可靠性测试方法在电子产品中的应用分析

李 军

（东莞讯滔电子有限公司，广东 东莞 523650）

0 引 言

社会经济不断发展，居民生活越发丰富多彩，就新一代年轻人来说电子产品已经成为生活必需品。但电子产品生产行业也存在一些问题，最主要的问题是电子产品的生产质量不一，一些企业为跟上发展步伐，不断不加快产品的更新换代，实际使用质量难以保证[1]。探索可靠性测试方式在电子产品中的应用，提高电子产品质量。

1 电子产品可靠性的影响因素

电子产品的可靠性是指电子产品在固定时间及环境下，能否达到设计之初的目标及设计要求，它是检验电子产品是否合格的一个标准，更是评估一件产品可靠性水平的固定值。在进行可靠性测试时，需要对电子产品的寿命及重要零件进行检测，通过实验数据对电子产品的可靠性进行对比，对数据反映的问题加以改进，打造出符合时代发展及市场需要的产品。可靠性试验能够使研发者了解生产的产品与设计之初的差距，不断改进缩小差距。

要对电子产品进行可靠性测试，首先要分析影响电子产品可靠性因素有哪些，对于电子产品来说，从制造出厂到运输储存以及最终的出售，电子产品受很多因素影响，有确定因素也有不确定因素，难以确定的部分对电子产品的可靠性造成极大影响，具体有以下两个因素。

气候因素，主要影响有材料腐蚀和电性能损伤，常见的影响电子产品的气候因素有气压、气温和空气湿度等。例如，低压状态空气介电常数降低，会影响电子产品的稳定性与散热能力。温度问题的影响也很突出，高温状态下的材料会出现形变和锈蚀等情况，还会影响材料电阻。

空气湿度不合理会使电参数出现不可预料的变化，潮湿的环境对电子产品的储存非常不利，可能会使电子产品内部出现腐蚀情况。

机械因素，主要是指碰撞及振动的机械冲击影响，在运输及用户使用中十分常见，当电子产品受到冲击时，容易出现死机和失效等现象，其内部结构也可能遭到破坏。振动也会使电子产品内部元器件出现连接松动、结构损伤及引线断裂等情况。

电场影响，雷击及其他放电现象对电信号的强干扰，会影响电子产品的使用功效。

2 云模型可靠性测试方法的原理

电子产品的可靠性是指使用寿命和使用时的稳定性两方面。电子产品的可靠性受工作因素和环境因素影响，且二者也相互影响。为了对电子产品进行可靠性分析，可以设计计算模型，对影响因素进行量化分析，对原始数据进行有效拟合。

2.1 云参数计算公式

SC=E(Ex, En, Hb)=(WC, MTTF/MTTFmax)-2是云模型可靠性测试方法的具体公式，公式中E是工作环境影响因素，对此具体进行量化后，WC是实际工作环境量化值，MTTF代表电子产品的平均工作寿命，MTTFmax是电子产品最大寿命的预估值。

2.2 指标近似法

在实际使用中，上述公式涉及的各个参数并不能得到准确值，需要近似估计数值，对此有以上为统计学对参数的估计，k是对相关因素进行处理后的近似环境条件适应性云参数，据此可以推测出电子产品的理想寿命。最大生命云计算实际上是利用公式和参数来描述工作环境的变换因素，云计算模拟WCi是具体的工作条件，C是已知基础参数，而f（t）是工作条件的变换函数，如将气温设为WCT，空气湿度设为WCA[2]。

2.3 工作条件模型的构建

利用公式可以搭建一个电子产品的工作条件模型，利用这一模型对电子产品的可靠性进行分析，该模型是具体工作环境中各种公式的拟合。将时间轴作为主变量参数，根据不同的工作环境，将电子产品参数引入对应公式，在一定时间后对模拟运行结果进行分析，得出其可靠性模拟结果。可靠性主要体现在MTTF这一参数结果上，即在各种工作状况下电子产品的有效运行时间，通过在常见工作条件下的模拟运算，对电子产品的有效运行时间进行统计分析，总结出最终结果。

当工作环境因素变化较大时，利用云模型计算方法开展可靠性测试可以按如下步骤进行。首先，在合适的时间区间里选择一定的时间节点进行模拟计算，利用这些结果构建环境因素的适应性云模型，得到一个相对准确模型。其次，以实际工作数据为标准对数据模型进行修正。最后，将电子产品的无故障运行时间作为特定工作条件的可靠性依据，通过对这一数据的对比对电子产品的可靠性有一个直观的认识。

3 云模型可靠性测试方法在电子产品中的应用

云模型可靠性测试方法的具体运用如下，假定一个工作环境，如野外作业的电子产品，利用云模型进行可靠性计算模拟。对电子产品的工作环境进行分析，发现野外作业昼夜温差较大，空气湿度等相对稳定，因此在可靠性测试中主要关注环境气温对电子产品的稳定性的影响。采集不同时段不同气温下电子产品的工作性能，记录其正常使用寿命估计值。再利用云计算模型计算这一电子产品在所处工作环境中的可靠度。将云模型可靠性测试方法计算出的电子产品可靠性生成曲线变化图，再根据电子产品的使用说明书确定电子产品的正常使用温度，在这一温度区间内的电子产品的正常使用寿命达到工作需求。其次，通过生成的曲线图对电子产品的可靠性进行统计学分析，得出正常野外作业条件下的平均使用寿命，以此作为筛选电子产品的重要指标[3]。此外，可以利用得到的电子产品可靠性评估曲线保养电子产品，限定工作时间与工作温度区间，对可控因素进行修正。例如，在假设的野外作业电子产品中，可在一定程度上改善温度条件，搭建一个简易的工作间，保护电子产品的核心部位，保持一个相对平缓的温度条件，延长电子产品的使用寿命，保证实际使用中电子产品的稳定性，减少意外的发生[4]。其他电子产品的可靠性检测方式相同，进行数据收集，确定研究变量，为避免模型过于复杂，可单独研究可控变量。先定一个合理的量化值，再对难以控制的影响因素进行云模型测试，利用测试结果进行可靠性评估[5]。

4 结 论

电子产品已成为日常生活不可缺少的一部分，对电子产品的研究探讨有重要意义。可靠性是指对一定工作环境下电子产品的预计使用时长进行评估，确保这一时间段内满足设计目标，达到预期使用需求。电子产品可靠性试验是多方面、多层次及综合性的。因其试验成本较高，很长一段时间内我国消费者对电子产品质量可靠性关注不到位，我国电子产品可靠性试验处于滞后状态，因此做好电子产品可靠性试验方法的分析与优化，有利于完善我国电子产品市场。可靠性研究首先是给电子产品的使用设定一个参考标准，帮助电子产品达到更高使用寿命。通过研究可靠性影响因素，规避不利因素。云模型可靠性测试方法利用大数据进行科学的统计分析，是对现有测试方法的突破与革新。