Page 89 - 无损检测2023年第六期

黄春明:
无损检测仪器的可靠性预计

n n 表2 仪器整机预计失效率计算结果
(
λ
λ= ∑ i= ∑ N i λ Gi π Qi ) ( 4 )
i = 1 i = 1 元器件计数法 单元失效率λ /
下的通 单元名称 数量 备注
-6
-1
式中: λ Gi 为第 i 种元器件在环境类别为N SB 元器件数量n ( ×10 h )
为第 i 电源模块 供应商提供
用失效率; π Qi 为第 i 种元器件质量等级; N i 1 - 30
种元器件数量; n 为元器件数量。 网络模块 1 - 10 供应商提供
功能单元 A 1 58 46.251 -
3 可靠性预计结果 功能单元 B 1 122 54.1833 -

功能单元 C 1 112 32.6642 -
查阅标准 GJB / Z299C-2006和 MIL-HDBK-
功能单元 D 1 121 29.2597 -
, 计算出各元器件失效
217F-2000 获得π Qi 和 λ Gi 工程经验数值
功能单元 E 1 - 10
; 再按照式( 4 ) 计算出各单元的失效率。由于
率λ i
该仪器包含7个核心功能单元, 且每个单元所含元 即仪器整机平均故障间隔时间的预计值为

4709h 。
器件数量较多, 共计413个, 笔者不在此一一列出,
仅以功能单元 A 为例, 给出单元 A 和保险丝的失效 从计算结果可以看出, 仪器整机的基本可靠性

率计算方法, 即 预计结果( 4709h ) 为目标值( 3000h ) 的1.57倍, 按
照1.2~1.5倍要求, 该仪器的可靠性水平满足设计
58

λ
- 6
λ 单元A = ∑ i= 46.251×10 h - 1 ( 5 ) 指标要求, 说明设计阶段的可靠性设计方案是可行
i = 1

- 9 - 1 的, 可靠性分配是合理的。
λ 保险丝 = λ 1= 4.95×10 h ( 6 )
同时也发现单元 B 失效率相对较高, 根据需要
功能单元 A 的失效率计算结果如表1所示。
表1 功能单元 A 失效率计算结果 可以采取简化设计、 降额设计、 热设计等手段进行可
靠性设计优化, 进一步提高其可靠性水平。
通用失效率 单元失效率
元器件 数量 质量系数
序号 λ Gi / λ i /
名称 N i π Qi 4 结语
-1
-1
-6
-6
( ×10 h ) ( ×10 h )

1 保险丝 1 1 0.00495 0.00495 ( 1 )针对应用于海洋复杂工况的自主研制的多

2 二极管 64 3 0.00530 1.01706 功能无损检测仪器开展了可靠性预计, 给出了仪器

3 芯片 1 6 0.03990 0.23940 的可靠性预计方法, 为无损检测仪器在研制过程中

4 连接器 2 1 0.04000 0.08000
的可靠性设计提供了借鉴和参考。
… … … … … …
( 2 )可靠性预计仅是在可靠性设计阶段通过数

58 固态电容 6 1 0.00160 0.00960
学模型进行的可靠性初步定量估计, 在后续研制阶
采用与单元 A 同样的计算方法, 得出其余单元 段中还可通过不同可靠性试验来做进一步检验, 如
的失效率。鉴于仪器可靠性模型为串联模型, 则各 研制中期的可靠性增长试验、 设计定型阶段的可靠
单元失效率之和为仪器整机失效率。仪器整机预计 性鉴定试验和量产阶段的可靠性验收试验等。
失效率计算结果如表2所示。 参考文献:
由表2失效率计算结果可得仪器的失效率, 即
λ 仪器 = λ 电源模块 + λ 网络模块 + λ 单元A + … λ 单元 E= [ 1 ] 龚绍文, 赵月琴. 导弹电缆工作状态可靠性预计[ J ] . 兵
+

- 6 - 1 ( 7 ) 器装备工程学报, 2018 , 39 ( 11 ): 36-38.
212.3583×10 h
则平均故障间隔时间 M 可按照式( 3 ) 计算, 即 [ 2 ] 谢少峰, 张曾照, 聂国健. 可靠性设计[ M ] . 北京: 电子
工业出版社, 2015.
1 1
M 仪器 = = - 6 = 4709h ( 8 )
λ 仪器 212.3583×10
1
5
2023年 第45卷 第6期
无损检测