3.1.1 什么是可靠性預計
可靠性預計是可靠性工程中的一項重要、核心技術，也是全世界各企業(yè)廣泛使用的可靠性技術之一。很多可靠性工作的開展都需要可靠性預計結果支撐，都是以可靠性預計工作作為基礎。比如FMEA分析、可靠性建模等工作都需要以可靠性預計提供的失效率預計結果作為輸入。
可靠性預計是評估或預測電子、機械系統(tǒng)的可靠性水平（一般是評估或預測其失效率λ）。
可靠性預計使用的方法，一般在可靠性預計標準都給出，比如GJB299C、MIL-HDBK-217F、SR332、SN29500、IEC62380、NSWC等標準。上述標準也是目前企業(yè)使用較多的一些可靠性預計標準。
可靠性預計標準的基礎是對長期在現(xiàn)場收集的大量部件數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析得到的。通過對大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，得出一系列可靠性預計模型（也稱為失效率模型，一般以公式表示），這些可靠性預計模型可用于描述設備的失效特性、規(guī)律。所建立的可靠性預計模型包括許多影響其可靠性的變量，如工作環(huán)境、溫度、質量水平和應力系數(shù)。
3.1.2 可靠性預計的主要方法
對于電子產品可靠性預計，一般分為計數(shù)法、應力法。
（1）計數(shù)法
計數(shù)法屬于一種粗略預計方法，相對應力法更為簡單，一般在方案或者技術設計時使用。隨著產品研制工作的推進，逐步需要使用應力法進行可靠性預計。采用計數(shù)法進行可靠性預計時所需要的信息是：
a） 所用元器件的種類及數(shù)量；
b） 所用元器件質量等級；
c） 設備工作環(huán)境。
對于可靠性模型為串聯(lián)結構的設備，計算其失效率的數(shù)學表達式為：
`λ_{GS}=∑_(i=1)^nN_i λ_{Gi} π_{Qi} `
式中
`λ_{Gs}`——產品的總失效率，10E-6/h
`λ_{Gi}`——第i種元器件的通用失效率，不同類型元器件的通用失效率不同，10E-6/h
`π_{Qi}`——第i種元器件的通用質量系數(shù)，不同類型元器件的質量系數(shù)不同
`N_i`——第i種元器件的數(shù)量。
（2）應力法
采用應力法進行可靠性預計時所需要的信息，相比計數(shù)法需要更多一些。以GJB299C標準為例，除微電路外，大多數(shù)元器件的工作失效率λp預計模型都為基本失效率λb 與πE、πQ 等一系列π系數(shù)相連乘的形式。
根據(jù)GJB/Z 299C標準，元器件失效率預計模型如下：
`λ_p=λ_b ∏_(i=1)^nπ_i `
式中
`λ_p` =單個器件的工作失效率預計值；
`λ_b`=器件的基本失效率；
`π_i`=該系數(shù)是反應質量、環(huán)境、溫度、電應力等因素對器件的失效率的影響程度。 分別代表影響器件失效率的質量因子、環(huán)境因子、溫度因子、電應力因子等一系列修正系數(shù)。
以半導體集成電路與微波集成電路的工作失效率模型為例
半導體集成電路（PROM類存儲器）的工作失效率預計模型：
`λ_p=π_Q [C_1 π_T π_{PT}+(C_2+C_3 ) π_E ] π_L`
式中
`λ_p` =工作失效率，10-6/h；
`π_E`=環(huán)境系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-2；
`π_Q`=質量系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-3；
`π_L` =成熟系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-4；
`π_T`=溫度應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_v`=電壓應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-14；
`π_{PT}` =PROM電路的可編程工藝系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-15；
`C_1` 及 `C_2`=電路復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3` =封裝復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-29。
半導體集成電路（UVEPROM、EEPROM、FLASH類）的工作失效率預計模型：
`λ_p=π_Q [C_1 π_V π_{CYC}+(C_2+C_3 ) π_E ] π_L`
式中
`λ_P`=工作失效率，10-6/h；
`π_E` =環(huán)境系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-2；
`π_Q`=質量系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-4；
`π_T`=溫度應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_V`=電壓應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-14；
`π_{PT}` = UVEPROM、EEPROM、FLASH電路的讀\寫循環(huán)率系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-28；
`C_1`及`C_2` =電路復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封裝復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-29。
微波集成電路（GaAs MMIC類）的工作失效率預計模型：
`λ_p=π_Q [C_1 π_T π_A π_P+C_3 π_E ] π_L`
式中
`λ_P`=工作失效率，10-6/h；
`π_E`=環(huán)境系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-2；
`π_Q`=質量系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-4；
`π_T` =溫度應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_A`=微波集成電路的應用系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-30；
`π_P`=微波集成電路的工藝系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-31；
`C_1`=電路復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封裝復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-29。
半導體集成電路的工作失效率預計模型：
`λ_p=π_Q [C_1 π_T π_V+(C_2+C_3 ) π_E ] π_L`
式中
`λ_P`=工作失效率，10-6/h；
`π_E`=環(huán)境系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-2；
`π_Q`=質量系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-4；
`π_T`=溫度應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_V`=微波集成電路的應用系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-30；
`C_1`及`C_2` =電路復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封裝復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-29。
要使用PosVim軟件進行可靠性預計，首先要列出產品中的所有組件/元器件。然后，選擇合適的可靠性預計標準提供的公式計算組件/零部件的失效率。所有組件/零部件的失效率之和即是系統(tǒng)的預測失效率。
3.1.3可靠性預計的主要作用
• 幫助評估設計方案的可行性
• 幫助產品設計前期進行器件選型
• 比較哪個設計方案更可靠，風險更低，特別是用戶單位提出明確可靠性要求的
• 找出潛在的可靠性薄弱環(huán)節(jié)
• 用于指導針對性調整設計方案
• 跟蹤可靠性改進情況
• 在產品出現(xiàn)問題之前，在早期階段解決產品質量問題
• 降低劣質成本（COPQ）
• 滿足合同規(guī)定要求
需要注意的是，可靠性預計模型關聯(lián)的因素較多，一些因素在可靠性預計模型中進行了簡化處理或者限于以前的工藝水平做出的?？煽啃灶A計結果可能與最終研制/生產出來的產品的可靠性水平有一定差距。因此，在使用可靠性預計結果時，重點不能只停留在可靠性預計結果準確不準確，更多是需要關注可靠性預計結果的指導意義、方向性決策意義。
3.1.4 可靠性預計標準
工程上常用的可靠性預計標準如下表所示。不同的可靠性預計標準適用范圍不一樣，比如GJB299C標準適用于電子元器件可靠性預計，且更多適用于較為嚴格的產品；IEC62380、SR332、SN29500標準適用于電子、電力、通信等行業(yè)電子元器件可靠性預計；NSWC標準適用于機械零部件的可靠性預計。
PosVim軟件的{可靠性預計}模塊支持使用GJB/Z 299C、GJB/Z 108A、MIL-HDBK-217F、SR332、SN29500、217Plus、IEC61709、IEC 62380、NSWC等電子、機械可靠性預計標準進行產品可靠性預。通過可靠性預計工作實施，在產品早期設計階段定量預測產品的可靠性水平，評價產品是否能夠滿足可靠性設計指標要求，并找出薄弱環(huán)節(jié)，及時為產品設計改進指明方向。{可靠性預計}模塊提供的可靠性預計標準及適用范圍如下表所示。
在選用可靠性預計標準進行可靠性預計時，切記要根據(jù)產品類型以及產品的使用環(huán)境來確定。比如應用于通信類的產品，可以選擇SR332等標準；如果應用于電力行業(yè)的產品，可以選擇SN29500等標準；如果是應用于軍用領域的，建議選擇GJB/Z299C、MIL-HDBK-217F等標準。
默認狀態(tài)下，可靠性預計模塊根據(jù)創(chuàng)建產品結構信息時所選的產品類別已經(jīng)進行了可用的標準篩選，篩選掉了不適用該類產品的可靠性預計標準。比如機械部件類產品，默認只能選擇NSWC標準、相似產品法；組件、部件類產品，默認只能選擇相似產品法。對于軟件類產品，可以使用本公司的另外一個產品PoSREL進行可靠性預計、評估工作（具體可咨詢客服）。
需要注意的是，目前給出的可靠性預計標準，都是針對元器件、零部件的可靠性預計標準，沒有直接針對設備、系統(tǒng)層次的可靠性預計標準。設備、系統(tǒng)層次可靠性預計，可通過設備、系統(tǒng)的組成零部件、元器件可靠性預計后求和或者建立可靠性模型（可靠性框圖/RBD）計算得到。
另外，在使用可靠性預計標準時，由于可靠性預計標準是基于當時的工藝水平，以及假定條件給出的，因此，在使用時，可根據(jù)實際條件、環(huán)境進行相關系數(shù)的調整。比如，GJB299C標準明確給出，若按照工程符加技術條件或附加質量要求，對產品進行更為嚴格考核試驗，其質量系數(shù)ΠQ可在原來質量等級中適當減小質量系數(shù)值，一般可降至原ΠQ值的3/4~1/2。
應力法/計數(shù)法
可靠性預計標準GJB299C、MIL-HDBK-217F等都給出了應力法、計數(shù)法不同的預計方法。計數(shù)法的可靠性預計模型較為簡單，且包含的參數(shù)較少，一般在前期概念設計階段使用；應立法的可靠性預計模型包含的參數(shù)較多，一般當掌握相應的參數(shù)信息時均可使用。
工作狀態(tài)/非工作狀態(tài)
產品在壽命周期各階段，經(jīng)歷的不同的工作環(huán)境。一般情況下，使用工作狀態(tài)的可靠性預計標準進行可靠性預計，但是一些特殊情況需要使用非工作狀態(tài)進行可靠性預計。例如，導彈類產品，貯存時一般為非工作狀態(tài)。
失效率模型
為了更深入地了解可靠性預計標準的細節(jié)，可通過查閱各種不同類型器件的失效率模型。例如，以廣泛應用的GJB/Z 299C標準為例，該標準給出了半導體集成電路與微波集成電路、混合集成電路、聲表面波器件、真空電子器件、電阻器、電容器等元器件失效率預計模型，總的失效率預計模型為連乘結構，例如，給出的半導體集成電路（PROM類存儲器）失效率預計模型如下：
半導體集成電路（PROM類存儲器）的工作失效率預計模型：
`λ_p=π_Q [C_1 π_T π_V π_PT+(C_2+C_3 ) π_E ] π_L`
式中
`λ_P`=工作失效率，10-6/h；
`π_E`=環(huán)境系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-2；
`π_Q`=質量系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-4；
`π_T`=溫度應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_V`=電壓應力系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-14；
`π_{PT}`=PROM電路的可編程工藝系數(shù)，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-15；
`C_1` 及`C_2` =電路復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封裝復雜度失效率，見GJB/Z 299C標準的表5.1.2-29。
3.1.5如何使用可靠性預計結果
可靠性預計結果更多是作為指導產品設計、引導產品設計的依據(jù)，作為產品前期方案設計缺少相應數(shù)據(jù)、缺少量化評估產品可靠性水平工具時的一種有效評估手段。如前所述，可靠性預計模型關聯(lián)的因素較多，一些因素在可靠性預計模型中進行了簡化處理或者限于以前的工藝水平做出的?？煽啃灶A計結果可能與最終研制/生產出來的產品的可靠性水平有一定差距。因此，在使用可靠性預計結果時，重點不能只停留在可靠性預計結果準確不準確，更多是需要關注可靠性預計結果的指導意義、方向性決策意義。
若條件允許，一般建議可靠性預計結果要高于產品的可靠性要求值/規(guī)定值。例如某類產品規(guī)定：預計值為規(guī)定值的1.25倍。
3.1.6什么是手工方式預計與智能可靠性預計
在應用可靠性預計模塊進行預計時，PosVim提供了手工方式可靠性預計以及智能可靠性預計兩種方式，可根據(jù)需求選擇預計方式。
手工方式可靠性預計——創(chuàng)建產品結構樹后，逐個對產品結構樹的元器件、零件進行可靠性預計。預計時，需要手工對沒一個元器件、零部件的預計方法、器件子類、質量等級、應力參數(shù)、工藝參數(shù)等進行錄入。
智能可靠性預計——智能可靠性預計模式可以顯著提高可靠性預計的工作效率。通過設置整個設備/產品的可靠性預計模板（包括設置默認使用的可靠性預計標準、應力水平、質量等級等），批量、智能進行整個設備/產品的元器件或零部件可靠性預計。
注意：需要注意的是——通過可靠性預計模塊得到的可靠性指標是基本可靠性指標（一般是得到失效率和MTBF）??！如果您需要得到任務可靠性指標（例如任務可靠度），需要使用PosVim的可靠性建模RBD模塊獲得。
由于PosVim的可靠性預計模塊的預計方式是自下而上，即由產品最底層的元器件、元件可靠性預計開始，先進行元器件的可靠性預計，然后逐步往上進行可靠性預計，得到各層次組件、模塊、子系統(tǒng)、系統(tǒng)的可靠性預計結果。所以，我們要完成后續(xù)的可靠性預計工作，首先需要按照產品組成結構，逐層建立產品結構，直至元器件層。如何構建產品結構樹并錄入產品結構信息，見第2.5節(jié)。