一提到可靠性,凡是接觸過人都能從嘴里迸出一堆概念,容錯性設計、熱設計、裕度設計等等,但對于一個做基礎工作的管理者和工程師來說,這些簡直是一些非常正確的廢話,可靠性這么陽春白雪的東西怎樣與現實的下里巴人結合呢?生活中有哪些細節的可靠性設計方法和可靠性知識點呢?
我以一個經歷講給大家聽,這個事情是我對可靠性認識的起源。我在航天系統工作的時候,曾經師從一位老專家(未征得本人同意,在此用Q代替)做技術工作,教我一個關于產品可靠性設計的核心理念,就是在細節上進行可靠性設計。
Q專家帶我做一個項目,初出茅廬的我用了3天時間完成了電路原理圖,Q專家居然用了兩周,在這段時間里,我除了看其他的書就是暗自嘀咕,“這老人就是該退出江湖了,也不知道啥意思,老拖”,兩周之后,老先生武斷的否決了我的電路,強制我把他的原理圖布成pcb板。雖然老大不情愿,我還是很認真地完成了,布線的過程中,也是滿腹怨言可沒敢說出口,因為電路上和我的設計好像沒太大區別。
后來我遇到一個具體問題,如下圖,LM324有4個運放單元,在這里作為驅動芯片使用,為D1-D8的指示燈提供電流(前面的電路省略了),我的設計方案如下圖,其中M標注的發光二極管表示模式指示燈,用D標注的發光二極管表示治療時間指示燈;但Q專家死活讓我執行他的設計,我嘴上沒說,就是暗暗地去找我倆設計的不同點,發現設計思路也沒什么區別,都用LM324,電阻值也一樣,唯一不同的是他的設計是把M1M2和M3M4換了個位置,其他完全一樣,我是百思不得其解,反復計算也確認限流電阻都能保證運放能工作在允許值內,最后請教Q專家,他的解釋是D1和M1按照常規設計思路,肯定是比較常用的模式和比較常用的工作時間,我們會根據被經常用到的程度,安排發光管的位置和表示含義,前面的用到的會比較多,這一點我很贊同,所以會出現一個問題D1/D2和M1/M2都是常用的,D3/D4、M3/M4都比較不常用,兩個324芯片的工作時間就不一樣了,假設在100小時的工作時間里,1號芯片工作了98小時,2號只工作了2小時,且持續的工作電流也差別很大,1號會因長期工作老化,2號又留了太大的裕度,如果以此計算機器的壽命,1號芯片的壽命相比較2號,就成了影響機器壽命的那塊最短的木板。我無語,嘴上嘟囔“那能有多大影響呀”,但心里只有自己知道,我就是那湯鍋里煮熟的一只鴨子。

沒幾天又發生了一件事情,開始組裝聯調一臺樣機,一個電源插座,220V三芯,零線、火線、地線,我隨意就把它裝了上去(如下圖),Q專家又要求我改了,要求零線、火線在

我的裝配 Q專家要求的裝配
上面,地線在下面,我還是不明白,又去請教,答案是電源線的焊點通過的電流較大會發熱,也許會焊接不牢,導致火線脫落,保護接地的焊點在下面,火線萬一脫落后可能會掉到上面去,這樣就保護了機器,也保護了操作者使用者,如果地線在上面,火線怎么著都不會飛上去的。還告訴我火線零線的焊點一定要用熱縮絕緣套管,地線一定不要用絕緣套管。我嘟囔了一句,與上次不同的是,這次被他聽到了,“成年累月的這種事能發生上一次嗎?”,然后是給我一頓說,原話不記得了,大意是“如果本機型生產10年共1000臺,每臺被人操作或使用過500次,在10年里只要有一次這樣的隱患能因為這個設計被避免的話就值得,況且又不增加什么成本,對于設計是來說這個概率很小,但對一個將來遭遇不幸的人或家庭來說,這就是100%的災難”。哇,上綱上線了。后來緣分偏淺,沒能更多地聆聽老人家的教誨,導致今日才疏學淺追悔莫及。
曾經聽到別的同事對老人家的一句評語,“老Q設計的機器兩年沒發生過一起因為主機故障的維修”(附帶補充一句,主機以外是別人設計的),我想這個評價應該是對可靠性設計水平的最佳評語,老專家的設計里不知道蘊藏著多少這樣的魔鬼般的細節和創意設計。
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