如何计算产品的可靠性

可靠性是产品开发和生命周期管理中的一个关键因素，尤其是对于能源相关产品 （ErP）。确保高水平的可靠性可以显著减少对环境的影响，降低生产成本，并提高客户满意度。本博客全面概述了如何根据 EN 45552：2020 中概述的指南计算产品的可靠性。

>了解可靠性

可靠性定义为产品在给定时期内在指定条件下执行其预期功能而不出现故障的概率。与关注产品总预期寿命的耐用性不同，可靠性侧重于在指定时间范围内无故障性能的可能性。

关键概念

• >可靠性：产品在规定条件下按要求运行而不遇到任何故障的可能性。
• Failure Modes： 产品无法执行其预期功能的具体方式。
• 失效机制：失效的根本原因，例如材料疲劳或环境应力。
• 故障站点：产品中可能发生故障的特定部件或组件。

可靠性评估框架

可靠性评估涉及几个关键步骤，详情如下：

<>1. 定义产品

首先，明确定义产品或产品组，包括其主要、次要和第三功能。这种功能分析有助于识别产品中必须评估可靠性的所有关键组件和系统。

2. 环境和操作条件

接下来，确定产品预期运行的环境和操作条件。这些条件包括温度、湿度、机械应力和电气负载等因素。了解这些条件对于在可靠性测试中模拟真实场景至关重要。

3. 其他信息

从各种来源收集其他信息，例如现场数据、制造商约束、法规、应力分析以及故障模式和影响分析 （FMEA）。此数据有助于全面了解潜在的可靠性问题和可能的故障机制。

4. 进行可靠性分析

通过将函数链接到故障模式、故障地点和故障机制来执行可靠性分析。这涉及执行 FMEA 或类似分析，以识别和排序最可能的故障。分析应生成按可能性排序的失败部位和机制列表。

5. 选择并应用可靠性评估方法

选择合适的方法来评估产品的可靠性。这些方法可能包括：

• 物理测试： 在受控条件下测试产品，以观察其性能并识别故障点。
• 加速寿命测试 （ALT）：使产品承受更高的应力水平，以比正常条件下更快地诱发故障。这有助于在更短的时间内估计产品的使用寿命和故障率。
• 统计分析：使用统计模型分析测试数据并预测产品的可靠性。

6. 记录评估

最后，记录整个评估过程，包括输入数据、假设、分析方法和结果。此文档对于确保透明度并为将来的可靠性改进提供基础至关重要。

示例：电子设备的可靠性评估

让我们考虑一个评估汽车中电子控制设备可靠性的示例：

1. 定义产品： 电子控制设备被定义为负责管理汽车发动机性能的关键部件。
2. 环境和操作条件：该设备预计可在 -20°C 至 85°C 的温度范围内运行，并暴露在振动和湿度下。
3. 附加信息：现场数据表明，由于组件疲劳，该设备的早期版本在三年内出现故障率为 10%。
4. 进行可靠性分析：FMEA 确定主要故障模式，例如焊点疲劳和电容器故障。这些按其可能性排序。
5. >选择并应用可靠性评估方法： 加速寿命测试在高温下进行，以快速诱发故障。测试数据的统计分析预测，在正常运行条件下，平均故障时间 （MTTF） 为 5 年。
6. 记录评估：记录结果，包括故障模式、测试条件和预测的 MTTF，以备将来参考和改进。

有关更详细的指导，请参阅 EN 45552：2020 和相关标准的全文，例如用于维修、再利用和升级评估的 EN 45554：2020，以及用于可靠性评估方法的 EN 62308。

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