1、0工業(yè)和信息化部電子第五研究所工業(yè)和信息化部電子第五研究所中中 國國 賽賽 寶寶 實實 驗驗 室室 5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢分析照明可靠性的發(fā)展趨勢分析開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程 3.系統(tǒng)可靠性對系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用照明產(chǎn)品發(fā)展的作用LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主主要要內(nèi)內(nèi)容容質(zhì)量與可靠性 一旦產(chǎn)品制造成功后一旦產(chǎn)品制造成功后, 傳統(tǒng)質(zhì)量保障功能就完成傳統(tǒng)質(zhì)量保障功能就完成 (盡管可能還會尋求持續(xù)改進等等) 可靠性可靠性: 更關(guān)注更關(guān)注 “下一步會發(fā)生什么下一步會發(fā)生什么”三包期限內(nèi)產(chǎn)品的故障率？返修率（

2、失效率）是否接收？哪些改變能提高產(chǎn)品的可靠性？（設(shè)計制造安裝運行維護等等） 可靠性的時機可靠性的時機簡單的問題：質(zhì)量控制解決復(fù)雜的問題：可靠性工程復(fù)雜的問題：可靠性工程質(zhì)量工程和可靠性工程： 關(guān)注的焦點引入我們的話題 規(guī)定的條件 亦即使用條件或環(huán)境條件亦即使用條件或環(huán)境條件 規(guī)定的期間 亦即產(chǎn)品壽命亦即產(chǎn)品壽命 規(guī)定的性能/功能 性能或故障的定義性能或故障的定義 5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢分析照明可靠性的發(fā)展趨勢分析開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程 3.系統(tǒng)可靠性對系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用照明產(chǎn)品發(fā)展的作用LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀照明產(chǎn)品

3、的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主主要要內(nèi)內(nèi)容容2.1 LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成照明產(chǎn)品的構(gòu)成未來的LED照明，將更加的豐富多彩和超越想象第二層第二層 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)第一層第一層 驅(qū)動電源驅(qū)動電源2.2 LED照明產(chǎn)品可靠性現(xiàn)狀照明產(chǎn)品可靠性現(xiàn)狀1) 總的說來不容樂觀總的說來不容樂觀LED照明產(chǎn)品的核心產(chǎn)品，如驅(qū)動電源、光源模組等產(chǎn)品可靠性不受關(guān)注1）國家也沒有強制2）對于可靠性的認(rèn)知存在誤區(qū)POF？SR？3）多數(shù)沒有進行切實有效的可靠性評價 如規(guī)定LED壽命為30000h。 看似看似6 6年（假定商業(yè)照明的平均極限：年（假定商業(yè)照明的平均極限：12h/d12h/d），能滿足），能滿足需要嗎？需要嗎？ 據(jù)此要

4、求計算（按指數(shù)分布計算），據(jù)此要求計算（按指數(shù)分布計算）， 1) 使用使用1年：將有約年：將有約10的產(chǎn)品失效的產(chǎn)品失效 2) 使用使用3年，累積失效約年，累積失效約30% 3) 年平均故障率約為年平均故障率約為10.5%/年，年， 6年的時候，將會累積有年的時候，將會累積有63.2的產(chǎn)品失效！的產(chǎn)品失效！ 4) 迫切需要有可靠性指標(biāo)的產(chǎn)品壽命，而不是迫切需要有可靠性指標(biāo)的產(chǎn)品壽命，而不是MTBF ！2) 可靠性的認(rèn)知誤區(qū)可靠性的認(rèn)知誤區(qū)LED產(chǎn)品壽命的解讀產(chǎn)品壽命的解讀 正確的認(rèn)識和理解產(chǎn)品的壽命(MTBF/MTTF)有可靠度指標(biāo)的產(chǎn)品壽命，更加有意義！3) 從設(shè)計導(dǎo)向看從設(shè)計導(dǎo)向看 大部分

5、企業(yè)注重功能和外形的設(shè)計，大部分企業(yè)注重功能和外形的設(shè)計， 忽視可靠性、環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計忽視可靠性、環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計。 大部分考核僅對性能和安全性進行大部分考核僅對性能和安全性進行 對可靠性和環(huán)境適應(yīng)性要求不高。對可靠性和環(huán)境適應(yīng)性要求不高。 習(xí)慣于出現(xiàn)故障后維修習(xí)慣于出現(xiàn)故障后維修 大量的維修隊伍大量的維修隊伍 5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢分析照明可靠性的發(fā)展趨勢分析開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程 3.系統(tǒng)可靠性對系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用照明產(chǎn)品發(fā)展的作用LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主主要要內(nèi)內(nèi)容容141. 企業(yè)老

6、板的困惑企業(yè)老板的困惑 為什么有的產(chǎn)品出廠前100%檢驗合格，而一年后，返修率卻高達10%甚至20%。別人的產(chǎn)品卻只有5%甚至1或者更低？3.1. LED照明產(chǎn)品的可靠性高低決照明產(chǎn)品的可靠性高低決定了產(chǎn)品返修率和合格率的高低定了產(chǎn)品返修率和合格率的高低老板的困惑老板的困惑v 三年，五年，十年包換？三年，五年，十年包換？v 能否達到？能否達到？v 如何達到？如何達到？v 如何更好？如何更好？用可靠性工程來回答用可靠性工程來回答LED照明產(chǎn)品照明產(chǎn)品15 可靠度？可靠度？ 用戶要求？用戶要求？ 產(chǎn)品返修率？產(chǎn)品返修率？ 客戶滿意度？客戶滿意度？ 是否愿意主動是否愿意主動更換更換LED？tetR)

7、( R(t)可靠度，越大越好 t任務(wù)時間，客戶要求的時間 失效率，失效率，越小越好越小越好減小失效率減小失效率就要實施可靠性工程就要實施可靠性工程釋疑釋疑可靠性設(shè)計、可靠性預(yù)計、FMEA 、FTA、FRACAS、因果樹、排列圖、直方圖l低價格就有竟?fàn)幜幔縧為什么許多媽媽寧可去外國買貴奶粉，也不買國產(chǎn)的便宜的奶粉？高質(zhì)量的產(chǎn)品是低成本的！總體上省錢高質(zhì)量的產(chǎn)品是低成本的！總體上省錢 低質(zhì)量的產(chǎn)品將最終以更大代價來彌補低質(zhì)量的產(chǎn)品將最終以更大代價來彌補l品牌的核心是什么？廣告？ 誠信、質(zhì)量、可靠性。誠信、質(zhì)量、可靠性。反 思3.2. 提高產(chǎn)品的可靠性是降低企業(yè)提高產(chǎn)品的可靠性是降低企業(yè)成本的重要

8、途徑成本的重要途徑 高質(zhì)量和高可靠的產(chǎn)品是低成本的！ 為什么目前LED示范工程沒有很好示范效應(yīng)？派出大量的人力/物力去巡查？維修？ 系統(tǒng)可靠性設(shè)計理念，可能比追求LED器件、電源本身的可靠性更顯得重要！ 質(zhì)量/可靠性與壽命周期費用（傳統(tǒng)觀點）費用質(zhì)量、可靠性不考慮產(chǎn)品全生命周期費用不考慮產(chǎn)品全生命周期費用質(zhì)量質(zhì)量/可靠性與費用：平衡點可靠性與費用：平衡點質(zhì)量/可靠性與壽命周期費用（現(xiàn)代觀點）費用質(zhì)量、可靠性可靠的產(chǎn)品，可靠的產(chǎn)品，總體上最省錢！總體上最省錢！提高產(chǎn)品的可靠性提高產(chǎn)品的可靠性是降低企業(yè)成本的重要途徑是降低企業(yè)成本的重要途徑3.3. 高可靠的產(chǎn)品是消費者的訴求高可靠的產(chǎn)品是消費者的

9、訴求 顧客最關(guān)心的，是產(chǎn)品在購買使用一段時間后，是否還能正常使用，這恰恰就是可靠性要回答的問題。 LED照明是一個復(fù)雜系統(tǒng)，融合了多類產(chǎn)品，應(yīng)用也很多，要讓消費者接受，易用還要耐用，這是一個挑戰(zhàn)！減少維修減少維修/免維修這就是可靠性。免維修這就是可靠性。蘋果公司產(chǎn)品的可靠性給LED帶來的啟示改進和保障改進和保障測試性測試性安全性安全性功能功能可靠性可靠性維修性維修性1年2年合約計劃（產(chǎn)品在合約期限內(nèi)，（產(chǎn)品在合約期限內(nèi)，確保出現(xiàn)失效產(chǎn)品的風(fēng)險可接受）確保出現(xiàn)失效產(chǎn)品的風(fēng)險可接受）幾乎可以保證全新的替換產(chǎn)品幾乎可以保證全新的替換產(chǎn)品1年內(nèi)免費維修：（多數(shù)是替換性維修）（多數(shù)是替換性維修）符合全球

10、的安全標(biāo)準(zhǔn)符合全球的安全標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)穩(wěn)定的運行系統(tǒng)穩(wěn)定的運行良好的用戶體驗良好的用戶體驗良好的產(chǎn)品改進良好的產(chǎn)品改進缺陷改進系統(tǒng)缺陷改進系統(tǒng)改進和推出下一代產(chǎn)品改進和推出下一代產(chǎn)品iPhone 4S iPhone 250小時 iPhone 3G - 300 小時 iPhone 3GS - 300 小時 iPhone 4 - 300 小時 iPhone 4S - 200 小時 蘋果iOS 5推出之后不久，立即有很多用戶抱怨： 此系統(tǒng)的iPhone 4S電池消耗速度極快，即便是在待機狀態(tài)下。 蘋果承認(rèn)問題的存在，表示更新iOS 5將解決這一問題根源：可靠性問題根源：可靠性問題 不能達到不能達到 預(yù)期工

11、作時間預(yù)期工作時間3.4. 高可靠是企業(yè)形象和信譽的要求高可靠是企業(yè)形象和信譽的要求 品牌的核心是質(zhì)量，高質(zhì)量的產(chǎn)品必然具有高的可靠性，會贏得消費者的信賴和喜愛，逐漸形成良好的口碑，樹立品牌形象，獲得更強的市場競爭力。 質(zhì)量是企業(yè)的信譽和生命，它直接決定了企業(yè)的形象和生存空間。3.5.高可靠、高質(zhì)量是企業(yè)由小到大、由大高可靠、高質(zhì)量是企業(yè)由小到大、由大到強的必經(jīng)之路，是轉(zhuǎn)型升級的重要著力點到強的必經(jīng)之路，是轉(zhuǎn)型升級的重要著力點u國外LED知名公司最近的發(fā)力說明了這一點u國內(nèi)眾多企業(yè)面臨的困境說明了這一點u同功能LED產(chǎn)品的不同價值u產(chǎn)業(yè)由小到大，由大到強的發(fā)展必須經(jīng)歷質(zhì)量革命小大強粗曠的擴張質(zhì)

12、量 5.LED照明可靠性的發(fā)展趨勢分析照明可靠性的發(fā)展趨勢分析開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程 3.系統(tǒng)可靠性對系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用照明產(chǎn)品發(fā)展的作用LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主主要要內(nèi)內(nèi)容容28可靠性指標(biāo)可靠性模型可靠性預(yù)計可靠性分配FMEA(FMECA)FTA元器件的選用降額設(shè)計容差與漂移設(shè)計儲備（冗余）設(shè)計電路結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計潛在通路分析“三防”設(shè)計熱設(shè)計靜電防護（ESD）微電子器件的可靠安裝防閂鎖設(shè)計軟件可靠設(shè)計供應(yīng)商的控制元器件的質(zhì)量與可靠性控制制造過程管理與統(tǒng)計過程控制質(zhì)量閉環(huán)控制可靠性活動與評審測定試驗鑒

13、定與驗收試驗篩選試驗增長試驗HALT/HASS壽命和加速試驗定量分析設(shè)計技術(shù)控制管理試驗評價以可靠性為中心的質(zhì)量設(shè)計、分析和控制以可靠性為中心的質(zhì)量設(shè)計、分析和控制4.2 可靠性設(shè)計：目標(biāo)要求可靠性設(shè)計：目標(biāo)要求設(shè)計評審設(shè)計評審評價確認(rèn)評價確認(rèn)研發(fā)階段是整個可靠性工作的重點建立研發(fā)可靠性責(zé)任制RCM的持續(xù)改進4.3 對企業(yè)管理層的建議1、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)要重視和支持質(zhì)量管理工作，把可靠性工作放在重要位置；l樹立現(xiàn)代質(zhì)量觀l改變研發(fā)人員和質(zhì)量人員“救火”的狀態(tài)u2、企業(yè)管理層認(rèn)識到“設(shè)計質(zhì)量”對產(chǎn)品固有質(zhì)量的影響是至關(guān)重要的，注重開發(fā)階段并投入大量人力物力提高設(shè)計質(zhì)量，以保證質(zhì)量問題在“源頭”得到根本解

14、決。4.4 技術(shù)層面的建議技術(shù)層面的建議 1) 可靠性設(shè)計技術(shù)可靠性設(shè)計技術(shù) 2) 零部件和系統(tǒng)管理零部件和系統(tǒng)管理 3) 加強工藝加強工藝/過程的控制過程的控制 4) 加強加強LEDLED照明設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計照明設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計 5) 系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)累積/追溯數(shù)據(jù)1) 可靠性設(shè)計技術(shù)可靠性設(shè)計技術(shù) 1 使用因素 2 應(yīng)力強度分析 3 設(shè)計失效模式影響分析 4 設(shè)計的失效模式影響及嚴(yán)酷度分析 5 設(shè)計中故障樹分析 6 容差和最差情形分析 7 健壯設(shè)計 8 人因可靠性 9 X設(shè)計元器件的選用降額設(shè)計容差與漂移設(shè)計儲備（冗余）設(shè)計電路結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計潛在通路分析“三防”設(shè)計熱設(shè)計靜電防護（ES

15、D）IC器件的可靠安裝防閂鎖設(shè)計軟件可靠設(shè)計設(shè)計技術(shù)2) 零部件和系統(tǒng)管理零部件和系統(tǒng)管理 1零部件選擇 2材料的選擇和控制 3降額的方法和原則 4建立規(guī)范加強元器件采購的質(zhì)量控制，有效抵制假冒和偽劣元器件 僅9月份，通過DPA技術(shù)共剔除假冒、翻新元器件、IC共35型號批次，占企業(yè)委托我所實驗室進行DPA總數(shù)的27.1。 通過失效分析（FA）發(fā)現(xiàn)了有15個委托失效分析的元器件、IC是假冒、翻新品，占9月份企業(yè)委托我所實驗室進行失效分析總數(shù)的27.3%。 兩項平均為27.2%。利用我們的假冒元器利用我們的假冒元器件鑒別技術(shù)鑒別出來件鑒別技術(shù)鑒別出來的假冒元器件的假冒元器件 3). 加強工藝/過程

16、控制主要ESD、潮敏和裝配工藝管控 大量電路板未經(jīng)使用就出現(xiàn)故障，經(jīng)大量電路板未經(jīng)使用就出現(xiàn)故障，經(jīng)分析是元器件和電路分層。分析是元器件和電路分層。以下是聲學(xué)掃描顯微鏡下看到的分層現(xiàn)象以下是聲學(xué)掃描顯微鏡下看到的分層現(xiàn)象4 4）加強）加強LEDLED照明設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計照明設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計熱路測量與分析；熱材料選擇；熱路測量與分析；熱材料選擇；控制熱阻（內(nèi)、外）；冷卻措施控制熱阻（內(nèi)、外）；冷卻措施涂復(fù)、密封、灌封涂復(fù)、密封、灌封消源、減振、布局、安裝消源、減振、布局、安裝抑制干擾源；切斷交連通路；抑制干擾源；切斷交連通路；提高抗干擾能力提高抗干擾能力（屏蔽、濾波、接地）（屏蔽、濾波、

17、接地）防輻措施（材料、電路、工藝）防輻措施（材料、電路、工藝）三防（潮、三防（潮、霉、鹽霧）霉、鹽霧）熱設(shè)計熱設(shè)計振動、沖擊振動、沖擊電磁環(huán)境電磁環(huán)境輻射環(huán)境輻射環(huán)境熱環(huán)境熱環(huán)境氣候環(huán)境氣候環(huán)境機械環(huán)境機械環(huán)境電磁兼容電磁兼容性設(shè)計性設(shè)計抗輻射設(shè)計抗輻射設(shè)計環(huán)境調(diào)查環(huán)境調(diào)查環(huán)境試驗環(huán)境試驗應(yīng)力強度分析應(yīng)力強度分析防護措施防護措施環(huán)境環(huán)境適應(yīng)性適應(yīng)性設(shè)計設(shè)計 對產(chǎn)品進行可靠性預(yù)計和故障模對產(chǎn)品進行可靠性預(yù)計和故障模式及影響后果分析（式及影響后果分析（FMECA），建），建立立FRACAS系統(tǒng)，對故障進行根源系統(tǒng)，對故障進行根源分析分析RCA/RCFA, 提高設(shè)計水平提高設(shè)計水平5）系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)

18、累積/追溯數(shù)據(jù)43 總之，產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計進去的，生產(chǎn)和管理出來的。總之，產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計進去的，生產(chǎn)和管理出來的。 & & 加強設(shè)計人員的可靠性培訓(xùn)，將可靠性設(shè)計進產(chǎn)品；加強設(shè)計人員的可靠性培訓(xùn)，將可靠性設(shè)計進產(chǎn)品； & & 強化可靠性審查和組織保證；強化可靠性審查和組織保證；& & 采用先進的工具和手段；采用先進的工具和手段；& & 不可為可靠性而可靠性！不可為可靠性而可靠性！質(zhì)量管理必須從設(shè)計階段開展可靠性工作，只有全過質(zhì)量管理必須從設(shè)計階段開展可靠性工作，只有全過程階段開展可靠性工作，抓產(chǎn)品質(zhì)量才抓住了源頭。程階段開展可靠性工

19、作，抓產(chǎn)品質(zhì)量才抓住了源頭。 可靠性設(shè)計問題是重中之重，是解決系統(tǒng)可靠性的重可靠性設(shè)計問題是重中之重，是解決系統(tǒng)可靠性的重要抓手要抓手 5.LED照明產(chǎn)品可靠性的發(fā)展趨勢分析照明產(chǎn)品可靠性的發(fā)展趨勢分析開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程開展以可靠性為中心的質(zhì)量提升工程 3.系統(tǒng)可靠性對系統(tǒng)可靠性對LED照明產(chǎn)品發(fā)展的作用照明產(chǎn)品發(fā)展的作用LED照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀照明產(chǎn)品的構(gòu)成及可靠性現(xiàn)狀主主要要內(nèi)內(nèi)容容LED智能智能/智慧照明的控制軟件智慧照明的控制軟件1.軟件的可靠保障是未來LED照明產(chǎn)品可靠性的保障可靠性的保障軟件可靠性問題日益重要，能有效的監(jiān)控和管理產(chǎn)品的降額使用，可靠性管理，可靠性監(jiān)控等等，它將影響系統(tǒng)的功能、可靠性、安全、兼容性等。2. LED照明產(chǎn)品的可靠性與性能的一體化設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的大趨勢。 從只追求產(chǎn)品性能轉(zhuǎn)變?yōu)閺娬{(diào)產(chǎn)品的可靠性及維修成本，把可靠性要求與性能要求同等看待。-未來產(chǎn)品設(shè)計的趨勢核心思想在產(chǎn)品開發(fā)階段開發(fā)階段要盡早考慮和構(gòu)造可靠性。將可靠性將可靠性和性能一樣 設(shè)計到產(chǎn)品