電子系統可靠性工程的案例
電子可靠性工程概述
電子可靠性工程是提高產品質量和可靠性，降低硬件生產故障率和市場失效率的系統工程。
您是否為電子產品生產直通率較低而煩惱，是否為市場返修率居高不下而束手無策？根據業界的分析，60%以上的生產故障是由于器件失效引起的，70%以上的市場返修也是因為器件失效引起的，而大多數公司對此卻沒有采用系統化的電子可靠性工程方法來解決，導致效率較低，產品質量可靠性不高。
其實按照系統的電子可靠性工程方法，通過選擇合適的器件，有效地控制器件質量，合理應用器件，進行可靠性設計，達到業界領先的產品質量是可以實現的。
電子可靠性工程包含5個方面：
一、通過正確的選型認證來保證構成產品的物料的基本可靠性
物料選型與認證是一項產品工程，是硬件開發活動的重要組成部分。產品一旦選用了某物料，其質量、成本、可采購性基本上60%都已固化，后期的一系列改進、保障策略所達到的效果只能占到40%，物料選型影響重大。如何確定物料的規格，如何識別不同廠家的物料優劣，如何對物料廠家進行認證，如何監控物料廠家的質量波動，這些專項技術，在國際領先公司都有專業的團隊來進行研究，并有系統化的流程保障物料選用，而目前國內廠家普遍比較薄弱，因此從物料選用開始，產品質量就和業界領先公司拉開了差距，可以說是輸在了起跑線上。
二、通過正確合理的設計方法保證應用可靠性
常用的可靠性設計方法有如下14種，在產品開發過程中，這些方面都要考慮到，包括做對應的仿真分析，才能夠保證設計的產品的可靠性。
展開 Sherlock掀電子設計與可靠性革命，為電子系統保駕護航
Sherlock掀電子設計與可靠性革命，為電子系統保駕護航
“ANSYS產品組合中加入了DfR Solutions - Sherlock后，現可提供具備電子可靠性完整的端到端解決方案。Viasat 可靠性工程經理Jim Hunter表示：“DfR Solutions為用戶提供易用的解決方案，并重點增強了電子產品的機械可靠性，構建電子產品CAD裝配體在過去要耗時數周，而如今不到1個小時就能裝配完成并求解。”
時間要追溯到今年5月，ANSYS完成了對業界唯一自動化設計可靠性分析軟件Sherlock的開發商 DfR Solutions的收購。ANSYS全方位的多物理場解決方案與Sherlock精確的可靠性分析相結合，這將提供一個完整的設計師級套件，幫助客戶在設計周期的早期快速方便地分析電子故障，從而在開發過程中節省時間和資金成本。Sherlock到底如何確保電子系統和組件可靠性，又有著怎樣的突出表現，我們來看ANSYS軟件開發高級總監 Al Hancq 怎么說的？
當今世界，我們周圍的電氣組件數量不斷增加。
展開 電子可靠性 | 利用故障物理建模加速實現汽車電子可靠性
確保汽車電子可靠性的最佳方法是故障物理(PoF)方法，該方法通過科學（物理、化學等）解釋故障機制，并評估實際工作條件下的使用壽命。該方法的四個關鍵流程分別是設計捕獲、生命周期特征化、載荷變換和耐久性仿真可靠性分析與風險評估。
Ansys Sherlock自動設計分析軟件是一款可靠性保障工具套件，在虛擬仿真環境下運行該工具，可以確保電子設計的實際使用壽命達到產品的預期使用壽命。
可靠性是衡量產品在預期使用壽命內的客戶環境下執行特定功能的能力。可靠性必須通過設計進行保障。汽車行業傳統的可靠性設計方法，例如MIL-HDBK-2.17F等經驗預測、行業規范和“測試”可靠性，都存在嚴重的局限性。更出色的可靠性設計方法離不開基于故障物理(PoF)算法的可靠性保障軟件。
汽車電子面臨的挑戰在于，需要確保在惡劣環境下超過15萬英里的行駛里程和長達10年的使用壽命，且不能發生過高故障率。惡劣環境條件包括不同區域氣候下熱循環引起的季節性變化、電磁噪聲、振動、沖擊、溫度和濕度。
此外，電子產品現已集成到現代汽車的各個方面如圖1所示，多處有它們的身影。
圖1：現代汽車中的電子產品
傳統的汽車或產品開發流程方法使用了一系列“設計-構建-測試-整改(DBTF)”可靠性增長方法，這是一種發現和解決問題的試錯方法，然而如今，這種方法已經不夠用了。本白皮書通過汽車設計與計算機輔助工程、故障物理方法流程等方面詳細介紹如何利用故障物理建模加速實現汽車電子可靠性。本文為白皮書節選，完整內容可在文末下載。
汽車設計與計算機輔助工程
汽車行業已從虛擬計算機輔助工程(CAE)工具中收獲了顯著效益。這是將車輛評估從道路轉移到實驗室，再到利用計算機實現車輛、子系統和組件級評估的直接結果。
展開 可靠性電子產品熱設計知識 附電子設備可靠性熱設計指南徐維新下載
下載地址：電子設備可靠性熱設計指南徐維新
[可靠性軟件介紹]可靠性、維修性和安全性工程設計分析Isograph
功能集成
Isograph 軟件集成了以下可靠性、維修性、綜合保障分析工作內容：
※ Reliability Prediction －可靠性預計
※ Maintainability Prediction －維修性預計（ MTTR 預計）
※ Reliability Block Diagram －可靠性框圖
※ FMEA / FMECA －故障模式、影響及危害性分析
※ Fault Tree Analysis －故障樹分析
※ Event Tree Analysis －事件樹分析
※ Markov Analysis －馬爾可夫過程分析
※ Reliability-Centred Maintenance －以可靠性為中心的維修工作分析
※ Hazop Analysis －風險性及可行性分析
※ Weibull Analysis －威布爾故障數據分析
※ LccWare －壽命周期費用分析
※ AvSim －高級仿真分析
項目集成
※ 系統、分系統、設備、部件、組件、元器件的統一分析和管理
※ 支持工程項目的分離與合并
※ 自動實現產品中各層次單元的數據傳遞關系
※ 最大限度地保證可靠性設計分析工作與產品研制狀態的一致性
數據集成
※ 通過數據共享和數據鏈接技術實現數據集成
※ 軟件內部的數據鏈接由系統自動實現
※ 軟件與外部接口的數據鏈接由用戶自由指定
展開 環境試驗與可靠性試驗的七大區別，附汽車電子環境與可靠性試驗條件清單！
而可靠性試驗是以一定的統計概率表示結果的試驗，根據合同要求的可靠性定量指標和所選統計方案確定允許出現的故障數。試驗要一直進行到達規定的總臺時數才能停止。整個試驗過程中應建立故障報告，分析和糾正措施系統（FRACAS）。
[可靠性軟件介紹]電力系統可靠性分析軟件REBULK
電力系統可靠性分析軟件REBULK2.0是合肥工業大學電氣工程學院電力系統及其自動化研究所，在國家攀登計劃、國家自然科學基金、安徽省自然科學基金等重點科研項目支持下研制完成。該軟件基于現代電力系統安全經濟理論，對包括發電和輸電系統的組合電力系統安全性能進行分析，近年來先后通過4個IEEE國際標準測試電網、1個省級電網、2個市級電網的檢驗，充分證實了其正確性和實用性，軟件性能達到國內領先水平。
REBULK的研究對象包括發電機、變壓器、輸電線路、斷路器、繼電保護、重合閘等幾乎所有一、二次元件，重點考慮了發電機的計劃檢修停運及備用、故障停運、降額運行、升壓變故障，輸電線路的開路、瞬時性短路、永久性短路、線路間的相關故障和共同模式故障、主保護、后備保護和自動重合閘的動作性能，單母線、單母分段、雙母線、角型母線、3／2母線的動作原則、母線短路和開路故障、以及角形接線的故障導致的電站節點的分裂運行，考慮了斷路器的拒動、誤動、以及因絕緣損壞等發生的對地短路或活動性故障。
考慮負荷點降壓變的故障的影響，并綜合考慮負荷預測的不確定性及節點負荷間的相關性，采用聚類方法、概率抽樣和隨機波動的負荷模型模擬地區和系統的負荷。
當系統發生故障和異常運行狀態時，對電廠進行再調度，以滿足用戶需求；因安全需要不得不切負荷時，在滿足安全約束條件下提供以下調度原則，用戶可以選擇使用：系統切負荷量最小；發電成本最小；停電損失費用最小；考慮距離加權切負荷，即距故障點越近的節點切負荷值越大，越遠切負荷值越小；考慮有功功率的合理分配，即各負荷點可斷電負荷(三級負荷)先承擔功率缺額之后再作調整。
在全面真實地模擬了系統的運行特性的基礎上，REBULK分析軟件為電力規劃和運行部門提供了研究電網的大量安全分析指標，找出制約網絡的薄弱環節，提出有效的改進措施。
展開 可靠性設計、可靠性測試、元器件選型、系統設計、微觀設計
如果在電子設備的設計中，能做到系統設計、微觀設計、過渡過程三方面都考慮周到了，產品將會變得很可靠，這方面的技術并不難，它只是一種另類的思維方法，每次設計檢查的時候，都來自省下，自省的結果將會帶來難以預期的商業價值，I do belive！
1、電子可靠性設計原則
電子可靠性的設計原則包括：RAMS定義與評價指標、電子設備可靠性模型、系統失效率的影響要素、電子產品可靠性指標、工作環境條件的確定、系統設計與微觀設計、過程審查與測試、設計規范與技術標準。
有人說了，設計原則就是絕對正確的廢話，誰都會說，誰都不會用。通俗的翻譯出來就是設計原則很難和實際設計建立直接的影響和聯系。
這一段主要是方法論，關于技術的方法論，錢學森老人的偉大眾所周知吧？但他的水平和優勢是什么？電子、機械、軟件、測試、管理？都不是，是系統方法論和工程計算。當我們要決策一個電路的器件選型的時候，如果有一個基本公式，直接告訴了我們應該重視哪個指標，器件選型和電路設計還是一件難事嗎？
舉個例子，一個插座電纜，上面要通過10A的電流，是用2根8A的導線并聯分流好呢？還是用一根14A的電纜好呢？通過可靠性模型可以輕松得到答案。
驅動一個發光管，是用三極管好呢，還是用運放好呢？
前段時間去青島，參觀了青啤的啤酒博物館，看到了一個世紀前，德國的電機和日本的風扇，世紀后的今天仍然能正常工作，令人艷羨不已。系統失效率的影響要素可以告訴您這個結果的答案，放在今天，德國、日本和我們一樣，也造不出耐一個世紀的電機和風扇。
電子可靠性要想提升，應該從哪些具體問題點下手呢？
這些都是系統方法論和工程計算可以幫助解決的問題，錢老走了，他的智慧和思維需要有人繼續傳承下去，我能做的是傳播錢老的思想，希望有更多的人參與進來，更廣泛的理解和應用。
展開 [可靠性軟件介紹]系統故障樹可靠性分析軟件CAFTA
CAFTA是一套用于系統可靠性預測分析的專業工具軟件系統,由CAFTA、FDA、Safety三部分共同構成。
CAFTA以系統故障樹為可靠性分析模型，采用了面向對象設計技術思想，順應圖形化建模的發展趨勢，以蒙特卡羅方法作分析手段，將故障樹可靠性模型的數據管理、分析運算、運算結果分析以及數據的安全管理等功能都集成在一個圖形化的操作平臺上。
CAFTA系統可實現對包含多態事件的單調或非單調系統的可靠性預測分析任務，它所支持12種如與門或門異或門等常見的邏輯門模型，涵蓋了可靠性分析中大部分的應用，滿足工程實際所需。
系統特點
l 一體化的數據管理和操作平臺
2 圖形化的數據管理方式
3 具有智能特征的的多類型數據管理
4 多樣性的數據分析手段
5 安全的數據保密措施
展開 [論文]非線性隨機結構系統的動態可靠性和可靠性靈敏度設計
非線性隨機結構系統的動態可靠性和可靠性靈敏度設計
非線性隨機結構系統的動態可靠性和可靠性靈敏度設計.pdf
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《可靠性工程(安全工程技術叢書)》
I S B N： 750256758
開本： 小16開
印張： 1600.00
包裝： 平裝
字數： 378千
本書根據盡量滿足工程實際需要的原則，既系統地闡述了可靠性工程學的基本理論和方法，又結合工程實際提供了相關的資料和案例。內容包括有：可靠性主要指標與分布；系統可靠性；機械強度可靠性設計；典型機械零部件可靠性設計；概率有限元；故障模式影響分析與故障樹分析；可靠性試驗等。
本書是《安全工程技術叢書》中的一個分冊，可作為過程裝備與控制工程及其相近專業的本科和研究生教學的教材，也可作為從事過程裝備等等機械產品設計、制造、試驗、使用及管理的工程技術人員參考書。
展開 
申請兌換《可靠性工程(安全工程技術叢書)》
《可靠性工程(安全工程技術叢書)》
作 者： 金偉婭 張康達
出 版 社： 化學工業出版社
出版日期： 2005年5月
CAEnet價：￥30元
郵費:￥5元
總價:￥35元
可用分兌換：
兌換要求及條件:請參考中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動
兌換所需可用分：按照中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動相關條款。
申請兌換或有疑問請到《兌換申請區》發貼。
注：書價可能會根據市場價格波動，以您兌換時的價格為準。
申請兌換《可靠性工程(安全工程技術叢書)》
申請兌換《可靠性工程(安全工程技術叢書)》一書
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地址不變，多謝
http://www.caenet.cn/Forums/rightframe/ShowPost.aspx?Forum_ID=229&Channel=3&ThreadID=24274&CurrentPage=2
請看此地址，多謝，急用
如何提高電子產品的結構可靠性？
一、芯片、封裝、PCB結構分析
主要針對半導體、封裝、電子控制行業中芯片、封裝PCB結構受力變形分析
芯片、基板翹曲變形（聯合電磁-熱-力耦合）
基板結構顯式動力學可靠性（跌落碰撞）
封裝PCB結構制造工藝設計（FC工藝、熱壓焊接等）
封裝PCB結構熱力可靠性（溫循）
封裝PCB結構中焊球蠕變和壽命分析
封裝PCB結構濕度擴散和濕應力分析
封裝PCB的結構動力學可靠性（模態、隨機振動）
封裝結構顯式動力學可靠性（跌落碰撞）
二、5G電子產品結構可靠性
主要針對手機、濾波器等整機產品結構可靠性
手機揚聲器性能優化（優化頻響曲線，減少雜音，優化音腔結構）
手機整機多點彎曲試驗
手機整機扭轉彎曲試驗
手機整機跌落測試
體聲波濾波器（BAW）可靠性
聲表面波濾波器（SAW）可靠性
三、Ansys Sherlock在電子產品失效性分析中的應用
Sherlock是唯一使用失效物理進行電子產品壽命和失效分析的產品，兼顧精度和效率，在電子行業失效分析中有很強競爭力
Sherlock分析封裝PCB諧響應、隨機振動壽命和失效概率
Sherlock分析封裝PCB瞬態沖擊壽命和失效概率
Sherlock分析封裝PCB溫循壽命和失效概率
Sherlock分析封裝PCB中焊球壽命和失效概率
Sherlock電路板插拔和彎曲測試
Sherlock對芯片損耗壽命和失效分析（介質擊穿、BTI、熱載流子注入、電遷移）
Sherlock結合Workbench進行系統電子產品壽命和失效分析（諧響應、隨機振動、瞬態沖擊、熱力、焊球失效等工況）
時下先進的2.5D/3D IC封裝技術，包括通過硅通孔（TSV）、管芯和晶片堆疊、系統封裝SiP等，將成為5G芯片封裝設計的主流選擇
展開 可靠性工程 /金偉婭, 張康達編著 推薦（有關ansys 計算可靠
可靠性工程 /金偉婭, 張康達編著 .--北京 :化學工業出版社 ,2005
249頁 :圖 ;26cm .--(安全工程技術叢書 ),圖 ;圖
ISBN:7-5025-6758-5 :CNY30.00
Ⅱ.①金偉婭 張康達 Ⅲ.①可靠性工程 Ⅳ.①TB114.3 /16
