家用電器可靠性評價方法概述

黃成柏 姜 華 司念朋

（廣東出入境檢驗檢疫局 檢驗檢疫技術(shù)中心，廣東 廣州 510623）

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。[1]目前，可靠性技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛應用，比如軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、醫(yī)療行業(yè)及汽車行業(yè)等。可靠性技術(shù)的應用，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、更好地滿足消費者需求等方面取得了很大成效。中國已經(jīng)成為全球家電的生產(chǎn)、消費和出口大國，可靠性作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要特性之一，在產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)等階段也逐步得到應用，對于提高出口家用和類似用途電器產(chǎn)品質(zhì)量、更好地保障消費者利益具有重要意義。

1 家用電器產(chǎn)品可靠性評價的意義

可靠性是家用電器產(chǎn)品最重要的質(zhì)量特性之一，可靠性管理體系通常是在參考GB/T 19001質(zhì)量管理體系的框架內(nèi)建立的子體系，可靠性管理體系的策劃，可參照GB/T 19000.4和GB/T 6992.2、IEC 60300等標準的要求。對電器實施可靠性評價是可靠性管理工作的主要內(nèi)容，其意義在于保證電器可靠性滿足消費者預期要求，從而促進家用電器生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)預期經(jīng)營目標。[3]

可靠性研究始于美國，在20世紀40年代美國發(fā)現(xiàn)軍用雷達處于故障狀態(tài)的時間高達84%，這就促使美國深入開展電子元件和電子設(shè)備的可靠性研究，并制訂了有關(guān)可靠性管理、可靠性設(shè)計及可靠性試驗等方面的標準。到20世紀60年代，美國在電子產(chǎn)品的可靠性研究方面已逐漸成熟，這對提高美國電子產(chǎn)品的可靠性起到了很大作用。從20世紀70年代起可靠性工作逐漸擴展到美國的機械、電力、電工及化工等工業(yè)部門。IECEE在1965年成立了技術(shù)委員會TC56（可靠性與維修性技術(shù)委員會），至今已發(fā)布了不少關(guān)于可靠性與維修性方面的基礎(chǔ)性或共性的標準。[2]

我國對可靠性技術(shù)的研究最初也始于軍事領(lǐng)域，隨著可靠性技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制中發(fā)揮巨大作用，2008年7月27日，全國家用電器標準化技術(shù)委員會家用電器可靠性分技術(shù)委員會(編號為SAC/TC46/SC9)在山東青島召開成立大會，標志著中國針對家電產(chǎn)品的可靠性標準化工作拉開序幕，GB/T 24986.1－2010《家用和類似用途電器可靠性評價方法第1部分：通用要求》隨之產(chǎn)生，但我國中小型家用電器對可靠性技術(shù)的重視程度還遠遠不夠，僅處于萌芽階段。

2 家用電器產(chǎn)品可靠性評價的目的

可靠性評價的目的在于確定規(guī)定的可靠性要求是否得到滿足，在電器產(chǎn)品實現(xiàn)的各個主要階段，可靠性評價目的分別體現(xiàn)為：[3]

（1）在概念和定義階段可以對收集的同類電器的可靠性數(shù)據(jù)進行評價和分析，在此基礎(chǔ)上確定出最優(yōu)的電器可靠性設(shè)計方案。

（2）在設(shè)計和開發(fā)階段進行可靠性增長試驗時，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)對所出現(xiàn)的故障進行分析和改進，使電器可靠性得到逐步增長。

（3）在定型和生產(chǎn)時，可以根據(jù)可靠性鑒定或驗收試驗數(shù)據(jù)進行評價，評價是否符合要求。

（4）在運行和維修階段，可以根據(jù)收集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行評價，為開展新電器的可靠性設(shè)計和改進原電器設(shè)計提供有益的參考。

3 家用電器產(chǎn)品可靠性評價的參數(shù)和指標的確定

3.1 可靠性評價方法

家用電器的可靠性評價分為定性分析和定量評價（詳見圖1）。[3]

圖1 可靠性評價方法

定性分析：主要對家用電器本身設(shè)計和開發(fā)過程所采取的設(shè)計、分析、試驗結(jié)果是否滿足規(guī)定可靠性要求作出定性評價。

定量評價：綜合利用各種相關(guān)信息，據(jù)此擴大、補充樣本量，作出是否滿足規(guī)定可靠性要求的具有一定量化指標的評價。

3.2 可靠性評價參數(shù)的選定

家用電器可靠性評價參數(shù)主要根據(jù)以下幾種分類來選定（圖2）。[3]

圖2 可靠性評價參數(shù)的選定

3.3 可靠性評價指標的確定

家用電器可靠性評價指標是可靠性參數(shù)要求的量值，要根據(jù)用戶的調(diào)查和數(shù)據(jù)的積累，根據(jù)以下因素權(quán)衡：a）用戶需求；b）現(xiàn)有電器的水平；c）在技術(shù)、經(jīng)濟實施方面的可行性。[3]

3.4 分布假設(shè)

圖3 可靠性評價使用的分布假設(shè)

對于尚無充分數(shù)據(jù)驗證和確定故障分布特性的電器，采用以下假設(shè)（圖3）。[3]

4 可靠性試驗

在對家用電器進行可靠性試驗安排時應考慮：[3]（1）能夠為評價和改進電器可靠性提供信息的所有試驗，盡可能利用這些試驗的可用信息或與這些試驗結(jié)合進行，如性能試驗等，以充分利用資源、減少重復費用、提高試驗效率，并保證不會漏掉在單獨試驗中經(jīng)常忽略的缺陷；（2）電器的可靠性試驗可與電器的耐久性試驗結(jié)合進行，環(huán)境應力和工作應力的種類和量值應模擬預期使用的環(huán)境條件和工作條件。

確定可靠性試驗條件時應注意：（1）設(shè)計和開發(fā)過程中確定可靠性的試驗條件時，應考慮能暴露電器中存在的設(shè)計、材料和工藝等方面的缺陷；（2）進行可靠性鑒定、驗收試驗和可靠性增長試驗時，首先要考慮試驗的真實性，模擬電器的實際使用環(huán)境，使電器經(jīng)受在使用中經(jīng)歷的應力類型、水平和持續(xù)時間。選用的應力既能充分暴露實際使用中出現(xiàn)的故障，又不會誘發(fā)出實際使用中不會出現(xiàn)的故障。

5 故障的判據(jù)和統(tǒng)計

試驗故障判據(jù)根據(jù)所評價的可靠性參數(shù)不同而不同，對于基本可靠性參數(shù)，凡是關(guān)聯(lián)故障都應計入，對于任務可靠性參數(shù)，只計入導致任務失敗的關(guān)聯(lián)故障。

在進行數(shù)據(jù)處理時，以了解電器的可靠性水平和相對增長為目的的評價，可采用點估計分析方法。一個點估計值是單個數(shù)值，用于表示一個統(tǒng)計參數(shù)的未知真值。采用指數(shù)分布的區(qū)間估計法時，置信限規(guī)定了在估計值周圍的置信區(qū)間，這個區(qū)間以確定的置信水平包含著被估計參數(shù)的真值。[3]

6 結(jié)束語

全國家用電器標準化技術(shù)委員會家用電器可靠性分技術(shù)委員會的成立以及GB/T 24986.1－2010《家用和類似用途電器可靠性評價方法第1部分：通用要求》的實施為我國家用電器生產(chǎn)企業(yè)提出了新的要求，重視產(chǎn)品可靠性研究、提升產(chǎn)品可靠性已成為國內(nèi)外知名家用電器企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量、搶占銷售市場的重要手段。

[1]韓敏.中國家電可靠性標準將逐步完善[J].標準與認證，2010，（1）：60－61.

[2]陸儉國.低壓電器可靠性概況及其發(fā)展[J].電工技術(shù)雜志，2004，（1）：1－5.

[3]GB/T24986.1－2010，家用和類似用途電器可靠性評價方法第1部分：通用要求[S].北京：中國標準出版社，2010.