3.1.1 什么是可靠性预计
可靠性预计是可靠性工程中的一项重要、核心技术，也是全世界各企业广泛使用的可靠性技术之一。很多可靠性工作的开展都需要可靠性预计结果支撑，都是以可靠性预计工作作为基础。比如FMEA分析、可靠性建模等工作都需要以可靠性预计提供的失效率预计结果作为输入。
可靠性预计是评估或预测电子、机械系统的可靠性水平（一般是评估或预测其失效率λ）。
可靠性预计使用的方法，一般在可靠性预计标准都给出，比如GJB299C、MIL-HDBK-217F、SR332、SN29500、IEC62380、NSWC等标准。上述标准也是目前企业使用较多的一些可靠性预计标准。
可靠性预计标准的基础是对长期在现场收集的大量部件数据进行统计分析得到的。通过对大量统计数据进行分析，得出一系列可靠性预计模型（也称为失效率模型，一般以公式表示），这些可靠性预计模型可用于描述设备的失效特性、规律。所建立的可靠性预计模型包括许多影响其可靠性的变量，如工作环境、温度、质量水平和应力系数。
3.1.2 可靠性预计的主要方法
对于电子产品可靠性预计，一般分为计数法、应力法。
（1）计数法
计数法属于一种粗略预计方法，相对应力法更为简单，一般在方案或者技术设计时使用。随着产品研制工作的推进，逐步需要使用应力法进行可靠性预计。采用计数法进行可靠性预计时所需要的信息是：
a） 所用元器件的种类及数量；
b） 所用元器件质量等级；
c） 设备工作环境。
对于可靠性模型为串联结构的设备，计算其失效率的数学表达式为：
`λ_{GS}=∑_(i=1)^nN_i λ_{Gi} π_{Qi} `
式中
`λ_{Gs}`——产品的总失效率，10E-6/h
`λ_{Gi}`——第i种元器件的通用失效率，不同类型元器件的通用失效率不同，10E-6/h
`π_{Qi}`——第i种元器件的通用质量系数，不同类型元器件的质量系数不同
`N_i`——第i种元器件的数量。
（2）应力法
采用应力法进行可靠性预计时所需要的信息，相比计数法需要更多一些。以GJB299C标准为例，除微电路外，大多数元器件的工作失效率λp预计模型都为基本失效率λb 与πE、πQ 等一系列π系数相连乘的形式。
根据GJB/Z 299C标准，元器件失效率预计模型如下：
`λ_p=λ_b ∏_(i=1)^nπ_i `
式中
`λ_p` =单个器件的工作失效率预计值；
`λ_b`=器件的基本失效率；
`π_i`=该系数是反应质量、环境、温度、电应力等因素对器件的失效率的影响程度。 分别代表影响器件失效率的质量因子、环境因子、温度因子、电应力因子等一系列修正系数。
以半导体集成电路与微波集成电路的工作失效率模型为例
半导体集成电路（PROM类存储器）的工作失效率预计模型：
`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`=环境系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-2；
`π_Q`=质量系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-3；
`π_L` =成熟系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-4；
`π_T`=温度应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_v`=电压应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-14；
`π_{PT}` =PROM电路的可编程工艺系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-15；
`C_1` 及 `C_2`=电路复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3` =封装复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-29。
半导体集成电路（UVEPROM、EEPROM、FLASH类）的工作失效率预计模型：
`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` =环境系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-2；
`π_Q`=质量系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-4；
`π_T`=温度应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_V`=电压应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-14；
`π_{PT}` = UVEPROM、EEPROM、FLASH电路的读\写循环率系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-28；
`C_1`及`C_2` =电路复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封装复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-29。
微波集成电路（GaAs MMIC类）的工作失效率预计模型：
`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`=环境系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-2；
`π_Q`=质量系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-4；
`π_T` =温度应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_A`=微波集成电路的应用系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-30；
`π_P`=微波集成电路的工艺系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-31；
`C_1`=电路复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封装复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-29。
半导体集成电路的工作失效率预计模型：
`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`=环境系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-2；
`π_Q`=质量系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-4；
`π_T`=温度应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_V`=微波集成电路的应用系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-30；
`C_1`及`C_2` =电路复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封装复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-29。
要使用PosVim软件进行可靠性预计，首先要列出产品中的所有组件/元器件。然后，选择合适的可靠性预计标准提供的公式计算组件/零部件的失效率。所有组件/零部件的失效率之和即是系统的预测失效率。
3.1.3可靠性预计的主要作用
• 帮助评估设计方案的可行性
• 帮助产品设计前期进行器件选型
• 比较哪个设计方案更可靠，风险更低，特别是用户单位提出明确可靠性要求的
• 找出潜在的可靠性薄弱环节
• 用于指导针对性调整设计方案
• 跟踪可靠性改进情况
• 在产品出现问题之前，在早期阶段解决产品质量问题
• 降低劣质成本（COPQ）
• 满足合同规定要求
需要注意的是，可靠性预计模型关联的因素较多，一些因素在可靠性预计模型中进行了简化处理或者限于以前的工艺水平做出的。可靠性预计结果可能与最终研制/生产出来的产品的可靠性水平有一定差距。因此，在使用可靠性预计结果时，重点不能只停留在可靠性预计结果准确不准确，更多是需要关注可靠性预计结果的指导意义、方向性决策意义。
3.1.4 可靠性预计标准
工程上常用的可靠性预计标准如下表所示。不同的可靠性预计标准适用范围不一样，比如GJB299C标准适用于电子元器件可靠性预计，且更多适用于较为严格的产品；IEC62380、SR332、SN29500标准适用于电子、电力、通信等行业电子元器件可靠性预计；NSWC标准适用于机械零部件的可靠性预计。
PosVim软件的{可靠性预计}模块支持使用GJB/Z 299C、GJB/Z 108A、MIL-HDBK-217F、SR332、SN29500、217Plus、IEC61709、IEC 62380、NSWC等电子、机械可靠性预计标准进行产品可靠性预。通过可靠性预计工作实施，在产品早期设计阶段定量预测产品的可靠性水平，评价产品是否能够满足可靠性设计指标要求，并找出薄弱环节，及时为产品设计改进指明方向。{可靠性预计}模块提供的可靠性预计标准及适用范围如下表所示。
在选用可靠性预计标准进行可靠性预计时，切记要根据产品类型以及产品的使用环境来确定。比如应用于通信类的产品，可以选择SR332等标准；如果应用于电力行业的产品，可以选择SN29500等标准；如果是应用于军用领域的，建议选择GJB/Z299C、MIL-HDBK-217F等标准。
默认状态下，可靠性预计模块根据创建产品结构信息时所选的产品类别已经进行了可用的标准筛选，筛选掉了不适用该类产品的可靠性预计标准。比如机械部件类产品，默认只能选择NSWC标准、相似产品法；组件、部件类产品，默认只能选择相似产品法。对于软件类产品，可以使用本公司的另外一个产品PoSREL进行可靠性预计、评估工作（具体可咨询客服）。
需要注意的是，目前给出的可靠性预计标准，都是针对元器件、零部件的可靠性预计标准，没有直接针对设备、系统层次的可靠性预计标准。设备、系统层次可靠性预计，可通过设备、系统的组成零部件、元器件可靠性预计后求和或者建立可靠性模型（可靠性框图/RBD）计算得到。
另外，在使用可靠性预计标准时，由于可靠性预计标准是基于当时的工艺水平，以及假定条件给出的，因此，在使用时，可根据实际条件、环境进行相关系数的调整。比如，GJB299C标准明确给出，若按照工程符加技术条件或附加质量要求，对产品进行更为严格考核试验，其质量系数ΠQ可在原来质量等级中适当减小质量系数值，一般可降至原ΠQ值的3/4~1/2。
应力法/计数法
可靠性预计标准GJB299C、MIL-HDBK-217F等都给出了应力法、计数法不同的预计方法。计数法的可靠性预计模型较为简单，且包含的参数较少，一般在前期概念设计阶段使用；应立法的可靠性预计模型包含的参数较多，一般当掌握相应的参数信息时均可使用。
工作状态/非工作状态
产品在寿命周期各阶段，经历的不同的工作环境。一般情况下，使用工作状态的可靠性预计标准进行可靠性预计，但是一些特殊情况需要使用非工作状态进行可靠性预计。例如，导弹类产品，贮存时一般为非工作状态。
失效率模型
为了更深入地了解可靠性预计标准的细节，可通过查阅各种不同类型器件的失效率模型。例如，以广泛应用的GJB/Z 299C标准为例，该标准给出了半导体集成电路与微波集成电路、混合集成电路、声表面波器件、真空电子器件、电阻器、电容器等元器件失效率预计模型，总的失效率预计模型为连乘结构，例如，给出的半导体集成电路（PROM类存储器）失效率预计模型如下：
半导体集成电路（PROM类存储器）的工作失效率预计模型：
`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`=环境系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-2；
`π_Q`=质量系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-3；
`π_L`=成熟系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-4；
`π_T`=温度应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-6至表5.1.2-13；
`π_V`=电压应力系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-14；
`π_{PT}`=PROM电路的可编程工艺系数，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-15；
`C_1` 及`C_2` =电路复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-16至表5.1.2-27；
`C_3`=封装复杂度失效率，见GJB/Z 299C标准的表5.1.2-29。
3.1.5如何使用可靠性预计结果
可靠性预计结果更多是作为指导产品设计、引导产品设计的依据，作为产品前期方案设计缺少相应数据、缺少量化评估产品可靠性水平工具时的一种有效评估手段。如前所述，可靠性预计模型关联的因素较多，一些因素在可靠性预计模型中进行了简化处理或者限于以前的工艺水平做出的。可靠性预计结果可能与最终研制/生产出来的产品的可靠性水平有一定差距。因此，在使用可靠性预计结果时，重点不能只停留在可靠性预计结果准确不准确，更多是需要关注可靠性预计结果的指导意义、方向性决策意义。
若条件允许，一般建议可靠性预计结果要高于产品的可靠性要求值/规定值。例如某类产品规定：预计值为规定值的1.25倍。
3.1.6什么是手工方式预计与智能可靠性预计
在应用可靠性预计模块进行预计时，PosVim提供了手工方式可靠性预计以及智能可靠性预计两种方式，可根据需求选择预计方式。
手工方式可靠性预计——创建产品结构树后，逐个对产品结构树的元器件、零件进行可靠性预计。预计时，需要手工对没一个元器件、零部件的预计方法、器件子类、质量等级、应力参数、工艺参数等进行录入。
智能可靠性预计——智能可靠性预计模式可以显著提高可靠性预计的工作效率。通过设置整个设备/产品的可靠性预计模板（包括设置默认使用的可靠性预计标准、应力水平、质量等级等），批量、智能进行整个设备/产品的元器件或零部件可靠性预计。
注意：需要注意的是——通过可靠性预计模块得到的可靠性指标是基本可靠性指标（一般是得到失效率和MTBF）！！如果您需要得到任务可靠性指标（例如任务可靠度），需要使用PosVim的可靠性建模RBD模块获得。
由于PosVim的可靠性预计模块的预计方式是自下而上，即由产品最底层的元器件、元件可靠性预计开始，先进行元器件的可靠性预计，然后逐步往上进行可靠性预计，得到各层次组件、模块、子系统、系统的可靠性预计结果。所以，我们要完成后续的可靠性预计工作，首先需要按照产品组成结构，逐层建立产品结构，直至元器件层。如何构建产品结构树并录入产品结构信息，见第2.5节。