Способы оценки надежности и качества функционирования электронного оборудования

Надежность изделия необходимо прогнозировать до его запуска в производство. Для прогнозирования необходимы следующие данные:

1. обеспеченность инструкциями, измерительными приборами и испытательными стендами;

2. контроль качества материалов, полуфабрикатов и деталей, поставляемых внешними поставщиками;

3. классификация дефектов и характеристик качества выпускаемых изделий;

4. систематический выборочный контроль изделий по показателям качества;

5. контроль над особыми условиями и видами производства;

6. наблюдение за нестандартными материалами и учет статус их годности;

7. проведение специальных испытаний без разрушения проверяемых изделий.

При сопоставлении запланированного качества, определенного конструкторско-технологической документацией, и качество готового изделия, соответствующее классификации дефектов, определяется регламентирующими документами: технологическими инструкциями (карты, маршруты) и инструкциями по приемке изделия, т.е. по их проверке, контролю и аттестации. Таким образом, определяются требования к стандартному уровню качества.

К числу стандартизованных оценок качества относят:

1. допустимый процент эффектов на одно изделие, если оно сложное, или дефектных изделий на партию из ста штук, если оно простое;

2. уровень среднего выходного качества, которое устанавливают на основе плана выборочного контроля или ускоренных испытаний;

3. допустимое число взвешенных дефектов на одно изделие.

Для расчета причинных оценок используют:

1. статистические данные за некоторые предшествующие периоды для расчета средних значений параметров качества и обоснования стандартизованных норм;

2. результаты, полученные в процессе опытов, исследований или испытаний, для расчета норм качества изделия и аналогов;

3. значение параметров, характеристик, указанных в технических требованиях к качеству изделия, в том числе и данные о затратах на обеспечение качества.

Современная практика показывает что:

1. общий уровень качества изделий при отсутствии обязательного использования стандарта примерно на 25% ниже, чем при действующем стандарте;

2. целесообразно установить стандарт, используя данные предшествующих периодов в пределах до 80% от расчетного среднего значения;

3. наиболее предпочтительными для расчета стандартов представляются результаты, полученные на основе опытов и испытаний. Стандарты, основанные на технических требованиях, нормах и рассчитанных ранее параметрах, дают больший выбор потребителю и чрезмерно ограничивают производителей;

4. экономически выгодные оценки, нормы и стандарты качества, учитывающие минимум затрат на обеспечение качества, рассчитываются путем поиска оптимальных решений в конкретных условиях производства изделия.

Надежность изделий

Надежность изделия должна обеспечиваться во время всего срока эксплуатации изделия. Динамика процесса эксплуатации изделия представляется 3 фазами: отладкой, эффективной нормальной работой и старением (период ремонтов).

Отладка. Характеризуется коротким периодом времени, резким сокращением числа отказов, благодаря замене некачественных деталей и устранений ошибок сборки.

Нормальная работа. Характеризуется длительным временем, включающий гарантийный срок безотказной работы. На этом этапе уровень отказов очень низкий и они носят случайный характер. Этот период обеспечивает ценовую политику производителя и риск потребителя.

Старение. Характеризуется высоким уровнем отказов в связи с износом элементов, старением материалов, изменением их прочностных свойств.

Отказ на каждом этапе эксплуатации изделия описывается с помощью отдельных законов распределения случайных величин. Для описания первой фазы наиболее часто используются гамма-расределение. Для второй фазы – экспоненциальное распределение. Для третьей фазы – нормальное распределение или суперпозиция нормального и экспоненциального распределения. Для оценки надежности выполняется преобразование распределений для получения плотности распределения и вероятности отказов.

X – случайная величина;

a, b – параметры распределения;

Г – гамма-функция;

k – формообразующий параметр кривой распределения;

d – частота появления отказа;

Θ – срок службы изделия.

План выборочного контроля изделия по сроку службы можно представить в виде плана контроля безотказности, добавив внешнюю нагрузку и приняв в качестве допущения, что после фазы отладки следующая фаза подчиняется экспоненциальному распределению. При этом возможны следующие варианты организации испытаний, с целью оценки безотказности, как среднего срока службы изделия:

1. испытания заканчиваются после фиксации заранее установленного числа отказов, при этом используются значения приемлемого и неприемлемого срока службы изделия для сравнения;

2. испытания заканчиваются по истечению времени Т с заменой или без замены оставшихся элементов. Извне задаются следующие параметры: объем выборки М, приемлемый срок службы изделия и установленное время проведения испытаний.

По результатам испытаний для определенного вида изделия могут составляться сводные данные для различных режимов и периодов эксплуатации, что позволяет сэкономить время и затраты при производстве изделия, для которого уже имеются эти таблицы.