【连载02】可靠性工程不是测试,是一门设计哲学

   可靠性工程不是测试,是一门设计哲学

说个我见过最多的误区

很多企业一听到”可靠性”,第一反应是”做个可靠性测试吧”。HALT试验、加速寿命试验、环境应力筛选……测完了,报告打出来,心里踏实了,觉得产品”可靠”了。  

然后呢?客户端该坏的还是坏。  

这不是测试的错。测试是工具,工具本身没问题。问题是:把测试当可靠性,把测试通过当可靠性达标——这个等式,从根上就错了。

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可靠性的三要素

杨博士在书里给可靠性下了一个定义,我见过最精准的:产品在规定条件下、在规定时间内,完成规定功能的能力。  

三个词,三个约束,缺一不可:
规定条件:温度、湿度、振动、载荷……不在条件里谈可靠性,都是耍流氓。同样一台电机,在实验室25℃跑和在沙漠50℃跑,能一样吗?条件定义错了,后面的工作全是白费。  
规定时间:不谈时间谈可靠性,没意义。一款产品要求”三年不坏”,和”十年不坏”,设计思路完全不一样。时间就是约束,约束决定余量。  
规定功能:什么是”坏”?功能丧失了才叫坏。不是”性能下降一点”就叫坏,也不是”外观划了一道”就叫坏。功能定义不清,判定标准就乱,后面一整套可靠性工作都会跟着乱。  

很多企业在这三个词上翻车,翻得莫名其妙:测试通过了,客户端还是出问题——一问才发现,”规定条件”没写清楚,实验室里跑得好好的,拉到现场直接趴窝。

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可靠性的三步法

知道了定义,下一步是怎么做。  杨博士把可靠性工作分成三步,我管它叫”三步法”:规划→嵌入→验证。  

第一步:规划  
可靠性不是”想到哪做到哪”。从产品规划阶段开始,就要定好目标:这款产品要达到什么样的可靠性水平?平均无故障时间(MTBF)是多少?保修期内的失效率控制在多少以内?  没有目标,就没有方向。方向不对,努力白费。  
第二步:嵌入  
这是最关键的一步,也是大多数企业做得最差的一步。  什么叫”嵌入”?就是把可靠性要求,变成设计参数、工艺约束、供应链标准,贯穿整个开发流程。不是”设计完了,找可靠性工程师审一审”,而是从第一天起,可靠性就在设计里。  杨博士说了一句话,我印象很深:”设计阶段的工作量只占整个产品开发周期的5%,但它决定了50%以上的成本。”  5%的投入,50%以上的影响。这个账,会算的企业不多。  
第三步:验证  
测试是验证手段,不是解决手段。测试的目的不是”让产品通过测试”,而是验证设计是否达到了最初定的可靠性目标。  

测出来了,没达标,怎么办?改设计,不是改测试条件。  

怎么验证、怎么判断结果可信、怎么避免”测了白测”——后面讲加速寿命试验和数据拟合的时候,会细说。

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被动式 vs 主动式:两种思路,两种结局

说完了三步法,再说两种思路。  
被动式管理:等出了问题再改,永远在救火。代价是召回、返修、商誉损失。  
主动式管理:在设计阶段就把潜在问题排掉,永远在防火。问题追着根跑,永远快一步。  

两种思路花的都是钱。前者花的是召回和商誉,后者花的是图纸和脑力。哪个更划算,账不难算。  

杨博士把可靠性工程的核心定义为:通过主动的设计活动,减少产品全生命周期内的失效。  

注意两个关键词:主动的设计活动。  

不是”测试活动”,是”设计活动”。

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为什么大多数企业做不好可靠性

说句得罪人的话:大多数企业的可靠性工作,还停留在”测试驱动”的阶段。  
症状是:测试做得很多,数据攒了一堆,问题还是层出不穷。  
根因是:测试是发现问题,不是解决问题。解决问题要改设计。改设计要在开发前期改。前期改才是成本最低、效果最好的改法。 

但前期改设计,需要两样东西:

一是方法论——知道怎么改、用什么工具改(FMEA是工具,但不是唯一工具)。  
二是话语权——可靠性工程师能在设计阶段说上话,而不是等产品快量产了被叫去”评审一下”。  
两样都没有,可靠性就只能沦为”救火队”。  

可靠性工程师的核心价值,不是”测试做得好不好”,而是能不能在设计阶段说上话、能不能用设计方法论解决问题。做不到这一点,这个岗位的存在感就永远强不起来。

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预告:下一篇讲什么

下篇我们接着聊可靠性的度量。 

三要素定好了,怎么衡量”可靠”?f(t)(失效概率密度)、F(t)(累积失效分布)、R(t)(可靠度)、h(t)(失效率)——这四个函数是什么意思,怎么用。  

这是后续所有定量分析的数学基础,弄清楚它们,后面的寿命分布、Weibull分析才不蒙圈。  

下篇我们会用国可工软的Weibull分析软件跑几个真实案例,看看这四个函数到底怎么用。

本文基于《Life Cycle Reliability Engineering》(Guangbin Yang, Wiley, 2006)整理。 文中涉及的Weibull分析工具,国可工软有对应软件支持。

作者提示:个人观点,仅供参考

 

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