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浴盆曲线(U型曲线)知多少

嘉峪检测网        2019-03-15 15:59

“浴盆曲线”(又称U型曲线)是一个常用术语,用于描述半导体产品随时间变化的瞬时故障率的通用曲线。尽管特定的半导体产品的实际故障率曲线差异很大,此通用曲线仍然是一些通用属性的有用示例。这些是基于通用数据在最坏情况下的样本。

 

1、浴盆曲线定义

浴盆曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内,其可靠性的变化呈现一定的规律。如果取产品的失效率作为产品的可靠性特征值,它是以使用时间为横坐标,以失效率为纵坐标的一条曲线。因该曲线两头高,中间低,有些像浴盆,所以称为“浴盆曲线”。

浴盆曲线 (Bathtubcurve,失效率曲线) 实践证明大多数产品的故障率是时间的函数,典型故障曲线称之为浴盆曲线,曲线的形状呈两头高,中间低,具有明显的阶段性,可划分为三个阶段:早期故障期,偶然故障期,严重故障期。

 

 

2、浴盆曲线的三个阶段

  “浴盆曲线”代表了半导体产品寿命的三个主要阶段:

早期故障率阶段:此阶段的特点是初始故障率相对较高,然后迅速下降。此特性并非在所有产品中都表现显著。此阶段的故障率通常按“每百万缺陷数” (dppm) 进行衡量。

稳定状态阶段:此阶段具有相对恒定的故障率,在器件的使用寿命期间保持稳定。按“FIT”单位或“故障间隔平均时间”(MTBF) 小时数描述此故障率。

      损耗阶段:此阶段代表内在损耗机制开始居主导地位的点,故障率开始呈指数上升。产品寿命通常定义为从初始生产至损耗开始的时间。

 

3、浴盆曲线的其它故障模型

 

随着以可靠性为中心的维修理论的发展,经过大量的研究,对于复杂产品故障,除了浴盆曲线故障模型外,还存在其他五种故障模型。

 

五种故障曲线显示各种机电部件故障与时间的关系,其中故障概率呈稳定或缓慢上升D、E、F三种类型占了故障总概率的89%,其余的只占11%。

Dalanik定律:"可修复的复杂产品,无论故障件寿命分布类型如何,故障件修复或更新以后,产品的故障率随时间而趋于常数。"

复杂产品的故障模式多种多样,每种故障随机发生后,如果及时排除、修复或更新故障件,可使产品故障率成为常数。除了简单的磨损、疲劳及腐蚀等消耗故障外,才属于A、B、C类型故障。

根据不同的故障分布曲线,产品越复杂,故障率越高,随机性越大。只按某种固定监测诊断方法和维修方式,难以解决复杂的产品故障问题。

美国宇航局NASA通过研究,归纳六种TPM产品故障概率,其中F类占68%,在整个服役期内故障概率恒定。

所谓复杂的产品是指具有多种故障模式的产品,一般的机械产品、电气和电子产品大多为复杂的产品,如电机、汽轮机、加工中心、压缩机及生产线等。这些产品的故障基本符合F类故障规律,在服役期间故障率恒定不变,但是其故障是随机发生的。

所以要强调对产品的监测和诊断,产品故障的随机性越强,越要进行检测和诊断。TPM产品检测诊断有产品停机检测诊断和运行中的检测诊断;也有在线监测诊断和离线监测诊断。

引申:故障渐变过程   产品性能存在一个由开始劣化并进入潜在故障期的渐变过程,称产品从潜在故障到功能故障的间隔期为P-F间隔,如图所示。

浴盆曲线

 

4、浴盆曲线的启示

 

产品的浴盆曲线理论同样也适用其他领域,本文谈谈针对战略失效的启示,供参考。

战略失效的“浴盆曲线”,揭示了战略在不同时间段内效率高低的规律,分析了不同阶段战略失效的本质区别,为制定正确的战略实施控制策略提供了理论依据和战略推进方法,同时,还可以防止战略在早期时失效的阶段来回折腾,又避免了晚期失效阶段慌忙修改或固执原状的错误;它使战略实施控制过程既有阶段性,又有相互联系,协调发展的连贯性。

企业战略在实施的过程中,有时与人们的期望并不一致,当出现非理想状态时,在战略学上称之为战略失效。战略失效按时间来划分有早期失效、偶然失效和晚期失效三种类型.

一项战略开始实施时,就有可能遇到早期失效。实践表明,大量的战略实施早期失效率特别高,这是因为新战略还没有被员工理解和接受,或者实施者对新的环境、工作不适应。战略决策者对这种早期失效不可惊慌失措,更不可对新战略失去信心,暂时的挫折并不意味着战略的不合理。战略控制时必须考虑效果的“延滞效应”。

度过早期失效后,就可能使工作步入正轨,而使战略进入平稳发展阶段。这时可能会出现战略偶然失效,在上图中,以“浴盆曲线”的盆底部分表示,所谓偶然失效是指在战略的平稳实施阶段所出现的一些意外情况。当处于偶然失效时,战略决策者决不可以掉以轻心,而是应该及时、慎重的处理,维持战略的平稳推进,一般战略偶然失效的概率比较低。

度过偶然失效期后,随着时间的推移,由于外部环境的变化使得战略的实施受到了一定程度的阻碍,因而企业战略进入了“晚期失效”阶段。此时,战略决策者应该适应外部环境的变化,调整转移战略,积极创造条件推进战略。

 

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来源:质量与可靠性学堂