中心議題：

• 故障模式與機製
• 可靠性組合
• 針對可靠性的設計

解決方案：

• 在生產裝置中進行若幹測試
• 針對可靠性的設計必須對故障模式有充分了解
• 充分利用設計分析
  、故障模擬和工程判斷

“可靠性”這個詞彙對於不同的人士來說可能有著不同意義，但廣泛來講，底線往往在於成本。可靠性能夠滿足人的期望
，它可能基於廣告宣傳、jishuguigehuohetong，yekenengyugongchengshiyiwaidehenduorenshixixixiangguan。liruzaishehuijingjixuedecengmianshang，womendeshengtaixitongyidaodejilunliweijichu。suirangongchengshibixuzunshouguzhudingxiadexingweibiaozhun
，danshiconggerenpindedelichangeryan，daodeguifankenengbijingjixiaoyigengjiazhongyao。lishichangchanggaosuwomen，renhewenmingdoubunengdanpingjingjijichuerchijiu。wanzhengdekekaoxinggainiancaishiguanjiansuozai。

隨sui著zhe人ren們men逐zhu漸jian關guan注zhu到dao產chan品pin製zhi造zao和he棄qi置zhi對dui環huan境jing帶dai來lai的de影ying響xiang
，消xiao費fei者zhe的de目mu光guang也ye由you最zui低di采cai購gou成cheng本ben轉zhuan移yi到dao最zui低di擁yong有you成cheng本ben。無wu金jin錢qian或huo環huan境jing處chu罰fa而er頻pin繁fan更geng換huan低di質zhi量liang產chan品pin的de年nian代dai已yi經jing一yi去qu不bu複fu返fan。相xiang反fan，講jiang求qiu可ke靠kao性xing的de設she計ji在zai今jin天tian的de價jia值zhi生sheng態tai係xi統tong中zhong變bian得de尤you為wei重zhong要yao。

故障模式與機製

要達到令人滿意的可靠性，便需要對故障模式與機製有充分的理解。故障模式說明了一個零件如何失效，也就是造成故障的“應力”。故障機製反映了零件的強度如何在不同的應力下被減弱。透過故障模式分析
，我們可以歸納出故障的成因，從而改善產品的可靠性；明白了故障的機製後，我們又懂得選擇合適的鑒定試驗去驗證某項應用的可靠性。

故障模式的分類如下：
*電氣性
*災難性(破壞性)
*功能性–元件不能夠提供正確的輸出數據或信號
*參量性–電流或電壓超出允許誤差
*編程–非揮發性記憶體元件不能夠做出正常響應
*時序–例如由於傳播延遲、讀/寫時間、升降時間及建立時間不符合規格而造成故障
*機械性–例如引線受損
、封裝破裂、汙染
*外觀–例如標記難以辨認
*行政管理–例如產品
、數量、封裝、方向
、日期和代碼出現錯誤

故障機製的分類如下：
*物理故障
*與時間有關的介質擊穿
*負偏壓溫度不穩定
*電子漂移
*熱載流子注入
*輻射故障(反應器、空間)
*中子
*Beta粒子
*伽馬

分析和預測

keyongxinxinenggougusuanchuguzhanggailv
，quewufatigongshijiguzhangshuju，zheshishishikekaoxinggongchengdeyidatiaozhan。yibanlaishuo
，yongshangjiqianxiaoshiquceshiyigezhuangzhidezuofashibuqieshijide，suoyiwomentongchangwufadedaoyigeyuanjianhuoxitongzaishijishoumingzhongdeceshishuju。xinchanpindekekaoxingshujuwangwangdengyuling
，ranerzhebingbudaibiaoyouguanchanpinyongyuanbuhuichuxianguzhang。suiranyigenggaowendujiakuaishoumingceshihuoxunengtigongqiaruqifendeshiyanshuju，buguogaishiyanqiantibaokuolehuohuanenglianghengjiububiandejiashe，erzaishijiqingkuangxia
，tashidianyahewendudeyigehanshu(圖1)。這限製了加快的壽命測試在預測可靠性方麵的準確度。因此，現場故障的監察及反饋對提高產品可靠性的預測能力十分重要。

　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖１

　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2

圖2顯示了在某時段內的累積故障。這個概念在常用的產品故障曲線(又稱浴盆曲線)中得到進一步的展示(圖3)。有關曲線包含3個(ge)清(qing)晰(xi)的(de)區(qu)段(duan)，每(mei)個(ge)區(qu)段(duan)都(dou)包(bao)含(han)了(le)若(ruo)幹(gan)有(you)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)故(gu)障(zhang)的(de)因(yin)素(su)，也(ye)牽(qian)涉(she)某(mou)些(xie)人(ren)士(shi)。他(ta)們(men)可(ke)以(yi)因(yin)為(wei)某(mou)些(xie)行(xing)動(dong)而(er)影(ying)響(xiang)了(le)客(ke)戶(hu)對(dui)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)理(li)解(jie)。
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第1個區段描述了裝置的失敗率。隻要在生產裝置中進行若幹測試
，就可以把故障率降低到一個在實際運行中可以接受的水平。第2個ge區qu段duan描miao述shu了le實shi際ji工gong作zuo壽shou命ming中zhong有you可ke能neng出chu現xian的de隨sui機ji故gu障zhang。它ta們men與yu時shi間jian無wu關guan，有you關guan裝zhuang置zhi也ye不bu會hui預yu先xian替ti換huan，一yi般ban都dou會hui在zai發fa生sheng故gu障zhang時shi才cai會hui被bei替ti換huan。第di3個區段顯示了裝置的壽命接近終結而開始出現損耗。假如不加以替換

，有一半產品都會在壽命中期開始失效。

　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖3

可靠性組合

故障率(可靠性的一種指標)已不單單與電氣或熱應力有關，同時也與硬件、軟件/luojijichuanshumeitixianghuyingxiang。jiangeshizhizaizhizaochangshangzhenduihuanjinghuoshiyongqingkuangerdingchudezuidaxianzhixiaduiyuanjianshijiayinglidezuofa，ergaizuofayibuzaishijiaqiangkekaoxingdeliangfangmiaofa。tazhishizaizuiguangfandechengdushangyoutiaobuwenkongzhichanpinzhiliangdeyizhongyaosu。

這方麵的最大挑戰，是隻能夠在同一段時間內一個元件降額；而且由於製造廠商的數據冊逐漸變成了隻提供“最低定義”的責任文件，設計員必須在元件中內置額外的緩衝–這不但增加了成本，還有可能降低產品的性能表現。

高可靠性產品(軍事及宇航)一(yi)般(ban)都(dou)會(hui)使(shi)用(yong)獨(du)立(li)鑒(jian)定(ding)的(de)零(ling)件(jian)。不(bu)過(guo)，這(zhe)樣(yang)不(bu)但(dan)增(zeng)加(jia)了(le)成(cheng)本(ben)，也(ye)拖(tuo)長(chang)了(le)產(chan)品(pin)推(tui)出(chu)市(shi)場(chang)的(de)時(shi)間(jian)。假(jia)如(ru)基(ji)於(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)質(zhi)量(liang)來(lai)設(she)計(ji)產(chan)品(pin)，無(wu)疑(yi)是(shi)更(geng)經(jing)濟(ji)實(shi)惠(hui)的(de)方(fang)法(fa)。針(zhen)對(dui)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)設(she)計(ji)必(bi)須(xu)對(dui)故(gu)障(zhang)模(mo)式(shi)有(you)充(chong)分(fen)了(le)解(jie)，同(tong)時(shi)選(xuan)擇(ze)成(cheng)本(ben)最(zui)少(shao)的(de)硬(ying)件(jian)冗(rong)餘(yu)、ruanjiankongzhijichuanshumeitizuhe，congerdadaoshenzhichaoyuekekaoxingmubiao。chanpinjiandingbaokuolejieguzhangjizhi，bingqieshejichuyitaowanshandejiandingjihua，wuqiuzaixiandingdechengbenheshijiannei
，duiyouguankekaoxingdeyucezuochujingquedeyanzheng。

針對可靠性的設計

可靠性設計是指通過平衡硬件、固gu件jian和he軟ruan件jian分fen配pei，務wu求qiu以yi最zui低di成cheng本ben實shi現xian理li想xiang的de可ke靠kao性xing表biao現xian。工gong程cheng師shi應ying該gai緊jin記ji
，硬ying件jian的de可ke靠kao性xing是shi在zai元yuan件jian壽shou命ming終zhong結jie時shi的de一yi個ge時shi間jian函han數shu
，軟ruan件jian的de可ke靠kao性xing則ze是shi一yi個ge成cheng本ben函han數shu。軟ruan件jian一yi般ban都dou沒mei有you耗hao損sun機ji製zhi。

假如要以最少成本、在最短時間內達到預期的可靠性目標，就必須充分利用設計分析、guzhangmonihegongchengpanduandezhongyaoziliao。qiangdadeshejijishubaokuoweiyishousunyuanjiantigongrongyu

，tongshiyishidaomeigeyuanjiandekekaoxingdouyuzhengtikekaoxingmibukefen。heshidehua，keyiliyongyingjianhuoruanjianbajianchayukongzhigongnengjiaruyuanjianshejizhong，weiyuanjiantigongzhouquandeyinglibaohu。

靈ling巧qiao的de工gong程cheng設she計ji還hai會hui考kao慮lv到dao終zhong端duan應ying用yong環huan境jing的de設she計ji決jue定ding。比bi方fang說shuo，一yi枚mei導dao彈dan與yu一yi台tai洗xi衣yi機ji的de設she計ji需xu求qiu顯xian然ran有you著zhe天tian壤rang之zhi別bie。導dao彈dan要yao在zai短duan時shi間jian內nei發fa揮hui強qiang大da的de性xing能neng
；相反，洗衣機卻需要針對數以百計的運行周期提供最完美的耐久性。兩者的需求在根本上截然不同。

可靠性的增長


　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖4

如圖4suoshi，meigechanpinshoumingzhouqidoubaohanbutongjieduandezhuanbian，youyuanxingdaokaifa

，zaiyoukaifadaoshengchan，guochengzhongdekekaoxinghuibuduanzengchang。huanjuhuashuo，meixiangshejizaiqishoumingzhouqizhong
，kekaoxingdouhuizengjia，erchengbenzehuixiajiang。zhefanyinglekekaoxingdezengchangbudanshishejigongchengshidezereneryi。

事實上，隨著可靠性在價值生態係統中的角色日趨重要，不論是從事技術、管理、物流或麵向客戶的人員，都有責任讓可靠性持續增長(圖5)。

　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖5