可靠性与耐久性有什么区别?
答:二者有一些区别,但内涵上也是相通的。耐久性可以用寿命来说明,当我们描述寿命的时候,通常说在寿命时间内,可靠度要达到几个九的概率指标。如果没有明确指出这个概率指标的数值,基本上就是要求在寿命时间内不能出故障。当然,还有其他一些寿命指标,比如大修期等。总之,针对产品的可靠性和耐久性,在具体开展工作时还是采用相同的分析方法和试验方法。
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公司可靠性原来架构是分EMC防雷团队,热设计团队,器件可靠性团队,可靠性分析团队,现在从上述几个团队各抽调了一些人,成立了系统可靠性团队,目的是在产品研发前期多做一些事情。但是,现在有个问题,这些人大部分只有自己专业背景,如何更好地运作才能融合,发挥价值?
答:做产品可靠性需要懂研发、懂产品、懂可靠性。因此,给企业的建议是通过两种途径来培养企业可靠性工程师人才队伍。一条途径是让可靠性工程师深入到产品开发中去;另一条途径是让产品开发工程师加入可靠性团队。不管是哪种途径,可靠性工程师都要持续学习可靠性理论方法,尤其是系统工程的思维。在熟悉产品,同时又掌握可靠性共性技术方法的前提下,站在系统工程的高度上才知道选择什么样的方法来解决产品可靠性问题。并不是说把这些人放到一起就会干,得按照系统的、跨部门的团队定位,该补什么知识就补什么,该学啥就学啥。
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企业需要怎样的可靠性工程师?要具备哪些知识与能力才能成为一名优秀可靠性工程师?
答:可靠性工程师一般需要具备两类知识,第一类是专业知识;第二类是领域知识。所谓专业知识就是可靠性工程专业的知识,比如可靠性建模、分配、预计知识,FMEA/FTA知识,故障预测与健康管理(PHM)知识、实验设计(DOE)、加速寿命试验、故障物理模型知识、数据处理知识,等等,这些是可靠性工程特有的专业知识。领域知识,比如通讯、航天、轨道交通、电子、机电、无人机等领域内工程专业知识。
同时,一名优秀的可靠性工程师还要时刻洞悉本专业的最新发展动态,因为可靠性工程是一个迅速发展的新学科;另外需要至少在一个纵向专业领域内从事过具体的可靠性工作,能把熟练掌握的可靠性专业知识与领域专业知识相结合,完成具体产品可靠性技术与管理工作。如果再具备跨领域重复这个过程的能力,可靠性工程师就可称为卓越了。
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在硬件系统内,开发周期比较短,器件可靠性做哪些工作比较有价值?
答:军用产品开发周期长,民企则相对短很多,但新产品的开发基本上都是基于已有的成熟技术和产品的,因此器件的可靠性工作还是应该在做好器件和供应商认证、模块化和标准化的基础上,把器件的可靠应用做好。
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如何开展器件筛选与失效分析?
答:器件筛选有两种办法:
(1)参数筛选:通过外观检查以及性能指标测试,淘汰已经产生失效的器件;
(2)老化筛选:器件的老化筛选,应该在早期器件生产制造过程中,通过各种模拟试验,将早期失效产品在投入使用前剔除。筛选老化包括高温存储老化、高低温循环老化、高低温冲击老化以及高温功率老化等。随着生产水平的提高,对器件要求的不同,应根据不同的要求筛选出老化的器件。
对筛选过程中出现问题的器件进行失效分析尤为重要,针对加了老化应力的失效分析才是有价值的,而对那些通过外观检测和一些简单的参数筛选发现的故障做失效分析一般价值不大,因为这是我们在生产工艺过程中不可避免的缺陷。
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如何有效解决元器件应用可靠性的问题?
答:解决器件可靠性应用问题需要从硬件设计源头抓起,硬件设计工程师需要从一开始就考虑器件应用和选型问题。现在国内的硬件工程师更多是硬件“调试”工程师,只调试产品是否满足要求,没有对产品内器件做出明确的需求分解和规格定义,导致采购过程出现问题,因此需要从器件采购开始优化。
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如何从物料层面保证研发项目的进度和质量?
答:研发项目分两个部分:技术开发和产品开发。技术开发的进度是允许拖延的,因为一种不成熟的技术在探索的过程中大概率会出错会出现延迟。而产品开发是在等技术开发成熟之后进行。应从如下几点保证:
(1)在产品开发的的时候,一定要确定好供应商物料的生产周期和发布周期;
(2)尽可能选择成熟的器件;
(3)研发项目初期就需要及早考虑物料层面的问题,对物料的质量进行规划和要求。
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如何应对供应商元器件停产、涨价、交货期延长等情况,重新选型认证需要时间,会影响生产进度。
答:(1)解决这个问题关键是要做好供应商认证工作,选择技术先进、质量稳定、供货稳定以及价格合理的供应商,和优良供应商进行深入的合作,与供应商就器件需求开展长期沟通;
(2)硬件设计师做好正向设计,明确元器件规格要求,而不只是单纯的选用器件。
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连接器如何开展可靠性分析和管控?
答:在电子器件领域,连接器是失效率较高的器件类型之一,其失效现象和原因大致包括:
(1)在其使用过程中存在插拔导致的金属磨损,金属氧化物会导致电阻增大,导线的电接触处温度越来越高,电接触越来越差,插拔到一定次数后就失效了;
(2)很多器件受环境影响也很大,有些器件长期插上不动也会失效,比如插在电脑上的耳机,长时间不动它,过段时间后发现音质降低。
因此相关的可靠性分析和管控应集中在:
(1)插拔时的插拔力;
(2)具备良好的耐高低温性能;
(3)优化材料构成:现在很多连接器采用铜材料,其抗磨损能力较差,容易断裂,可以替换成铝、锡、金、银等。一般大电流器件如充电桩会换成抗磨损较强的材料;
(4)抗腐蚀能力:随着连接器使用时长增加,会导致触点氧化,我们可以在材料成分、使用环境方面进行优化,如航空插座就采用相关气密性装置防止外部空气进入。
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如何制定和优化物料选型认证程序、供应商认证程序、PCN流程等?
答:元器件认证程序的制定和优化:
(1)硬件工程师编制产品规格书,采购人员开展物料选择认证。
(2)具体认证流程和方法可参考JESD47J。
供应商认证:供应商认证有如下几个方面需要考虑:技术优良(T)、响应及时(R)、质量稳定(R)、价格合理(C)。供应商认证需要SQE负责开展。
PCN流程:建议采购部门负责和供应商签订PCN协议, PCN包括产品生产、停产、进货等信息,采购商应该及时的更新这些信息。