评选一个可靠的设计,不是比拼谁的设计方案更高明,而是比拼谁更少犯错误。因为其优点而选择,却因为其缺点而发生故障。因此可靠性设计的工作就是研究哪些地方容易发生问题,以及如何预防和解决这些问题的方法。
比如二极管1N4148,正向导通压降是多少伏?在一些技术培训课上,我曾经就此发问,0.7V的答案占了主导,也有0.3V、0.4V、0.6V等等说法,但实际上二极管的V-I特性是一条曲线(横轴是电压,纵轴是电流),其压降并非一个定值,正向导通压降的数值与其导通电流大小相关,随着电流的变化,压降也在变化。
比如某器件指标Tmax=80℃,PR=1W,现在T=60 ℃,P=0.75W,请问器件能否长期可靠的工作?虽然单个指标都在正常范围内,并且有一定程度的降额,但答案仍然是“No”。任何器件都会有一条负荷特性曲线,形状为直角梯形,在一定温度后,随着温度的增加,PR的值是线性下降的,60℃时,PR都可能下降到了0.75W以下了。
再比如,大气压这个指标,系统中有水、气,大气压自然会产生影响,但即使没有这些,大气压对电解电容、爬电距离和电气间隙等也会有直接的影响,而这在我参与过的部分企业的技术审核中也屡屡发生,甚至不乏很大规模的企业。
由此可见,司空见惯的经验性的东西,很多理解都未必是对的,或者被忽视,而这正是可靠性问题的根源。本书阐述的恰恰就是这些内容。
可靠性观点
读完此书,除了几个具体的知识点,还希望能形成以下几个基本观点:
1. 产品故障 ≠ 产品不可靠;
2. 系统启停和波动的过渡过程 ≠ 稳态过程;
3. 降额并不简单;
4. 电子可靠性问题的解决有时需要从机械、软件方面着手;
5. 器件再简单,Datasheet的完整版本都必须拿到并通读;
6. 可维修性和可使用性跟电子工程师关系很大,因为研究可靠性的核心追求是利润;
7. 制程控制不好未必是工艺人员的问题;
8. 有些设计隐患是根本测试不出来的,即使我们明明知道它有隐患,但它确实又会在用户现场发生。
可靠性设计工作方法
16年前,刚刚研究生毕业的我,一样也都经历过以上类似的问题,但就是在这段并不算很长的工作经历中,曾经有两位也许他们自己并不觉得对我有很大影响的老师,一位戚老师(美国留学归来的老研究员),使我领会了可靠性设计应该从哪里去钻研;一位张老师(项目总师,自学成才的老研究员),教会了我如何用工程数学计算的方式分析电子技术问题。本书的诸多思想起源就是这里。
由此有三点总结:一是作为电子技术工程师,要学会感恩,没有人有义务必须对你好,但也有很多人在无意之中帮到了你;二是要善于思考钻研;三是要学会用数学来指导工程实践。
我先在航天做技术开发,后在民营企业做研发管理,后独立创业,经历了一个完整的从“工程师——技术经理——综合管理——创业者”的全过程,一路走来,深切理解做好可靠性工作,需要技术和管理的综合作用,因此,给公司起名字的时候,选择了瑞迪航科(北京)技术有限公司,其英文RDCOO SpaceTech(Beijing)Co.,Ltd.中的RDCOO,就是“Research & Design Chief Operation Official”的简写。研发的运营,包含了技术和管理,构成了保证产品可靠性的基础。
鸣谢
书稿完成后,掩卷回首,有些许的遗憾。核心遗憾就是字字啼血,但趣味性不足,一个快餐文化的社会环境,让读者去细细咀嚼每一句话,每一个段落,从每个细节中去发现对自己有用的知识点、思想点和方法论,确实略显枯燥。但念及《道德经》、《孙子兵法》,又心下释然,道德经5000多字,孙子兵法7300多字,与之相比,本书几十万字,已经算是很通俗了。
在这里,要感谢许许多多我可能都不知道名字的读者,是你们的每一次博客留言,让我有了写下去的动力,让我知道,自己的点滴知识、经验、思想,正在某个未知的角落发挥着作用,“兴趣和需要”是最大的动力,这两者中,“兴趣”来自于我自己的内心,而“需要”恰恰就来自于你们;
感谢《电子工程专辑》网站的MIKE,是您的支持才使更多读者能读到我的文章,使我有了在深夜中、瞪着充满血丝的小眼,用文思泉涌的写作激情享受着自己的快乐;也是因为《电子工程专辑》博客的这个平台,使我的文章被发现,才有了此书的出版;
感谢北航出版社的刘星编辑,以及出版社后台的工作人员,你们专业的眼光让我有了千里马对伯乐的感恩,你们的帮助, 使我从一个野路子的写手,转变成为一个思路严谨,符合出版业专业要求的作者;
感谢我的同事兼合伙人王洪东先生,是他替我分担了很多具体的技术工作,使我有时间润色修改书稿,也是他给我提供了很多技术细节上的帮助;
感谢此书写作过程中时刻关注其进展的朋友们,你们的关注,是对我懈怠的鞭策;
如果您是科研开发一线的工程师,本书的内容可以直接参考用于日常设计;
如果您是技术管理者,您将明了技术团队可能会犯错的地方,并提前加以检查预防;
如果您是工艺和制造工程师,您将预知设计的隐患,并在生产环节加以弥补;
如果您是老师,将使您的技术思维不再停留在象牙塔里,而是深刻认识到影响产品可靠性的自然界的各种复杂要素,并将此传授给自己的学生;
如果您是在校生,这本书将让您了解在工程现场的现实应力,研究除功能参数设计之外,系统设计和容差设计的两大部分内容;
如果您不是电子技术领域的从业人员,但您的朋友、家人、同学有人在做这方面的工作,作为礼物,您送去的将不仅仅是一本普通的书,而是一个美好的职业未来。
用户618471 2013-5-29 20:04
用户1662407 2012-8-2 17:16
用户1615995 2012-7-29 14:23
用户1653221 2012-7-28 13:58
用户1607052 2012-7-27 21:47
347169816_134925149 2012-7-27 17:12
用户1406868 2012-7-27 14:20
用户1578991 2012-7-27 13:16
用户1406868 2012-7-27 08:22
值得学习
wuyeqing_363494696 2012-7-25 19:51