应力筛选来达成更高的经济效益,这就称之为高加速应力筛选抽检。

  逆幂定律:

  逆幂定律是指一种常用的加速寿命试验模型,它的加速因子是单一的非热应力,例如振动、电压和温度循环等。

  Lloyd-Lipow模型:

  Lloyd-Lipow 模型是一种可靠性增长模型,它是基于产品在不同阶段的试验次数和成功次数来进行可靠性增长的计算。

  对数正态分布:

  对数正态分布是一种用来描述产品寿命分布的模型,它主要应用于物理疲劳的失效。

  参数估计:

  参数估计是指对给定数据进行特定分布的参数估计,其方法有极大似然估计和秩回归等。

  极大似然估计:

  极大似然估计是通过若干次试验,观察其结果,利用结果推出参数的大概值。

  秩回归:

  秩回归又称为最小二乘法,它是一种数学优化技术,主要通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。

  威布尔分布:

  威布尔分布是一种经常用来做寿命数据分析的统计分布。通过威布尔三个参数的调整可以变换为正态分布,指数分布,或者说正态分布于指数分布是威布尔分布的特例。

  二项分布:

  二项分布是n个独立的是/非试验中成功的次数的离散概率分布。

  混合威布尔分布:

  混合威布尔分布是威布尔分布的一种变型,用于为包含截然不同分组的数据建模,这些分组可代表产品寿命中的不同失效特性。我们可计算出每个分组各自的 Weibull 参数,并可将结果组合在一个混合 Weibull 分布中,以在一个函数中表示所有分组。

  平均寿命:

  对于可维修与不可维修产品的定义有细微差异。不可维修产品很简单是产品开始使用到失效的平均时间,英文缩写为MTTF(Mean timetill failure)。可维修产品则是两次失效之间的间隔时间,这里的时间需要取出维修等待时间、维修时间和功能检测时间等,英文缩写为MTBF(Mean time between failure)。

  平均维修时间:

  平均维修时间指特定产品的各种失效的维修时间的平均值。

  正态分布:

  正态分布是一个数学上的常用分布之一。正态分布指一个从负无穷大到正无穷大的连续钟形对称分布。

  机率:

  机率指一个特定时间发生的可能性的定量描述。几率的范围从0至1。当几率接近于0时表示时间不太可能发生,当几率接近于1时表示事件很有可能发生。

  概率密度函数:

  概率密度函数是指通过一个数学模型来描述在时域范围中事件发生的机率。

  质量:

  质量通常指某个时间点产品或者流程的非量化的优秀程度。很多时候由于大家对于可靠性不熟悉,所以质量和可靠性很多时候是混杂在一起的,但是质量更多的是指产品在某个时间点的定性特性,而可靠性是指一段时间后的量化特性。

  可靠性增长:

  可靠性增长指分析不同时间段的产品可靠性变化,一般在产品的开发阶段采用。可靠性增长分析通过对不同时间段的可靠性跟踪分析,从而可以基于产品实际测量的可靠性变化来预计产品未来的可靠性。

  可靠性测试:

  可靠性测试指通过开展产品测试并分析原始数据获得产品可靠性指标。

  贯序测试:

  区别于并行测试,贯序测试是一种先后完成相关测试项目的测试方法。

  顺序试验:

  顺序试验指一种根据接受和拒绝条件而开展的持续试验,试验会持续进行直到试验结果满足接受或者拒绝产品可靠性的水平。通常产品的MTBF测试会选择顺序试验。

  随机振动:

  随机振动试验指在未来任一时刻的瞬时值无法预先确定的机械振动,即无法用确定性函数而须用概率统计方法定量描述其运动规律的振动。

  正弦振动:

  正弦振动试验指使用固定或变化的频率和幅值的正弦信号且在每一瞬间仅施加一个频率的振动试验。

  定频振动:

  定频振动试验是正弦振动试验的一种,它是指试验过程中只有一个固定频率的正弦振动试验。

  共振:

  共振指样品实际测的加速是输入加速度的3倍或者5倍以上的现象,一般情况下两者的差距至少为3倍。

  共振频率:

  共振频率指共振发生时的频率点,有时也称为固有频率或者自然频率。一般一个产品会有多个共振频率。

  共振搜索:

  共振搜索指对试验样品施加固定能量的自低频到高频的连续频率,以适度的扫描速率进行扫描来激发试验样品产生共振从而测量产品固有频率的测试方法。

  共振驻留:

  共振驻留指在产品固有频率点进行长时间的振动,从而建议产品是否可以长期工作在共振环境下。

  振幅:

  振幅指振动的幅度,也可以称为振动的极限运动距离。

  功率谱密度:

  功率谱密度指随机信号的各个频率分量所包含的功率(或称能量)在频域上是怎样分布的,通常用 PSD 表示,单位为g2/Hz。它在频域上分布的曲线图称谱图(简称谱)。横坐标为频率,纵坐标为功率谱密度g2/Hz(称功率谱)。

  均方根加速度(Grms):

  均方根加速度指通过频谱曲线下面的面积开根号的值。一般振动试验标准中会提供相关值做参考。

  强度应力干涉模型:

  强度应力干涉模型指基于正常使用应力和强度分布的重叠区域来计算产品失效率概率的方法。

  温湿度模型:

  温湿度模型指综合温度和湿度两个加速因子寿命测试模型。

  欠试验:

  欠试验指实际的试验条件低于规定条件的最小允许值。一般情况下可以从地狱规定试验条件的时间的恢复试验直到完成规定的试验条件为止,如果事先有规定需要重新测试的除外。

  过试验:

  过试验指实际的试验条件高于规定条件的最大允许值,一般情况下暂时停止测试进行功能检查,如果功能一切正常则恢复试验知道完成规定的试验条件为止,如果继续测试后发生故障则需要选择新的样品重新测试,以新的测试结果为准,如果继续测试未发现任何问题则本次测试通过。

  假设检验:

  假设检验是用来判断样本与样本,样本与总体的差异是由抽样误差引起还是本质差别造成的统计推断方法。其基本原理是先对总体的特征作出某种假设,然后通过抽样研究的统计推理,对此假设应该被拒绝还是接受作出推断。

  计量:

  计量是指实现单位统一、量值传递的活动。

  凝露:

  凝露是指水分子在样品上吸附的一种现象,它一般是咋试验温度发生变化时产生。

  不确定度:

  不确定度的含义是指由于测量误差的存在,对被测量值的不能肯定的程度。

  扩展不确定度:

  扩展不确定度是确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。


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