通信测试设备可靠性预计方法、装置、设备和存储介质

本技术涉及通信，具体而言，涉及一种通信测试设备可靠性预计方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、电子系统不仅包含分立元件、集成电路、功能模块等，还包含结构、信号连接线缆、软件系统等，这些都是影响系统可靠性的因子，通常对电子系统的可靠性设计时，忽略了系统的结构及零部件设计、装配设计、热设计、保护性设计（含软件设计）、emc设计对系统可靠性的影响。

2、可靠性预计的目的是通过可靠性预计方法计算，来预计测试设备设计时系统的可靠性指标、查找测试设备进行系统设计时存在的可靠性隐患，通过设计修改，或采取辅助措施，来提高系统可靠性，满足规定可靠性指标要求。

3、在相关技术中，比如中国专利文献（cn111683385a）记载了一种通信设备的可靠性预计方法和装置，其中通信设备的可靠性预计方法包括步骤：通过可靠性模型建立单元建立通信设备的可靠性模型，并通过中央处理系统发送至存储单元内部，由存储单元进行保存。尽管其提出了通过可靠性模型建立单元建立设备的可靠性模型，然而其实际上并没有提出是如何得出系统可靠性预计值的。相关技术中，如何对系统的可靠性进行全面预计，一直是一个难题。

4、针对相关技术中存在的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种通信测试设备可靠性预计方法、装置、设备和存储介质，以解决现有技术中系统可靠性难以综合预计的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种通信测试设备可靠性预计方法，包括：

3、s1：系统分解，明确各设计要素；

4、s2：计算各设计要素的失效率，明确可靠性技术措施对系统可靠性的影响因子及关联系数 ƞ，综合计算系统总失效率 λp；所述各设计要素的失效率包括结构和装配总失效率 λp5；

5、s3：根据系统总失效率计算系统可靠性mtbf；

6、s4：若可靠性符合指标要求，则完成系统可靠性预计；若可靠性不符合要求，则对系统模块参数、零件或器件、软件、可靠性措施进行修改，再次执行s2，直至可靠性符合要求。

7、进一步的，所述各设计要素的失效率还包括分立元件总失效率 λp1、集成电路总失效率 λp2、功能模块总失效率 λp3、smt互联总失效率 λp4，所述系统总失效率表示如下：

8、

9、其中， ƞ为可靠性技术措施关联系数，所述可靠性技术措施包括emc设计措施、降额设计、热设计、保护性设计。

10、进一步的，所述分立元件总失效率 λp1的计算步骤为：先统计系统中各种型号和各种类型的元器件数目，然后计算各型元器件的工作失效率，最后把各种元器件的工作失效率累加起来，即可得到部件、系统的失效率，分立元件总失效率表达如下：

11、

12、式中： λbi为第 i种元器件的基本失效率， πei为第 i种元器件的环境系数， πqi为第 i种元器件的质量系数， πti为第 i种元器件的温度系数， πx1i ~πxmi为第 i种元器件的1~ m种特殊规定系数， ni为第 i种元器件的数量， k1为不同的通用元器件类别数量。

13、进一步的，所述集成电路总失效率 λp2的计算步骤为：先统计系统中各种型号和各种类型的元器件数目，然后计算各型元器件的工作失效率，最后把各种元器件的工作失效率累加起来，即可得到部件、系统的失效率，集成电路总失效率表达如下：

14、

15、式中： c1i为第 j种集成电路复杂度失效率， πti为第 i种集成电路的温度应力系数， c2i为第 i种集成电路封装复杂度失效率， πei为第 i种集成电路的环境系数， πqi为第 i种集成电路的质量系数， oi为第 i种集成电路的数量， k2为集成电路类别数量。

16、进一步的，所述功能模块总失效率的计算需要将每一个功能模块视为一个元件，其可靠性预计采用元器件计数法进行计算，具体步骤为：先计算系统中各种型号和各种类型的元器件数目，然后再乘以相应型号或相应类型元器件的通用故障率，最后把各乘积累加起来，即可得到部件、系统的故障率，其失效率表达如下：

17、

18、式中： λgi为第 i个功能模块的通用失效率， πqi为第 i个功能模块的质量系数， qi为第 i个功能模块的数量， k3为不同功能模块类别数量。

19、进一步的，所述smt互联总失效率的计算中，smt互联可靠性预计模型用于估计“最薄弱连接”的smt，由于热循环疲劳失效导致电路板失效，以元件计数，预计模型如下：

20、

21、

22、

23、式中： λsmti为第 i种smt互联的失效率， ni为第 i种smt数， ai为第 i种smt互联失效率水平调整系数， λbi为第 i种smt互联基本失效率， k4为smt总数；

24、 λbi为smt互联基本失效率， di为从器件中心到最远焊点的距离， hi为无管脚器件焊点的高度， αsi为电路板底部热膨胀系数，δ ti为使用环境温度极值之间的温差， αcci为器件封装材料热膨胀系数， trisei为由于功耗引起的温升；

25、 rth（j－c）i为热阻， pi为功耗， cri为温度循环系数， πci为元器件引线结构系数；

26、其中，失效率水平调整参数 ai，由下式查表得到：

27、

28、式中： ani为失效率水平 ai查找索引值， λbi为smt互联基本失效率， lc为设备设计寿命。

29、进一步的，所述结构和装配总失效率计算如下：

30、

31、式中： λp1为分立元件总失效率， πchp1为与分立元件总失效率关联的结构与装配关联系数， λp2为集成电路总失效率， πchp2为与集成电路总失效率关联的结构与装配关联系数， λp3为功能模块总失效率， πchp3为与功能模块总失效率关联的结构与装配关联系数， λp4为smt互联总失效率， πchp4为与smt互联总失效率关联的结构与装配关联系数， πchtceqtsc为总体结构的环境、质量、温度、应力和复杂度综合系数。

32、进一步的，所述系统可靠性mtbf的预计值表达如下：

33、

34、式中：mtbf（ θ0）为系统可靠性预计值， λp为系统总的失效率。

35、为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，提供了一种通信测试设备可靠性预计装置，包括：系统分解模块，用于将系统分解为各个设计要素；

36、失效率计算模块，用于计算各个设计要素的失效率，选择可靠性技术措施关联系数，计算系统总失效率；

37、系统可靠性计算模块，用于计算系统可靠性预计值，判断是否符合可靠性指标要求；

38、系统修改模块，当可靠性不符合指标要求时，修改模块参数、零件器件、软件和可靠性措施，以使可靠性符合指标要求。

39、为了实现上述目的，根据本技术的又一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现上述方面任一实现方式所描述的通信测试设备可靠性预计方法。

40、为了实现上述目的，根据本技术的再一方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，程序被处理器执行时实现上述方面任一实现方式所描述的通信测试设备可靠性预计方法。

41、本技术有益之处：提供了一种通信测试设备可靠性预计方法、装置、设备和存储介质，在通信测试设备的研制和设计过程中，根据系统可靠性技术要求，按照本技术提供的可靠性设计方法对系统及部件各设计要素的可靠性指标进行预计和分配，可以以此作为部件和器件优选、硬件电路和控制软件优化设计、结构和安装设计的依据，通过优化设计来降低系统中各设计要素的失效率，来满足和提高系统可靠性技术要求，本技术解决了可靠性工程设计的难题。