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电子产品可靠性设计

系统的可靠性是由多种因素决定的，影响系统可靠、安全运行的主要因素来自于系统内部和外部的各种电气干扰，以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。可靠性的高低涉及产品活动的方方面面，包括元器件采购、检验、设备设计、生产、工程安装、维护等各个环节。

（以上可靠性测试事项并不是每种产品都需测试，应根据不同产品侧重选择具体测试事项）

可靠性设计方法：

1、原材料、元器件、电路和工艺的选择与使用

原材料、元器件是机电产品可靠性的基础之一，很多机电产品的失效是由于材料或元器件的性能和质量问题造成的，而电路及制作工艺的选择是对产品的可靠性起决定性作用。如果要提高产品可靠性，应充分估计现有的技术水平，尽量采用成熟的、定型的、标准的原材料、元器件、电路和工艺来完成设计，另外电子元器件还应适当考虑降温降额设计。

2、耐环境设计

任何机电产品都是在一定的环境下工作的，而潮湿、盐雾和霉菌会降低材料的绝缘强度，引起漏电，导致故障。因此，必须采取防止或减少环境条件对机电产品可靠性影响的各种方法，以保证机电产品工作中的性能。耐环境设计是指产品在三防(防潮湿、防盐雾和霉菌)设计、耐热设计、耐振设计、耐湿设计、耐腐蚀及防微生物等。对产品进行耐环境设计，首先应对恶劣环境进行分析调查，再对各类应力进行分析估算。如果部分元件或单元难以承受这些环境应力的影响而产生故障，我们可以通过采取环境防护设计措施，减少这些环境应力对产品的影响，提高产品的使用寿命和可靠性。

3、人一机工程设计

所有机电产品的研制、生产和使用都是由人来完成的，人为故障必然会占据相当的比例。某生产厂曾对其进行售后维护的变频电源出现的800例故障进行统计分类，其中环境系统故障336例，占42%，操作系统故障238例，占29.7%，仪器系统故障226例，占28.3%。由此可见，随着机电产品精度的提高和智能化程度提高，人为因素对系统的影响越来越大，这些人为因素包括人员缺乏系统i/II练、环境条件不好、技术资料不全面、管理不到位等。人为因素的影响会因时、因地、甚至产品类别的不同而不同。人一机工程设计，要求根据人的能力容限，如生理限制、病理限制、体力限制、心理限制等，科学地确定产品的具体设计、操作方法、操作环境使产品达到安全易用、便于维护的目的，防止人员操作差错，包括操作错误、装配错误、设计错误、维修错误、安装错误、使用错误等，提高产品的可靠性和操作成功的可靠度。所以，在产品的可靠性设计时，要充分考虑人对系统可靠性的影响，使人与产品有机的结合成一个协调的整体。

4、冗余设计

冗余设计是指在产品设计时，用一套以上的设备(器件、线路、能源等)来完成规定的任务。对于机电产品，必要时应考虑冗余设计。比如说，某个产品在工作的时候不能停止供电，否则会产生设备故障，那么在设计时就会有蓄电池电路设计，作为备用电源供电系统，这就是冗余设计。再举个大家都熟悉的产品电热水壶，它通常都采双自复位热断路器设计，这就是为了提高产品的可靠性而提供的双重保护功能，即使一个器件失效，另一个还可以继续发挥作用。但是，冗余设计虽然可以提高产品实现任务的可靠性，但是却增加了系统的复杂性、体积、重量，使系统的基本可靠性降低了，因此应根据产品的研制目标及限制条件进行综合权衡。

5、概率设计

概率设计法是应用概率统计理论进行机械零件及构件设计的方法。它将载荷、材料性能与强度及零部件尺寸，都视为属于某种概率分布的统计量.以通用的广义应力强度干涉模型作为基本运算公式，广泛沿用机械零件传统的设计计算模型，求出给定可靠度下的零件的尺寸或给定尺寸下零件的可靠度及相应寿命.概率法设计的核心是将设计变量视为随机变量.应用应力强度干涉模型.保证所设计的零件具有指定的可靠性指标。

6、稳健性设计

稳健性设计是使产品的性能对在制造期间的变异或使用，环境的变异不敏感，并使产品在其寿命周期内，不管其参数、结构发生漂移或老化(在一定范围内)，都能持续满意地工作的一种设计方法。这是日本田口玄一提出的一种统计分析设计方法，其主要观点是产品的质量可用对用户造成的损失来衡量。此损失一般正比于产品功能特性与其目标值之间的偏差.偏差越大。给用户造成的损失越大.即质量越差.因此，改进质量的途径就是不断减少偏差.对待偏差问题，传统的做法是通过产品检测剔除超差部分，或是加严对材料、工艺的控制以缩小偏差.这些方法很不经济，有时技术上也难以实现.稳健性设计方法是选择可控的设计参数的最佳组合。使产品的功能、性能对偏差的起因不敏感，提高产品自身的抗干扰(引起偏差的内、外条件)能力。它是一套寻求低成本、高性能稳定性的产品的优化设计方法.它不是一种单一的具体方法，而是为达到共同的目标而形成的许多方法的集合，是一个系统工程.指导思想是以用户需求为牵引，采用三次设计(系统设计、