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可靠性知识问答(七)

2024-05-22 16:34阅读数:869

可靠性工作需要做的事情非常多,该从哪里下手?

实际上,整个产品的可靠性工作没有那么复杂,可靠性工作归根到底是跟故障打交道,就是解决故障问题。首先是减少故障,其次是减少影响,如果影响减少不了,就要评估影响有多大。减少故障主要通过避错和排错。避错主要针对研发阶段,通过研发的设计和测试去实施保障;排错主要针对制造阶段,通过来料和生产制程的拦截实施保障。减少影响的措施是容错,容错就是运行功能的保障,主要通过软件来实现,如果出了问题,通过一些检测、定位、隔离、恢复等保障。评估影响的措施是预错,基于故障机理的评估,预测失效率、寿命等,评估风险影响。

02


国内企业可靠性工作开展,会经历哪些发展阶段?

国内企业的发展,可靠性工作可能会经历五个不同的阶段。

第一个阶段是市场试错。通过市场应用去识别问题,反馈给设计,迭代下一版本。这个市场试错阶段一般是一些很小规模的企业,比如说十几个人的企业没有那么多人力去开展很多工作,经常是产品出来,调试成功后就发往市场,一旦出了问题,开发人员直接到市场定位解决。

第二个阶段是事后检测。在生产后端,经过质量检测、筛选、数据处理、试验评价的手段,把不合格的产品筛除,但一般的检测对整个制造的失效率是没什么贡献的。

第三个阶段是事前预防。重视生产过程的预防,把整个生产过程的每个工序做一些优化,进行SPC、CPK、6西格玛等一系列管控措施,事前预防对产品的直通率会有很大的提升。

第四个阶段是事前控制。从生产前移到研发,不仅仅在生产要控制好,在研发阶段重点研究产品失效的机理,重点抓产品研发设计,从设计层面来降低市场的失效。

第五个阶段是端到端管控。实际上,在市场上的产品有大量的物料问题,那么这里面就是一道端到端的管控问题,从物料-研发-生产-市场应用进行全方位管控,才能真正意义上降低产品市场的问题。除了这五个阶段,后面还有没有?我想肯定还会有,因为随着科技的发展,还有更先进技术管理措施。


国内大部分企业都在事前预防和事前控制之间的阶段,华为目前是到了端到端管控阶段,华为是我们国内可靠性工作的标杆企业。我们企业要多做一些主动的可靠性工作,不然会很被动,老是感觉在救火,对于产品的可靠性,我们不能心存侥幸。

03


降本,可以从哪些角度考虑进行降本?一旦降本,可靠性模型如何构建?是在原有设计冗余基础上还是重新构建模型?

降成本的策略:物料归一化,减少物料编码数,提升单一物料的采购额,降低采购成本和物料的管理成本。物料替代,寻找并识别质量同等甚至更好,但成本更低的供应商,这也是物料技术工程师的价值。基于对物料应用的深入理解,简化设计,并做物料方案级的替代。提倡的产品降本,是要求在不降低产品可靠性的前提下进行降本,如物料通过物料技术认证,选用规格“合适”的物料,从而达到降本的目的。对原有可靠性模型影响不大。


04

企业要如何去解决可靠性预计的准确性问题?

主要有两个因素,一是模型。不管多高级的模型,只要没有反映产品的实际工作状态和故障状态就不是一个好模型,依据这样的模型计算出来的结果就不会准确。二是基础数据。失效率这块企业不能仅仅依靠国军标299等标准,要联合相关部门一起统计产品实际的失效率。可靠性预计工作要想做好并不容易,但只有这样做了之后,可靠性预计的结果才能支持市场端,将可靠性预计工具化。

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FTA适合作为一个流程活动吗?

一种可靠性方法是否适合放入流程需要具体问题具体分析,FTA这种方法实施起来比较耗时耗力,因为FTA这种方法顶事件过多,难以确定。比如通讯网络的故障状态就非常多样化,很难确定将哪个故障状态作为顶事件。而且底事件组合的量也是爆炸性的,比如环境的影响、人为操作的影响等,很多底事件范围都超出产品本身的范围,很难操作。另外,新开发的产品,没有人能对产品非常熟悉,如果将FTA放到流程活动里面,就无法落实责任人。这种方法也不是一无是处,更适合现场故障诊断应用。但“兵无常势,水无常形”,可靠性的设计分析方法需要结合产品摸索应用之道,才能做出实效。


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DFMECA分析,如何才能发现潜在失效问题,并且怎么样才能分析提出有效的控制措施?

FMEA的主要目的其实并不是发现产品存在的问题,而是确定产品最关键的单元(失效率高+影响大),并对这些单元采取必要的可靠性措施,确保其不出问题,从而确保整个系统的可靠性。可靠性的措施包含两类:避错,即从器件选型、电路设计、生产工艺等方面提出避免出现问题的措施;容错,即从故障后的处理(故障检测、隔离、诊断、恢复等)上考虑设计措施。


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企业失效率数据的收集流程具体是?

统计失效率所需的数据包括:发货量,这些发货的设备中有多少在运行使用(有些发货设备是作为备件存储在备件库里,并未运行使用),在运行使用的这些设备中有多少发生了故障,它们各自的运行时间,如果要统计器件失效率,还要一环环的追溯到哪些器件发生了故障,以及这些器件的运行时间,这个过程十分繁杂。

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对IC产品,量产前后的可靠性预计如何去做,需要收集哪些信息来佐证结论?

大的芯片厂家都有专门的可靠性统计试验,有些是通过加速实现的,并在器件手册上会给出失效率的数据,但这些失效率属于基本失效率,并未考虑芯片应用厂家的实际使用环境和应力,因此芯片应用厂家还需要采用应力法做芯片的可靠性预计才能得到该芯片的使用失效率。


09

关于可靠性模型准确性的问题,在可靠性模型预测方面,有什么验证方法吗?

最简单直接的验证方法就是把预测的结果和实际统计的结果拿来对比,这样不仅可以检验预测模型的准确性,也可以检验基础失效率数据的准确性。


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企业FRACAS系统如何建立、运转,才能起到真正的作用?  

好的系统要依靠好的流程和体制来保障落地,否则再好的系统也是空的。FRACAS系统是非常重要的一个工具,我们前期的可靠性设计得好不好,有什么问题,以及可靠性工作所需的基础数据都来源于它,一定要利用好这个系统。


信息来源:深圳市为民可靠性系统工程研究院编辑整理:木子李转自:为民可靠性研究院公众号
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