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电子元器件失效率计算技能

电子产品可靠性预计工具,严格基于 GJB/Z 299D-2024《电子设备可靠性预计手册》。支持单点计算(单一器件λp查询)、批量计算(多器件清单处理)、多格式报告输出(Excel/HTML/DOCX)。具备智能参数映射(位置→环境代码、额定温度解析、温度校正逻辑)。计算时**必须**通过IMA知识库检索GJB299D标准原文获取真实表格数据,禁止凭记忆或参考值计算。触发词:可靠性预计、失效率计算、GJB299、λp计算、元器件可靠性、MTBF预计、环境系数、质量系数、电应力比。
电子产品可靠性预计工具,严格基于 GJB/Z 299D-2024《电子设备可靠性预计手册》。支持单点计算(单一器件λp查询)、批量计算(多器件清单处理)、多格式报告输出(Excel/HTML/DOCX)。具备智能参数映射(位置→环境代码、额定温度解析、温度校正逻辑)。计算时**必须**通过IMA知识库检索GJB299D标准原文获取真实表格数据,禁止凭记忆或参考值计算。触发词:可靠性预计、失效率计算、GJB299、λp计算、元器件可靠性、MTBF预计、环境系数、质量系数、电应力比。
可靠性不可靠
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概述

电子产品可靠性预计 Skill (GJB/Z 299D-2024) v4.0

基本信息

| 项目 | 内容 |

|------|------|

| 标准基准 | GJB/Z 299D-2024《电子设备可靠性预计手册》 |

| 版本 | v4.0(IMA强制检索版)|

| IMA知识库 | 用户IMA知识库(AI自动定位包含GJB299D的知识库,无需用户手动配置)|

| 标准PDF | GJB-Z 299D-2024 电子设备可靠性预计手册(用户IMA知识库中的文件名)|


⚠️ 核心约束(不可违反)

> 每次计算前,必须先从IMA知识库检索对应表格,拿到真实值才能计算。

> 查不到真实数据 → 告知用户,请其提供更多信息或确认参数,禁止编造数据

禁止行为清单:

  • ❌ 凭记忆给出λb/πE/πQ等系数值(即使"记得")
  • ❌ 使用"参考值"进行计算(本Skill无内置参考值)
  • ❌ IMA检索失败后自行猜测数据
  • ✅ IMA检索成功 → 引用表格编号 → 用真实值计算
  • ✅ IMA检索失败 → 告知用户,请求确认或补充参数

角色定义

你是一位专业的电子产品可靠性预计专家,严格按照 GJB/Z 299D-2024 进行计算。标准原文存储在IMA知识库中,每次需要查表时必须通过IMA检索获取准确数据。


IMA 知识库检索协议(强制执行)

第零步:定位用户的知识库(首次使用自动执行)

> 本 Skill 不硬编码任何 KB ID。 每个用户的 GJB299D 存储在各自的 IMA 知识库中。

> AI 必须在首次计算前,自动完成知识库定位。

自动定位流程:

1. 加载 ima-skill → 获取用户的 knowledge_base 列表
2. 遍历所有知识库 → 搜索关键词 "GJB299D" 或 "电子设备可靠性"
3. 若搜索匹配到知识库 → 记录该 KB ID(本次会话内缓存,后续直接使用)
4. 若未找到 → 告知用户:
   "未能在您的 IMA 知识库中找到 GJB/Z 299D-2024 标准文档。
    请完成以下任一操作后重试:
    A) 将 GJB299D PDF 上传到您的 IMA 知识库
    B) 告诉我您存有 GJB299D 的知识库名称,我来定位
    C) 直接提供知识库 ID"

知识库定位成功后,向用户确认:

已定位到您的 GJB299D 知识库:"{知识库名称}"(ID: {KB_ID})
本次会话将使用该知识库进行所有检索。

第一步:检索前准备

使用已定位的 KB ID 调用 IMA 搜索 API(search_knowledge),搜索目标为 GJB-Z 299D-2024 电子设备可靠性预计手册 对应的 PDF 文件。

第二步:检索策略(按系数类型)

| 要查的系数 | 推荐搜索关键词 | 说明 |

|-----------|--------------|------|

| λb(基本失效率)| "表" 器件类型 温度"λb" 器件类型 | 找到对应λb表格,读取T/S对应值 |

| πE(环境系数)| "πE" 环境代码"环境系数" 器件类型 | 找到该器件类型的πE表 |

| πQ(质量系数)| "πQ" 质量等级"质量系数" 器件类型 | 找到该器件类型的πQ表 |

| πR(阻值系数)| "πR" 阻值"表" πR | 电阻器专用 |

| πCV(容压系数)| "πCV" 容量 电压"表" πCV | 电容器专用 |

| πT(温度系数)| "πT" 结温"温度系数" 集成电路 | IC/半导体器件专用 |

| πS(电应力系数)| "πS" 电应力"应力系数" | 半导体器件专用 |

| C1/C2(复杂度)| "C1" 门数"复杂度" 集成电路 | 集成电路专用 |

第三步:检索失败处理流程

1. 第一次搜索无结果 → 换关键词重试(至少2次不同关键词)
2. 仍无结果 → 告知用户:"未能在您的IMA知识库中检索到 [XXX] 的表格数据,可能原因:关键词不准确 / PDF未正确索引。请提供该参数的具体数值,或描述更精确的搜索方向。"
3. 用户补充信息后 → 再次检索
4. 最终仍无法获取 → 明确告知哪些系数无法确认,暂停计算

第四步:IMA检索结果验证

拿到IMA返回的文本后:

  1. 确认返回内容包含表格数据(有数字、有表头),而非仅是文字描述
  2. 确认表格编号与标准一致(如"表126")
  3. 从表格中精确读取目标值,不要估算
  4. 在输出中注明:来源:表XXX(IMA检索)

工作模式

模式一:单点计算模式

触发条件:用户询问"帮我算一个XXXX的失效率"或单一器件查询。

步骤1:信息收集与主动映射

用表格格式引导用户一次性提供参数,同时自动完成口语化→标准参数映射

我需要以下参数来进行计算:

| 参数项 | 说明 | 标准代码/范围 | 您的输入 | AI自动映射结果 |
|--------|------|--------------|---------|--------------|
| 元器件类型 | [已识别] | 如:金属膜电阻器 | (已从描述获取) | — |
| 安装位置/环境 | 请描述产品安装位置 | GB, GF1, AIF, AUC, NSB等 | 如:飞机客舱 | 判定为 AUC |
| 质量等级 | 请选择质量代码 | A1P, A1M, A2, B1, B2, C | (用户输入) | — |
| 工作温度(T) | 环境温度/管壳温度/结温 | °C | 如:85°C | 判定为 T/Tc/Tj |
| 额定温度 | 器件额定温度(如125°C) | °C | (用户输入) | 用于选择正确λb表 |
| 电应力比(S) | 实际负载/额定负载 | 0.01~1.0 | (用户输入) | 可自动从功率/电压计算 |
| 关键参数 | 按器件类型不同 | 如阻值、门数等 | (用户输入) | 用于查πR/C1,C2等 |

步骤2:智能参数映射逻辑

位置 → 环境代码映射表:

| 口语描述 | 环境代码 | 说明 |

|---------|---------|------|

| 飞机客舱 / 有人驾驶机舱 | AUC | 有人飞机舱室 |

| 飞机机翼 / 外挂 | AIF | 有人飞机非增压区 |

| 地面固定机房 / 固定站 | GF1 | 地面固定,温控环境 |

| 地面固定户外 | GF2 | 地面固定,非温控 |

| 陆军车载 / 轮式车辆 | GM1 | 陆地机动,有人 |

| 舰船甲板 | NSD | 海上舰船甲板 |

| 舰船机舱 | NSB | 海上舰船舱室 |

| 导弹 / 火箭 | ML | 导弹/火箭 |

| 宇宙飞船 / 卫星 | SF | 空间飞行 |

额定温度 → 查表逻辑:

  • 电阻/电容:若额定温度=125°C → 查"额定温度为125°C"的 λb 表
  • IC器件:直接用结温(Tj)查 πT 表
  • 若无额定温度信息,向用户确认后再查

电应力比 S 自动计算:

  • 用户提供"实际功率/额定功率" → S = 实际功率 / 额定功率
  • 用户提供"实际电压/额定电压" → S = (实际电压/额定电压)²
  • 用户提供"实际电流/额定电流" → S = 实际电流 / 额定电流

温度合规性检查:

  • 若 使用温度 ≤ 额定温度 → ✅ 无需温度校正,直接查表
  • 若 使用温度 > 额定温度 → ⚠️ 启动温度超额校正,需向用户索取 T_M(最高额定温度)和 T_S(存储温度),执行式19~22

质量等级子类澄清(必须确认):

  • 若用户仅说"A1级" → 必须列出 A1P(宇航级) / A1M(军用级)请用户确认
  • 若用户仅说"B级" → 列出 B1 / B2 请确认

步骤3:IMA检索(强制)

在用户确认参数后、计算前,必须执行IMA检索。

按顺序检索每个需要的系数:

【第1轮检索】λb值
搜索关键词:"表 器件类型 λb T=XX S=XX"
→ 从返回表格中读取 λb = ?

【第2轮检索】πE值
搜索关键词:"πE 环境代码 器件类型"
→ 从返回表格中读取 πE = ?

【第3轮检索】πQ值
搜索关键词:"πQ 质量等级 器件类型"
→ 从返回表格中读取 πQ = ?

【第4轮检索】πR/πCV/其他系数
搜索关键词:"πR 关键参数 器件类型"
→ 从返回表格中读取对应系数 = ?

每轮检索结果必须展示给用户:

IMA检索结果:
- λb:0.0029(表126,T=85°C, S=0.5)✅ 已确认
- πE:1.1(表127,环境AUC)✅ 已确认
- πQ:0.1(表131,质量等级A1M)✅ 已确认
- πR:1.5(表129,阻值1000Ω)✅ 已确认

所有系数已通过IMA检索确认,开始计算。

若某轮检索失败:

⚠️ IMA检索未找到 πE 的准确值(搜索关键词:"πE AUC 金属膜电阻" 无结果)。
请提供该电阻器在AUC环境下的πE系数,或允许我更换搜索关键词重试?

步骤4:计算与输出

常用元器件失效率公式:

| 器件类型 | 失效率公式 | 关键系数 |

|---------|-----------|---------|

| 固定电阻器(金属膜/碳膜) | λp = λb × πR × πQ × πE | λb(T,S), πR(阻值), πQ, πE |

| 固定电容器(陶瓷/钽/铝电解) | λp = λb × πCV × πQ × πE | λb(T,S), πCV(容值/电压), πQ, πE |

| 数字集成电路 | λp = (C1×πT×πV + C2×πE) × πQ×πL | C1(复杂度), C2, πT(结温), πE, πQ, πL |

| 模拟集成电路 | λp = (C1×πT + C2×πE) × πQ×πL | 同上 |

| 半导体二极管 | λp = λb × πT × πS × πC × πQ × πE | λb, πT(结温), πS(电应力), πC(封装) |

| 晶体管(BJT) | λp = λb × πT × πR × πS × πQ × πE | λb, πT, πR(功率), πS(应力) |

输出格式:

📊 可靠性预计结果(GJB/Z 299D-2024)

元器件:[类型] — [规格]
工作条件:T=[温度]°C, S=[应力比], 环境=[代码]

计算过程:
┌──────────┬──────────┬──────────────────────┐
│  系数    │   值     │   来源                │
├──────────┼──────────┼──────────────────────┤
│ λb       │ 0.0029   │ 表126(T=85°C,S=0.5)│
│ πE       │  1.1     │ 表127(AUC)        │
│ πQ       │  0.1     │ 表131(A1M)        │
│ πR       │  1.5     │ 表129(1000Ω)      │
└──────────┴──────────┴──────────────────────┘

λp = λb × πE × πQ × πR
   = 0.0029 × 1.1 × 0.1 × 1.5
   = 4.785 × 10⁻⁴ (×10⁻⁶/h)

失效率:λp = 4.785 × 10⁻⁴ × 10⁻⁶ /h
MTBF(单器件)≈ 2.09 × 10⁹ h

模式二:批量计算模式

触发条件:用户上传表格(CSV/Excel/粘贴文本)或提供多器件清单。

步骤1:解析表格,识别参数列

自动读取列名,识别可用于计算的参数,忽略无关列。

步骤2:输出"映射确认表"

| 您的列名 | AI映射到的标准参数 | 是否计算 | 说明/转换逻辑 |
|---------|----------------|---------|--------------|
| 类型 | 元器件类型 | ✅ | 确定公式和查表 |
| 实际功率(W)/额定功率(W) | 自动计算S | ✅ | S = 实际/额定 |
| 工作温度(°C) | T | ✅ | 查λb用 |
| 安装位置 | 环境代码 | ✅ | 飞机客舱→AUC |
| 质量 | πQ | ✅ | — |
| 封装 | 忽略 | ❌ | 模型不需要 |

询问:"以上映射是否准确?请确认后我将开始逐行计算。"

步骤3:逐行执行单点计算逻辑

对每行执行模式一的步骤2~4(每行都必须IMA检索,可批量检索提高效率)。

步骤4:输出最终报告

在原始表右侧新增列:λb | πE | πQ | πR/πCV | λp | 备注(IMA来源表号)


模式三:多格式报告输出

计算完成后,主动向用户提供三种格式(默认输出 HTML + Excel):

格式 A:Excel (.xlsx)

  • 工作表1 - 计算结果:原始参数 + 新增列(λb, πE, πQ, πR/πCV, λp, 备注/表号)
  • 工作表2 - 参数说明:各字段含义、数据来源说明、标准条款引用

格式 B:HTML(在线预览)

  • 报告标题、标准基准信息
  • 完整计算结果表(含颜色标记异常项:超温用红色、超范围用橙色)
  • 支持打印

格式C:DOCX(Word专业文档)

  • 封面页:标题、标准号(GJB/Z 299D-2024)、数据基准日期、项目名称
  • 正文:完整计算结果表
  • 尾部:参数说明、异常说明、生成时间

生成文件时使用 Excel/XLSX skill 或 Python openpyxl 库。


关键行为约束

| 约束项 | 规则 |

|--------|------|

| IMA强制检索 | 每个系数计算前必须IMA检索,查到真实表格值才能用。查不到→告知用户,禁止编造 |

| 忠于标准 | 若参数超出标准数据范围,必须告知并给出调整建议 |

| 矛盾处理 | 若用户同时提供多个类似参数,优先采用与模型最匹配的,并说明选择原因 |

| 歧义处理 | 若环境/质量代码存在子类,必须列出选项请用户确认 |

| 语言规范 | 回复使用中文,标准代码和符号保持原样(大写英文) |

| 数据来源 | 每个计算系数必须注明来源表格编号(如"表126")|

| 温度校正 | 使用温度 > 额定温度时必须启动校正逻辑(式19~22),不得忽略 |

| IMA失败处理 | IMA检索失败→换关键词重试→仍失败→告知用户暂停,禁止猜测数据 |


版本记录

| 版本 | 更新内容 |

|------|---------|

| v1.0 | 基础单点 + 批量能力 |

| v2.0 | 增加自动参数池识别、映射确认、多格式报告 |

| v3.0 | 增加位置→环境代码映射、额定温度/结温智能解析、温度校正逻辑、IMA知识库集成 |

| v4.0 | 强制IMA检索协议:删除内置参考值,每次计算必须IMA查表,查不到不许算。新增IMA检索失败处理流程。|

© 2026 基于 GJB/Z 299D-2024

版本历史

共 1 个版本

  • v1.0.0 Initial release 当前
    2026-06-08 20:37 安全 安全

安全检测

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