一种环境应力筛选时间优化方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种电子产品环境应力筛选时间优化方法及设备，属于电子产品可靠性试验领域。环境应力筛选是用于剔除产品早期故障的重要手段，是在产品出厂前对其施加合适的环境应力，剔除存在的潜在缺陷，保证产品使用可靠性。进行环境应力筛选可以减少产品投入使用后的维修费用，同时也会增加生产成本。本发明专利技术在进行环境应力筛选时，充分考虑元器件级、组件级筛选费用，尤其是引入了时间费用成本的计算，从而在进行环境应力筛选时充分考虑筛选时间成本，在提高设计可靠性的同时，降低筛选时间，降低生产成本，以提高企业的经济效益和生产效率。

A method and equipment for optimizing environmental stress screening time

The invention discloses an optimization method and equipment for environmental stress screening time of electronic products, belonging to the reliability test field of electronic products. Environmental stress screening is an important method for eliminating early faults of products. It is to apply appropriate environmental stress to products before they leave the factory to eliminate potential defects and ensure the reliability of products. Environmental stress screening can reduce the cost of maintenance and increase the production cost. In the environmental stress screening, the screening cost at component level and component level is fully considered, especially the calculation of time cost is introduced, so that the screening time cost is fully considered in the environmental stress screening, and the design reliability is improved, the screening time is reduced, and the production cost is reduced, so as to improve the design reliability. The economic efficiency and production efficiency of enterprises.

【技术实现步骤摘要】
一种环境应力筛选时间优化方法及设备
本专利技术属于电子产品可靠性试验领域，更具体地，涉及一种对电子产品环境应力筛选策略进行优化的方法及设备。
技术介绍
环境应力筛选是可靠性试验中的一种，通过对产品施加合适的环境应力，可有效地剔除产品中的潜在缺陷，使产品尽快进入偶然失效期，提高产品使用阶段的可靠性。根据以往经验，当出现失效时，在较低组装级上进行维修，维修费用较低。组装级提高一级，维修费用几乎提高一个数量级。而产品投入使用后出现失效，维修的费用会更高。进行环境应力筛选，可在产品投入现场使用之前，把产品生产过程中引入的潜在缺陷剔除，不仅可以大大地减少维修费用，还能提高产品在用户中的评价。然而，若过度地对产品进行应力筛选，产品已经进入偶然失效期，其使用可靠性已接近设计可靠性，不仅可靠性不能再得到太大提升，反而因为过长的筛选时间，使得产品的生产成本大大增加，得不偿失。因此，进行环境应力筛选，需要合理地制定环境应力筛选计划。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种环境应力筛选时间优化方法，其目的在于，在进行环境应力筛选时，充分考虑元器件级、组件级筛选费用，尤其是引入了时间费用成本的计算，从而在进行环境应力筛选时充分考虑筛选时间成本，在提高设计可靠性的同时，降低筛选时间，降低生产成本。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种电子产品环境应力筛选时间优化方法，包括如下步骤：步骤1：基于威布尔分布参数获得元器件和连接件的可靠度函数、应力筛选加速因子、合格品次品比例，进而得到元器件在经过一段时间筛选后的可靠度函数和合格品次品比例，以及连接件在经过一段时间筛选后的可靠度函数和合格品次品比例；步骤2：根据步骤1的筛选结果估算在电子产品组件保修期内寿命周期各阶段的元器件更换数量以及连接件维修数量；步骤3：根据步骤2所估算的元器件更换数量和连接件维修数量，结合在电子产品组件保修期内寿命周期各阶段中元器件的更换费用和连接件的维修费用，建立电子产品组件在保修期内寿命周期的总费用模型：总费用＝元器件的更换费用+连接件的维修费用；步骤4：以元器件级筛选时间和组件级筛选时间作为变量，以组件在保修期内寿命周期的总费用最少为目标，使用粒子群算法求解步骤3的总费用模型的最优解，得到最优解对应的元器件级筛选时间和组件级筛选时间。进一步地，步骤1中，建立元器件级筛选模型的方法如下：经过一段时间的筛选后，整批元器件中次品比例Pcss(tc)和合格品的比例Pcg(tc)分别为：Pcg(tc)＝1-Pcss(tc)(4)其中，Pcss、Pcg分别为初始时元器件中次品和合格品所占比例，βcss、βcg分别为元器件次品和合格品威布尔分布的形状参数，ηcss、ηcg分别为元器件次品和合格品威布尔分布的比例参数，tc为环境应力对元器件寿命损耗产生的元器件级筛选时间加速效果，tac为元器件级筛选时间：tc＝Kc·tac(5)Kc为元器件级筛选的加速因子。进一步地，步骤2中，估算元器件更换数量的方法如下：元器件在各阶段的更换数量更新方程如下：其中，F(t)为元器件寿命的累积失效分布函数，fc(x)为元器件的失效概率密度函数，M(t)的值表示在[0,t)时间内预计的元器件更新数；在经历过tc时间筛选后，t时间内预计的元器件更新数NC(t|tc)为：NC(t|tc)＝Pcss(tc)·Mcss(|tc)+Pcg(tc)·Mcg(t|tc)(15)其中，Mcss(t|tc)和Mcg(t|tc)分别为按照式(14)、(16)、(17)得出的元器件次品和合格品经过一段时间后的预计更新数：Mcss(t|tc)＝Mcss(t)-Mcss(tc)(16)Mcg(t|tc)＝Mcg(t)-Mcg(tc)(17)。进一步地，步骤3中，元器件更换费用CC(tac,tab)如下：其中，SC为元器件级筛选的固定费用,I(tac)用于表明是否开启用于执行元器件级筛选过程的设备，npcb为参加筛选的电子产品组件的数量，nc为参加筛选的元器件的数量，CT为单个元器件在元器件级筛选中单位时间的费用，DC为元器件级筛选的检测效率，CRCC为在元器件级筛选时更换单个元器件的费用，DB为组件级筛选的检测效率，CRCB为在组件级筛选时更换单个元器件的费用，CRCF为在现场使用时更换单个元器件的费用。进一步地，步骤1中，建立组件级筛选模型的方法如下：经历过一段时间筛选后，连接件中次品和合格品的比例分别为：Pbg(tb)＝1-Pbss(tb)(9)其中，Pbss、Pbg分别为元器件中次品和合格品所占比例，βbss、βbg分别为连接件次品和合格品的形状参数，ηbss、ηbg分别为连接件次品和合格品的比例参数，tb为环境应力对元器件和连接件寿命损耗产生的组件级筛选时间加速效果，tab为组件级筛选时间：tb＝Kb·tab(10)Kb为组件级筛选的加速因子；因此，通过筛选的连接件的可靠度函数Rb(t|tb)为：Rb(t|tb)＝Pbss(tb)·Rbss(t|tb)+Pbg(tb)·Rbg(t|tb)(11)进一步地，步骤2中，经过tb时间的组件级筛选后连接件的预计维修数NB(t|tb)为：NB(t|tb)＝-ln(Rb(t|tb))(19)。进一步地，步骤3中，连接件维修费用BC(tab)为：其中，SB为组件级筛选的固定费用，I(tab)用于表明是否开启用于执行组件级筛选过程的设备，npcb为参加筛选的电子产品组件的数量，CB为每个电子产品组件在组件级筛选中单位时间的费用，nb为参加筛选的连接件的数量，DB为组件级筛选的检测效率，CRBB为在组件级筛选时维修单个连接件的费用，CRBF为在现场使用时维修单个连接件的费用，Tw为电子组件产品的保修期时间。为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的任意一种方法。为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种电子产品环境应力筛选时间优化设备，包括前面所述的计算机可读存储介质以及处理器，处理器用于调用和处理计算机可读存储介质中存储的计算机程序。总体而言，本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术以二级组装模型来对电子产品进行费用模型的建模，即以电子产品所使用的元器件为元器件级，以元器件和涉及的连接件作为组件级，以威布尔分布来描述元器件和连接件的失效率曲线，同时引入时间费用成本，建立电子产品在元器件级筛选阶段、组件级筛选阶段以及保修期阶段的整体费用模型，并使用粒子群优化算法求解得到使得总费用最少的筛选时间，在提高电子产品设计可靠性的同时，降低时间成本，从而节约生产成本，达到均衡优化的效果。附图说明图1为本专利技术的流程步骤图；图2为本专利技术优选实施例的粒子群算法流程图；图3为本专利技术优选实施例的粒子群算法某次计算得到的迭代次数-总费用值收敛曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。电子产品组件保修期内的寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子产品环境应力筛选时间优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于威布尔分布参数获得元器件和连接件的可靠度函数、应力筛选加速因子、合格品次品比例，进而得到元器件在经过一段时间筛选后的可靠度函数和合格品次品比例，以及连接件在经过一段时间筛选后的可靠度函数和合格品次品比例；步骤2：根据步骤1的筛选结果估算在电子产品组件保修期内寿命周期各阶段的元器件更换数量以及连接件维修数量；步骤3：根据步骤2所估算的元器件更换数量和连接件维修数量，结合在电子产品组件保修期内寿命周期各阶段中元器件的更换费用和连接件的维修费用，建立电子产品组件在保修期内寿命周期的总费用模型：总费用＝元器件的更换费用+连接件的维修费用；步骤4：以元器件级筛选时间和组件级筛选时间作为变量，以组件在保修期内寿命周期的总费用最少为目标，使用粒子群算法求解步骤3的总费用模型的最优解，得到最优解对应的元器件级筛选时间和组件级筛选时间。

【技术特征摘要】
1.一种电子产品环境应力筛选时间优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于威布尔分布参数获得元器件和连接件的可靠度函数、应力筛选加速因子、合格品次品比例，进而得到元器件在经过一段时间筛选后的可靠度函数和合格品次品比例，以及连接件在经过一段时间筛选后的可靠度函数和合格品次品比例；步骤2：根据步骤1的筛选结果估算在电子产品组件保修期内寿命周期各阶段的元器件更换数量以及连接件维修数量；步骤3：根据步骤2所估算的元器件更换数量和连接件维修数量，结合在电子产品组件保修期内寿命周期各阶段中元器件的更换费用和连接件的维修费用，建立电子产品组件在保修期内寿命周期的总费用模型：总费用＝元器件的更换费用+连接件的维修费用；步骤4：以元器件级筛选时间和组件级筛选时间作为变量，以组件在保修期内寿命周期的总费用最少为目标，使用粒子群算法求解步骤3的总费用模型的最优解，得到最优解对应的元器件级筛选时间和组件级筛选时间。2.如权利要求1所述的一种电子产品环境应力筛选时间优化方法，其特征在于，步骤1中，建立元器件级筛选模型的方法如下：经过一段时间的筛选后，整批元器件中次品比例Pcss(tc)和合格品的比例Pcg(tc)分别为：Pcg(tc)＝1-Pcss(tc)(4)其中，Pcss、Pcg分别为初始时元器件中次品和合格品所占比例，βcss、βcg分别为元器件次品和合格品威布尔分布的形状参数，ηcss、ηcg分别为元器件次品和合格品威布尔分布的比例参数，tc为环境应力对元器件寿命损耗产生的元器件级筛选时间加速效果，tac为元器件级筛选时间：tc＝Kc·tac(5)Kc为元器件级筛选的加速因子。3.如权利要求2所述的一种电子产品环境应力筛选时间优化方法，其特征在于，步骤2中，估算元器件更换数量的方法如下：元器件在各阶段的更换数量更新方程如下：其中，F(t)为元器件寿命的累积失效分布函数，fc(x)为元器件的失效概率密度函数，M(t)的值表示在[0,t)时间内预计的元器件更新数；在经历过tc时间筛选后，t时间内预计的元器件更新数NC(ttc)为：NC(t|tc)＝Pcss(tc)·Mcss(t|tc)+Pcg(tc)·Mcg(t|tc)(15)其中，Mcss(t|tc)和Mcg(t|tc)分别为按照式(14)、(16)、(17)得出的元器件次品和合格品经过一段时间后的预计更新数：Mcss(t|tc)＝Mcss(t)-Mcss(tc)(16)Mcg(t|tc)＝Mcg(t)-Mcg(tc)(17)。4.如权利要求3所述的一种电子产品环境应力筛选...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文杰，金健，张航军，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42