Диссертация (Научно-методические основы обеспечения качества электронных модулей при ограниченных объемах поставок), страница 10

Критерииуровня качества AQL и LQ планируемнаосновеуровняконцепциикачествавприемлемогосоответствиисрекомендациями стандарта [35].Рис. 2.5 – Идеальная оперативнаяхарактеристикаКоличественные значения AQL и LQ выявляются из нормативно –технической документации на покупные комплектующие изделия.Однако, применение этой концепции не обеспечивает воспроизводимостьповторных процедур контроля, необходимость проведения которых эпизодическивозникает, что обусловлено:- статистической невоспроизводимостью выборок;- конечной точностью средств и методов измерений;- условий проведения контроля и квалификации персонала;и т.д.Указанное нередко приводит к возникновению арбитражных ситуациймежду Поставщиком, ЭРЭ, т.е.

производителем аппаратуры, и Заказчиком. Постатистике ОАО “Концерна “Моринсис-Агат” уровень таких споров достигает до20% от общего количества договоров на поставку ЭРЭ.Для разрешения подобных арбитражных споров могут прийти к повторнымиспытаниям в присутствии представителей Поставщика и Заказчика.69При проведении повторных испытаний однотипной продукции имеет местопроблема воспроизводимости, в связи с чем появляется необходимость расчета,нормирования и оценки расхождения результатов таких испытаний. При этом подвоспроизводимостью результатов понимают такое их свойство, когда каждыйповторный результат статистически незначимо отличается от предыдущего(термин «значимость» появился еще в стандарте ГОСТ 15895-77).

Одной из задачэтой проблемы является выбор и стандартизация показателей воспроизводимостирезультатов повторных испытаний [36].Здесь обосновано предположение об индивидуальности распределенийрезультатов повторных испытаний. Действительно, так как в зависимости от видаповторных испытаний, т.е. от того, где и в каких условиях они проводятся (водной и той же лаборатории, в одинаковых условиях, одними и теми жеметодами, средствами и испытателями или в различных лабораториях, вразличных условиях, различными средствами и методами), результаты этихповторных испытаний могут иметь различное распределение или при одинаковыхвидах распределения – существенно различные параметры. А это означаетстатистическую неоднородность получаемых при испытаниях результатов.Поэтому оценка воспроизводимости должна сводиться к известной в статистикезадаче проверки гипотезы о тождественности законов распределений – гипотезыоднородности результатов, а показатели воспроизводимости целесообразноискать среди мер близости законов распределений этих результатов (такназываемых критериев однородности).Рассмотрим этот вопрос на основе анализа применяемых на практикепараметрических (непараметрических) критериев однородности.Параметрические критерии требуют большего количества априорнойинформации, в частности, необходимо знать вид сравниваемых законовраспределения.

Задача проверки гипотезы однородности сводится к задачепроверки равенства параметров этих распределений [37].Для нормального распределения все применяемые критерии можно свести кчетырем случаям (см. таблицу 2.1). Первые три из них относятся к проверке70гипотезыоравенствематематическихожиданий.Впервомслучаепредполагается, что дисперсия 1 2 и 2 2 исходных совокупностей сравниваемыхвыборок объемом n1 и n2 известны, во втором – дисперсии равны, но не известны,в третьем– дисперсии не равны и не известны.

Четвертый случайпредусматривает сравнение дисперсий.Для каждого случая в таблице 2.1 приведены рабочие формулы дляопределения статистики критерия и решающих правил, где: х1 и х 2 - выборочныесредние повторных испытаний; S12 и S 22 - выборочные дисперсии; M1 и M2 –сравниваемые математические ожидания; U, t и F - квантили стандартныхраспределений нормального, Стьюдента и F – распределения Фишера придоверительной вероятности  [38].Поскольку все приведенные выше статистики I – III в таблице 2.1 основанына сравнении выборочных средних, имеющих в силу центральной предельнойтеоремы асимптотически нормальное распределение для любого распределенияисходных генеральных совокупностей, то эти статистики оказываются малочувствительными к отклонениям от нормальности.Поэтому они могутприменяться для оценки воспроизводимости на уровне средних для широкогокласса одномодальных распределений.В отличие от указанных выше статистика для сравнения дисперсий (IV)чувствительнакотклонениямотнормальности.Однакоионаимеетасимптотически нормальное распределение, хотя и отличное от того, котороеимеет место при нормальном распределении.В том случае, когда распределение исходной совокупности известно,представляетсявозможнымиспользованиеприведеннойстатистикиприизмененном числе степеней свободы n1' и n2' , равных: 1  4  3 14n  1 4 2 1'11 ,где 4 – четвертый момент распределения.Для n2' формула аналогична.(2.8)71Анализируя рассмотренные выше статистики, нетрудно заметить, что вкачестве показателей воспроизводимости целесообразно использовать:- нормированный модуль разности выборочных среднихх  х1  х 2 К 11 ,- нормированное отношение выборочных дисперсийs *  S12 ( S 22 K 2 ) 1 ,и (или) уровень значимости , где К1 и К2 – коэффициенты (см.

таблицу 2.1).Первые два показателя (х и s*) имеют ясный физический смысл и нетребуют пояснений. Возможность применения третьего показателя для оценкивоспроизводимости объясняется следующим.Таблица 2.1Уменьшая уровень  в решающих правилах, всегда можно добиться принятиягипотезы однородности, причем большим расхождением между х1 и х 2 или S12 иS 22 (плохая воспроизводимость) будут соответствовать малые уровни значимости.При этом минимальная величина уровня значимости, при котором дляопределенных значений х1 , х 2 , S12 , S 22 будет выполняться условие однородности,72можетбытьпринятавкачествекритическогозначенияпоказателявоспроизводимости.

Соответствующие этому значению расхождения результатовиспытаний называют критическими. В этом случае с вероятностью  результатыиспытаний относятся к одному закону распределения.Для практического устранения этих ситуаций в работе [39] предлагаетсяпринцип распределения приоритетов.По существу, данный принцип устанавливает права и обязанности сторонпри проведении выборочного контроля, т.е. Заказчик получает преимущественноеправо (приоритет) в выборе планов и схемвыборочного контролясобязательством доказывать правильность своих решений о забраковке партииЭРЭ.При организации производства электронных модулей из-за их высокойфункциональной мощности поставщиков ЭРЭ настолько много, что организацияпоследнего принципа практически нереальна.Если вернуться к ЭРЭ в виде микросхем и концепции приемлемого уровня,то значение AQL и LQ устанавливаются по каждому выходному параметру ИМС.В этом плане следует ориентироваться на наиболее критический параметрмикросхемы при правильном установлении допусков на измеряемый параметр сучетом зависимости его частного закона распределения.Каквидно,двухступенчатыйконтрольвыборочногоконтроляэлектрорадиоэлементов в данном случае ввиду малости партий однотипныхэлементов не проводится.2.3 Теоретические основы по исследованию параметрической надежностиэлектронного модуляПоскольку использование любого изделия осуществляется в течениедлительного времени, то под влиянием различных факторов, особенно внешнихдестабилизирующих, происходит изменение его выходных характеристик,определяющих качество.73Поэтому надежность изделия, которая изучает зависимость ее показателей вовремени, является иллюстратором изменения ее качества.Изменение технических характеристик надежности модулей во времениявляется закономерным проявлением процесса старения.Это данность, но замедлить этот процесс возможно, что является практическиодной из основных задач при создании новых и использовании существующихизделий.В этом плане входящие в изделия автономные электронные модули должныиметь запас надежности для повышения сопротивляемости экстремальнымвнешним воздействиям, когда изделие попадает в условия, не предусмотренныеТУ.

Последнее нередко случается с изделиями ОПК.Огромные средства затрачиваются в мире на ремонт и поддержаниеизношенных изделий. По прогнозам во второй половине XXI века до 80%трудовых ресурсов будет заняты в сфере эксплуатации и ремонта. Обратимся киллюстрации этого положения рис. 2.6, где к – запас надежности [40].При к<1 не обеспечивается необходимая надежность изделия (модуля) иимеется вероятность возникновения отказов.При к = 1 изделие удовлетворяет всем требованиям надежности.При к>1 имеется запас надежности даже в экстремальных условиях.Как видно, запас надежности позволяет и изношенному изделию сохранятьработоспособность при экстремальных условиях.Как видно, запас надежности позволяет и изношенному изделию сохранятьработоспособность при экстремальных условиях.Все это в полной мере относится к модулю морского назначения, которыйдолжен иметь запас по устойчивому функционированию по отношению квнешним воздействующим факторам для компенсации возможных уходов(деградации) параметров, используемых ПКИ за пределы допустимых значений.Нарушения в работе устройства из-за таких уходов приводят к сбояминформации, а далее и к отказу в виде замыкания или обрыва электрических74цепей и полупроводников.

Исследованиями в этой плоскости занимается областьзнаний, получившая название «параметрическая надежность».АЭкстремальныеусловияУсловия использованияОТКАЗЫЗапаснадежностиТуКонструктивныедефектыНовыймодульНормальныеусловияэксплуатацииБезотказностьИзношенныймодульУровень надежности0k1Рис. 2.6 – Уровень надежности модуляПараметрический отказ наиболее характерен для современных изделий [41].Продолжение эксплуатации изделия, имеющего параметрический отказ, можетпривести к тяжелым последствиям. Поэтому этой категории отказов с ростомсложности техники следует уделять все большее внимание.Аналитическим методам оценки параметрической надежности для изделийспецназначенияуделенодостаточновнимания,вчастности,вработахКонстантиновского В.

М., Огнева И. В., Скачкова С. А., Половко А.М.,Базовского И.А., Болотина В.В. и др. [5, 42–45].Исключив из рассмотрения внезапные отказы, состояние системы в условияхвоздействия случайных возмущений представляем совокупностью физическихпараметров Z 1 , Z 2 ,... Z n . Эти параметры можно считать компонентами некотороговектора Z в n-мерном фазовом пространстве состояний.Исходя из назначения физических принципов его функционирования,разделим фазовое пространство состояний некоторой граничной поверхностью (поверхностьюпредельныхсостояний)надвеобласти:область75работоспособных состояний и область отказов  .По предложению автора параметрическая надежность есть вероятность того,что за время функционирования системы Т параметры состояния не выходят задопустимые пределы:Рн  Z     R11  Z1  R12 ; R21  Z 2  R22 ; ...; Rn1  Z n  Rn 2 / t  T .где  - символ указывающий принадлежность вектора Z к области  ;R11 , R12 ,..., Rn 2 допустимые пределы, являющиеся координатами поверхностипредельных состояний.ЕслиизвестнаплотностьраспределениявектораZ,т.е.плотностьf ( z1 , z2 ,..., zn / t  T ) совместного распределения параметров состояния в любоймомент времени, то параметрическая надежность равна:Рн   ..

. f ( z1 , z2 ,..., zn / t  T ) dz1 , dz2 ,..., dzn .(2.9)Пересечение с вектором Z в какой-либо момент времени t  T поверхностипредельных состояний означает выход системы из работоспособногосостояния, т.е. отказ. В общем случае параметры состояния Z 1 , Z 2 ,... Z n являютсякоррелированными случайными функциями времени и вычисление интеграла(2.9) сопряжено с теоретическими трудностями и большим объемом расчетов.Для электронных модулей специального назначение критическими внешнимифакторами являются: величина питающего напряжения Е  Е , стабильностьзначения опорной частоты синхронизации F0  F0 , температура окружающейсреды Т о .