我对系统的可靠性分析的理解

许文祥 20091003791 072093

系统的可靠度不仅涉及到零件的可靠度，而且与他们的组装方式有关。除此之外，也包括很多环境因素和操作因素等等，比如零件本身的装配误差，工人的操作水平的高低，以及环境温度，散热，润滑等，这些都影响到了系统的可靠性。当然，各种因素的影响并不是确定的，所以必须对各种因素对系统的影响的大小进行分析与归纳。 针对系统可靠性预测，建立系统的可靠性模型是很必要的。现在比较广泛的就是对系统的类型进行分类，如串联和并联系统两种基本形式，而并联系统又可以分为工作储备和非工作储备系统模型，这主要是针对零件的不同组装形式对系统可靠性影响这一方面建立的模型。虽然比较简单，而且我认为它不能很准确的反映系统的可靠度，但是它提供了一种对系统可靠性预测的方式，能够对系统的可靠性做出粗略的估计；我们生活中见到的各种系统基本上都是这些类型的系统或是由这些类型的系统所构成的，建立系统的模型以后，根据各个零件的可靠性得到系统的可靠性，当然还得考虑到开关的可靠性，根据这些值我们可以估计设计是否满足要求，这种方法的特点是简单方便，所得结果是在理想化的情况下得到的，不是很准确，但很有价值。 而在实际设计很生产使用中，尤其是很多对可靠性要求比较高以及成本较高的系统，我们就必须比较准确的分析出系统的可靠性，比如汽车，飞机，航天器，核潜艇等等，它们就要求比较高的可靠性，但又要考虑到成本，所以必须在满足可靠性要求的前提下降低成本，

所以需要对各种影响到系统可靠性因素进行综合考虑，而我觉得故障树分析法就是一种很好的分析方法。与前面所讲的方法不同，它是从故障来估计系统的不可靠度，它包括研究引起故障的人，环境之间的因果关系的定性分析，在对失效原因及发生概率统计的基础上，确定失效概率的定量分析。这种方法分析引起故障的各种原因，并进行因果关系的分析，建立一张树状图，这样引起故障的原因及关系就一目了然了，根据故障树，我们可以通过分析各种原因所引起故障的概率以及与故障的的不同关系来估计系统的可靠度；但更重要的是，在发生故障以后，根据故障树，我们通过不断地排除各种引起故障的原因，从而找出那个引起故障的因素，这在实际中很有效果。

事实上，除了这些分析系统可靠性的方法，还有很多其他的方式，，但是在我看来，前面所说的这两种无疑是最好的，首先，是比较简单方便，这两种方法很容易让人们接受和使用；其次，它们能够较好的与实际相符合，这也是最重要的。当然，以后可能会出现一些更好更方便的可靠性分析方法，也会出现一些基于某种分析方法的计算机软件，我想这也会给我们的生活带来安全和舒适。

第二篇：可靠性预计报告

可靠性预计报告（本报告未经许可不得复制）

NO.130003

产品名称：型号：生产单位：检测单位：检测日期：编制：审核：批准：

一、0.5S级三相智能电能表的硬件组成

0.5S级三相智能电能表（以下简称"仪表"）主要用于工业电量的分时计费，更好地均衡电网负荷。仪表采用汉化液晶显示，具有有功电能计量、远红外通信、485通信、远程控制断送电、每日零点电量自动冻结、24点整点电量冻结等功能。

0.5S级三相智能电能表主要分为控制，计能计量，存储器，实时时钟、通讯，显示，电源和其它等八部分组成。

图10.5S

级三相智能电能表的功能原理框图

二、可靠性预计模型

1可靠性结构框图

对0.5S级三相智能电能表的功能进行分析，可知系统中的任何部件，如果失效，都将导致0.5S级三相智能电能表无法正常运行，只有当这些部件都能正常工作时，0.5S级三相智能电能表才能正常工作，因此0.5S级三相智能电能表属于可靠性串联结构模型，如图2所示。

图2.0.5S级三相智能电能表可靠性框图LCD显示存储器RS485实时时钟2可靠性数学模型：

组成0.5S级三相智能电能表的各个部件之间是串联关系，设每个部件的可靠度为Ri，则系统的可靠度RS为：

RS＝R1?R2???Rn??Ri

i?1n

大部分电子产品在偶然故障期的失效均服从指数分布，假定0.5S级三相智能电能表及其部件的失效也服从指数分布，则系统的总失效率λS计算公式为：

λS?λ1?λ2?????λn??λi

i＝1n

0.5S级三相智能电能表平均故障间隔时间MTBF的计值为：

MTBF=1/λS（小时）

三、可靠性预计的依据和元器件质量等级

0.5S级三相智能电能表中使用的元器件均符合工业标准并进行筛选，依据GJB/Z299C进行预计，国产元器件的可靠性预计采用299C应力法，进口元器件的可靠性预计采用299C进口件应力法。元器件质量等级是依据元器件的选用、采购、批检验控制和FRACAS系统运行情况来确定的。

本预计未包括非电部件。

四、应用环境类别及环境系数的确定

0.5S级三相智能电能表安装在环境平均温度40℃、无湿度控制的一般地面环境。在GJB/Z299C中，不同类别的元器件环境系数取值不同，详细的取值情况见附录可靠性预计结果报表。

五、可靠性预计计算

1.元器件的失效率预计模型

依据GJB/Z299C，元器件的失效率预计模型为：

?p??b??i

i?1n

式中：λp为工作失效率的预计值；

λb为基本失效率；

πi(i=1、2、3...n)，它是影响失效率的质量因子、环境因子、温度因子、电应力因子等一系列修正系数；

不同类型的元器件其预计模型是不同的。下边针对该产品所使用的不同的元器件所对

应的预计模型，对各元器件进行失效率预计。

(1)、单片集成电路

◆对于进口IC，其工作失效率预计模型为：

λP=（C1πT+C2πE）πQ

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

C1——电路复杂度失效率；

πT——温度应力系数（结温Tj取平均温度43℃）；C2——封装复杂度失效率；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取C-1级，即按制造商规定的生产和试验流程制造

和试验的工业级产品）；

采用该预计模型的元器件有：

①单片机UDP78F1166为日本NEC公司生产，内含约120万个晶体管，100脚扁平

封装，进口成熟产品，工作电压Vs=5V，功耗P=50mW。

②存储器EEPROM采用ST公司的M24C512，内含64K字节存储单元，8脚扁平(FP)

封装，进口成熟产品，工作电压Vs=5V，功耗P≤10mW。

③ESAM模块采用国网公司的专用芯片，芯片由国外封装，内置专用软件，内含约

100万个门，8脚DIP直插封装，成熟产品，工作电压Vs=3.6V，功耗P≤50mW。

编号①②③④

名称UDP78F1166M24C512ESAM模块MAX13085

πQ6.06.06.06.0

C10.00840.01430.00840.0088

C20.00230.000190.00030.00013

πT0.2300.2300.2300.230

πE1.81.81.81.8

λP0.036580.0226380.0148320.013548

◆对于国产IC，其工作失效率预计模型为：

λP=πQ【C1πTπV+（C2+C3）πE】πL式中：λP——工作失效率，10-6／h；

πQ——质量系数，对应质量等级（取B2级，即符合GB/T4589.1的Ⅰ类

产品）；

C1和C2——电路复杂度失效率（估算IC内部所含门数所得）；C3——封装复杂度失效率；

πT——温度应力系数（结温Tj取平均温度43℃）；πV——电压应力系数；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πL——成熟系数（取1.0，即符合相应的标准或技术条件，已稳定生产

的产品）

采用此预计模型的器件有：

①计量芯片ATT7022C为上海钜泉科技有限公司生产，内含约10万个门，44脚塑

料扁平封装，成熟产品，工作电压VDD=5V，功耗P≤35mW。

②三端稳压器CJ78L05，内含约100个晶体管，3脚塑料贴片封装，成熟产品，工

作电压Vs=12V，功耗P≤350mW。

编号①②

名称ATT7022CCJ78L05

πQ1.01.0

C10.62600.6083

C20.01940.0544

C30.16700.0174

πT0.300.57

πV1.01.0

πE2.42.4

πL1.01.0

λP0.635160.519051

(2)、电阻

◆对于进口电阻，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπTπS

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取3.0，即执行军用规范但无可靠性指标的产品）；πT——温度系数（取平均温度为40℃）；πS——电应力系数；

使用该模型进行预计的器件主要有片式膜电阻（0805及0603规格各阻值），该器件由台湾国巨(Yageo)生产，精度可达±1%或±5%，工作温度：-55～155℃，按进口元器件模型进行预计。

编号①

名称片式膜电阻

λb0.0005

πE1.4

πQ3.0

πT1.0

πS0.6

λP0.0013

◆对于国产电阻，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπT

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；πQ——质量系数；πT——温度系数。

使用该模型进行预计的器件主要有压敏电阻、热敏电阻：

压敏电阻为MYG20K510，510V±20%，由西无电公司生产，工业级

②热敏电阻为MZ11-04B401-701RW，由深圳新三宝公司生产。编号①②

名称压敏电阻热敏电阻

λP=λbπEπQπR

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；πQ——质量系数；πR——阻值系数

使用该模型进行预计的器件还有精密电阻：精密电阻为1R0/1W，工业级编号①

名称精密电阻

λb0.0325

πE1.5

πQ1.0

πR1.0

λP0.04875

λb0.040.045

πE2.52.5

πQ1.01.0

πT1.451.75

λP0.14500.1969

(3)、电容

◆对于进口电容，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπTπSπch

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取3.0，即执行军用规范但无可靠性指标的产品）；πT——温度系数（取平均温度为60℃）；πS——电应力系数；

πch——表面贴装系数（取1.3，即为无引线片式类瓷介电容）采用该预计模型的元器件有胆电容、铝电解电容和片式电容：

①铝电解电容选用日本红宝石和韩国三和品牌的长寿命电容YXF/WL系列（105℃），使用寿命≥4000h；漏电流：<3μA，额定电压：≥16V，工作温度：-40~+105℃。稳压之前的电容工作电压VS=12V，额定电压为VM=35V，稳压之后的电容工作电压VS=5V，额定电压为VM=16V。

②片式电容采用日本TDK生产的0805系列，精度可达±5%、±10%，工作温度：-55～

125℃。生产工艺先进，可按进口元器件进行预计。

编号①②

名称铝电解电容

400μF-12000μF

片式电容

各规格

0.0050.0004

1.51.5

3.03.0

1.61.1

0.60.4

1.01.0

0.02160.0008

规格＜400μF

λb0.003

πE1.5

πQ3.0

πT1.6

πS0.6

πch1.0

λP0.0130

◆对于国产电容，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπcvπch

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；πQ——质量系数；πCV——电容量系数

πch——表面贴装系数（取1.3，即为无引线片式类瓷介电容）。

使用该模型进行预计的器件主要有安规电容：

编号①

名称

λb

πE

πQ

πCV

πCV

λP

(4)、变压器

对于国产变压器，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπK

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数；

πQ——质量系数；

πK——种类系数；

①变压器采用220H型，由变压器厂生产，TM=120℃，两路次级和一路自藕输出，各回路之间有足够的绝缘强度，实际工作时输入功率Wi=1.2W，消耗功率Wt=1W，工作环境温度为TS=40℃，绝缘等级为E，⊿T=7.5WI/(Wt)0.6，热点温度THS=TS+1.1⊿T=40+1.1×7.5×1.2/10.6=49.9℃。编号

①名称220Hλb0.0202πE2.0πQ1.0πK5.0λP0.202

(5)、继电器

对于国产继电器，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπC1πCYCπΓπAπC

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h（感性负载，S=5/60=0.0833=0.1，工作环境温

度为TS=40℃，额定温度TM=85℃。）；

πE——环境系数（取1.5，即GF1）；

πQ——质量系数（取1.0，即负荷SJ2386、SJ2456的产品）；

πC1——触点形式系数（取1.0，即1刀单掷）；

πCYC——动作速率系数（取0.1，即动作速率≤1次每小时）；

πΓ——额定负载系数（取2.0，即触点负载额定值≥10A）；

πA——应用系数（取0.4，即中功率）；

πC——结构系数（取3.2，即磁保持继电器）；

电表中选用的继电器为G5Q-14，一般情况下负载为感性，最大负载电流10A，允许

拉闸电流为5A,所以S=5/60=0.0833=0.1。工作环境温度为TS=40℃，额定温度TM=85℃。名称G5Q-14

λb0.0780

πE1.5

πQ1.0

πC11.0

πCYC0.1

πΓ2.0

πA0.4

πC3.2

λP0.0300

（6）、二极管

对于进口二极管，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπTπS

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取B2级，即按照制造商规定的生产和试验流程制造

和试验的工业级产品）；

πT——温度系数（取平均温度为40℃）；πS——电应力系数；

采用该模型预计的元器件有：

①四川乐山LRC公司生产的M7型二极管，SMA封装，峰值重复反向电压(VRMM)：1000V；平均整流正向电流(IF)：1.0A，工作温度范围：-65~175℃。生产工艺先进，可按进口元器件进行预计。

②美国安森美公司生产的1N4148型二极管。瞬变二极管为君耀公司生产的P6KE6.8CA型二极管。编号①②③

名称M71N4148P6KE6.8CA

λb0.0060.00080.006

πE1.61.61.6

πQ6.06.06.0

πT1.31.31.0

πS0.40.40.4

λP0.029950.003990.02304

（7）、三极管

对于进口三极管，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπTπS

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取B2级，即按照制造商规定的生产和试验流程制造和试

验的工业级产品）；

πT——温度系数（取平均温度为40℃）；πS——应力系数；

电表所使用三极管为四川乐山LRC公司生产的贴片式三极管，整管功耗：200mW、放大系数：200、工作温度范围：-55~150℃，按普通双极型晶体管进行预计。名称片式三极

硅PNP

管

MOS

0.003333

1.6

6.0

1.0

0.16

0.0051

0.000833

1.6

6.0

1.0

0.16

0.0013

规格硅NPN

λb0.000667

πE1.6

πQ6.0

πT1.0

πS0.16

λP0.0011

(8)、光电子器件

对于进口光电器件，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQπT

式中：λP——工作失效率，10／h；

λb——基本失效率，10／h；πE——环境系数；πQ——质量系数；πT——温度系数；

①光耦为日本NEC公司生产的PS2501-1型，DIP封装，隔离电压≥5KV；Vceo≥80V。②发光二极管为巨能公司生产的GM-50UR113/2型和LED-0805，工作温度范围：

-25~85℃。该公司生产工艺先进，可按进口元器件进行预计。

③红外发射管和红外接收头为可得公司生产，发光强度：23.1mcd（电流为20mA

时）；发射光角度：±44deg；工作温度范围：-25~85℃。该公司生产工艺先进，可按进口元器件进行预计。

编号①

名称光耦

λb0.00137

πE1.5

πQ6.0

πT1.0

λP0.01315

-6-6

②③④

发光二极管红外发射管/红外接收头

0.00030.00133

1.51.5

6.06.0

1.01.0

0.00270.01197

（9）、晶振

◆对于国产晶振，其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQ

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h，（统一取0.35）；πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取1.0，即符合SJ/T11256、SJ51648/1-5的产品）；

①16MHz晶振，深圳奥德尔公司生产，49U/S封装，温度系数：±10ppm；频率:3.579545MHz

编号①

名称16MHz

λb0.14

πE1.5

πQ1.0

λP0.21

（10）、电流互感器

λP=λbπEπQπKπC

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h（绝缘等级为Y级，热点温度THS取65℃）；πE——环境系数（取一般地面固定，即GF1）；

πQ——质量系数（取B2级，即符合SJ2697、SJ2533等标准的产品）；πK——种类系数（取1.0，即固定和可变小线圈、电感器产品）；πC——结构系数（取1.0，即为固定类产品）；

电流互感器为河北申科公司生产的，精度可达0.1级。名称电流互感器

λb0.019

πE2.0

πQ1.0

πK1.0

πC1.0

λP0.038

注：GJB/Z299C中没有专门针对电流互感器的预计模型，根据电流互感器的工作状态与环境，采用电源变压器的预计模型来预计电流互感器的失效率应该是可信的

（11）、电池

◆对于国产电池。其工作失效率预计模型为：

λP=λbπEπQ

式中：λP——工作失效率，10-6／h；

λb——基本失效率，10-6／h；

πE——环境系数（取GF1，即一般地面固定）；πQ——质量系数；

时钟电池为亿纬生产的3.6V锂电池，容量≥1200mAh。

名称3.6V

锂电池

λb1.5

πE1.4

πQ0.45

λP0.945

编号①

（12）、开关

电表中选用了两种开关：按键开关和开盖检测开关，其通用的工作失效率预计模型为：λp=(λb1+λb2)πEπQπLπCYC式中：λP——工作失效率，10／h

λb1——基本失效率，10／h（按钮-钮子式）

λb2——基本失效率，10／h（按键开关/开盖检测开关：有源接触点数=1/2）πE——环境系数πE=2.0

（一般地面固定GF1）

-6-6

-6

πQ——质量系数πQ（质量等级选择为B2级：符合GB标准的产品）πL——触点负载系数πL=1.0

（阻性负载，S=0.05）

（平均每天≤1次）πE2.0

πQ1.0

πL1.0

πCYC0.1

λP0.0122

πCYC——开关速率系数πCYC=0.1

名称开关

λb10.001

λb20.06

（13）、连接器

电表中选用了PCB板连接器，按插针数统计有4+6+13针，II类绝缘材料，工作电流＜2A，工作环境温度为40℃,其通用的工作失效率预计模型为：λp=λbπEπQπPπKπC

式中：λP——工作失效率，10-6／hλb——基本失效率，10-6／h

（T=TS+⊿T=40+3.6=43.6，II类绝缘材料）

πE——环境系数（一般地面固定GF1）

πQ——质量系数（质量等级选择为B2级：符合GB标准的产品）

πP——接触件系数（有4/6/13/针）πK——插拔系数（正常使用时，不会插拔）πC——针孔系数（针孔式）

名称2P26P

λb0.04590.0459

πE1.51.5

πQ1.01.0

πP1.723.0

πK1.01.0

πC0.30.3

λP0.03552660.061965

（14）、印制板

电表中有3块印制板：λp=(Nλb1+λb2)πEπQπC

式中：λP——工作失效率，10／hλb1——基本失效率，10／hλb2——基本失效率，10／hN——金属化孔数πE——环境系数=2.0

（一般地面固定GF1）

-6-6

-6

πQ——质量系数=1.0（质量等级选择为B2级：符合标准的产品）πC——复杂度系数=1.0名称主板控制板

λb10.000170.00017

（双面板）λb20.00110.0011

N97103

πE2.02.0

πQ1.01.0

πC1.01.0

λP0.035180.03722

（16）、焊接点

电表中印制板的焊接采用回流焊与波峰焊两种方式结合，其通用的工作失效率预计模型为：λp=λbπEπQ

式中：λb——基本失效率λb=0.00014

λb——基本失效率λb=0.00018

（回流焊）（波峰焊）

λb——综合基本失效率λb=（0.00014+0.00018）/2=0.00016πE——环境系数=2.0（一般地面固定GF1）πQ——质量系数=1.0（按常规程序进行焊接）编号

名称

λb

πE

πQ

λp

①焊接点0.000162.01.00.00032

另：LCD的失效率估算：

由于《电子设备可靠性预计手册》中没有专门针对LCD的预计模型，因此参考了LCD制造厂家提供的“电表类LCD产品寿命推算”方法，由厂家保证LCD的使用寿命达到10万小时，即正常使用10年不损坏，由此保守地估算出LCD的失效率为：

λp=10x10-6

(LCD)

LCD由于是由玻璃制成，它的故障常出现在运动过程中，如运输、搬移、挤压等，造成机械损伤。在实际的使用过程中，由于电表都是固定在稳定的表箱或墙体之上，因LCD导致电表故障的概率很低，通过实际数据，可以推算出LCD的实际失效率：

根据生产过程中的质量追踪及现场运行情况来看，LCD的失效率也是很低的。

实例：08年供给广西西地区的12000只表，使用相同厂家的液晶，在运输到目的地时，出现2只表LCD破裂，其它表已正常运行10月多，再未出现故障。由此算出实际的失效率为：

λ=

2/(12000*10*30*24)=2/86400000≈0.02314x10-6考虑到LCD

的型号差异，再保守估计，取LCD的失效率为：

λp=0.1x10-6

(LCD)

2.各模块的失效率计算

失效率的计算按各功能模块分别进行：

(1）控制模块

根据控制模块部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，结果见下表1：

表1.单

位：10-6/h序号1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

名

称

型

号

数量

16512011198321

单一失效率

0.00130.00080.0341640.011970.011970.00110.00130.00270.01220.0122

合计失效率

0.21450.0960.0341640.011970.011970.00990.01040.00840.02440.0122

备注

进口进口进口

贴片电阻贴片电容MCU红外发射管红外接收管贴片三极管贴片三极管发光二极管

按钮按钮

各型号各型号UDP78F1166AT205HM238RL8050QLT1GL8550QLT1G普亮LED-φ5-红KFC-A06(L=5mm)(mhps2266（不带锁）

合计0.73276

(2)计量模块

根据计量模块部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，结果见下表2：

表2.单位：10-6/h1.

名

称

型

号

数量

78521113

单一失效率

0.00130.00080.210.635160.030.038

合计失效率

0.10140.04160.210.635160.030.1141.13216

备注

贴片电阻贴片电容晶振电能计量芯片

继电器电流互感器

各型号各型号24.576MH±10ppm

ATT7022CG5Q-141.5（6）A/5mA10?

合计

(3)存储模块

根据存储模块部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，结果见下表2：

表3.单位：10-6/h序号1.2.3.

名

称

型

号

数量

1661

合计

单一失效率

0.00130.00080.021138

合计失效率

0.02080.00480.0211380.046738

备注

贴片电阻贴片电容IC贴片

各型号各型号M24C512

（4）通信模块

根据通信模块部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，通讯模块为RS485和，结果见下表4

表4.（RS485通讯）单位：10-6/h序号1.2.3.4.5.6.

名

称

型

号

数量35162114

单一失效率0.00130.00080.19690.023040.0135480.01315

合计失效率0.0520.01760.3938

0.023040.0135480.05260.552588

备注

贴片电阻贴片电容热敏电阻抑制二极管485收发器贴片光耦

各型号各型号MZ11-09A300-600RW

P6KE6.8CAMAX13085NEC2501

合计

（5）显示模块

根据显示模块部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，结果见下表5：

表5单位：10-6/h序号1.2.

名

称

型

号

数量

11

单一失效率

0.10.027588

合计失效率

0.10.027588

备注

LCD液晶屏液晶驱动芯片

GDS-FF-1818WPHE16C22

3.4.5.

贴片电容贴片电阻LCD背光板

各型号各型号JX-F50851BG-3

合计

651

0.00130.00080.0108

0.00780.00400.01080.50188

（6）电源模块

根据电源模块部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，结果见下表6：

表6单位：10-6/h序号1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

名

称

型

号

数量

313234

各型号各型号M7ER14250

合计

2861

单一失效率

0.14500.19690.2020.015960.5190510.0130.00130.00080.029950.945

合计失效率

0.4350.19690.6060.031921.5571530.0520.00260.00640.17970.9453.73856

备注

压敏电阻热敏电阻变压器整流桥三端稳压器电解电容贴片电阻贴片电容贴片二极管锂电池

20K510MZ11-04B401-701RW

220HMB6S78L05

（7）其它

根据其它部分的元器件清单，分别计算各类元器件的工作失效率，再做统计，结果见下表8：

表7.单位：10-6/h序号12345678

名

称

型

号

数量

18313111

单一失效率

0.0619650.00130.00080.029950.013150.035180.037220.00032

合计失效率

0.0619650.0104

备注

排针贴片电阻贴片电阻贴片二极管贴片光耦PCB板PCB板焊接点

201S-2*13P/9.5/

各型号各型号M7NEC2501主板控制板DDZ1398-A的三块板

合计

0.0024

0.02995

0.03945

0.035180.037220.00032

0.214485

3.整机总失效率及MTBF

电表中的失效率由各模块的失效率累加而成，各模块及总失效率见表9：表9.序号123

模

块

失效率(10-6/h)

0.732761.132160.046738

MTBF(小时)

1364703.33883267.3821395866.32

备注

控制计量存储

4

5

6

7其它通信显示电源其他

整机合计0.5525880.501883.738560.2144856.9191711809666.511992508.17267482.674662330.69144525.9843≈16.5年4.0.5S级三相智能电能表的失效率及MTBF预计结果

0.5S级三相智能电能表的失效率预计值为：6.92×10-6，具体预计计算数据见上述数据，平均无故障工作时间MTBF为：16.5年

MTBF?1

?s

＝1/(6.92×10-6)

＝144525.9843h（约16年）

六、结论

经可靠性预计，在环境温度控制到40℃以下、无湿度控制的一般地

0.5S级三相智能电能表的故障率预计值为6.92×10-6/小时，面环境中，

平均无故障工作时间（MTBF）为144525.9843小时（约16.5年）。