西北工业大学航空学院
可靠性技术发展简介
01041201
摘要
可靠性理论是近30年来发展起来的一门新兴学科，它对现代军事、宇航、电子等工业的发展起了重要作用。从六十年代开始逐渐发展到研究结构、机械、机电系统及由上述系统组成的综合系统的可靠性问题。其应用范围也从比较尖端的工业部门扩展到一般工业部门。目前，可靠性设计和分析技术已成为许多工业部门中产品发展工作不可缺少的一环。但在现代科技飞速发展的时期，系统可靠性在理论和研究模式上还有欠缺，需要结合其他理论如模糊理论、人工智能等，是可靠性理论、试验和管理能够更成熟、更完美。
关键词：可靠性工程航空工业电子工业宇航工业核工业机械和非电子产品人可靠性现代化
可靠性技术发展简介
二十世纪以前
可靠性是伴随着兵器的发展而诞生和发展的，在人类文明经历了4000多年发展成长的漫长过程中，人类已经对当时所制作的石兵器进行了简单检验。在殷商时代已有的文字记载中，就有关于生产状况和产品质量的监督和检验，对质量和可靠性方面已有了朴素的认识。与可靠性工程学有关的数学理论早就发展起来了，可靠性工程最主要的理论基础——概率论早在十七世纪就由伽利略、巴斯卡、费米、惠更斯、伯努利、德·莫根、高斯、拉普拉斯、泊松等人逐步确立。布尼科夫斯基在十九世纪写了第一本概率论教程，他的学生切比雪夫发展了大数定律，他的另一个学生马尔科夫创立了随机过程论，这是可修系统最重要的理论基础。可靠性工程另一门主要的基础理论——数理统计学在本世纪三十年代初也得到了迅速发展。
二十世纪三十至四十年代，可靠性工程的准备和萌芽阶段
除了三、四十年代提出的机械维修概率、长途电话强度的概率分布、更新理论、试件疲劳与极限理论的关系外，1939 年瑞典人威布尔为了描述材料的疲劳强度而提出了威布尔分布，后来成为可靠性最常用的分布之一。
美国
最早的可靠性概念来源于航空。二战期间，因可靠性引起的飞机损失惨重，损失飞机2100架，是被击落飞机的1.5倍。1939年，美国航空委员会出版的《适航性统计学注释》中，提出了飞机由于各种失效造成的事故率不应超过0.00001/小时，相当于飞机在一小时飞行中的可靠度为0.99999，尽管这里并未明确提出“可靠度”的概念。现在所用的“可靠性”定义是在1952年美国的一次学术会议上提出来的。电子管的可选性太差是导致美国航空无线电设备可靠性问题的最大因素，美国当时的航空无线电设备有60%不能正常工作，其电子设备在规定的使用期限内仅有30%的时间能有效工作。为了解决这一问题，美国国防部组织人力，开始对电子管的可靠性进行研究，在1934年成立电子管开发委员会（VTD），1946年成立电子管专业小组（PET）和航空无线小组（ARINC）。这标志着可靠性的起步。
在美国，四十年代改进可靠性的努力集中于质量的提高方面。更好的设计、更强的材料、更坚硬更光滑的摩擦表面、先进的检验仪器等等——强调这一切都是为了延长零件或组合件的使用寿命。例如，通用汽车公司的电动分布通过使用更好的绝缘，高温和试验，和改进了的锥-球形滚柱轴承等办法，把机车所使用的牵引马达的使用寿命从25万英里延长到100万英里。通过对曲轴和凸轮轴的轴承表面进行新式的TOCCO硬化处理大大延长了柴油发动机的寿命。可靠性工程在易维护型设计、以及为预防性的维护安排规划、设施、技术和进度等方面都取得了进展。四十年代展现的其他显著的进步还有管理部门对于检验抽样方案，高生产率机床的生产控制图，估算水平和促进购买优质产品
的动力等问题的兴趣和积极性。这标志着企业管理工程师进入了可靠性领域，结果，大多数“可靠性”教科书和课程都专门讲授质量控制、检验和有关的统计方法。
德国
早期可靠性高数学模型的发展是第二次世界大战期间在德国开始的，当时，Wernher Von Braun所领导的一个小组正在研制V-1导弹。第一批十发导弹是完全不可靠的，他们都在发射台上爆炸或者是落于英吉利海峡了。一位数学家Robert Lusser被请来作为顾问，他提出了串联组件的相乘率，即串联系统的可靠性等于组件可靠性的乘积，这就是现在常用的串联系统可靠度乘积关系式。这样，为了使系统能顺利地工作，在一个串联系统内各个组件的可靠性必须必系统可靠性高得多。
二十世纪五十年代，可靠性工程的兴起和独立阶段
美国
对于安全性的重要性更加注意——最显著的是在宇航和核领域。在这个十年里，开始按失效率、寿命期望、合理性设计和成功率预测等来研究元件的可靠性。当时，美国的军用电子设备由于失效率很高而面临着十分严重的局面。1949年美国海军电子设备有70%失效，在朝鲜战争期间，美国国防部发现不可靠设备的维护费用浩大，各军种每年要花2美元去维护每1美元价值的电子设备，也就是说，对于每一种寿命为十年价值为100万美元的设备，在维护上竟要花2000万美元。这些事实，向政府表明了进行可靠性设计要比等设备失效后再去维修更为明智。1952年8月21日，美国国防部下令成立由军方、工业界及学术界组成的“电子设备可靠性顾问组”，即AGREE。1955年，AGREE 在给政府的报告中提出了九项建议：设计程序、实验、元件的可靠性、采购、运输、包装、贮存、操作、维修。这是产生美国有关可靠性军标的思想基础。1957年6月14日提出了著名的AGREE报告《军用电子设备的可靠性》。该报告极为广泛、系统、深入地提出了如何解决产品问题的一系列办法，成为以后美国一系列军标的基础。这些标准成为世界各国及各世界组织制订有关可靠性技术文件的依据。可以认为，AGREE报告的发表是可靠性工程成为一门独立学科的里程碑。此后美国制定了一系列有关可靠性的军标，确立了可靠性设计方法、试验方法及程序，并建立有效数据收集及处理系统。
其他国家
二十世纪五十年代，前苏联为了保证人造地球卫星发射与飞行的可靠性，开始了可靠性的研究工作。同时，为了解决作战对导弹的可靠性要求，一些国家也先后开展了对可靠性的研究与应用，日本在1956年从美国引进了可靠性技术和经济管理技术后，于1960年成立了质量管理委员会，同年由科技联合会召开了第一次全国可靠性讨论会。1958年苏联召开第一次全苏无线电电子设备可靠性讨论会，提出了提高电子设备可靠性的七年规划。1958年日本科学技术联盟设立了可靠性研究委员会。1959年加拿大空军司令部成立了系统可靠性委员会。
二十世纪六十年代，可靠性工程的全面发展阶段
六十年代出现了新的可靠性技术，更广泛地用于各种专门用途。早先的研究集中于各元件的效能，包括机械的、电气的和液压的元件，而现在则扩大到研究元件失效对于其所组成系统的影响。
在六十年代，各类有关书籍和刊物的出版如雨后春笋。1961年，Prentice-Hall
公司出版了Igor Bazovsky的启蒙教科书《可靠性理论与实践》，而到六十年代末期，至少又出了15种其他书籍。在Ralph Evans博士的领导下，《IEEE可靠性会刊》诞生了，这已成为同类刊物中的主要刊物。
美国
可靠性工程以美国先行，带动了其他工业国家，得到了全面、迅速的发展。其主要表现时继续制定、修订了一系列有关可靠性的军标、国标和国际标注、包括可靠性管理、试验、预计、设计、维修等内容；成立了可靠性研究中心；深入的进行了可靠性基础理论、工程方法的研究；开发了加速寿命试验、快速筛选试验这两种更有效的试验方法；开发了按系统系统功能和参数预计可靠型的蒙特卡罗模拟法等新的可靠性预计技术；开拓了旨在研究失效机理的可靠性物理这门新学科；发展了故障模式、影响及危害性分析（FMECA）和故障树分析（FTA）两种有效的系统可靠性分析技术；开展了机械可靠性的研究；发展了维修性、人的可靠性和安全性的研究；建立了更有效的数据系统；开设了可靠性教育课程。
前苏联
1961年，前苏联发射第一艘载人宇宙飞船时，宇航员对宇宙飞船安全飞行和安全返回地面的可靠性提出了0.999的概率的要求，可靠性研究人员把宇宙飞船系统的可靠性转化为各元器件的可靠性进行研究，取得了成功，满足了宇航员对宇宙飞船系统提出的可靠性要求。也就在这一时期，前苏联对可靠性问题展开了全面的研究。
日本
六十年代中期，日本成立了电子元件可靠性中心，并将美国在航空、航天及军事工业中的可靠性研究成果应用到民用工业，特别是民用电子工业，使其民用电子工业产品大幅度地提高，产品在世界各国广为销售，赢得了良好的质量信誉。如1964年至1966年间彩色电视机用电子元器件的失效率降低了两个数量级，是日本彩色电视机大量行销全世界。不到十年，日本的工业增长年速度就高达15%。
其他国家
1962年英国成立全国可靠性与质量委员会，同年出版了《微电子与可靠性》杂志。1962年法国国立通讯研究所成立了可靠性中心，进行数据的收集与分析，1963年出版
了《可靠性》杂志。1964年苏联和东欧各国在匈牙利召开了第一次可靠性学术会议。1965年国际电子技术委员会（IEC）设立了可靠性技术委员会，协调各国间的可靠性用语和定义、可靠性管理、数据的收集和书写方法等。
二十世纪七十年代，可靠性工程的深入发展阶段
在六十年代全面发展的基础上，可靠性工程不但在处于领先地位的美国和工业较发达的各国得以向纵深发展，而且在发展中国家，如中国和印度等国也得到了迅速的发展。在可靠性设计和实验方面，七十年代以来，更严格、更符合实际、更有效的设计和试验方法得到了发展和应用。此外，维修工程由以预防为主的维修思想转变为以可靠性为中心的维修思想。
美国
由美国原子能委员会主持而于1974年完成的广泛的核电站风险性评估《WASH-1400,反应堆安全性研究》可以毫不夸张地认为是一项划时代的事件。N·Rasmussen教授和他花费数百万美元组成的小组分析了大量的各种各样的核事故，按其发生概率大小的顺序，定量地分等排列，然后评估其对公众可能有的后果。在这项研究中所使用的事件树、故障树和风险后果分析技术，现已被广泛应用于化学工业和其他工业中。
美国在1975年9月正式成立了直属美国三军联合后勤司令部领导的电子系统可靠性联合技术协调组，进行统一的可靠性管理。在1978年9月，该组织扩大到非电子设备，故改名为“可靠性、有效性及维修性联合技术协调组”，下设系统管理、电子设备设计及试验、机械设备设计及维修等六个分组，统一组织和协调国防部内各种可靠性工作，制定可靠性工作的政策和指导性文件。1970年9月，美国成立了全国性的数据交换网“政府-工业部门数据交换网”，它是全国统一的数据交换网，到1980年已有220个政府机构和404个工业组参加了该网。
欧洲
欧洲各国对可靠性也给予了很大关注。在英国Flixborough和意大利Cervesa，发生了严重的工业事故以后，欧洲很快出现了一大批要求一切新工厂在建造之前必须进行主要风险分析的立法。英国标准局成立了电子设备可靠性委员会，并开始出版可靠性系列标准。如颁发设备、系统、元件可靠性标准，阐明可靠性管理程序和试验方法，并列举26个工程应用实例，召开了多届可靠性学术会议，将可靠性活动基本上和质量管理活动联系起来。
印度、以色列
印度和以色列在七十年代成立了全国性的可靠性学术组织，并在航空、航天及电子工业部门设有专门的可靠性机构和实验室。印度在可靠性理论研究方面，在世界权威杂志上发表的可靠性论文数量与质量都是举世瞩目的。这两个国家的是从欧美引进可靠性
技术并结合本国国情采用合适的设计、试验、预计和分析方法来解决本国产品的可靠性问题。
其他国家
1971年日本召开了第一届可靠性学术讨论会。1975年召开了国际软件可靠性学术讨论会。
二十世纪八十年代，可靠性工程的全新发展阶段
可靠性工程呈现出了全新发展趋势，主要表现在：从电子产品可靠性发展到机械和非电子产品的可靠性；从硬件可靠性发展到软件可靠性；从重视可靠性统计试验发展到强调可靠性工程试验，以通过环境应力筛选及可靠性强化实验来暴露产品故障，仅为提高产品可靠性；从可靠性工程技术发展为包括维修工程、测试性工程、综合保障工程技术在内的可信性工程；从军用装备的可信性工程技术到民用产品的可信性工程技术。软件可靠性理论研究停滞不前，没有质的飞跃。但软件可靠性的工程实践经验得到不断积累，不少软件可靠性技术在软件工程实践中得以应用。某些技术达到实用化程序，如软件可靠性建模技术、管理技术。可以说这一时期，软件可靠性从研究阶段逐渐迈向工程化阶段。
二十世纪九十年代，可靠性工程的现代化进展阶段
1991年海湾战争的“沙漠风暴”行动和科索沃战争表明，未来战争是高技术的较量。现代化技术装备，由于采用了大量的高技术，极大地提高了系统的复杂性，为了保证战备的完好性、任务的成功性以及减少维修人员和费用，可靠性工程范围将大大扩展，需要更多的可靠性技术做保证，需要更加严密的可靠性管理系统，可靠性研究需要上一个台阶。
二十世纪九十年代，可靠性正在向着综合化、自动化、系统化和智能化的方向发展。人可靠性分析方法的研究趋于活跃，许多学者将人工智能、随机模拟、心理学、认知工程学、神经网络、信息论、突变论、模糊集合论等学科的思想应用到人可靠性分析中，出现了人可靠性心理模型、人可靠性分析综合认知模型、人模糊可靠性模型、人机系统人失误率评估的动态可靠性技术以及计算机辅助人可靠性分析等。
二十一世纪
可靠性在电力系统中得以广泛应用，目前的研究几乎涉及到电力系统发电、输电、配电等各方面，可靠性分析也正逐步成为电力系统规划、决策的一项重要的辅助工具。在电子领域，现有的绝大多数可靠性数学模型和研究方法是以电子产品为最初对象生产和发展起来的，所以目前对电子产品的可靠性研究不论从可靠性建模理论、可靠性设计方法、失效机理分析、可靠性试验技术及数据统计等均已趋于成熟。另外，在机械、汽车、电力等领域，可靠性也发挥着不可替代的作用。
中国可靠性工程的发展
i我国早在第一个五年计划期间就建立了可靠性和环境适应性的实验研究基地，调查和统计电子和某些机械产品的使用情况及失效情况，并开展了产品的可靠性的环境适应性试验，同时，还在一些研究所和工厂建立可靠性试验室，在研究、设计、试制新产品的过程中，开始进行环境适应性和寿命试验。第二、第三个五年计划期间，开展了大量的产品可靠性和环境适应性的研究和试验工作，对失效产品进行物理、化学分析。在分析产品失效机理的基础上，对原材料、产品设计、工艺及技术管理等许多方面采取了相应的措施，提高了产品的可靠性水平。七十年代我国引进国外标准资料，1972年由电子部标准化所组织了一批学者收集、分析国外资料，并着手于地缆300路通讯系统的可靠性工程，两年后见到了效果。1976年颁发了第一个可靠性的标准SJ 1044-76《可靠性名词术语》，这就是国家标准GB3187-82《可靠性基本名词术语及定义》的前身。1978年发布研制了第一个可靠性试验方法系列标准SJ 1432～1435-78《寿命试验和加速寿命试验》，现在的国家标准编号是GB2689-81。GB1977-79《电子元器件失效率试验方法》是颁发的第一个可靠性国家标准。它曾引起电子元器件产品标准，在质量指标、检验方法、质量保证等内容发生很大的变化。八十年代，我国的各种可靠性机构，学术团体如雨后春笋般迅速发展起来。最先成立的一个学术团体是在中国电子学会下组建了“全国电子产品可靠性与质量管理专业委员会”。接着于1981年成立了“可靠性数学专业委员会”，后来在航空、航天、仪表等专业都设立了相应的可靠性学术团体。为了便于与国际电工委员会的可靠性标准技术委员会（IEC/TC 56）的工作协调，于1982
年8月成立“全国电工电子可靠性与维修性标准化技术委员会”，承担电工电子可靠性基础标准的审查、咨询方面的工作。
i参考文献
[1] E.J.亨利等著.吕应中，黄祥瑞，高金钟，胡昌寿，周正伐译.可靠性工程与风险
分析[M].原子能出版社，1988.11～13
[2]徐维新，秦英孝编.可靠性工程[M].电子工业出版社，1988.12～14
[3]王金武编.可靠性工程基础[M].科学出版社，2013.4～6
[4]苏德清编.可靠性技术标准手册[M].中国标准出版社，1994.1～2
[5]蔡骏编.可靠性工程学[M].黑龙江科技出版社、电子工业出版社，1990.5～6
集成电路特点及可靠性分析 电子科学与应用物理学院
数字集成电路的出现, 促进了电子器件更广泛的应用于工业控制、医疗卫生、航天航空、国防军事等生产和生活的各个领域。同时，为了满足这些生产和生活各个领域发展的不断要求，设计和制造体积更小、信息处理能力更强的器件，成为未来信息技术发展的关键所在。 自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃。 MOS是:金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor)结构的晶体管简称MOS晶体管，有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路，而由PMOS管和NMOS管共同构成的互补型MOS集成电路即为CMOS-IC（Complementary MOS Integrated Circuit）。 目前数字集成电路按导电类型可分为双极型集成电路（主要为TTL）和单极型集成电路（CMOS、NMOS、PMOS等）。CMOS电路的单门静态功耗在毫微瓦（nw）数量级。 CMOS发展比TTL晚，但是以其较高的优越性在很多场合逐渐取代了TTL。 以下比较两者性能，大家就知道其原因了。 1.CMOS是场效应管构成，TTL为双极晶体管构成 2.CMOS的逻辑电平范围比较大（5～15V），TTL只能在5V下工作 3.CMOS的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL则相差小，抗干扰能力差 4.CMOS功耗很小，TTL功耗较大（1～5mA/门） CMOS的主要特点就是功耗低。CMOS集成电路主要应用场效应管，场效应管的互补结构使它们工作时两个场效应管通常处于一个管静止另一个管导通的状态，有由于它们采用串联连接的方式，因此电路静态功耗从理论上看基本为零。实际上看，CMOS集成电路板的功耗并非真正为零，由于电路板的电流在传输过程中存在漏电流损耗，因此CMOS集成电路板中有少许静态功耗，据测试，单一电路的功耗值仅为17.8毫瓦，在1MHz的工作频率下，动态功耗也仅28毫瓦。CMOS的另一个特点是它的工作电压范围宽，对电压波动性的适应能力强，无需稳压器，供电电源的体积小，方便各种应用电路板的设备使用。目前国际上最常
可靠性工程师 如果有幸成为一个公司的可靠性工程师，那么需要做的工作有以下四步： 一、制定可靠性工作计划 对于大部分公司来说，可靠性工作还只是在起步阶段，而且更有一部分公司在可靠性方面的工作也是很被动，只是在客户要求提供有关可靠性的资料数据时才开始做相关的工作。所以可靠性工作的最初的计划阶段闲的尤为重要。 1.首先要在公司宣传可靠性工作的重要性。可靠性工作不是靠一个人的力量能去完成的，要让公司上下的每个人都明白可靠性的重要性、必要新个，特别是要让高层的领导去重视。可靠性不好的产品，依然可以使用，所以会被大部分人给忽略。因为可靠性工作的效果在短期时间内很难看得出来，没有领导的重视，很难顺利的进行下去。所以在适当的时候尽量找一些对比性比较强的数据来说明可靠性的重要性。 2.其次开始招手编写可靠性测试计划。在对可靠性的重要性作完普及介绍之后，下来就可以针对本公司的产品做一些可靠性测试计划。建议可靠性计划分为两个部分，第一部分是制定可靠性测试方案，包括测试流程、产品取样方法、测试方法、测试结果的判定等具体的内容；第二部分是制定可靠性工作目标，这个就是说希望把可靠性工作做在产品的研
发阶段，通过可靠性的设计来控制产品的质量、降低产品的成本。这是一个可见的成果，所以计划需要找高侧领导去签字。第一部分是让领导知道能做许多实际的事情，第二部分是让领导知道你有大志向。 3.最后是推广可靠性测试计划，这步比较关键的一步，主要目的是让公司员工知道可靠性主要是测试什么，以便有针对的提升可靠性，通过推广、讨论，还能使公司员工在更多方面达到一致，减少走弯路的可能性。可以跟生产技术部、研发部门一起讨论可靠习惯测试工作。 二、执行可靠性测试 三、可靠性增长工作 不能只停留在可靠性测试阶段，可靠性工作的精髓在于可靠性设计，只有做好可靠性设计、增长才能节约成本、提升产品质量。可靠性的提升主要集中在研发阶段、定型之前。一旦设计已经定型、或者进入量产阶段，再想从设计上改善可靠性，已经是不太可能（浪费太多、成成本太高）。如何进行可靠性增长？ 1.首先要掌握产品的生产流程、制作工艺，每个流程的操作方法也是应该完全了解的。这一点无须解释，必须做到。 2.其次要学习一定的技术，至少你要掌握该公司产品的工作原理，因为完全不懂相应的技术，工作很难展开。 3.有一个团队来负责可靠性增长，测试-改善-测试。
可靠性理论与方法报告 报告名称：复杂系统的可靠性分析姓名：杨天元 学号：u200910106 班级：统计0902班
摘要 在本文中，先后对串联系统稳定性、并联系统稳定性以及复杂系统稳定性进行了较为详细的理论分析。并利用matlab进行相应的仿真，以验证理论计算的结果，同时还对三类系统进行了相应的灵敏度分析。 在串联系统中，系统的可靠性等于各部件可靠性之积。在串联系统可靠性灵敏性分析中发现，串联系统稳定性对可靠性最低的部件最为敏感。在并联系统中，系统的失效率等于各部件均失效的概率，并联系统中的关键部件是可靠性最高的部件。在复杂系统中，系统可靠性可由串联系统、并联系统可靠性的计算方法组合而得到，在灵敏度分析中发现，复杂系统可靠性对那些较为“薄弱”的部件的依赖性较大，具体来说，在串联系统中的薄弱部件是可靠性较低的部件，在并联系统中的薄弱部件是可靠性较高的部件。 关键字：串联系统，并联系统，复杂系统，可靠性，灵敏性分析
目录 摘要 .................................................................................................................................................. I I 1 序言 . (1) 可靠性数学 (1) 可靠性物理 (1) 可靠性工程 (2) 可靠性教育和管理 (2) 2 串联系统可靠性分析 (3) 串联系统 (3) 仿真 (3) 串联系统性能灵敏性分析 (6) 3 并联系统可靠性分析 (9) 并联系统 (9) 仿真 (9) 并联系统灵敏性分析 (12) 4 复杂系统可靠性分析 (15) 复杂系统 (15) 仿真 (16) 复杂系统灵敏性分析 (19) 总结与展望 (21)
结构可靠性复习题及答案
一﹑单项选择题 1．我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 C A．5年 B。25年 C．50年 D。100年 2.对普通房屋和构筑物，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为C A．5年 B。25年 C．50年 D。100年 3．对临时性结构，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为A A．5年 B。25年 C．50年 D。100年 4．我国现行建筑规范中设计基准期为C A．10年 B。30年 C．50年 D。100年 5. 现行《建筑结构荷载规范》规定的基本风压值的重现期为B A.30年 B.50年 C.100年 D.150年 6. 称确定可变作用及与时间有关的材料性能的
取值而选用的时间参数为 A A. 结构设计基准期 B. 结构设计使用年限 C. 结构使用年限 D. 结构全寿命 7.下面哪一个变量不是随机变量？ D A．结构构件抗力 B．荷载最大值T Q C．功能函数Z D．永久荷载标准值8．结构可靠性是指D A．安全性 B。适用性 C．耐久性 D。安全性﹑适用性和耐久性的总称 9．在结构可靠度分析中，描述结构的极限状态一般用 A A．功能函数 B。极限状态方程C．可靠度 D。失效概率10．裂缝超标破坏属于哪个极限状态范畴.B A．承载力极限状态 B. 正常使用极限状态 C. 稳定极限状态 D. 强度极限状态
11．规定时间规定条件预定功能相同时，可靠指标 越大，结构的可靠程度A A.越高 B.越低 C.不变 D.视情况而定 12. 结构的失效概率与可靠度之和A A.等于1 B.大于1 C.小于1 D.不确定 13．当功能函数服从哪一个分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 A A．正态分布 B。均匀分布 C．极值分布 D．指数分布 14. 结构的失效概率f P与结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。D A.无关 B.相等 C.有关 D. 有关，但不相等 15. 静定结构体系可用下列逻辑模型表示。B A．并联模型 B．串联模型 C．并串联模型 D．串并联模型 16．若结构系统的任一单元失效，则该系统失效，此类结构系统可用哪个模型表示A A．串联模型 B。并联模型
一﹑单项选择题 1．我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 2.对普通房屋和构筑物，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 3．对临时性结构，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 4．我国现行建筑规范中设计基准期为 A ．10年 B 。30年 C ．50年 D 。100年 5. 现行《建筑结构荷载规范》规定的基本风压值的重现期为 A.30年 B.50年 C.100年 D.150年 6. 称确定可变作用及与时间有关的材料性能的取值而选用的时间参数为 A. 结构设计基准期 B. 结构设计使用年限 C. 结构使用年限 D. 结构全寿命 7.下面哪一个变量不是随机变量？ A ．结构构件抗力 B ．荷载最大值 T Q C ．功能函数Z D ．永久荷载标准值 8．结构可靠性是指 A ．安全性 B 。适用性 C ．耐久性 D 。安全性﹑适用性和耐久性的总称 9．在结构可靠度分析中，描述结构的极限状态一般用 A ．功能函数 B 。极限状态方程 C ．可靠度 D 。失效概率 10．裂缝超标破坏属于哪个极限状态范畴. A ．承载力极限状态 B. 正常使用极限状态 C. 稳定极限状态 D. 强度极限状态 11．规定时间规定条件预定功能相同时，可靠指标 越大，结构的可靠程度 A.越高 B.越低 C.不变 D.视情况而定 12. 结构的失效概率与可靠度之和 A.等于1 B.大于1 C.小于1 D.不确定 13．当功能函数服从哪一个分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 A ．正态分布 B 。均匀分布 C ．极值分布 D ．指数分布 14. 结构的失效概率 f P 与结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。
统计学的发展历程
统计学概述 [编辑本段] 统计学是应用数学的一个分支，主要通过利用概率论建立数学模型，收集所观察系统的数据，进行量化的分析、总结，并进而进行推断和预测，为相关决策提供依据和参考。它被广泛的应用在各门学科之上，从物理和社会科学到人文科学，甚至被用来工商业及政府的情报决策之上。 统计学主要又分为描述统计学和推断统计学。给定一组数据，统计学可以摘要并且描述这份数据，这个用法称作为描述统计学。另外，观察者以数据的形态建立出一个用以解释其随机性和不确定性的数学模型，以之来推论研究中的步骤及母体，这种用法被称做推论统计学。这两种用法都可以被称作为应用统计学。另外也有一个叫做数理统计学的学科专门用来讨论这门科目背后的理论基础。 统计学的发展历程 [编辑本段] 统计学的英文statistics最早是源于现代拉丁文statisticum collegium (国会)以及意大利文statista (国民或政治家)。德文Statistik，最早是由Gottfried Achenwall(1749)所使用，代表对国家的资料进行分析的学问，也就是“研究国家的科学”。在十九世纪统计学在广泛的数据以及资料中探究其意义，并且由John Sinclair引进到英语世界。 统计学是一门很古老的科学，一般认为其学理研究始于古希腊的亚里斯多德时代，迄今已有两千三百多年的历史。它起源于研究社会经济问题，在两千多年的发展过程中，统计学至少经历了“城邦政情”，“政治算数”和“统计分析科学”三个发展阶段。所谓“数理统计”并非独立于统计学的新学科，确切地说它是统计学在第三个发展阶段所形成的所有收集和分析数据的新方法的一个综合性名词。概率论是数理统计方法的理论基础，但是它不属于统计学的范畴，而属于数学的范畴。 统计学的发展过程的三个阶段 第一阶段称之为“城邦政情”(Matters of state)阶段 “城邦政情”阶段始于古希腊的亚里斯多德撰写“城邦政情”或“城邦纪要”。他一共撰写了一百五十馀种纪要，其内容包括各城邦的历史，行政，科学，艺术，人口，资源和财富等社会和经济情况的比较，分析，具有社会科学特点。“城邦政情”式的统计研究延续了一两千年，直至十七世纪中叶才逐渐被“政治算数”这个名词所替代，并且很快被演化为“统计 学”(Statistics)。统计学依然保留了城邦(state)这个词根。 第二阶段称之为“政治算数”(Politcal arthmetic)阶段 与“城邦政情”阶段没有很明显的分界点，本质的差别也不大。
可靠性理论基础知识 1.可靠性定义 我国军用标准GIB 451A-2005《可靠性维修性保障性术语》中，可靠性定义 为：产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。 “规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件。 “规定时间”是指产品规定了的任务时间。 “规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。 可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。典型的失效率曲线是浴盆曲线，其分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。早期失效期的失效率为递减形式，即新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降。偶然失效期的失效率为一个平稳值，意味着产品进入了一个稳定的使用期。耗损失效期的失效率为递增形式，即产品进入老年期，失效率呈递增状态，产品需要更新。 1.1可靠性参数 1、失效概率密度和失效分布函数 失效分布函数就是寿命的分布函数，也称为不可靠度，记为)(t F 。它 是产品或系统在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为 )()(t T P t F ≤= 失效概率密度是累积失效概率对时间t 的倒数，记为f(t)。它是产品在 包含t 的单位时间内发生失效的概率，可表示为)() ()('t F dt t dF t f ==。 2、可靠度 可靠度是指产品或系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的概率。可靠度是时间的函数，可靠度是可靠性的定量指标。可靠度是时间的函数，记为 )(t R 。通常表示为?∞ =-=>=t dt t f t F t T P t R )()(1)()( 式中t 为规定的时间，T 表示产品寿命。 3、失效率 已工作到时刻t 的产品，在时刻t 后单位时间内发生失效的概率成为该产品时刻 t 的失效率函数，简称失效率，记为)(t λ。) (1) ()()()()()(''t F t F t R t F t R t f t -===λ。 4、不可修复的产品的平均寿命是指产品失效前的平均工作时间，记为MTTF （Mean Time To Failure)。?∞ =0)(dt t R MTTF 。 5、平均故障间隔时间（MTBF ）
UESTC-Ning Ning 1 Chapter 2 Chip Level Interconnection 宁宁 芯片互连技术 集成电路封装测试与可靠性
UESTC-Ning Ning 2 Wafer In Wafer Grinding (WG 研磨)Wafer Saw (WS 切割)Die Attach (DA 黏晶)Epoxy Curing (EC 银胶烘烤)Wire Bond (WB 引线键合)Die Coating (DC 晶粒封胶/涂覆) Molding (MD 塑封)Post Mold Cure (PMC 模塑后烘烤)Dejunk/Trim (DT 去胶去纬) Solder Plating (SP 锡铅电镀)Top Mark (TM 正面印码)Forming/Singular (FS 去框/成型) Lead Scan (LS 检测)Packing (PK 包装) 典型的IC 封装工艺流程 集成电路封装测试与可靠性
UESTC-Ning Ning 3 ? 电子级硅所含的硅的纯度很高，可达99.9999 99999 % ? 中德电子材料公司制作的晶棒( 长度达一公尺，重量超过一百公斤 )
UESTC-Ning Ning 4 Wafer Back Grinding ?Purpose The wafer backgrind process reduces the thickness of the wafer produced by silicon fabrication (FAB) plant. The wash station integrated into the same machine is used to wash away debris left over from the grinding process. ?Process Methods: 1) Coarse grinding by mechanical.(粗磨)2) Fine polishing by mechanical or plasma etching. (细磨抛光 )
建筑物改造可靠度分析及结构可靠度理论 的应用现状及发展趋势 刘宏伟，吴胜兴, 唐业清,韩宁旭 （东北大学资源与土木学院李盼 1101625） 摘要：已有建筑结构的可靠性鉴定及加固技术是综合性较强的研究领域，涉及多学科与较宽知识面，研究难度较大。但开展本课题研究具有广泛的市场应 用前景和产业化转化途径。同时简要叙述了结构可靠度设计理论的发展历史和结构设计方法的演变过程。对目前可靠度研究中的抗力随时间变化的结构可靠度；腐蚀环境下结构的可靠度：已有结构的可靠度评估和最佳维修决策：结构动力可靠度方面等方面的研究现状加以评述。提出了结构可靠度理论研究的发展趋势。 关键词:已有建筑;可靠性鉴定;加固;模糊评判法;层次分析法_；结构工程；可靠度；应用现状；发展趋势 对已有建筑结构的维修加固改造业是二十一世纪最受欢迎的九大行业之一，受维修改造需求的驱动和现代化技术的发展，已有建筑结构的可靠性鉴定与加固改造技术作为一门新的学科正在逐渐形成并迅速发展。本文在研究近十年来结构可靠性鉴定与加固技术发展的基础上，结合多项工程鉴定加固工作实际，对已有建筑结构的可靠性鉴定和加固技术进行了系统的分析和理论探讨。研究主要内容有: 1、概括论述了国内外加固改造业的发展;简要介绍了结构可靠度理论发展和研究现状;介绍了己有建筑结构可靠性鉴定和维修加固方法的发展;有针对性提出了现行建筑物鉴定、加固工作发展方向。 2、简明扼要地介绍了结构可靠性理论基本知识及用一次二阶矩分析计算结构构件可靠度计算方法;对已有建筑与拟建建筑的可靠性的不同之处进行了对比;分析了已有结构的荷载、抗力问题;建立了已有建筑结构失效概率与可靠度指标间对应关系，简要给出了己有结构可靠性判定的基本计算原则和方法。【1】 3、论述了已有建筑可靠性鉴定与拟建建筑设计区别，可靠性鉴定中结构力学分析和构件校核原则;系统介绍了现行国家可靠性鉴定标准中评定体系和评定方法【2】;对现行鉴定体系的基本原则和适用性进行了分析，并结合工程鉴定实例说明结构安全性鉴定程序及具体方法。 4、研究了模糊综合评判法及层次分析法基本理论;将模糊评估方法引入结构可靠性分析领域，并建立了结构可靠性评价的多级评价模型i 【3,4】。通过用层次分析法确定各层构件在结构体系中的权重，建立了以结构构件权重系数评价结构安全性等级的评判模型。 5、综合分析已有建筑结构加固设计的基本原则;以棍凝土结构加固为例，对加固结构中的新旧材料共同工作问题进行了研究;对加大截面加固法、外包型钢加固法、粘贴纤维复合材料加固法、粘贴钢板加固法的加固机理、计算方法进行了介绍【5】。并结合加固工程实例，对粘贴纤维复合材料及粘贴钢板加固法的设计方法进行了分析。
结构可靠性理论的现状与发展 1.引言 工程结构设计的主要目的在于以最经济的途径来满足建筑物的功能要求，而可 靠度是满足这一目的的有效控制参数。可靠度理论是在20世纪40年代开始提出的。最早源于军事需要用来提高电子元件的可靠度。将可靠度理论引入结构工程并加以发展无疑是结构工程学科的重大进展之一，并在许多方面得到成功应用。我国对结构可靠度理论的研究工作开展得较晚。20世纪60年代土木工程界曾广泛开展过结构安全度的研究和讨论；20世纪70年代把半经验半概率的方法用于结构设计规范中，并于1980年提出《结构设计统一标准》，从此，结构可靠度理论的应用才在国内开展。 结构可靠性通常定义为：在规定的使用条件和环境下，在给定的使用寿命期间，结构有效地承受载荷和耐受环境而正常工作的能力。结构可靠性的数t指标通常用概率表示，称为结构可靠度。结构可靠性是一个广义概念，通常包含结构的安全性、适用性和耐久性三个方面。 为保证结构的可靠性，首先要研究建造结构所使用材料的各项力学性能，结构上各种作用的特性，结构的内力分析方法及结构的破坏机理，除此之外，还要做到精心设计，选取合理的结构布置方案和保证结构具有明确的传力路径；精心施工，严格按照施工规程进行操作；正常使用，按设计要求使用结构并进行正常维护。然而，即便如此，也不能保证结构绝对的安全或可靠，这是因为在结构的设计、建造和使用过程中，还存在着种种影响结构可靠性的不确定性。即随机性、模糊性和知识的不完善性，合理、正常的设计、施工和使用只是保证结构具有一定可靠性的前提和基本条件。 自20世纪20年代起，国际上开展了结构可靠性基本理论的研究，并逐步扩展到结构分析和设计的各个方面，包括我国在内，研究成果已应用于结构设计规范，促进了结构设计基本理论的发展。本文将基于大量的研究文献，从结构可靠性分析方法、结构体系可靠度、结构承载能力与正常使用极限状态可靠度、结构疲劳与动力可靠度、钢筋混凝土结构施工期与老化期可靠度五个方面对国内外工程结构可靠度理论和应用的发展现状作概括性地介绍， 2.结构可靠性分析方法 2.1 一次二阶矩法 在实际工程中，占主流的一次二阶矩法应用相当广泛，已成为国际上结构可靠度分析和计算的基本方法。其要点是非正态随机变量的正态变换及非线性功能函数的线性化由于将非线性功能函数作了线性化处理，所以该类方法是一种近似的计算方法，但具有很强的适用性，计算精度能够满足工程需求。均值一次二阶矩法、改进的一次二阶矩法、Jc法、几何法都是以一次二阶矩法为基础的可靠度计算方法。 (1)均值一次二阶矩法。早期结构可靠度分析中，假设线性化点x 0t 就是均值点 m ，而由此得线性化的极限状态方程，在随机变量X t (i=1，2，?，n)统计独立的条 件下，直接获得功能函数z的均值m x 及标准差σ x ，由此再由可靠指标β的定义求取 β= m x／σx。该方法对于非线性功能函数，因略去二阶及更高阶项，误差将随着线
故障诊断技术发展历史 故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)。它包含两方面内容：一是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修团体联盟(FENMS)推动下，主要以英国倡导的设备综合工程学为指导；美国以后勤学(Logistics)为指导；日本吸收二者特点，提出了全员生产维修(TPM)的观点。美国自1961年开始执行阿波罗计划后，出现一系列因设备故障造成的事故，导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下，由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG)，并积极从事技术诊断的开发。 美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。英国在60～70年代，以Collacott为首的英国机器保健和状态监测协会(MHMG & CMA)最先开始研究故障诊断技术。英国在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。日本的新日铁自1971年开发诊断技术，1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。我国在故障诊断技术方面起步较晚，1979年才初步接触设备诊断技术。目前我国诊断技术在化工、冶金、电力等行业应用较好。故障诊断技术经过30多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程和设备、飞机和船舶发动机、汽车、冶金设备、矿山设备和机床等领域。 故障诊断的主要理论和方法 故障诊断技术已有30多年的发展历史，但作为一门综合性新学科——故障诊断学——还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法，这些方法各有特点。从学科整体可归纳以下理论和方法。 (1)基于机理研究的诊断理论和方法从动力学角度出发研究故障原因及其状态效应。针对不同机械设备进行的故障敏感参数及特征提取是重点。 (2)基于信号处理及特征提取的故障诊断方法主要有时域特征参数及波形特征诊断法、时差域特征法、幅值域特征法、信息特征法、频谱分析及频谱特征再分析法、时间序列特征提取法、滤波及自适应除噪法等。今后应注重实时性、自动化性、故障凝聚性、相位信息和引入人工智能方法，并相互结合。 (3)模糊诊断理论和方法模糊诊断是根据模糊集合论征兆空间与故障状态空间的某种映射关系，由征兆来诊断故障。由于模糊集合论尚未成熟，诸如模糊集合论中元素隶属度的确定和两模糊集合之间的映射关系规律的确定都还没有统一的方法可循，通常只能凭经验和大量试验来确定。另外因系统本身不确定的和模糊的信息(如相关性大且复杂)，以及要对每一个征兆和特征参数确定其上下限和合适的隶属度函数，而使其应用有局限性。但随着模糊集合论的完善，相信该方法有较光明的前景。 (4)振动信号诊断方法该方法研究较早，理论和方法较多且比较完善。它是依据设备运行或激振时的振动信息，通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断。在这方面应注重引入非线性理论、新的信息处理理论和方法。
《可靠性理论》模拟题（补） 一.名词解释 1.可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 2. 可靠性设计：系统可靠性设计是指在遵循系统工程规范的基础上，在系统设计过程中，采用一些专门技术，将可靠性“设计”到系统中去，以满足系统可靠性的要求。 3. 最小割集和最小径集：最小割集就是引起顶上事件发生所必需的最低限度的割集。最小径集就是顶上事件不发生所需的最低限度的径集。 4. 网络：连接不同点之间的路线系统或通道系统。 5.广义可靠性：广义可靠性是指产品在其整个寿命期限内完成规定功能的能力，它包括可靠性（即狭义可靠性）与维修性。 6.可靠性指标分配：指根据系统设计任务书中规定的可靠性指标（经过论证和确定的可靠性指标），按照一定的分配原则和分配方法，合理的分配给组成该系统的各分系统、设备、单元和元器件，并将它们写入相应的设计任务书或经济技术合同中。 7. 降额设计：使元器件或设备工作时所承受的工作应力（电应力或温度应力），适当低于元器件或设备规定的额定值，从而达到降低基本故障率、提高使用可靠性的目的。 8. 人机系统：指人与其所控制的机器相互配合,相互制约,并以人为主导而完成规定功能的工作系统。 二.填空题 1.可靠性的定义包含有五个方面的内容，它们是：对象、使用条件、使用期限、规定的功能、概率等。 2.由三种失效率曲线所反应，表现产品在其全部工作过程中的三个不同时期分别是：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。 3.对于可修复的产品，其平均无故障工作时间或平均故障间隔称为平均寿命。 4.失效率函数为常数λ时，可靠度函数表达式可写为： t e t Rλ- = )(。 5.系统进行可靠度分配时，若已知各元件的预计失效率，而进行分配的方法称为阿林斯分配法。 6.简单求解网络可靠度的常用方法有状态枚举法、全概率分解法、最小割集法、最小径集法、不交布尔代数运算规则。 7.割集和径集中反应导致顶上事件发生所必需的最低限度的是最小割集；反应顶上事件不发生所需的最低限度的是最小径集。 8.常用的可靠性特征量有：可靠度、失效率、平均寿命、可靠寿命等。 9.产品失效率曲线一般可分为：递减型失效率曲线、恒定型失效率曲线、递增型失效率曲线。
科学知识的可靠性 材33班张金宇 2013012040 科学，是一种存在。如果考察这种存在的来源的话，不难发现它来源于人与外部客观实体的相互作用（按照唯物主义的观点）。作为个体的科学家从外界事物得到科学知识的过程，可以类比数学上的一些变化，如：x→f(x)或者α→Aα，其中f和A表示函数的对应关系或者矩阵的变换，只不过个人对外界的感知过程是十分复杂的一个物理化学过程，包括了对外界信息的感知、加工和转化（成为文字语言或数学语言）。在这些过程中，科学的可靠性受到了一些影响，出现了“失真”。另外，科学是一项人类集体智慧的产物，其客观性来源于人类，狭义地讲是来自于科学家在最大可能的领域上理性意见的一致。而科学家在对科学实验和理论的判断上会群体性地受到时代的约束和人性的约束，这也是不得不引起我们注意和思考的地方。 首先，让我们考虑x或者α。从逻辑上讲，我们连外界是否可认知都无法确定。按照卡尔纳普对休谟问题的消解，如果外界是不可认知的，那么我们从事研究至少是不好不坏的。但如果外界是有规律的，那么科学家就可以利用归纳法寻找规律。不过，即使科学是有规律的，外部世界就目前来看也是一个相当复杂的系统，哪怕上帝的创世想法是简单的，也或许不是我们仅仅用线性系统、对称性、最小作用原理一下子就可以说清楚的，毕竟上帝的语言和人类的语言不同，人类所做的，很可能只是为世界描绘了一幅粗劣的地图而已。试想这样的场景：当一位科学家死后，来到上帝的面前，在向上帝讲诉自己所研究的领域时，他很可能会发现上帝连他研究领域里最基本的概念都弄不明白。 再详细说一下f和A，这代表着人类对外界信息的感知、加工和转化。但是，一开始我们从外界获得的数据就是粗糙的。现代的实验测量中，也许很少有我们中学课本实验中那些实验误差，但是有一些误差是难以避免的。首先，外界“噪音”的影响，在实验过程中是存在其他因素干扰的，尤其是科学家在对微弱信号进行检测时，需要加大增益的调节，但此时噪音的背景使得科学知识的“声音”不容易被听到。再考虑引力波的寻找。由广义相对论，大质量物体快速变速在时空连续地产生类似于波的扰动，这种扰动将使得任何刚性系统发生力学弯曲，于是有科学家建造了引力天线，可以检测原子直径百万分之一量级的振动，但是这种装置输出的是起伏的“噪音”，因为没有完全排除各种各样的小扰动。而在生物学中，机体产生的“噪音”有时是无法消除的（非要消除的话机体可能就死掉了），那么从一个生物实验得到的结论就会收到更多的干扰，结论就具有更大的不确定性，从而影响科学的可靠性。 上述的“粗糙”会造成物理定律的近似，如牛顿力学是相对论的近似（还有，我怀疑一些公式是更精确公式的Taylor展开）。还有一些误差是结构性的，例如海森堡不确定性原理，完成测量至少要发出了光子，而光子会对实验的结果造成影响。这使得科学家不能像数学家那样建立起完美的数学理论典范、欧氏几何般古老而深远的逻辑演绎体系。可以这样说，如果科学是一本书，那么数学家就是语法和句法的专家，其他科学家则是文学评论的专家。 另外，更加深刻的不精确来自理论模型的建立。一个理论模型，既不能被简单地证实也不能被证伪，因为全称命题不能通过归纳性的实验逻辑推出，模型也可以通过修改辅助假说解释否定性的判决实验。换而言之，诉诸实验的理论模型的证实不是一个其结果能被简单逻辑确定的机械过程。它依科学家的内行判断而定，在数据有不确定性和数学分析不可避免理想化的情况下，他们必须为自己判断：在理论和实验之间是否存在适当的符合。做出这种判断的本领来自经验。而经验不是逻辑的，判断的标准也不是固定的。但至少是要和一部分实验吻合，在一定范围内，其一致性和广泛应用是完全令人信服的。
MOS 器件及其集成电路的可靠性与失效分析（提要） 作者：Xie M. X. (UESTC ，成都市) 影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多，有设计方面的，如材料、器件和工艺等的选取；有工艺方面的，如物理、化学等工艺的不稳定性；也有使用方面的，如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。 从器件和工艺方面来考虑，影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个：一是栅极氧化层性能退化；二是热电子效应；三是电极布线的退化。 由于器件和电路存在有一定失效的可能性，所以为了保证器件和电路能够正常工作一定的年限（例如，对于集成电路一般要求在10年以上），在出厂前就需要进行所谓可靠性评估，即事先预测出器件或者IC 的寿命或者失效率。 （1）可靠性评估： 对于各种元器件进行可靠性评估，实际上也就是根据检测到的元器件失效的数据来估算出元器件的有效使用寿命——能够正常工作的平均时间（MTTF ，mean time to failure ）的一种处理过程。 因为对于元器件通过可靠性试验而获得的失效数据，往往遵从某种规律的分布，因此根据这些数据，由一定的分布规律出发，即可估算出MTTF 和失效率。 比较符合实际情况、使用最广泛的分布规律有两种，即对数正态分布和Weibull 分布。 ①对数正态分布： 若一个随机变量x 的对数服从正态分布，则该随机变量x 就服从对数正态分布；对数正态分布的概率密度函数为 222/)(ln 21 )(σμπσ--?=x e x x f 该分布函数的形式如图1所示。 对数正态分布是对数为正态分布的任 意随机变量的概率分布；如果x 是正态分布 的随机变量，则exp(x)为对数分布；同样， 如果y 是对数正态分布，则log(y)为正态分 布。 ②Weibull 分布： 由于Weibull 分布是根据最弱环节模型 或串联模型得到的，能充分反映材料缺陷和 应力集中源对材料疲劳寿命的影响，而且具 有递增的失效率，所以，将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强 度模型是合适的；而且尤其适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式。由于它可以根据失效概率密度来容易地推断出其分布参数，故被广泛地应用于各种寿命试验的数据处理。与对数正态分布相比，Weibull 分布具有更大的适用性。 Weibull 分布的失效概率密度函数为 m t m t m e t m t f )/()(ηη--?= 图1 对数正态分布
学校代码：11517 学号：20121110**** 《可靠性工程技术》 课程论文 题目机械产品可靠性设计分析 学生姓名** 专业班级工业工程1242 学号201211104231 系（部）管理工程学院 指导教师（职称）***（教授） 完成时间 2015年5月19日 目录
机械产品可靠性设计分析 摘要................................................... I Abstract ................................................. I I 1可靠性设计的基本概念 (1) 1.1 可靠性设计的定义 (1) 2 可靠性设计的基本原理 (1) 3 可靠性设计的基本方法 (2) 3.1 产品可靠性设计采取的措施 (2) 4 应用实例：基于虚拟样机的机械产品可靠性设计分析 (3) 4.1 机械产品可靠性设计分析方法 (3) 4.2 基于概率虚拟样机的可靠性设计分析流程 (5) 4.3 基于可靠性的机械产品参数设计 (9) 5 结论 (10) 参考文献 (11)
机械产品可靠性设计分析 摘要 机械产品可靠性设计是解决机械可靠性设计的重大课题。本文研究的目的是在总结归纳工程经验的基础上，研究目前机械可靠性设计中突出的技术问题，为日后工作中遇到的机械产品可靠性设计进行分析，指导研究型号可靠性工作，提供实用方法和技术支持。本文研究的主要内容有对可靠性设计的基本概述，可靠性设计的基本原理和基本方法，可靠性分析的应用实例等几个方面。采用实例对机械可靠性问题进行研究，并将研究结果运用到可靠性工程中解决实际问题。 关键词：机械设计；可靠性；可靠性设计
关于Cu互连系统下迁移失效模式研究 张茂林201421030121 摘要 随着电子技术的飞速发展，功能多样、电路结构比较复杂的电子产品得到广泛的应用。电子产品是由各式各样的集成芯片连接成的，而一块集成电路芯片又由成千上万的乃至于上百万个器件通过金属互连线连接而成。当器件失效或者互连线失效，都可能会引起整个集成芯片的失效。如果为了复杂的电子系统能在非常恶劣的环境中长期工作，提高集成芯片的可靠性是非常有必要的。所以，集成电路金属铜互连系统的可靠性一直以来都是I C设计和制造研究的重点和热点。 [1][2] 1 引言 随着集成电路技术的发展，集成电路发展到纳米技术时代，铜互连技术已经成为决定集成电路可靠性、性能、成本和生产率的重要因素。一直以来电迁移被认为是铜互连系统可靠性中的一个很大的问题，但是在1987年的《国际可靠性物理论丛》中初次报告一种和电迁移不同的不良失效类型，这种失效类型是在互连线不通电，只在高温下（高于100℃）放置产生断线现象，原因主要是互连线和互连系统中的介质层材料的热膨胀系数（CTE）有很大差别，发生热失配，进而引起铜互连结构系统热应力缺陷，所以称为应力迁移或应力诱生空洞。目前，应力迁移对集成电路可靠性的影响是人们研究的重要内容之一。 2 铜互连的研究历程 互连（interconnect）是在硅芯片上集成分立的电子元器件，并把这些它们通过金属互连线连接起来形成比较完整的电路的工艺，其中金属互连线可以利用的材料有Al、Au、Ag、Cu 等，各种材料的物理性质如下表2.1所示。尽管用传统Al材料作为金属互连线的成本低、技术也很成熟、粘附性好、容易刻蚀、与P型半导体和N型半导体容易形成良好的欧姆接触。但是它容易发生电迁移，当工艺温度达到300℃左右的时候，Al薄膜上形成突起，穿透与之相邻的金属互连线之间的电介质层引起短路。从表2. 1得知金属Cu是作为集成电路金属互连
可靠性理论的发展史 摘要：从可靠性的诞生开始，阐述了可靠性在各个时代的理论和应用上的状态；介绍了可靠性的基本内容、发展过程、研究现状和方法的各自特点；并提出了未来系统可靠性发展可能存在的问题。 关键字：可靠性发展历史 Abstract: This essay introduces the states of theories and applications of reliability in each development periods from its birth; and introduces the basics, development, current situation and approaches of reliability study; and makes a discussion about the problems which might be faced in the future study. Keywords: Reliability, Development, History 可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性又可分为两种：一种是固有可靠性，是指产品在设计、制造过程中，产品对象已经赋予的固有属性，这部分的可靠性是在产品在设计开发时可以控制的；一种是使用可靠性，是指产品在实际使用过程中表现出来的可靠性，除了固有可选性的影响因素外，还需要考虑产品安装、操作使用、维修保障等各方面因素的影响。 可靠性和质量不可分离，其前身是伴随着兵器的发展而诞生和发展。在公元前26世纪的冷兵器时期，到1703年英法两国完全取消长矛为止，前后经历了4000年发展成长的漫长过程中，人类已经对当时所制作的石兵器进行了简单检验。在殷商时代已有的文字记载中，就有关于生产状况和产品质量的监督和检验，对质量和可靠性方面已有了朴素的认识。热兵器的成熟期在国际上二战时期德国使用火箭和美国使用原子弹为标志。当时，德国发射的火箭不可靠及美国的航空无线电设备不能正常工作。德国使用V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭没有起飞就爆炸，还有的火箭没有到达目的地就坠落；美国当时的航空无线电设备有60%不能正常工作，其电子设备在规定的使用期限内仅有30%的时间能有效工作。二战期间，因可靠性引起的飞机损失惨重，损失飞机2100架，是被击落飞机的1.5倍。 其实，与可靠性有关的数学基础理论很早就发展起来了。可靠性最主要的理论基础概率论早在17 世纪初就逐步确立；另一主要基础理论数理统计学在20世纪30 年代初期也得到了迅速发展；作为与工程实践的结合,除了三、四十年代提出的机械维修概率、长途电话强度的概率分布、更新理论、试件疲劳与极限理论的关系外，1939 年瑞典人威布
1 Chapter 2 Chip Level Interconnection 芯片互连技术 集成电路封装测试与可靠性
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