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可靠性: 如何做合适的可靠性试验!

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你是否进行了大量的环境与可靠性试验?是不是每个试验都有失效发生,或是得到有用的信息(如支持持续改进)?是不是由于预算和时间的限制,每个试验的样本数量都很小,从而导致发现失效模式的机会变少?
此外,是否有人真正根据试验结果做出决策?
为什么我们做可靠性试验?
对于每一个规划和执行的试验,这个问题的答案应该是明确的。如果不是,或者理由已经被人遗忘,是时候去寻找一个答案了。
可靠性试验是昂贵的。它应该和企业的目标有着明确的联系。
传统上,我们做可靠性试验的几个原因是:
发现设计或工艺的缺陷
证明或估计其使用寿命
满足客户的要求
对于刚才这个问题,如果你的第一反应是:“为什么?”,“因为这是我们经常做”或“某某标准这么要求的”,那么现在是时候重新梳理一下我们对可靠性试验的认识了。
我建议你只做如下相关的一些可靠性试验:
直接关系到项目决策的
为设计提供有意义的信息
能够提供有用的工程信息
客户的直接需求(当然,最好他们为它付费!)
让我们逐一看看这些建议:


1楼2015-09-08 11:36回复
    直接关系到项目决策的
    我设计的第一可靠性试验,是在一个规定的日期完成一项具体的要求。当时是一个重要的设计评审,以确定新方案是否继续。其中需要的一个关键信息是新设计的预计使用寿命。如果在设计评审日之后提供这个答案,充其量只会导致项目的延误;但是产品可靠性的不确定性却可能导致项目被取消。
    另一个例子是,试验经常会发现设计的缺陷和弱点。由于设计团队不完全理解试验的本质,从而导致忽略了这些结果。然而仅仅过了几年之后,当现场发生于试验室同样失效时,试验结果才被认为是有用的。
    设计评审和主要的里程碑是常见的关键决策点。另外一个决策点是在进行技术、材料或供应商选择的时候。此外,决策点还包括设计定型、销售材料定稿、产品的区域性发布等。 如果试验结果不影响我们的决策,那么试验结果发给谁?如果没有人会使用这个试验结果,我建议不要进行这些试验。
    为设计提供有意义的信息
    首先,样本量的重要的。
    如果我们对两个产品进行试验,一个失效,我就有失效率为50%(不精确的)的证据。
    如果我们试验了十个产品,一个失效,我有失效率为10%的证据。
    对于大多数产品,百分之十的失效率是不可以接受的。而且,如果试验两个产品,你发现几乎没有可能确定失效率是10%。同样的,你试验10个产品,也不可能确定其失效率是1%。
    工程研制试验(如HALT),目的是得到失效并失效根本原因分析。因为没有发现失效,你就认为你已经“通过了”HALT试验,是没有价值的(不科学的)。
    对于每一个试验,目的是通过对试验结果的数值分析得到重要的失效率信息。但是我们应该知道,只有一小部分试验件存在导致最后失效发生的缺陷。因为在材料、装配、试验等过程存在差异,所以不是每个试验件都存在缺陷。
    数值计算可能应用置信区间、假设检验、样本大小,以及实验设计等技术。如果为了暴露一个只有1%发生可能性的失效,那我们可能需要仔细对试验进行设计,以发现这个失效机理。这时候可能就需要用子系统、替代件,或更便宜的试验件进行试验了。
    如果去找到一个概率非常小的失效并不是那么重要,那么这个极限是什么?这需要根据试验要求来确定。如果不打算使用或分析这个试验结果,那么我们可能不应该做这个试验。


    2楼2015-09-08 11:37
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      能够提供有用的工程信息
      理想的情况是每个试验都将提供有意义或有用的信息。
      除了完整的试验报告,有意义的结果指的是可以帮助工程团队解决发现的问题。或者,试验结果提供足够的信息来支持今后的产品改进或试验。
      例如进行寿命试验,其结果应当帮助建立或确定寿命分布模型。另外,应当对发生的任一故障进行完整的根本原因分析,对未来实际发生的故障进行分析,并对潜在问题点进行设计变更,延长产品使用寿命。
      比如麦克风光电部件的跌落试验,我们进行了有限元分析。该分析和断裂点分析结果可以帮助机械工程师团队了解故障现象,并迅速作出改善。
      跌落试验的试验计划包括对产品使用条件的估计和假设,以及预期的跌落高度和次数。也包括使用连续的试验直到产品失效(很多试验都是高度为3米,跌落超过100次),在其他的测试方法之前发现装配过程中的变化。通常,我们使用CUSUM控制图来监视跌落试验的数据。
      可靠性试验很少是独立的,并只使用一次。结果应为许多工程决策提供依据,而不仅仅是得到“通过”或“不通过”的结论。


      3楼2015-09-08 11:37
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        客户的直接需求
        如果碰巧客户提出了具体的可靠性试验要求。它可能是客户购买的条件。我们应该满足他们的要求,并尽可能在此基础上进行扩展,使这个试验可以帮助我们进行一个决策(不只是客户的要求),通过数值分析得到有意义的结果,以及获得有工程意义的结果。
        客户不是购买试验结果,而是我们的产品。他们希望得到一个可靠的产品,他们要求的特定试验知识确保他们可以达到这个目的。所以即使客户要求的试验看似没有价值,它可能也是必要的。
        选择合适的可靠性试验
        总而言之,能够以最少的试验并提供给决策者有价值的信息,通常是正确的选择。
        仅此而已!


        4楼2015-09-08 11:38
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