可靠性與耐久性有什么區別?
答:二者有一些區別,但內涵上也是相通的。耐久性可以用壽命來說明,當我們描述壽命的時候,通常說在壽命時間內,可靠度要達到幾個九的概率指標。如果沒有明確指出這個概率指標的數值,基本上就是要求在壽命時間內不能出故障。當然,還有其他一些壽命指標,比如大修期等。總之,針對產品的可靠性和耐久性,在具體開展工作時還是采用相同的分析方法和試驗方法。
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公司可靠性原來架構是分EMC防雷團隊,熱設計團隊,器件可靠性團隊,可靠性分析團隊,現在從上述幾個團隊各抽調了一些人,成立了系統可靠性團隊,目的是在產品研發前期多做一些事情。但是,現在有個問題,這些人大部分只有自己專業背景,如何更好地運作才能融合,發揮價值?
答:做產品可靠性需要懂研發、懂產品、懂可靠性。因此,給企業的建議是通過兩種途徑來培養企業可靠性工程師人才隊伍。一條途徑是讓可靠性工程師深入到產品開發中去;另一條途徑是讓產品開發工程師加入可靠性團隊。不管是哪種途徑,可靠性工程師都要持續學習可靠性理論方法,尤其是系統工程的思維。在熟悉產品,同時又掌握可靠性共性技術方法的前提下,站在系統工程的高度上才知道選擇什么樣的方法來解決產品可靠性問題。并不是說把這些人放到一起就會干,得按照系統的、跨部門的團隊定位,該補什么知識就補什么,該學啥就學啥。
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企業需要怎樣的可靠性工程師?要具備哪些知識與能力才能成為一名優秀可靠性工程師?
答:可靠性工程師一般需要具備兩類知識,第一類是專業知識;第二類是領域知識。所謂專業知識就是可靠性工程專業的知識,比如可靠性建模、分配、預計知識,FMEA/FTA知識,故障預測與健康管理(PHM)知識、實驗設計(DOE)、加速壽命試驗、故障物理模型知識、數據處理知識,等等,這些是可靠性工程特有的專業知識。領域知識,比如通訊、航天、軌道交通、電子、機電、無人機等領域內工程專業知識。
同時,一名優秀的可靠性工程師還要時刻洞悉本專業的最新發展動態,因為可靠性工程是一個迅速發展的新學科;另外需要至少在一個縱向專業領域內從事過具體的可靠性工作,能把熟練掌握的可靠性專業知識與領域專業知識相結合,完成具體產品可靠性技術與管理工作。如果再具備跨領域重復這個過程的能力,可靠性工程師就可稱為卓越了。
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在硬件系統內,開發周期比較短,器件可靠性做哪些工作比較有價值?
答:軍用產品開發周期長,民企則相對短很多,但新產品的開發基本上都是基于已有的成熟技術和產品的,因此器件的可靠性工作還是應該在做好器件和供應商認證、模塊化和標準化的基礎上,把器件的可靠應用做好。
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如何開展器件篩選與失效分析?
答:器件篩選有兩種辦法:
(1)參數篩選:通過外觀檢查以及性能指標測試,淘汰已經產生失效的器件;
(2)老化篩選:器件的老化篩選,應該在早期器件生產制造過程中,通過各種模擬試驗,將早期失效產品在投入使用前剔除。篩選老化包括高溫存儲老化、高低溫循環老化、高低溫沖擊老化以及高溫功率老化等。隨著生產水平的提高,對器件要求的不同,應根據不同的要求篩選出老化的器件。
對篩選過程中出現問題的器件進行失效分析尤為重要,針對加了老化應力的失效分析才是有價值的,而對那些通過外觀檢測和一些簡單的參數篩選發現的故障做失效分析一般價值不大,因為這是我們在生產工藝過程中不可避免的缺陷。
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如何有效解決元器件應用可靠性的問題?
答:解決器件可靠性應用問題需要從硬件設計源頭抓起,硬件設計工程師需要從一開始就考慮器件應用和選型問題。現在國內的硬件工程師更多是硬件“調試”工程師,只調試產品是否滿足要求,沒有對產品內器件做出明確的需求分解和規格定義,導致采購過程出現問題,因此需要從器件采購開始優化。
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如何從物料層面保證研發項目的進度和質量?
答:研發項目分兩個部分:技術開發和產品開發。技術開發的進度是允許拖延的,因為一種不成熟的技術在探索的過程中大概率會出錯會出現延遲。而產品開發是在等技術開發成熟之后進行。應從如下幾點保證:
(1)在產品開發的的時候,一定要確定好供應商物料的生產周期和發布周期;
(2)盡可能選擇成熟的器件;
(3)研發項目初期就需要及早考慮物料層面的問題,對物料的質量進行規劃和要求。
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如何應對供應商元器件停產、漲價、交貨期延長等情況,重新選型認證需要時間,會影響生產進度。
答:(1)解決這個問題關鍵是要做好供應商認證工作,選擇技術先進、質量穩定、供貨穩定以及價格合理的供應商,和優良供應商進行深入的合作,與供應商就器件需求開展長期溝通;
(2)硬件設計師做好正向設計,明確元器件規格要求,而不只是單純的選用器件。
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連接器如何開展可靠性分析和管控?
答:在電子器件領域,連接器是失效率較高的器件類型之一,其失效現象和原因大致包括:
(1)在其使用過程中存在插拔導致的金屬磨損,金屬氧化物會導致電阻增大,導線的電接觸處溫度越來越高,電接觸越來越差,插拔到一定次數后就失效了;
(2)很多器件受環境影響也很大,有些器件長期插上不動也會失效,比如插在電腦上的耳機,長時間不動它,過段時間后發現音質降低。
因此相關的可靠性分析和管控應集中在:
(1)插拔時的插拔力;
(2)具備良好的耐高低溫性能;
(3)優化材料構成:現在很多連接器采用銅材料,其抗磨損能力較差,容易斷裂,可以替換成鋁、錫、金、銀等。一般大電流器件如充電樁會換成抗磨損較強的材料;
(4)抗腐蝕能力:隨著連接器使用時長增加,會導致觸點氧化,我們可以在材料成分、使用環境方面進行優化,如航空插座就采用相關氣密性裝置防止外部空氣進入。
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如何制定和優化物料選型認證程序、供應商認證程序、PCN流程等?
答:元器件認證程序的制定和優化:
(1)硬件工程師編制產品規格書,采購人員開展物料選擇認證。
(2)具體認證流程和方法可參考JESD47J。
供應商認證:供應商認證有如下幾個方面需要考慮:技術優良(T)、響應及時(R)、質量穩定(R)、價格合理(C)。供應商認證需要SQE負責開展。
PCN流程:建議采購部門負責和供應商簽訂PCN協議, PCN包括產品生產、停產、進貨等信息,采購商應該及時的更新這些信息。