[發明專利]面向電子產品可靠性物理綜合仿真分析的數據集成方法

在審

• 申請號: 201810558276.X
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108920759A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 孫博;李豫;任羿;馮強;楊德真;王自力
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種面向電子產品可靠性物理綜合仿真分析的數據集成方法，其步驟如下：1)根據電子產品情況收集其相關數據信息。2)根據收集的電子產品信息，建立電子產品的電路板CAD模型，并將其中的PCB信息、元器件信息分別存儲于數據庫。3)根據電子產品的使用信息，建立壽命周期剖面或者載荷剖面。4)基于電路板CAD模型，應用計算流體力學程序對其進行熱分析計算。5)基于電路板CAD模型，應用有限元分析程序對其進行振動分析計算。6)開展故障預計，綜合利用上述結果信息，實現元器件的首發故障時間預計。7)開展可靠性評估，利用故障預計結果信息，實現電子產品可靠性評價。本方法可以將CAD工具、CFD工具和FEA工具進行集成，在計算機仿真技術和手段的輔助下，結合故障物理方法對電子產品進行可靠性評價，實現了數字化研制環境下產品性能與可靠性的一體化設計。

所屬技術領域

本發明提供了一種面向電子產品可靠性物理綜合仿真分析的數據集成方法，它適用于在復雜電子產品設計階段，利用先進的計算機仿真技術和手段，對影響產品可靠性的主要環境因素(如熱、振動等)進行綜合分析，同時結合領先的故障物理(PoF)方法對產品的首發故障時間(TTF)及可靠性進行評價，進一步采取設計改進措施，可以從根本上提高電子產品的可靠性水平。本發明屬于可靠性與系統工程領域。

背景技術

在計算機仿真技術和手段的輔助下，結合故障物理方法對電子產品進行可靠性評價是可靠性技術領域的最新發展趨勢，體現了工程實際的未來發展。然而，目前工程實際中尚無統一的工具手段輔助開展上述分析工作，只能應用一系列的軟件工具分別開展，如利用ANSYS等FEA工具開展振動分析，利用FLOTHERM 等CFD工具開展熱分析，再利用故障物理模型及相關算法實現首發故障時間和可靠性的評價。可見，應用故障物理方法開展相關工作，要求產品設計分析人員掌握多方面的專業知識和相關軟件工具的操作，進而制約了該方法在工程實際中的應用效果。為了順應各領域數據集成的趨勢，有必要將FEA和CFD工具與基于故障物理的可靠性評價過程進行集成處理，從而實現數字化研制環境下電子產品性能與可靠性的一體化設計，提高產品的可靠性。

發明內容

本發明提供了一種面向電子產品可靠性物理綜合仿真分析的數據集成方法，目的是綜合應用電子產品設計信息、FEA和CFD仿真分析結果以及故障物理模型，降低綜合仿真分析難度，避免跨平臺的數據交互，實現同一平臺下的可靠性綜合仿真分析工作。該方法首先構建了電子產品可靠性綜合仿真分析框架，進而通過各分析模塊間的協同作用，最終實現電子產品的可靠性評價。

本發明一種面向電子產品可靠性綜合仿真分析的數據集成方法，該發明的具體步驟如圖1所示，說明如下：

步驟1：根據電子產品設計情況收集相關數據信息，包括PCB設計信息、材料信息、元器件信息、使用條件信息等相關數據。其中，詳細的信息分類如圖2 所示，需要明確電子產品的整體結構信息，及其組成部分的詳細信息。

表1詳細收集數據信息

步驟2：根據收集的電子產品設計信息，建立電子產品的電路板CAD模型，并將其中的PCB設計信息、元器件信息分別存儲于數據庫。其中，需要根據所收集的信息，進行信息整理，明確關鍵信息，進而制定相關的數據字段表，包括板層數據字段表、元器件封裝數據字段表、焊點數據字段表，然后以可擴展標簽語言(XML)標準格式儲存為XML數據文件以實現后續模塊中的數據調用。其中， PropertyData property＝‘xxx’中的“xxx”為相應信息的屬性信息，如材料信息中的密度。其他相應的字段，可以根據實際情況填充相應的數值或者字符。

上述XML文件中的“xxx”可以用表1中相應的字段信息進行填充，進而將對應的字段的數值信息進行儲存。