一、背景
通/断电循环以及连续工作，是影响电子、机电产品可靠性的重要因素。通过案例，分析机电产品在多应力条件下，开关循环条件下的寿命情况。
二、开关循环及多应力条件下的机电产品可靠性模型研究情况
APPLO Guidance computer Data中，给出了相应的开关条件下的机电产品可靠性数据情况，给出的数据包括电子器件和组件的贮存、电源开/关状态、通电3类状态的数据。他们收集了697百万次的开/关循环数据，发现20次故障，故障率为28.7/10E9。
在该指南中，还给出了如下结论：
（1）单次电源开/关循环到热平衡并返回到室温大约是165到375倍之间，或者说发生故障时的压力平均是休眠时间的270倍。
（2）另一种说法是，预计33次通电/断电（开/关）循环等于一年以上的待机（休眠）时间导致故障。
（3）发生故障时，通电/断电循环的压力约是通电稳态情况下的5倍。
Kujawski和rypka分析了通电/断电循环对惯性导航设备和船舶动力控制系统的可靠性影响，他们给出了一种从总故障率中识别和量化设备故障循环次数占比的方法。该方法是找出观测的故障率与运行周期长度之间的比率。
λt——设备总的失效率
λe——通电工作状态的失效率
λc——开/关循环导致的失效率
t——工作时间
N——循环周期
Kujawski和rypka提出，运行周期的时间长短是影响电子设备故障率的一个重要因素，在预测设备可靠性时应考虑到这一点，通过谨慎选择运行周期和减少“开/关”循环，可以提高设备的可靠性。
Demko提出了一个描述设备MTBF与使用因素（工作时间、关机时间和开关循环次数）的函数。工作、关机和循环次数故障率假设是常数。
λobs——是观测到的故障率
λop——工作/运行故障率
λd——非工作状态的故障率
λC——循环故障率
OFF——平均断电的时间
ON——平均工作的时间
国内外较多人员开展了通断电循环下的机电产品可靠性模型研究，具体实际情况下的机电产品通断电循环对于机电类产品的可靠性有什么影响呢？
三、直流电机可靠性试验设计，分析通断电及多应力条件下的可靠性
为了分析机电产品的可靠性，需要设计试验。使用直流电机为例，研究故障特征与通/断电循环、多应力下连续工作的关系。使用的电机是小型直流永磁电机。
小型直流电动机使用永磁体来提供磁场通量以产生功率。他们可以应用于许多领域，如电动打印机，玩具，剃须刀，和其他电池供电的电器的商业重要性。
通过试验设计（可使用PosWeibull的DOE设计），设计了几个试验方案。每个试验方案至少需要6个样本，试验以失效为截止。
首先说一下负载情况。负载定义为电阻型负载。连接在一个直流电机轴上的齿轮与另一个（相同）直流电机的齿轮并联。当驱动电机在额定电压下运行时，它产生的功率使另一台电机作为发电机转动。该负载定义为正常荷载。研究人员用驱动电机的电流系数来表示不同的工作负载变化。
共设计了7个试验方案。
方案1： 电压=3V dc
载荷=0.2 amps
工作条件=开/关
方案2： 电压=3V dc
载荷=0.48 amps
工作条件=开/关
方案3： 电压=6V dc
载荷=0.3 amps
工作条件=开/关
方案4： 电压=6V dc
载荷=0.65 amps
工作条件=开/关
方案5： 电压=3V dc
载荷=0.48 amps
工作条件=连续工作
方案6： 电压=6V dc
载荷=0.65 amps
工作条件=连续工作
方案7： 电压=3V dc
载荷=0.08 amps
工作条件=连续工作
四、试验数据收集
分别收集了7个试验的试验数据。
五、数据分析
（1）打开PosWeibull软件，新建数据表，数据表模板选择【空】模板。
（2）新建四列，分别命名为组别、电压、工作类型（1/0，表示通断电或连续工作）、载荷、故障时间。
（3）录入或者拷贝粘贴方式，将试验数据录入到数据表。
（4）选择【加速寿命试验】模块，弹出的加速寿命试验数据分析设置界面，将故障时间列添加到*时间，电压、工作类型、载荷3列添加到应力。
默认情况下，PosWeibull会推荐一个加速模型用于分析上述数据，此时，点击【加速参数计算】切换到加速参数计算页面，加速模型选择【多应力广义阿伦尼乌斯模型】，在应力选择列表，分别点击电压、工作类型、载荷应力对应的变量表达式，定义加速模型。其中，压力选择ln，载荷也选择ln（可根据实际情况选择），工作类型直接点击确定。至此，定义好了加速模型。然后选择【威布尔分布】之后，点击计算，即可计算加速参数。结果如下图所示。
点击【寿命计算】，即可得到该直流电机的可靠性分析结果。如下图所示。
如果需要分析通断电的寿命与连续工作的寿命关系，可在数据表选择忽略某些行，将通断电循环工作类型的数据和连续工作类型的数据分别计算，即可得到相应结果。更多关于PosWeibull的信息可qy球友会。
六、结论
通过该直流电机的寿命试验及数据分析结果可知，该直流电机的失效率为30.43/10E9,计算结果基本与APPLO Guidance computer Data的实际统计结果相近。