電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性，你必須關(guān)心的事兒

　　你是否曾遇到過手機(jī)死機(jī)的麻煩，電熱水壺水沸騰后不能自動(dòng)斷電，電磁爐按鍵失靈怎么按都不關(guān)機(jī)的情況嗎?這些都涉及到電子產(chǎn)品可靠性問題。電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性是指電子產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在給定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行所要求的功能不出現(xiàn)失效的概率。一旦產(chǎn)品研制成功后，一般就認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了。產(chǎn)品可靠性更關(guān)注下一步會(huì)發(fā)生什么，如何能改變提高產(chǎn)品可靠性。提高產(chǎn)品可靠性是提高產(chǎn)品完好性和工作成功性，減少維修和壽命周期費(fèi)用的重要途徑，在產(chǎn)品研制過程中，深入開展可靠性工程，對(duì)提高產(chǎn)品可靠性具有十分重要的意義。

　　電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性從廣泛的意義上講就是產(chǎn)品可靠性工程，是指為了達(dá)到可靠性要求所進(jìn)行的一系列技術(shù)與管理活動(dòng)，它貫穿了產(chǎn)品的論證、方案、工程研制、生產(chǎn)和使用等壽命周期過程?？煽啃栽O(shè)計(jì)，可以避免不期望的缺陷及資源的配備，可以預(yù)計(jì)和預(yù)防性維修，為減少故障時(shí)間，降低總體時(shí)間成本和提高質(zhì)量，減少與產(chǎn)品缺陷責(zé)任相關(guān)傷害，甚至生命和重大財(cái)產(chǎn)損失?？煽啃栽O(shè)計(jì)工程管理分為六大步驟，如圖1，其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是可靠性設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)和開發(fā)中的可靠性技術(shù)。

　　如何進(jìn)行產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)，必須從五個(gè)方面進(jìn)行考察。下面我們來一一說明。

1、產(chǎn)品使用因素。溫度、濕度、振動(dòng)、腐蝕、污染、產(chǎn)品可能承受的壓力、服務(wù)的嚴(yán)酷度、靜電釋放環(huán)境、射頻干擾、吞吐量并使其特征、應(yīng)力強(qiáng)度分析等等這些都是產(chǎn)品使用的因素，必須考察。

2、設(shè)計(jì)失效模式分析。就實(shí)際情況而言，了解失效的潛在原因是防止失效的根本原因所在，要預(yù)知所有這些原因幾乎是不切實(shí)際的，所以還必須細(xì)考慮到所涉及的不確定性。在設(shè)計(jì)、開發(fā)制造和服務(wù)過程中，可靠性工程方面的努力應(yīng)該注重所有“可預(yù)計(jì)”和“可能未預(yù)計(jì)”的失效原因。以確保防止發(fā)生失效或使發(fā)生失效的概率最小。

3、失效模式和影響分析。失效模式和影響分析是指對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，以識(shí)別潛在失效模式、失效原因及對(duì)系統(tǒng)性能(包括組件、系統(tǒng)或者過程的性能)影響的系統(tǒng)化程序。此項(xiàng)分析應(yīng)盡可能在開發(fā)周期的早期階段成功進(jìn)行，以獲得消除或減少失效模式的最佳效費(fèi)比。失效模式和影響分析可描述為一組系統(tǒng)化的活動(dòng)。目的是發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)產(chǎn)品過程中潛在的失效及后果;找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。它是對(duì)設(shè)計(jì)過程的更加完善化，以明確必須做什么樣的設(shè)計(jì)和過程才能滿足顧客的需要。

4、容差和最差案例分析。使用各種數(shù)學(xué)計(jì)算分析技術(shù)(如總和平方根、極值分析和統(tǒng)計(jì)公差)以使影響可靠性的變差特性化。主要分析產(chǎn)品的組成部分在規(guī)定的使用范圍內(nèi)，其參數(shù)偏差和寄生參數(shù)對(duì)性能容差的影響，并根據(jù)分析結(jié)果提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。電路容差分析工作應(yīng)用在產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，已經(jīng)具備了電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)資料后完成。電路性能參數(shù)發(fā)生變化的主要表現(xiàn)有性能不穩(wěn)定，參數(shù)發(fā)生漂移，退化等，造成這種現(xiàn)象的原因有組成電路零部件參數(shù)存在公差，環(huán)境條件的變化產(chǎn)生參數(shù)漂移，退化效應(yīng)。設(shè)計(jì)過程中要分析電路上下限工作條件，

5、最壞情況分析法。最壞情況分析法是分析電路組成部分參數(shù)最壞組合情況下的電路性能參數(shù)偏差的一種非概率統(tǒng)計(jì)方法。它利用已知零部件參數(shù)的變化極限來預(yù)計(jì)系統(tǒng)性能參數(shù)變化是否超過了允許范圍。最壞情況分析法可以預(yù)測(cè)某個(gè)系統(tǒng)是否發(fā)生漂移故障，并提供改進(jìn)方向，該方法簡(jiǎn)便，直觀。但分析的結(jié)果偏于保守。

　　產(chǎn)品設(shè)計(jì)成型后，還必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)是激發(fā)潛在失效模式，提出改進(jìn)措施，確定項(xiàng)目或系統(tǒng)是否滿足預(yù)先制定的可靠性要求的必須步驟?？煽啃栽囼?yàn)的基本原理如圖2：

　　常見的可靠性試驗(yàn)有：加速壽命試驗(yàn)，高加速極限試驗(yàn)、可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)等。測(cè)試種類分為功能測(cè)試、性能測(cè)試、回歸測(cè)試、環(huán)境負(fù)載測(cè)試、探索測(cè)試，壓力測(cè)試，實(shí)際響應(yīng)測(cè)試等等。這些試驗(yàn)是為了確定已通過可靠性鑒定試驗(yàn)而轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)的產(chǎn)品在規(guī)定的條件下是否達(dá)到規(guī)定可靠性要求，驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性是否隨批量生產(chǎn)期間工藝，工裝，工作流程，零部件質(zhì)量等因素的變化而降低。只有經(jīng)過這些，產(chǎn)品性能才是可以信任的，產(chǎn)品的質(zhì)量才是過硬的。