可靠性分析报告

品质是设计出来而不是制造出来,广义的品质除了外观、不良率外、还需兼长期使用下的可靠性,因此,在开发新产品前之可靠性预估及开发的实验推断相互印证是很重要的,本篇即针对可靠性分析的一般术语,如何事前预估,事后实验推断以及如何做加速试验及寿命试验做个说明.

1. 概论:

(1) 何谓可靠性(Reliability)?

可靠性系指某种零件或成品在规定条件下,且于指定时间内,能依要求发挥功能的

概率,即

时间t时的可靠性R(t)= 开始时试验总数 时间t时残存数

(例) 假设开始时有100件物品参与试验,500小时后剩80件,则500小时后的可靠性R(t=500)为80/100=0.8简单地说,(2) 何谓瞬间故障率(Hazard Rate，Failure Rate),

时间t时每小时之故障数

瞬间故障率h（t）= 时间t时之残存数

上例中，若500小时后剩80件，若当时每小时故障数为两件，则第500小时之瞬间故障为2/80=2.5%换句话说,瞬间故障率系指时间t时,尚未发生故障的物件,其单位时间内发生故障之概率.

(3)浴缸曲线(Bath Tub Curve)

瞬

间

故

障

率

h(t)

h(t)=常数= 耗竭期 Period period

A． 早期故障期： a.设计上的失误（线路稳定度Marginal design）

b.零件上的失误（Component selection & reliability） c.制造上的失误（Burn-in testing）

d.使用上失误。

一般产品之Burn-in 即要消除早期故障（Infant Mortality）使客户接到手时已

经是恒定故障率h（t）=

B、恒定故障率期：此时故障为random,为真正有效使用此段时期越长越好。

C、耗竭故障期；零件已开始耗竭，故障率急剧增加，此时维护重置成本为高。

（4）平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure，MTBF）当故障率几乎为恒定时（若0.002/小时）,此时进行10000小时约有0.002/小时*10000小时=20个故障,即平均500小时会发生一次故障,故MTBF 为500小时,为0.002/小时的倒数,即MTBF=1λ. λ可看成频率(Frequency),MTBF即代表周期(Period)

(5)、可靠性R（t）之数学表示

根据实验及统计推行，要恒定故障期，R（t=）随着时间的增加而呈指数

递减(Exponentially decreasing)当t=0时，因尚无任何故障，故R（t=0）=1t=∞）=0，以数学表示，

R（t）

即R（t）=e 其中λ即为恒定故障期之瞬间故障率

t

（6）、恒定故障期时MTBF兴R（t）的关系，

由前，R（t）=e-λt-λt

故R（t）=e

当t=MTBF时，R（t）=e-MTBF/MFBF

=e-1 ≒0.37

即在恒定故障期时,试验至t=MTBF时,其可靠性(即残存比率)为37%,即约有63%故障.

-t/MFBF λ=1/MTBF

2新产品(MTBF Time Between Failure)之事前预估

(1) 系统可靠性与组件可靠性之关系

一般系统可靠性之计算时有下列假设:

A、 每个组件有独立之λi，即甲组件故障不影响乙组件。

B、 系统为这些组件串联，即某组件故障会造成系统之故障。

C、 λ1为常数。

此时系统之可靠性为各个组件均不故障之乘积，

即R（t）=R1（t）×R2（t）×R3（t）

-λ1t-λ2t -λ3t =e×e××e

-λ1t -（λ1+λ2+λ3+ +λn ）t×Rn（t） e=e

n

∴=λ1+λ2+λ++λn=∑ Kiλi

i=i

例:当组件1之可靠性为0.9,组件2之可靠性为0.8,设系统为组件1,2的串联,则系统之可靠性为0.9×0.8=0.72

(2) MIL-HDBK-217F Parts Count Method

Parts Count Method 即利用上式λ=∑λi之关系由组件之故障率λi来预估系统之故障率λi来预估系统故障率λ。

但因第一种零件λi不一定只有一个，若有K1个，则第一种零件总故障为K1 n

λ1，亦即上式λ=∑λi可扩展成λ=∑ Kiλi举例如后，（原λ=∑Kiπq

i=i

πe ，为简化计，设π=1）

一般而言，Parts Count Method是在设计初期封MTBF之概略预估，误差大：

A.组件λ1也是预估,本身即有误差.B.非所有组件均为串联关系.当设计完成,应实际用寿命试验法实验作出MTBF较可靠的预估,详如下节.

[例]若某系统有29个组件,其故障率如下: 组件型态 数量(用量)Ki Ki(每个小时) 总故障率(每千小时) 变压器 3 × 0.02% = 0.056%

硅质二极体 6 × 0.01% = 0.04%

可变电容 2 × 0.02% = 0.40%

开 关 6 × 0.02% = 0.12%

电感器 6 × 0.05% = 0.30%

电容 × 0.01% = 29 1.00%

即λ=∑Kiλi=0.06+0.06+0.04+0.12+0.30+0.06=1.00

即每1000小时有1%故障,故MTBF=100,000小时=1/λ,此时若想知道实验5,000小时的可靠性

λt-t/MTBF-5,000/100,000-0.05R(t)=e-=e=e=e=0.95即5,000小时后约有95%残存

Parts count Method 最重要的是λi必需准确，一般来说，Digital系统因用半导体组件较多，且这些半导体组件均为世界级大厂所作，其λi较易查得，亦最有把握，国内一般Analog组件，如电感，变压器等的厂商均无法提供故障率资料，即使有亦不一定稳定。因此Parts Count Method最大困难不在计算，而在组件故障率λi的取得及可信程度，进而求得系统之λ及MTBF。

3．新产品MTBF（Mean Time Between Failure）之实验推断

前提及用Parts Count Method只是要设计初期没有成品时对组件选择之概略

预估，准确性有限.当设计完成有样品或试产完成时,最好用本节所述的实验法来推断产品之MTBF,以印证上节所估MTBF之准确性,此时再对客户宣布较为可靠.

一般可靠性实验可分为:

(1) 固定试验时间(故障可置换或不可置换两种)

(2) 固定故障数.

(3) 逐次试验.

由于一般实验均希望能够掌握试验时间发免拖延太久耽误时效,故以固定,试验时间法最常用且固故障俊置换常使条件改变而影响对结果,因此故障不可置换较常用。

兹以固定试验时间法（故障不可置换）为例说明如何用表一来推断MTBF。

（例1） 取20个产品作1000小时固定时间试验（故障不可置换）假设

于500小时出现一个故障，其余到1000小时均未故障，求

信赖度95%时的MTBF。

[解]总试验时间=500+（1000×19）=19500

查表一，信赖度95%且故障数r=1时，T.R=4.7439

总试验时间 19500

故= =4111小时

T.R 4.7439

表一

TOTAL TEST TIME (HOURS)

TR=

MTBF (HOURS)

* T.R(Test Ratio)=3

代表Total test time 为MIBF 的3倍

(例2)假设客户要求某一产品之MTBF为信赖度80%时达到8760小时(365天

24小时/每天=8760小时),兹拟以固定时间试验法（故障不置换）来实验，请问应该选多少产品？作多少小时试验？

（解）假设 预计本实验有零个故障，则信赖度80%时的T.R=1.6094，若MTBF

欲达8760小时，则总试验时间=MTBF×T.R=8760×1.6094=14098小时, 可有下列实验组合：

（1）欲在30天（720小时）内完成试验，至少须20个产品。

（2）欲在21天内（504小时）内完成试验，至少28个产品。

（3）欲在14天内（336小时）内完成试验，至少42个产品。 依此原则，可任选不同组合。

（例3）上例中，若以20个产品作72小时固定时间试验，（故障不置换），若实

际在500小时有一个故障试推断MTBF。（信赖度80%）。

（解）总试验时间=500+（720*19）=14，180小时查表一。80%，r=1时T.R=2.9943

14,180

MTBF= =4735小时,未达客户要求

2.9943

(例4)上例中,若试验中途有故障,最好延长试验时间,若一个故障,则至少延长

T.R(r=1)/T.R(r=0)=2.9943/1.6094=1.86倍，即720小时延长至1339小时以上，若延长期间又有一个故障，则再延长T.R(r=2)/T.R(r=1)=4.2790/2.9943=1.43倍,即1339小时延长1914小时以上,延长较久,试验会较准。

4．缩短实验时间之温度加速试验（Accelerated Test）由于产品开发之时效性极为重要，而信赖性试验常须花费很长时间，为缩短试验时间早日推出产品，可提高密闭室环境温度以达到加速试验缩短时间之效果，本节即说明不同环境温度下如推断产品之MTBF。

（1）Arrhenius Model

Arrhenius model 系温度加速试验最常用之公试：

λ2 -（△H/K）（1/T2-1/T1）

加速因数= =e

λ2

T1下的特性寿命

= 在浴缸曲线之恒定故障时间(Constant failure rate period),特 T2下的特性寿命

性寿命为MTBF。

（2）ZT0EE19F00090解法求加速因子

由于Arrhenius Model 为指数函数,计算不易,可以对数刻度之图表来画成直线,备用内插法来推测,说明如下：

[例]若在200 ?C时，以上节方法得知MTBF=350小时且在150?C时，以上节方法得知MTBF=1050小时，试以图解法预估50?C时之MTBF。

（解）利用图一标出A（200 ?C，350小时）及B（150 ?C，1050小时）两点，由A，B点连成一直线，由外插法得知50?C时之特性寿命（在恒定故障时期即为MTBF）为80，000小时，故200 ?C对50?C之加速因子为80，000÷350=228倍，而150?C对50??C加速因子为80,000÷1050=76倍。

图一

5. 寿命试验（Burn-In Test）

Burn-In Test之目的在消除早期故障期(Infant Mortality period)之高故障率，使产品到客户手中时已在恒定故障时期（Constant failure rate period）,使故障率大为降低，因此Burn-In在品管上是极为重要的步骤，Burn-In时间太短不足以消除早期故障期，时间太长则增加成本，影响出货，格决定一个合理的Burn-In时间是很重要的。

为了便利管理及上、下架Burn-In时间通常选择12的倍数，如12，24，36，

48小时等，决定Burn-In时间方法很多，举最简单最实用之方法如下： 取一批产品（数量越多越准确）作可靠性试验，每一个小时记录其可靠性（即殘存数除以原试验数），若数量够

大则应是指数递减如右,当可靠性下降率明 显趋之点即可作为, Burn-In时间,如右图,

可选择

Burn-In48小时,当量产过程中有材料 变更或经过一段时间统计发现24小时以后故障已减小到可接受程度时,可重覆上述试验以延长或缩短Burn-In时间,决定Burn-In时间尚有其他方法,因牵涉繁雜之统计,不在此描述.

1

[例]某客户要求MTBF=50,000小时,且信赖度为80%,试以固定试验时间法

(故障不可置换)来拟订一个可靠性试验计划.

(解)先假设Number of Failures r=1,

查表一,T.R=2.9943

所需总试验时间=MTBFХT.R

=50,000小时Х2.9943

=149.715小时 =6238天

通常以100个产品参与试验,则需

6238天÷100=62天

最常用的方法是以100个产品作二个月试验,再以实际故障数及实际总试验时间依表一来计算MTBF.

1. 本例中,若实际62天均无故障

则试验时间=62天Х24天小时=148.800小时,

因r=0,T.R查表一为1.6094

帮MTBF=148,800÷1.6094=92457小时,

2.若第50天有一个故障,其余到62天均无故障,则总试验时间=(62天Х24小时Х99)+(50天Х24小时Х1)=148,512小时,故MTBF=148,512÷

2.9943=49,598小时.

第二篇：第一季度供电可靠性季、年度分析报告

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

20xx年第一季度供电可靠性专题会议记录

生产技术部 20xx年4月10日

时 间: 20xx年4月10日14:00-－16:30

地 点: 公司三楼会议室

参加会议人员: 王西鹏 周银生 刘贵平 王建刚 林杰 严乐峰 张典伟 刘义平 王永刚 陈亚凯 梁建波 刘甲科 宋彦群 王建斌 李蓬 汶亚军 李兴 卢哲

主持人: 周银生

按照公司工作会议要求，我公司于20xx年4月10日组织召开了20xx年一季度供电可靠性专题工作会议，会上有可靠性管理专工、调度所、营头供电所、城区供电所、青化供电所、4个单位总结20xx年及1季度两项指标完成情况，工作中存在的问题及下一步工作措施、打算，王局对此项工作作重要指示，现将会议情况总结如下

一、供电可靠性指标完成情况：

1季度中压用户供电可靠率城镇 RS-1：99.948%，RS-3：99.948%，共停电490.023时户数，户均停电时间1.149小时，影响供电可靠率0.052个百分点。

农村供电可靠性RS-1：99.878%，RS-3：99.878%，共停电5607.9时户数，户平均停电时间为(AIHC-1)2.7小时，影响供电可靠率0.122个百分点。

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

影响1季度城镇供电可靠性的因素有：

1、临时施工申请停电3次、停电490.023时户数，户均停电1.149小时/户，影响供电可靠性0.052个百分点。1—12月份城镇供电可靠性累计完成99.948%，比去年同期相比下降0.045个百分点，高与一流指标0.048个百分点。

农村：1季度农村供电综合可靠率99.878%，比去年同期为99.633上升0.245个百分点，比一流指标要求99.6% 高0.278个百分点。本季度农村共停电5607.9时户数，农村用户平均停电时间2.7小时/户。

具体到各月份，农村供电可靠率完成情况为：1月份99.993％，2月份99.924％，3月份99.777％。

影响1季度农村用户供电可靠性的因素有：

1、计划检修4次，累计停电564.13.时户数、用户平均停电0.2716小时/户，影响供电可靠率0.0123个百分点。

2、计划施工改建扩建4次，累计停电3049.10时户数、用户平均停电1.468小时/户，影响供电可靠率0.0665个百分点。

3、用户计划申请10次，累计停电1278.69时户数、用户平均停电0.6156小时/户影响供电可靠率0.028个百分点。

4、临时施工12次，累计停电571.45时户数，户均停电0.2571小时/户，影响供电可靠率0.0125个百分点。

5、用户临时申请2次，累计停电95.40时户数，户均停电0.0459

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

小时/户，影响供电可靠率0.0021个百分点。

调电1次，累计停电49.4时户数，户均停电0.02378小时/户，影响供电可靠率0.011个百分点。

1—3月份农村供电可靠性累计完成99.806%，比去年同期相比上升0.192个百分点，高与一流指标0.206个百分点，用户平均停电16.991小时/户，其中用户平均预安排停电16.726小时/户，用户平均故障停电0.262小时/户。

三、本季度供电可靠性工作情况：

1、通过对公司每月各单位停电计划的汇总、平衡，通过指标计算来控制压缩停电时间、停电线路条数，对于确实需要停电用户，结合线路实际，对线路及设备缺陷集中处理。确保了供电可靠性指标的可控、在控。

2、公司各单位做好了秋季检修工作，秋季检修前，各单位根椐所分管设备进行认真的巡查，对影响设备运行缺陷编制了检修计划，制定保证秋季检修三大措施，确保了秋季检修顺利开展。

3、本季度公司根据年度技该计划，加大了对输变电设备改造力度，检修公司对35kV关王变电站设备进行了微机保护改造，改造前、有关部门领导根据现场实际，制定改造措施计划，通过调正运行方式、旁路开关带线路负荷形式，保证了对用户不间断供电，检修现场工作人员认真执行保证安全措施，严格施工工艺标准确保了改造工作按期完工。

公司根据设备实际组织各单位进行了安全性评价工作，搞好了输

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

配电设备冬季四防工作。通过公司全体员工大量细致工作。极大的提高了输变电设备质量，提高了对用户供电可靠性及供电能力。

6、各供电所加强了对10kV配网线路大修改造维护力度，减少了因线路故障对用户的供电，

7、调度管理自动化程度提高。为输配电设备可靠运行提供了可靠保证，调度作为电网的运行、监察部门，加强负荷预测和停电计划管理，结合季节特点及时掌握电网运行状况、负荷分配，根据停电计划，灵活的调整电网运行方式，使电网始终处于健康、稳定、经济运行状态，提高电网的负载能力，最大限度的满足用户的用电需求。

8、做好元旦、春节期间节日值班工作，公司成立了以生产一线人员为主的节日抢险、事故应急抢修突击队，备足有关备品备件及安全工器具，专人保管，定期进行检查、试验，并履行了节日值班制度，为保障电网安全和最短时间内排除电网故障恢复供电奠定基础。

9、生技部加强了供电可靠性指标分析，根据调度提供的《输变电线路、设备、配电线路运行情况统计表》，分析影响供电可靠性的各种因素，为下一步制定可靠性措施及目标提高提供依据。

三、上季度可靠性管理工作中存在的问题整改情况

1、个别单位上报停电计划工作内容不具体，计划工作时间过长的问题有所改善，

四、目前可靠性管理工作中存在的问题：

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

1、 运行、施工等单位应加强对人员业务知识培训力度，提高对供电可靠性认识，减少因停送电时间过长，检修现场因准备不足其他原因造成不能及时对用户供电，影响对用户供电。

2、 个别单位由于上报停电计划考虑不周，造成下月临时停电较多，造成公司不能合理利用每一次停电机会，也影响对用户供电。

3、 部分35kV变电站由于没有安装进线开关，只是刀闸进线，在运行方式的调整上十分不便，倒电源需停电进行。因倒电源而影响对用户供电

4、 报停电计划的各单位要每月5日前将上月停电计划的执行情况按要求格式报生技部。这项工作检修公司、乡电部完成较好。其他单位执行较差。

五、下一步工作打算

1）、提高思想认识，强化组织领导，生技部将把可靠性管理工作作为生产技术管理的龙头来抓，并把可靠性管理与电网规划、城网建设与改造、设备运行与检修管理等各项工作有机结合起来，力求实干、实用、实效，为争可靠性指标在同业对标在全省排序中进入先进行列。做为计划停电综合部门，加大停电计划的刚性管理。结合季节特点，为保障电网全接线全保护运行，加强对停电计划的审核，尽量减少计划停电工作。对确实需要停电输配电线路，各有关单位要通力合作，按照所分管设备，把影响供电缺陷消灭在萌芽中，避免同一线路重复停电。形成计划管理为前提，

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

以制度办法为依据，以指标管理为中心，以现代化管理为目的管理模式，使可靠性管理水平不断提高。

2）继续加大技术改造力度，公司通过城网、农网改造，优化了网络结构，提高城网设备装备水平与供电能力。20xx年公司将抓好以下工作，一是完善电网网架结构，完善县城线路实现“N-1”安全可靠供电准则。二是优化配网结构，城区及农村配电线路逐步实现 “手拉手”或环网供电， 三是提高电网装备水平。在电网建设改造中，积极采用具有可靠性高、小型化、标准化、无油化、集成化、低能耗、免检修、少维护等特点的新技术设备。

3）强化管理，严格控制非计划停电。在计划检修管理工作中，始终将可靠性管理与生产计划管理紧密结合，安排每一次停电计划时，考虑满足可靠性要求。一是为控制好可靠性目标值，编排月度计划时尽量考虑到可靠性需要，统筹安排，以合理高效利用每一次停电。二是加强设备检修预安排停电的管理，使有关部门协调配合，其中不具备条件的或配合工作未准备好的停电工作不予批准，推行设备停电“一支笔”审批制度，杜绝重复计划停电现象。三是配电网进行施工和检修时，督促有关部门事先制定好工作计划，提前勘察施工或检修现场，优化施工方案，作好施工、检修准备，操作人员、施工或检修提前到位，完工后及时验收送电，尽量缩短停电时间。四是加强故障抢修、临时停电管理。提高处理突发事故能力。

4）积极推行状态检修，合理调整检修周期，提高设备可用率和供

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

电可靠性。每年根据集团公司有关延长检修、预试周期的规定和“状态检修实施细则”的要求，和有关单位编制各专业年度检修、试验、监督计划，确保供电可靠性指标在目标控制范围。为配合状态检修工作，加强了设备状态诊断，通过带电测试和在线监测、油务监督、红外线热像仪测试、盐密指导清扫等手段，使计划检修停电次数大大降低，提高了输变设备的可用率和供电可靠性。

5）、加强对输配变电设施的检查、巡视、消缺，消除设备隐患。加强对线路多雷区及易冲刷区的巡视、维护，充分利用先进检测设备定期对输变电设备运行薄弱点、连接部位的检测，继续搞好线路通道的清理工作。

6）、和有关单位配合，继续完善城区电网改造后的配套设施，使输配电线路达到“三安三化”要求。督促各施工单位严格执行作业标准卡制度。

7）、加强调度运行管理，提高负荷预测水平，根据工作安排与天气变化及时灵活的调整系统运行方式，使系统安全经济、稳定、可靠运行。

8）、加强节假日值班工作、严肃值班纪律，保障各类各级人员在因输配电故障而影响用户供电时能及时到岗到位。

9）、提高供电可靠性运行分析水平，运行分析做到有理、有据，数据真实反应当前公司电网运行状况，使公司领导及时掌握了解电网运行情况，为供电可靠性管理水平提高奠定良好的基础。 调度所：电网运行可靠性分析，1季度，电网运行稳定，冬季负荷

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

上升，停电时间明显减少。由于气温下降明显，电网设备出现了一些缺陷。都及时得到处理，没有对电网运行带来影响，。

营头所：1、落实计划停电管理到位，确保线路及设备的安全运行，进一步提高供电可靠性。2、为确保全年供电可靠性，第1季度对线路巡视范围进一步明确，分段划分，责任到人，增强了职工及农电工的责任感和工作主动性。3、按照公司统一部署，集中开展了“数珠清障月”活动，共清理线路保护区内数珠160000余棵。有利的提高了供电可靠性。

5、王经理对供电可靠性管理工作重要指示（1）、提高认识，加强管理力度。通过10年供电可靠性统计指标来看，我们指标逐步提高，走向规范化轨道，指标在同业指标体系影响很大，下一步重点，分析原因，避免因故障停电、非计划停电对供电可靠性造成的影响。06年工程量较少，两项指标在同业指标中排在较好名次是可行的。为加强对指标管理，各单位之间取长补短，建议有生技部牵头，信息中心、同业指标各单位配合，对指标做一个网页，网页对上级政策，两项指标分析报告，会议交流材料、兄弟单位先进经验，供电可靠性、无功电压管理办法进行登载，达到互相学习借鉴目的，促进指标提高。

（2）结合生技部09年及第1季度指标分析，各单位根据自己实际对09年指标进行分析，并落实历次会议中的问题，看那些没有解决，拿出解决的措施办法来，20xx年各单位指标要解决一至两个问题，找出重点及制约因素，把解决问题时间、方案、措施报

眉县供电分公司

陕西省地方电力(集团)有限公司

SHAANXI REGIONAL ELECTRIC POWER GPOUP CO.,LTD.

生技部。对课题确实起到提高指标要进行奖励，对完成不好要进行处罚。

（3）要抓好两项指标计划资金落实，技术部门、各承担项目单位要提前准备，作好前期工作，为两项指标提高打下良好基础。

（4）20xx年各单位要抓好制度及管理办法学习，借鉴先进经验，集思广益，确保两项指标逐步提高。

会上杜主任要求与会人员会后认真落实张经理作的重要指示精神，根据可靠性要求，做好本职工作。

生技部

眉县供电分公司