题目：基于故障行为的电子产品可靠性预计方法研究

随着人们对电子产品功能和性能要求的不断提高，现代电子科学技术飞速发展，使得电子产品结构组成愈加复杂化，集成愈加高密度化。同时，为了满足更加复杂和严酷的使用需求，对现代电子产品也提出了高可靠长寿命的设计要求。这对传统的产品设计与可靠性设计分析技术提出了挑战。如何在设计阶段能够较准确地预计高可靠长寿命电子产品在规定寿命剖面内的可靠性水平，发现设计薄弱环节，以便尽早作出设计改进，实现可靠性增长，已经成为一个迫在眉睫的问题。传统的基于协变量模型的电子产品可靠性预计方法假设系统每个组成单元的故障都会引起系统的停机维修，并认为是系统的一次“故障”，且系统维修瞬时完成，“修复如新”；这个过程是一个平稳随机过程，可求得系统的故障间隔时间服从指数分布，故障率为常数。新研的基于故障物理模型的电子产品可靠性预计方法大多只针对产品的在典型任务剖面下耗损型故障的时间进行计算。前者预计的是产品的基本可靠性，后者预计的是任务可靠性，各有优缺点，均不能完全满足新一代高可靠长寿命电子产品的可靠性预计技术需求。为此，本文提出一种基于故障行为的电子产品可靠性预计方法，主要包括以下几个方面的内容：

1）产品故障行为概念与内涵研究。深入剖析故障本质与系统行为之间的关系，给出了故障行为的定义，即产品及其组成单元在外部环境和输入条件下，从能够完成到将要或不能完成规定功能的状态变化。这种状态的变化既可以用故障行为的结果，即故障的外在特征表示，又可以用故障的内在机理，即故障发生、发展过程进行描述；并根据该定义给出了故障行为的三种度量方法；根据产品不同层次、研究对象的数量规模以及故障行为的时间特性，对其进行了分类研究。

2）产品故障行为模型研究。根据故障行为的度量与分类方法给出两大类故障行为模型。第一，故障行为的概率/统计模型，包括广义应力-强度干涉模型、故障率时间模型和故障时间分布模型；第二，故障行为的物理模型，包括退化行为模型、故障机理模型、故障机理关系模型和单元故障行为关系模型。分别给出了每种故障行为模型的可靠性理论基础、一般表达形式和适用的范围，并首次提出了故障机理的四种基本关系模型，包括竞争、叠加、组合和诱发。

3）基于模型的故障机理分析方法研究。首次提出了故障机理元模型的概念，根据故障机理元模型，可获得产品特征、故障原因、故障模式与故障机理之间的关系，并据此给出了故障机理知识矩阵的建立方法；最后，给出了基于模型的故障机理分析方法，可作为基于故障行为模型的可靠性预计方法的一个重要辅助技术。

4）基于故障行为模型的可靠性预计方法研究。给出了预计方法的理论框架与实施流程，故障行为模型的建立、验证与修正方法，基于上述模型的可靠性指标计算原理与流程，基于故障机理敏感性分析的产品可靠性设计改进方法；并以某航空发动机信息采集设备为研究对象进行了应用案例研究。