电子产品研发生产机构,常遇到的一个问题,在家里面做了自认为是很全面的测试,但是在现场仍然会出问题。就开始纠结,继续加强测试也无从下手了。那到底问题出在哪呢?
  实验室测试不能真实反映现场工作应力状况的问题主要有以下5点:
  1、测试是抽样,没有人、也没有办法,把每一台出场的成品都做一遍全项检测,因此,产品之间的不一致性就可能带来问题。

  比如电阻的选值范围为+/-5%,抽样测试的产品的误差为+3.8%,测试通过没问题。但实际生产中,会有小概率的可能将-4.8%误差的电阻装在了机器上。但这个阻值也没超标,可恰恰就在这种临近边缘时的阻值,在整机系统里,就可能带来信号质量的微小变化,导致超标或异常。In one word,小概率事件在测试抽样时未能被抽到,但在大批量使用中一定会发生。
  2、实验室测试应力不足所致。

  按照设计输入要求,我们确定了设备工作条件,有很多产品标准里也作出了具体规定,按照这些要求测试也是可以通过的。但实际现场的应力可能会超出设计预定条件,或者偶尔会超,等厂家工程师到现场测试的时候,应力又是正常的了。比如产品电源220V±10%,但是前几年本人在武夷山某大单位测试过,非常稳定的167V,明显低电压超限,但是客户说的也很明白,“你的东西在我这不好用,我就不买”。因此实验室模拟测试的应力设定,应该按照预期用户现场最坏条件来验证。都这时候了,就别死抠标准不标准的啦。
  3、测试覆盖率问题。

  产品待测项目千千万,总有遗漏的,做到全覆盖测试,是产品测试一大难点。
  4、测试的单应力与现场的多应力。

  在实验室里测,囿于实验条件,一般只能制造单应力或有限的多应力出来,而在现场,往往是很多个应力集中在一起发挥影响的。就像“又得驴儿跑,还要小驴子不吃草”。例如散热测试,最高电压VH、最高环境温度TH、最大负载RLH、设备及电路板上积灰、机器靠近墙壁通风不畅、周围设备最热且热风正吹、湿度最大RHH、多年使用老化程度也被日积月累,诸多最坏情况组合在一起,单一条件每一个都没有超标,但合在一起就是很恐怖的工况了。破船偏遇顶头风,沧海横流,方显男儿本色,挺过去的产品就是好的。
  5、参数老化与材料疲劳变性。

  在测试中有一个我们极不愿意面对但又不得不面对的应力,就是时间。再好的一辆好车,买来找个恒温恒湿的房间养着,养它两个世纪不动,我敢保证,200年后它也开不动了。时间持续下去,电子器件的参数老化、机械材料的疲劳、氧化,日积月累,就彻底坏了。人不能老呆着也是同一个道理。年老之后,老有所学,老有所养,老有所乐,老有所用,也是很有道理的。年迈的父母在家刷碗干点家务什么的,以后不要太内疚了,那是一种生命活力建设的需要,适当的用用有好处。当然,逼着80岁的老父亲去工地搬砖不在此列哈,那是破坏性应力了,跟时间应力带来的自然老化无关。
  基本上,在家里测试发现不了问题,而在用户现场发生了,测试漏洞的原因大抵也就以上几点。也许认识深刻了以后还能追加,暂时也就这样了。光会挑剔炒鸡蛋不好吃不是本事,还得会亲自下几个好吃的蛋才叫水平。也就是说,问题找出来了,怎么解决呢?以下解决方案的序号分别对应如上问题的序号,请列位自行前后对照来读。
  Answer-1:工程计算。

  将每个参数的边界值通过参数选型计算的方式找出来,在通过工程经验和器件参数限制,选择合理的标称值,在标称值的基础上加入最大的正误差和最大的负误差,即在器件参数最坏的情况下,都不应该超出理论计算的边界值,这样小概率事件就可规避了。
  Answer-2:采集现场条件,加入测试应力余量。

  拉萨海拔3500m,我们的产品就按照3500m的压强设计的,但是在拉萨就没个小山峰吗?总不能顶着65.764kPa设计和测试吧?64kPa就测试过不了关?这也忒悬了。
  Answer-3、测试覆盖率问题。

  测试覆盖率的真正问题是划分测试分类的模块时,没有很好的方法保证不会遗漏测试项。这里推荐一个不错的方法,简称MECE,“相互独立、完全穷尽”,层层剥笋,一层一层的按照MECE方法划分下去,划分到最后,把所有最后的细分项目累加起来,就是一份非常不错的测试用例表。
  Answer-4、测试的单应力与现场的多应力。

  这个自己应该能解决喽。脑力激荡下先,多动动脑,健康长寿,可以抵消雾霾带来的负面效果。
  Answer-5、参数老化与材料疲劳变性。

  这个没有更好的办法,一是参数设计留点余量,二是继续学术研究。目前也有一些加速应力模型,比较有名的是阿伦尼兹温度应力加速模型,但个人愚见,此法未见得好,因为温度加速后,材料特性可能会在微观上发生变性了,测出来来的也未必准。另外该模型也是在大量的实验统计基础上得出来的,统计学的东西是批次性趋势价值,用在个体上时,实用价值有待商榷。
    文/ 武晔卿  EDN博主
来源:武晔卿 微信公众号