可靠性工程
衡量系統(tǒng)可靠性有三個(gè)重要指標(biāo)。①保險(xiǎn)期：系統(tǒng)建成后能有效地完成規(guī)定任務(wù)的期限，超過這一期限系統(tǒng)可靠性就會逐漸降低。②有效性：系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能正常工作的概率。概率的大小取決于系統(tǒng)故障率的高低、發(fā)現(xiàn)故障部分的快慢和故障修復(fù)時(shí)間的長短。③狹義可靠性：由結(jié)構(gòu)可靠性和性能可靠性兩部分組成。前者指系統(tǒng)在工作時(shí)不出故障的概率，后者指系統(tǒng)性能滿足原定要求的概率。
系統(tǒng)可靠性不能僅僅依靠對系統(tǒng)的檢驗(yàn)和試驗(yàn)來獲得，還必須從設(shè)計(jì)、制造和管理等方面加以保證。首先，設(shè)計(jì)是決定系統(tǒng)固有可靠性的重要環(huán)節(jié)，制造部門力求使系統(tǒng)達(dá)到固有的可靠性，而管理則是保證系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、使用等階段都按科學(xué)的程序和規(guī)律進(jìn)行，即對整個(gè)系統(tǒng)研制實(shí)行嚴(yán)格的可靠性控制。
可靠性數(shù)學(xué)
用來定量描述系統(tǒng)可靠性的數(shù)學(xué)工具。常用的度量指標(biāo)主要有可靠度、故障率、平均無故障工作時(shí)間和平均故障修復(fù)時(shí)間等。①可靠度R()：系統(tǒng)在規(guī)定工作時(shí)間內(nèi)無故障的概率。如數(shù)字電壓表工作 24小時(shí)的可靠度為0.9,即意味著多次抽取一定數(shù)量的該產(chǎn)品樣品，在規(guī)定條件下工作24小時(shí)，平均有90%能保持全部產(chǎn)品性能處于有效的工作狀態(tài)。相應(yīng)地，系統(tǒng)在時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率用F()表示，稱為不可靠度,與可靠度R()的關(guān)系為R()=1-F()。②故障率λ：系統(tǒng)工作到 時(shí)刻時(shí)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。系統(tǒng)在正常工作狀況下，其故障率趨于穩(wěn)定，可靠度與故障率的關(guān)系為R()=。③平均無故障工作時(shí)間：系統(tǒng)在相鄰兩次故障間隔內(nèi)有效工作時(shí)的平均時(shí)間。④平均故障修復(fù)時(shí)間：系統(tǒng)出現(xiàn)故障后到恢復(fù)正常工作時(shí)的平均時(shí)間。
工作步驟
步驟
可靠性工程的具體工作步驟為：①通過試驗(yàn)或使用，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在可靠性上的薄弱環(huán)節(jié);②研究分析導(dǎo)致這些薄弱環(huán)節(jié)的主要內(nèi)外因素;③研究影響系統(tǒng)可靠性的物理、化學(xué)、人為的機(jī)理及其規(guī)律;④針對分析得到的問題原因，在技術(shù)上、組織上采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，并定量地評定和驗(yàn)證其效果;⑤完善系統(tǒng)的制造工藝和生產(chǎn)組織。
問題解決
在影響系統(tǒng)可靠性的主要問題得到解決后，再采用上述步驟解決一些次要的薄弱環(huán)節(jié)?？煽啃怨こ虒?shí)質(zhì)上是對影響系統(tǒng)可靠性的薄弱環(huán)節(jié)的不斷發(fā)現(xiàn)和不斷改進(jìn)的過程。為了提高系統(tǒng)的可靠性，從而延長系統(tǒng)的使用壽命，降低維修費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益，在系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造和使用的各個(gè)階段都要貫徹以可靠性為主的質(zhì)量管理。
可靠性定義
定義
可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的可靠性與外界環(huán)境的應(yīng)力狀態(tài)和對產(chǎn)品功能的需求密切相關(guān)。理解產(chǎn)品的可靠性需要從兩個(gè)角度出發(fā)，其一是按照產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)理解可靠性，其二是按照產(chǎn)品的全壽命周期理解可靠性。按照產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)理解可靠性是指需要根據(jù)產(chǎn)品各層次特點(diǎn)開展相應(yīng)的可靠性工作;按照產(chǎn)品的全壽命周期理解可靠性是指在需求分析、總體設(shè)計(jì)、分項(xiàng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、試驗(yàn)、使用、維修維護(hù)等過程都需開展相應(yīng)的可靠性工作。
可靠性工程的具體項(xiàng)目
產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來的，生產(chǎn)出來的，管理出來的?？煽啃怨こ淌菫榱诉_(dá)到系統(tǒng)可靠性要求而進(jìn)行的有關(guān)設(shè)計(jì)、管理、試驗(yàn)和生產(chǎn)一系列工作的總和，它與系統(tǒng)整個(gè)壽命周期內(nèi)的全部可靠性活動有關(guān)?？煽啃怨こ淌钱a(chǎn)品工程化的重要組成部分，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工程化的有力工具。利用可靠性的工程技術(shù)手段能夠快速、準(zhǔn)確地確定產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，并給出改進(jìn)措施和改進(jìn)后對系統(tǒng)可靠性的影響?？煽啃怨こ叹唧w如下圖1所示。產(chǎn)品在需求分析階段、設(shè)計(jì)階段、工程研制階段和生產(chǎn)制造階段都需開展一定的可靠性設(shè)計(jì)分析、管理、試驗(yàn)工作。開展的時(shí)機(jī)和推薦開展的項(xiàng)目如下表所示：
按照產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品的系統(tǒng)層次、裝置層次、部件層次和零件層次都分別有相應(yīng)的可靠性工作內(nèi)容，即產(chǎn)品不同層次的可靠性影響因素和薄弱環(huán)節(jié)各有特點(diǎn)，需要分別開展相應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)、管理、試驗(yàn)工作項(xiàng)目解決?？値熀晚?xiàng)目管理者需要在產(chǎn)品的工程化角度把握可靠性工程的開展和實(shí)施。影響器件可靠性的主要因素包括器件的種類和數(shù)量、器件的額定工作電參數(shù)和電應(yīng)力、額定工作溫度和環(huán)境溫度、元器件的質(zhì)量等級和品質(zhì)保證等級，器件的降額特性和熱敏感特性，器件的儲存可靠性;影響部件可靠性的主要因素包括器件本身的可靠性與器件相互影響，主要需要考慮的因素為熱分析、電磁兼容、耐環(huán)境、信號完整性、潛通路和工藝工裝;影響裝置可靠性的主要因素包括部件之間的相互影響和結(jié)構(gòu)、工藝、連接;影響系統(tǒng)可靠性的主要因素包括冗余設(shè)計(jì)、人機(jī)工程和系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)。
建立可靠性工程體系，開展和實(shí)施可靠性工程是產(chǎn)品高可靠性的必要條件，可靠性設(shè)計(jì)分析是可靠性工程的基礎(chǔ)，可靠性設(shè)計(jì)水平差的產(chǎn)品可靠性必然低;可靠性的設(shè)計(jì)需要可靠性管理，可靠性管理是開展可靠性設(shè)計(jì)的技術(shù)管理保證和組織結(jié)構(gòu)保證;設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在生產(chǎn)階段難免引入“瑕疵”，需要可靠性試驗(yàn)“暴露”。
電子可靠性工程
電子可靠性工程是提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低硬件生產(chǎn)故障率和市場失效率的系統(tǒng)工程。
您是否為電子產(chǎn)品生產(chǎn)直通率較低而煩惱，是否為市場返修率居高不下而束手無策?根據(jù)業(yè)界的分析，60%以上的生產(chǎn)故障是由于器件失效引起的，70%以上的市場返修也是因?yàn)槠骷б鸬模蠖鄶?shù)公司對此卻沒有采用系統(tǒng)化的電子可靠性工程方法來解決，導(dǎo)致效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量可靠性不高。
其實(shí)按照系統(tǒng)的電子可靠性工程方法，通過選擇合適的器件，有效地控制器件質(zhì)量，合理應(yīng)用器件，進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先的產(chǎn)品質(zhì)量是可以實(shí)現(xiàn)的。
電子可靠性工程包含5個(gè)方面：
一、通過正確的選型認(rèn)證來保證構(gòu)成產(chǎn)品的物料的基本可靠性
物料選型與認(rèn)證是一項(xiàng)產(chǎn)品工程，是硬件開發(fā)活動的重要組成部分。產(chǎn)品一旦選用了某物料，其質(zhì)量、成本、可采購性基本上60%都已固化，后期的一系列改進(jìn)、保障策略所達(dá)到的效果只能占到40%，物料選型影響重大。如何確定物料的規(guī)格，如何識別不同廠家的物料優(yōu)劣，如何對物料廠家進(jìn)行認(rèn)證，如何監(jiān)控物料廠家的質(zhì)量波動，這些專項(xiàng)技術(shù)，在國際領(lǐng)先公司都有專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來進(jìn)行研究，并有系統(tǒng)化的流程保障物料選用，而目前國內(nèi)廠家普遍比較薄弱，因此從物料選用開始，產(chǎn)品質(zhì)量就和業(yè)界領(lǐng)先公司拉開了差距，可以說是輸在了起跑線上。
二、通過正確合理的設(shè)計(jì)方法保證應(yīng)用可靠性
常用的可靠性設(shè)計(jì)方法有如下14種，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，這些方面都要考慮到，包括做對應(yīng)的仿真分析，才能夠保證設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的可靠性。
可靠性預(yù)計(jì)
FMEA
可靠性指標(biāo)論證、分配與冗余設(shè)計(jì)
電應(yīng)力防護(hù)設(shè)計(jì)
ESD防護(hù)設(shè)計(jì)
容差分析
降額設(shè)計(jì)
升額設(shè)計(jì)
熱分析和設(shè)計(jì)
信號完整性分析
EMC設(shè)計(jì)
安全設(shè)計(jì)
環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)
壽命與可維護(hù)性設(shè)計(jì)
國際領(lǐng)先的大公司，對這些設(shè)計(jì)方法均有專業(yè)團(tuán)隊(duì)來保障，為了滿足國內(nèi)企業(yè)的需求，針對每種設(shè)計(jì)方法，深圳市易瑞來公司均有專家負(fù)責(zé)研究和追蹤業(yè)界最新的進(jìn)展，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富。
三、在加工維護(hù)過程中保證不引入對器件的損傷
在生產(chǎn)加工過程中，影響可靠性的最主要的因素是ESD、MSD和焊點(diǎn)可靠性，這三方面的控制技術(shù)目前發(fā)展得較為成熟，也有對應(yīng)得國際標(biāo)準(zhǔn)，但是國內(nèi)很多廠家還做得不夠完善，如產(chǎn)品線的ESD控制水平是多少，MSD控制可以達(dá)到幾級潮濕敏感器件，影響焊點(diǎn)可靠性的主要因素是怎樣控制的?象MSD控制不好引發(fā)的可靠性問題，往往是在產(chǎn)品到用戶手里半年以上才會大量暴發(fā)，ESD損傷對器件的長期可靠性的影響也很大，因此怎樣控制加工過程，保證對不引入對器件的損傷需要引起重視。在產(chǎn)品維護(hù)保養(yǎng)過程中同樣要考慮可靠性問題，避免引入對產(chǎn)品的損傷。
四、失效分析
通過對開發(fā)、測試、小批量試產(chǎn)，量產(chǎn)階段、用戶現(xiàn)場的器件失效分析，找到失效的根本原因和改進(jìn)措施，及時(shí)糾正和預(yù)防失效的發(fā)生。發(fā)現(xiàn)問題越早，解決問題的成本也就越低，因此即使是開發(fā)調(diào)試過程中出現(xiàn)的個(gè)別器件失效，也要進(jìn)行徹底的失效分析，明確失效機(jī)理，進(jìn)而采取對應(yīng)的解決措施。0
五、流程保障
電子產(chǎn)品可靠性工程是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)工程，需要高效、明確的流程來保證。最主要的可靠性流程主要有三個(gè)：
選用可靠物料流程，包括物料選型，物料認(rèn)證，供應(yīng)商認(rèn)證，供應(yīng)商質(zhì)量控制等方面;
產(chǎn)品開發(fā)中的可靠性設(shè)計(jì)流程，在產(chǎn)品開發(fā)過程中保證上文提到的14種方法的使用以及明確評審要求，通過可靠性設(shè)計(jì)來保證產(chǎn)品的可靠性。
FRACAS流程，通過對故障數(shù)據(jù)的分析處理，找出異常問題，啟動根本原因分析，找到解決措施和預(yù)防措施，使所有問題都能夠閉環(huán)，以保證產(chǎn)品的可靠性。
可靠度工程師
職業(yè)概述
可靠度工程師需要通過產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)，進(jìn)行性能評估，并預(yù)測如何改進(jìn)產(chǎn)品或體系的安全性、可靠性、可維護(hù)性。
職業(yè)素描
· 工作內(nèi)容
按相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)組織可靠性試驗(yàn),完成可靠性試驗(yàn)報(bào)告;
提出有針對性的提高產(chǎn)品可靠性的建議和措施,并監(jiān)督落實(shí);
制定可靠性技術(shù)規(guī)范和測試規(guī)范;
擬定產(chǎn)品可靠度品質(zhì)評估的作業(yè)流程。
· 職業(yè)要求
教育培訓(xùn)：電子、材料、汽車、機(jī)械、紡織、化工相關(guān)專業(yè)，大?；蛞陨蠈W(xué)歷?？梢酝ㄟ^參加中國質(zhì)量協(xié)會組織的統(tǒng)一注冊考試獲得中國注冊可靠性工程師證書，也可以參加美國質(zhì)量協(xié)會的注冊可靠度工程師考試獲得相應(yīng)證書。
工作經(jīng)驗(yàn)：掌握可靠性測試的理論知識, 了解國際、國內(nèi)的相關(guān)可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，能結(jié)合具體產(chǎn)品開展可靠性測試;良好的英文讀寫能力，計(jì)算機(jī)操作熟練;工作嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，富有創(chuàng)造力，對新技術(shù)和工具有濃厚的興趣。
· 薪資行情
可靠度工程師一般月薪在2000~6000元左右，擁有美國質(zhì)量協(xié)會的注冊可靠度工程師證書的月薪可達(dá)到6000-12000元。
· 職業(yè)發(fā)展路徑
可靠度工程師積累一定經(jīng)驗(yàn)后可以向測試經(jīng)理、質(zhì)量管理經(jīng)理或質(zhì)量保證經(jīng)理方向發(fā)展。
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