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基於競爭失效的數控係（xì）統ＰＣＢ性能退化可靠性建模技術

2018-8-10 來源：煙台大學機電汽車工程學院作者：解傳寧，王燕濤，應華

摘　要：為全麵、客觀、準確地評估數控係統ＰＣＢ在外部環境應（yīng）力（lì）和內部（bù）線路結構作用下的可靠（kào）性水（shuǐ）平，驗證其是否滿足數控係統（tǒng）可靠性設計的要求及其在實際工作（zuò）環境中能否支持係統可靠的工作，以數控係統ＰＣＢ為研（yán）究（jiū）對象，從可靠性分（fèn）析與評估中的核心和關鍵問題出發，在綜述ＰＣＢ失效機理和退化失效分析的基礎上，提出了一種基於多失效（xiào）機理競爭的數控係統ＰＣＢ可靠性統計模型的構建思（sī）路，結合不（bú）同失效機理下的數控係統ＰＣＢ可靠性分析模型，分析失效機理間的相關性，並（bìng）通過試驗數據量化各失效機理在競爭失效模型中的權重（chóng），最（zuì）終建立數控係統（tǒng）ＰＣＢ競爭失效可靠性模型，為準確地分析和預測數控係統ＰＣＢ的可（kě）靠性提供了方法（fǎ）和途徑。

關鍵詞：數控係統；ＰＣＢ；競爭失效；可靠（kào）性（xìng）建模；性能退化

印製電路板（ｐｒｉｎｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｂｏａｒｄｓ，簡稱ＰＣＢ）作為數控係統電氣（qì）連接的載體（tǐ），逐漸成為數控係統的底層配件或直接更（gèng）換單元，其性能和質量（liàng）直接影響著整（zhěng）個（gè）係統的可靠性。隨著數控係統ＰＣＢ的結構（gòu）越來越小（xiǎo）巧（qiǎo）輕薄，設計越來越複雜，層數越來（lái）越多，導線間距更加細密，以及其應用（yòng）領域和工作環境的不斷擴展，其（qí）絕緣可靠性麵臨越來越（yuè）大的挑戰。因此，對數控係統ＰＣＢ進行可靠性研究和評估更為貼近工程實際，具有重要的工程實際意義。

由於ＰＣＢ內部（bù）結構（gòu）設計及高溫（wēn）、高濕、偏壓（yā）、振動等複雜外（wài）部條件的綜合（hé）影響，引起ＰＣＢ失效的物理（lǐ）、化學原因往往有多（duō）種，ＰＣＢ的最終失（shī）效可能是其中一（yī）種或多（duō）種失（shī）效機理作用所導致（zhì）。若不考慮多種（zhǒng）失（shī）效機理並存及相互作用的問題，很（hěn）有可（kě）能高估ＰＣＢ可靠性水平而帶來相應的風險在產（chǎn）品（pǐn）的眾多（duō）失效機理中，每一種失效機（jī）理（lǐ）都可能導致其失效（xiào），這種失效形式被稱之為競爭（zhēng）失效。競爭失效問題已在可靠性工程領域得到了廣泛的關注。本文從競爭失效的角（jiǎo）度出發，在綜述ＰＣＢ失效機（jī）理和退化失（shī）效分析的基（jī）礎上，提出了一種研究數控係統ＰＣＢ在環境條件（jiàn）和電路結構多應力條（tiáo）件下的可靠性統計模型（xíng）建模的設計思路，為全麵、客觀、準（zhǔn）確地分析和預測數控係統ＰＣＢ的可靠性水平提供方法和途徑（jìng）。

１、可靠性（xìng）分（fèn）析的國內外研究現（xiàn）狀（zhuàng）

１．１　ＰＣＢ可靠性建模

近年來，高密度、多功能、多層化（huà）ＰＣＢ因製造上的（de）複雜性、材料上的多樣性和生產（chǎn）上的經濟性等多種因素，失效現象呈現上升趨勢，同時在工作期間，ＰＣＢ還必須在高壓、高溫、高濕等複雜環境下長時間運行，由此其麵（miàn）臨著越來越多的（de）失效及可靠性問題，如爆板、分層、開裂及絕緣失效等。ＰＣＢ的可靠性測試（shì）、失效分析和可靠性評估得到越來越多的重視。ＲＡＴＨＩＮＡＶＥＬＵ等、黃華良、ＲＥＡＤＹ等在研究ＰＣＢ失效機理方麵取得了一（yī）定成果，驗證了環境溫度、濕度、電壓、線路結構等是ＰＣＢ失效（xiào）的（de）重要影響因素。孫誌旺等、李（lǐ）偉等研（yán）究了電應力對某型雷達功能電路板可（kě）靠性的影響（xiǎng），建立（lì）了電源連續工作（zuò）和電源通斷電情況下的加速模型（xíng），完（wán）成（chéng）了對某雷達電路板的可靠性評估（gū）。黃運來（lái）等、賈占強等對某電源板進行溫度應力加速退（tuì）化試驗，在探索ＰＣＢ的失效規律和（hé）可靠（kào）性評估方麵取得了一定的成果。在性能損傷評估方麵，王春宇等在如何定量評估空（kōng）間荷電粒子的影響上，提出了基（jī）於電（diàn）磁複合場的空間光學敏感器／探測器荷電粒子（zǐ）屏蔽裝置的設計思（sī）路。

目前對ＰＣＢ可靠（kào）性評估和建模的研究，大（dà）多局限於建立單應力或雙應力的溫度、濕度、偏壓加速模型，從多應力對產品的性能影響來看，這種分析方法仍不夠全麵。張國龍等對某型雷達ＰＣＢ開（kāi）展了溫度、濕度、電應力綜合加（jiā）速退化試驗，建（jiàn）立了溫度－濕度－開（kāi）／關頻率的加速（sù）模型，一定程度上解（jiě）決了多應（yīng）力加速試驗數據建模難題。對於電子產品，多應力綜合作用的影響並非等（děng）效於單個應力作用的簡單疊加。此外，由於ＰＣＢ的線路和（hé）結構設（shè）計對ＰＣＢ上（shàng）的（de）電場分布和易氧化金屬材料（liào）所帶電極性的影（yǐng）響，而逐步成為影響ＰＣＢ絕緣可靠（kào）性不可忽視的因素。ＲＵＤＲＡ等通過試（shì）驗得出引（yǐn）起（qǐ）ＰＣＢ失效的（de）電化學遷（qiān）移速（sù）率（lǜ）與（yǔ）導線間（jiān）距成一定（dìng）比例。但是到目前為止，線路結構對ＰＣＢ性能影響研究還不充分，尤（yóu）其中國在此（cǐ）方麵的研究甚少。因此，深（shēn）入研究環境應力和線（xiàn）路結構綜合（hé）作（zuò）用（yòng）下ＰＣＢ的性能變化規律，構建影響關係模型具有重要意義。

１．２　加速退化失（shī）效

考慮到產品的失效最終可追溯到潛（qián）在的性能退化過程，ＰＣＢ作為典型的高可靠長壽命產品，一般從表征產品（pǐn）功能的（de）物理／化學性能特征參數的變化著（zhe）手，通過監測性能退化數據進行可（kě）靠性分析來實現產品的可靠性評定，這成為目前探索（suǒ）ＰＣＢ性能變化規律（lǜ）及可靠性評估的（de）重要途徑。為了進一步節省時間和經費，一般采取加速退化試驗（ＡＤＴ）加快產品性能退化。

加速退化試驗是通過施加高（gāo）應力來加速產品退化，更能節省時間和費用。根據對產品退化機理的了解程度，可以將加速退化模（mó）型分為基於物理建模（mó）和基於統計建模。ＬＵ等基（jī）於ＰＣＢ的失效物理化學反應規律，研究了絕（jué）緣材料間的細導纖維的退化軌跡模型。該分析得到的預測結果準確度高，但所依據（jù）的（de）物理退化機理（lǐ）很難完（wán）全掌握，因（yīn）此建立物理模型比較困難。ＪＡＹＡＲＡＭ等根據退化數（shù）據的特征，假定退（tuì）化量分布為正態分布，提出了相應的可（kě）靠性預測方法。該基於數據統（tǒng）計的加速退（tuì）化模型的預測準（zhǔn）確度（dù）不如物理模型，但便於工程應（yīng）用。故如何從退化數據中提取可靠性信息進行可靠性建（jiàn）模（mó）及數據統計推（tuī）斷，成為當前（qián）理論界和工程界共同關注的熱點問題。李偉等利（lì）用加速退（tuì）化試驗數據分析得到電衝（chōng）擊下某型雷（léi）達電（diàn）路板性能退（tuì）化規律，並基於Ｗｉｅｎｅｒ過程建模。李豔等以多狀態退化係統為（wéi）研究對象（xiàng），引入風險優先數，提出了一種新的多狀態退化過程的評估方法。孫闖等采用（yòng）狀態子空間描（miáo）述航空發動機狀態（tài）性能變化，計算正常狀態與當前狀（zhuàng）態子空間基矢量的主夾角，利（lì）用映射（shè）函數將（jiāng）主夾角（jiǎo）轉化（huà）為運行可靠度對航空發（fā）動機進行評估。張國龍等針對可靠長壽命產品在有（yǒu）限（xiàn）時（shí）間內很難獲得超過失效閾值的退化（huà）失效數（shù）據，提（tí）出一種（zhǒng）通過偽閾值獲得壽命（mìng）分布信息的方法。

綜上所述，廣大科研工作者利用高可靠產品的退化數據進行可靠性信（xìn）息提取和分析，為小樣（yàng）本ＰＣＢ可靠（kào）性評估及壽命預（yù）測問題提供了方法，但目前研究（jiū）所建立的模型往往隻能解決工程領域（yù）內某一類（lèi）型問（wèn）題。關於ＰＣＢ可靠性統（tǒng）計模型，盡管國內（nèi）外研（yán）究者提出了關於溫度、濕度和電壓的加速模型和Ｗｅｉｂｕｌｌ壽命分布的假定，但並未對模型進行統計檢驗（yàn），而且加（jiā）速模型存在應用缺陷，同時，導電線路對ＰＣＢ失效的量化模型還未被提及。因此，在現有基礎上研究ＰＣＢ外部環境應力和內部線路結構綜合作用下（xià）的多應力可靠性的模型構建和數據統計方法是一項尚未充分研究（jiū）且（qiě）有重要價值的工作。

１．３　競爭失效

競爭失效是產品的一種重要的（de）失（shī）效（xiào）模式，在可靠（kào）性工程領域得到了廣泛關注。ＢＯＣＣＨＥＴＴＩ等（děng）、李偉、王華偉等分別（bié）針對不同領域產品的可靠性問題，通過分析退化與突發失效２種失效模（mó）式之間的相關性，建立了有效的競爭失效（xiào）可靠性（xìng）模型（xíng）。張詳坡等在競爭失效加速壽命試驗統計分析基礎上，研究三參數Ｗｅｉｂｕｌｌ分布變應力加速壽命試驗統計分析方（fāng）法，建立參數估計的極大似然模型並進行實例驗證。ＬＥＨＭＡＮＮ利用（yòng）性能退化監測數據和故障數據，采用退化閾值衝擊模型，建立突發失效與性能退（tuì）化失效協變量、環境影（yǐng）響因素之（zhī）間的關（guān）係。ＴＡＮＧ等根據退化量間的正相關結構，建立多故（gù）障模式相關性失效的Ｃｏｐｕｌａ綜合可靠性模型（xíng）。管強研究了（le）Ｗｉｅｎｅｒ退化過程和競爭退化試驗的客觀Ｂａｙｅｓ分析，基於２種不同的退化競爭失效觀（guān）察數據，分別討論了無信（xìn）息先驗的後驗性質，並給出了相應Ｇｉｂｂｓ抽樣步驟（zhòu）和Ｂａｙｅｓ估計，首（shǒu）次用客觀Ｂａｙｅｓ法對退化競爭失效模型（xíng）進行（háng）研究。

綜上，目前關（guān）於競爭失效分（fèn）析的研究已經有了一定的成果，相關研究對競（jìng）爭失效的可靠性理論研究起到了積極的推動作用，也使可靠性分（fèn）析的準（zhǔn）確（què）性得以提高（gāo），但是仍存在一些（xiē）問題，如模型假設條件過於理想，模型未知參數的求（qiú）解（jiě）過程較為複雜，適用範圍較小等，因此尋找更為符合工程實際（jì）的模型成為當前研究（jiū）的熱點。目前關於ＰＣＢ的可靠性建模是基於單一失效模式進行的（de），根據這種可靠（kào）性模型進行可靠性評估，其結果會與實際產生偏差。因此針對數控係統ＰＣＢ的多種失效模式，本（běn）研究依據競（jìng）爭失效分析原理，對數控係統ＰＣＢ多失效機理的可靠（kào）性建模及評估方（fāng）法進行了（le）探索，使之更加符合工程實際。

２．１　數控係統ＰＣＢ失效分析

隨著數（shù）控係統ＰＣＢ高密度、細導線、密間距等的發展，在長時間工（gōng）作情況（kuàng）下，極易發生ＰＣＢ絕緣性能退化造（zào）成短（duǎn）路或漏電故障。在對某一型號數控係統故障部件的（de）失效分析中，其統計結果也表明ＰＣＢ是數控係統中故障頻發的部件，如圖１所（suǒ）示。目前，為了適應數控係統功能提高和信號高速處理的發展趨勢，數控係統ＰＣＢ進一步向高密度、高精度、高速傳輸等方向發展（zhǎn），這使數控係統ＰＣＢ要（yào）承受不斷上升的溫度壓力，導致其發生絕（jué）緣失效的可能性不斷增加。因此ＰＣＢ的質量（liàng）和（hé）可靠性麵臨更大的挑戰。

圖（tú）１　數控係統故障（zhàng）部件頻率直方（fāng）圖

由於ＰＣＢ受內部結構設（shè）計及（jí）複雜外部條件（高溫、高濕、偏壓（yā）、振動等）的綜合影響，引起ＰＣＢ失效的物理、化學原因往往有多種，可能由於其中一種或多種（zhǒng）失效機理作用而導致ＰＣＢ的最（zuì）終（zhōng）失效，如電化學遷移、溫（wēn）濕度（dù）腐蝕（shí）、表麵汙（wū）染、溫度（dù）衝（chōng）擊等。其中，電化學（xué）遷移（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｉｇｒａｔｉｏｎ，簡（jiǎn）稱ＥＣＭ）是ＰＣＢ發生絕緣劣化的主要原因之一。ＥＣＭ是（shì）一種電化學現（xiàn）象（xiàng），是ＰＣＢ在高溫高濕和存在偏置電壓的情況下，電（diàn）極間發生的金屬離子遷移現象，並在表麵沉澱析出金屬或金屬化合物，該過程（chéng）稱（chēng）為ＥＣＭ。由於析出的沉（chén）澱物呈樹枝狀，故也稱為枝晶。ＥＣＭ過程中的枝晶生長，如圖２所示。

圖２　ＥＣＭ枝晶生長圖

ＥＣＭ會導致（zhì）數控係統ＰＣＢ絕（jué）緣性能降低甚至線路（lù）間短路或漏（lòu）電。研究顯示（shì），工作環境中的溫度、相對濕（shī）度、施加的偏（piān）置電壓、ＰＣＢ導電（diàn）圖形等因素可以顯著地影（yǐng）響ＰＣＢ的絕緣可靠性。在（zài）高溫高濕（shī）的環境下，ＰＣＢ在偏置電壓驅（qū）動下，很容易（yì）發生ＥＣＭ失效，引起線路間的短路，甚至（zhì）燒毀（huǐ）元器件。目前（qián）關（guān）於環境條（tiáo）件（jiàn）、ＰＣＢ基（jī）材（cái）、汙染、焊點等對ＥＣＭ影響的研究（jiū）越來（lái）越多，但是針對導電線路對（duì）ＥＣＭ影響的研究（jiū）相（xiàng）對不足。因此深入（rù）地研究ＰＣＢ的ＥＣＭ問題，對ＰＣＢ絕緣失效（xiào）防護具有重要的理論和實際意義。如上所述（shù），數控係（xì）統ＰＣＢ的絕緣退化失效受到多種失效機理競爭作用，如由（yóu）導電陽（yáng）極絲生長造成的ＰＣＢ內部短路失效（xiào），由溫度衝擊引發的ＰＣＢ鍍覆（fù）孔開路故障，在高溫、潮氣腐蝕下導致的ＰＣＢ爆板，在一定濕度和腐蝕性氣體作用下產生的過孔爬行腐蝕短路等。因此，通過分析ＰＣＢ運行中出現的主要失效模式，探索其失效原因（即失效機理），研究環境應力（溫度、濕度和偏置電壓）和線路結構（導線間距）等因素對ＰＣＢ絕緣可靠（kào）性的影響，可以為ＰＣＢ性能（néng）退化預測研究提供依據，為快速評價數控係統ＰＣＢ綜合應力條件下的工作可（kě）靠性、預測其在工（gōng）作過程中的可靠度提供（gòng）理論支持。

２．２　ＰＣＢ可靠性建模分析

產品的可靠性統計模型是可靠性試驗與數據統計分析（xī）的基礎。加速退化試驗的可靠（kào）性統計模型主要包括退化軌跡模型、壽（shòu）命分布模型和加速模型。為了準確評價（jià）ＰＣＢ這種退化失效型產品的性能特征和（hé）工（gōng）作可靠性，首先（xiān），要準確選取性能特征量，這是ＰＣＢ性能退化規律分析的前提。查閱ＩＰＣ－９２０１—２００７［１０］和ＩＰＣ－ＴＭ－６５０［２７］等相關ＰＣＢ的性能（néng）規範與（yǔ）測試方法可（kě）知，絕緣性能的評價可以通過絕緣電阻ＩＲ（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）來表征。ＩＲ反（fǎn）映了材料和電極係（xì）統的屬（shǔ）性，一般用於評價（jià）介於兩導體或導線之間絕緣材質的抗電阻性。因此，本研究選取絕緣電阻（ＩＲ）作為測試評（píng）價ＰＣＢ的性能特征量。其次，要正確規定失效判據。根據（jù）標準（zhǔn）ＩＰＣ　Ｊ－ＳＴＤ－００４—２０１１［２８］，ＩＰＣ－ＴＭ－６５０和ＩＰＣ－９２０１—２００７中的相（xiàng）關規定，當ＰＣＢ的絕緣（yuán）電阻（ＩＲ）降到１００ＭΩ 時（shí），便可（kě）認定ＰＣＢ絕緣失效。因此，本研究規定數控係統ＰＣＢ絕緣失效判據為１００ＭΩ。據（jù）此，擬合ＰＣＢ絕緣電（diàn）阻（ＩＲ）隨時間變化的軌跡函數，構建ＰＣＢ退化軌跡模型。基於ＰＣＢ失效物理（lǐ）／化學分析，通過探索ＰＣＢ在各失效機理作用下的（de）性能變化規律及本身的特性，構建ＰＣＢ環境應力和導（dǎo）電線路多（duō）應力加速（sù）模型，同（tóng）時，從統計角（jiǎo）度推導ＰＣＢ的失效壽命（mìng）分布函數。針對（duì）多（duō）種失效機理並存的競爭失效可靠性建模，需要結合不同失（shī）效機理下的（de）數控係統ＰＣＢ可靠性分析模型，依據失效機理間的相關性分析，並通過試驗數據量化各失效機理在（zài）競爭失效模型中的權重（chóng），最終建立（lì）數控係（xì）統ＰＣＢ競爭失效的可（kě）靠性模型。

３、基於（yú）競（jìng）爭失效的（de）數控係統ＰＣＢ性能退化研究分析

３．１　基於競爭失效的ＰＣＢ可靠性統計建模（mó）

在ＰＣＢ失效模式和機（jī）理（lǐ）分（fèn）析的基（jī）礎上，基於競爭（zhēng）失（shī）效研（yán）究，探索各失效機理作用機製，構建數控係統（tǒng）ＰＣＢ競爭（zhēng）失效的可靠性統（tǒng）計模型。以ＥＣＭ失效（xiào）機理（lǐ）分析為例，目前，國際（jì）上對ＥＣＭ的主要影響應力研究已建立了（le）ＰＣＢ單應力、雙應力（溫度和濕度）加速關（guān）係模型。通（tōng）過ＰＣＢ失（shī）效分析，考慮到（dào）導電線路對ＥＣＭ的影響不（bú）可忽（hū）略，故通過分析ＰＣＢ在（zài）ＥＣＭ過程中（zhōng）的性能變（biàn）化規律，構建ＰＣＢ在溫度、濕度、電壓和導電線（xiàn）路多應力綜合作用下的加速模型。此外，從統（tǒng）計分析的角度還可推導ＰＣＢ壽命分布模型，並進一步分析其他失效機理。基於多失效機理的競爭術，對數控係統ＰＣＢ各失效機理下的可靠（kào）性分（fèn）析模型進（jìn）行（háng）分析，通過試驗數據量化各失效機（jī）理在競（jìng）爭失效模型中的權重，最終構建有效的數（shù）控係統ＰＣＢ競爭失效的可靠性統計模型.圖３為基於競爭失效的數控係統ＰＣＢ可靠性統計模型的構建流程。

圖３　基（jī）於競爭失效（xiào）的數控係統ＰＣＢ可靠性統計（jì）模型構建流程

３．２　ＰＣＢ加速退化試驗設計

選取ＰＣＢ絕緣（yuán）性能失效特征量，規（guī）定失效判據，設計並開展（zhǎn）數控係統ＰＣＢ的多應（yīng）力加速退（tuì）化試驗。如前所述，根據標（biāo）準ＩＰＣ　Ｊ－ＳＴＤ－００４—２０１１，ＩＰＣ－ＴＭ－６５０和ＩＰＣ－９２０１—２００７中的相關規定，選取絕緣電（diàn）阻（ＩＲ）作為ＰＣＢ絕（jué）緣失效特征量，同時確定在ＥＣＭ作用（yòng）下ＰＣＢ的絕緣失效判據為１００ＭΩ。加速退化試驗（yàn）按照試驗應力的施加方式可以分為（wéi）恒定應力加速退化試驗（簡（jiǎn）稱恒加（jiā）試驗）、步進應力加速退化試驗和序進應力加速退化試（shì）驗。由於恒加試驗（yàn）方法簡（jiǎn）單（dān），數據統（tǒng）計分析（xī）方法最為成熟，因此本（běn）研究擬選擇恒加試驗。在恒加試驗設計中，需要解決的（de）主要問題（tí）有：１）加速應力的（de）選擇和應力（lì）水平的確定，保證試驗在不改變失效機理的前提下的加（jiā）速性；２）多個（gè）加速應（yīng）力的安排和樣品數目的確定，保證試驗精度的前提下節約試驗成本（běn）；３）由於自動連續采集試驗數據在（zài）技術上往往（wǎng）是有困難的，故通常采用測試周期方法，因此需要確定測試周期；４）此外，為了進一步縮短試驗時間和節約試驗經費，還需要設定試驗截尾時間。

３．３　ＰＣＢ絕（jué）緣退化分析

探索數控係（xì）統ＰＣＢ的絕緣性（xìng）能退化規律，構建性能退化預測模型，然後結合失效判據，外推ＰＣＢ偽失效數據，據此對數控係統ＰＣＢ的可靠性統計（jì）模型進行參數辨識。從表征數控係統ＰＣＢ功能的物理／化學性能參數的變化（huà）著手（即退化數據），提取（qǔ）和分析退化數據中所包含的大（dà）量可信（xìn）、精確且有用的與ＰＣＢ壽命有關的關鍵信息，有效（xiào）擬（nǐ）合其退化過（guò）程（即退化軌跡），性能退化軌跡一般用以下幾種模型來（lái）進行擬合：線性模型、指數（shù）模型、冪模型、自然對數（shù）模型、Ｌｌｏｙｄ－Ｌｉｐｏｗ模型。通過（guò）分析ＰＣＢ性能（néng）退化（huà）規律，結合工程物理分析，構建數控係統ＰＣＢ的性能退化預測模型（xíng）。由（yóu）間接外推獲得的ＰＣＢ偽失效數據，也可（kě）解決高可靠性ＰＣＢ可靠性評估中失效數據不足的問題。加（jiā）速退化（huà）試驗可靠性模型的參數估計方法基本上是極大（dà）似（sì）然法、最小二乘法（fǎ）、矩估計法、ＥＭ法和Ｂａｙｅｓ方法。針對數控（kòng）係統ＰＣＢ的可靠性統計模型，參考樣本數據，以提高可靠性預測精度為目的（de），通過分（fèn）析、比較（jiào），選用精度較高而有效的參數估計方法進行模（mó）型參數估計。

４、結　語

ＰＣＢ\的絕緣（yuán）失效是多種失效機理（如電化學遷移、溫度和濕（shī）度腐蝕、低周（zhōu）熱疲勞、表麵汙染、電應力衝擊等）競爭作用的結果。基於競爭失效的數控係統ＰＣＢ性能退化可靠性研究的難點在於構建在外部環境應力和內部線路結構（gòu）綜合（hé）作（zuò）用下的數控（kòng）係統ＰＣＢ競爭失（shī）效的可（kě）靠（kào）性統計模型，這是最為基（jī）礎（chǔ）和關鍵的內容。筆者及其（qí）團隊正通（tōng）過分析ＰＣＢ失（shī）效（xiào）機理及其性能退化規律，研究不同失效機理之（zhī）間的相互影響，進而構建競（jìng）爭失效的可靠性統計模型，項目進展會在後續的論文中（zhōng）論述。目前關於競爭失效分（fèn）析的理論研究已經有了一定的成果，相關研究對ＰＣＢ多失（shī）效機理的作用機（jī）製分（fèn）析、競爭失效可靠（kào）性建模、可靠性預測起（qǐ）到（dào）了（le）積極（jí）的推動作用，可以提高ＰＣＢ可靠性分析的（de）準確性。以競爭失效機理分析和加速退化試驗技術研究為基礎，構建數控係統ＰＣＢ競爭失效（xiào）的可靠性統計模（mó）型，並進行試驗驗證，其主要研究內容處於學術前沿。應用所構建的可靠性統計模型對ＰＣＢ進行科學、客觀的可靠性評（píng）估和壽命預測，將可靠性分析和（hé）可靠性工程緊密結合，解決工程（chéng）實際問（wèn）題，能（néng）夠為數控係統及其零部件的可靠性增長提供科學有效的支撐（chēng），具有重（chóng）要的科學（xué）研究意（yì）義和應用價值。

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