一、要求
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的可靠性水平不斷提升，高可靠、長(zhǎng)壽命成為當(dāng)前產(chǎn)品的主要特點(diǎn)。為及時(shí)掌握產(chǎn)品的可靠性水平、縮短研發(fā)周期、降低研制成本，企業(yè)需要采用加速壽命試驗(yàn)、加速退化試驗(yàn)手段快速暴露產(chǎn)品故障問(wèn)題，以及評(píng)估產(chǎn)品可靠性水平，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)。如何進(jìn)行產(chǎn)品的加速壽命、加速退化試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，如何進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及可靠性評(píng)估、壽命評(píng)估，是企業(yè)開(kāi)展可靠性試驗(yàn)工作中常常需要解決的問(wèn)題。
某電子設(shè)備是由某企業(yè)負(fù)責(zé)研發(fā)?，F(xiàn)用戶方要求該企業(yè)在6個(gè)月時(shí)間內(nèi)，完成對(duì)該電子設(shè)備的可靠性試驗(yàn)與評(píng)估。該產(chǎn)品的可靠性要求是：需要評(píng)估該產(chǎn)品在工作溫度80°下，能夠滿足15年（MTBF大約為130000h）的使用要求（置信度要求0.9）。 根據(jù)使用要求以及FMEA分析，確定該電子設(shè)備的故障判據(jù)是：與初始值相比，其輸出功率下降值大于0.5（dB）則判定為故障。
二、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
通過(guò)分析，確定該電子設(shè)備的主要敏感應(yīng)力為溫度，且在低溫情況下，功率下降值比較緩慢，若使用低溫開(kāi)展試驗(yàn)需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間，很難在6個(gè)月內(nèi)完成試驗(yàn)工作。因此，該企業(yè)采用PosVim的加速退化試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)功能，進(jìn)行試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。
（1）首先，根據(jù)產(chǎn)品類型，選擇敏感應(yīng)力（溫度），如圖1所示。
（2）利用PosVIM內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)，自動(dòng)根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)推薦使用阿侖尼烏斯模型作為加速模型，如圖2所示。
（3）考慮該電子設(shè)備的使用溫度為80°，且最高溫度為250°，選擇三級(jí)應(yīng)力策略設(shè)計(jì)應(yīng)力進(jìn)行加速退化試驗(yàn)。如圖3所示?？紤]操作性，選擇恒定應(yīng)力以及定時(shí)截尾方式試驗(yàn)。
（4）該電子設(shè)備的可靠性要求是MTBF為130000h，且置信度為0.9。根據(jù)前面分析已知，試驗(yàn)應(yīng)力采用三級(jí)應(yīng)力設(shè)計(jì)，加速模型是阿侖尼烏斯，激活能根據(jù)該單位以往產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，取0.6。利用PosVim軟件的試驗(yàn)時(shí)間計(jì)算功能，計(jì)算得到三個(gè)溫度應(yīng)力下的試驗(yàn)截止時(shí)間推薦值。如圖4所示。
（5）通過(guò)軟件計(jì)算，得到各應(yīng)力下的試驗(yàn)時(shí)間推薦值分別是：150°溫度應(yīng)力下試驗(yàn)截止時(shí)間是3017.1小時(shí)，195°溫度應(yīng)力下試驗(yàn)截止時(shí)間是1448.67小時(shí)，237°溫度應(yīng)力下試驗(yàn)截止時(shí)間是820.92小時(shí)，如圖5所示。但是，為了保證試驗(yàn)留出充足的試驗(yàn)余量，根據(jù)前面計(jì)算得到的試驗(yàn)時(shí)間推薦值，適當(dāng)增加試驗(yàn)時(shí)間。因此，將試驗(yàn)時(shí)間調(diào)整為如表1所示。
（6）試驗(yàn)樣本為總數(shù)為34個(gè)，利用PosVim的優(yōu)化功能，進(jìn)行各應(yīng)力下的試驗(yàn)樣本優(yōu)化分配。結(jié)果如圖5所示。
三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與壽命評(píng)估
根據(jù)前面的試驗(yàn)方案實(shí)施試驗(yàn)后，得到各樣本的退化數(shù)據(jù)。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)以EXCEL格式導(dǎo)入到PosVim中。
使用PosVim的退化曲線分析、偽壽命計(jì)算、異常值檢驗(yàn)、分布檢驗(yàn)、分布擬合、加速參數(shù)加速、壽命計(jì)算等功能，進(jìn)行全面、系統(tǒng)性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與壽命評(píng)估。
（1）輸入加速退化試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，可以根據(jù)退化曲線分析得出該產(chǎn)品的退化曲線符合指數(shù)模型，如下圖6所示。
（2）利用異常值檢驗(yàn)功能，分析是否存在早期失效、異常值。通過(guò)分析，m參數(shù)基本相同，表明3個(gè)級(jí)別的加速應(yīng)力試驗(yàn)的機(jī)理未發(fā)生改變，滿足加速退化試驗(yàn)要求。另外，通過(guò)分析，可以獲知一些試驗(yàn)過(guò)程得到的數(shù)據(jù)存在異常風(fēng)險(xiǎn)，可以選擇剔除異常值。如下圖7所示。
（3）利用偽壽命計(jì)算、分布檢驗(yàn)功能，可檢驗(yàn)產(chǎn)品的壽命服從的分布類型。通過(guò)檢驗(yàn)，得知該產(chǎn)品服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。如圖8所示。
（4）根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用加速退化系數(shù)計(jì)算功能，計(jì)算得到的加速參數(shù)結(jié)果如圖9所示。從結(jié)果可知，溫度應(yīng)力的激活能計(jì)算結(jié)果為0.61，與前面假設(shè)的0.6基本符合。也再次驗(yàn)證了前面進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)的方案設(shè)計(jì)合理性、有效性。如圖9所示。
（5）最后，使用壽命計(jì)算功能，計(jì)算得到該產(chǎn)品的MTBF值為672415h。大于要求的130000h，滿足使用要求。如圖10所示。
