工程師必知產(chǎn)品可靠性曲線

　　在企業(yè)里做技術工作，我們常遇到一種現(xiàn)象，在廠子里產(chǎn)品一點問題也不出現(xiàn)，到了用戶現(xiàn)場，就頻頻遭遇故障。還有一種現(xiàn)象，在開關機時或電網(wǎng)波動的應用場合，設備的故障率偏高。作為一個常見現(xiàn)象，不知是否有過關于此的更深入思考。這里面涉及到了一個技術思維方法論的關鍵性概念—過渡過程。

　　任何事物都有穩(wěn)態(tài)和動態(tài)兩種情況，在事物從一個穩(wěn)態(tài)跳變到另一個穩(wěn)態(tài)的過程中，并不是一下子跳變完成的，如(圖1)，而是都要經(jīng)歷一個變化的過程，這個道理誰都理解，說時遲那時快的電光石火之間，那也是需要時間的。這個過程就是過渡過程，那么這個過渡過程的變化狀態(tài)是什么樣的呢?其過程波形如(圖2)。

　　學過《自動控制原理》的讀者會覺得這個波形有點面熟，對了，它就是二階系統(tǒng)的階躍響應曲線，在這條曲線里，上升時間tr和超調(diào)量δ是一對矛盾，tr越小，則δ越大，反之，tr越大，則δ越小。

　　對電子產(chǎn)品，在上電的時候，相當于在電路系統(tǒng)的電源端加入了一個階躍輸入，在近似的二階系統(tǒng)中，階躍輸入的響應曲線就如圖2，電源回路中會有一個浪涌電流和超調(diào)電壓，那么在元器件的選型和電路的安全性設計上，器件參數(shù)的指標就不能以穩(wěn)態(tài)參數(shù)的指標來進行選取，比如電源輸入端退耦電容的耐壓值，假設電源為12V，III級降額，電容直流耐壓降額系數(shù)為0.75，電容耐壓值選取12/0.75=16V，這個值其實是有問題的，因為超調(diào)電壓的最大電壓點不會是規(guī)規(guī)矩矩的12V，而是更高點的電壓，高到多少取決于電路系統(tǒng)的阻尼，嚴重者此超調(diào)電壓甚至會接近甚至超過16V，這時電容出現(xiàn)失效就是不可避免的了。即使不出現(xiàn)問題，此耐壓值也因為預留余量不足，使得其在有外部干擾的時候容易被損壞。

　　此現(xiàn)象在電路系統(tǒng)的很多地方都存在，晶振的輸出波形、步進電機的輸出、力學傳動皮帶輪或齒輪，都有這條曲線作用的影子，唯一不同的僅僅是tr和δ的量值大小不同而已。

　　這條曲線除了在工程領域起作用之外，在社會生活領域，也同樣作用顯著。年輕工程師的離職高發(fā)期大都發(fā)生在參加工作后的第2-6年，剛參加工作時，新鮮勁沒過，干勁十足野心勃勃，經(jīng)過幾年的gaochao之后，領導對你的好印象也會有個類似此曲線的波動期，個人情緒也會因為美感疲勞、未得到持續(xù)新鮮的激勵，個人感覺會逐步下降，逐步變得失望、倦怠、不滿，最后的結(jié)果就是離職，我給這個階段起了個名字叫“職業(yè)青春期”，誰都會經(jīng)歷，只是早一點晚一點，有些人，慢熱型的，tr的上升時間很長，但δ很小，反而不會遇到破壞性的個人狀態(tài)，穩(wěn)定的干下去，經(jīng)過長期的資深積累，相對更容易做出成就。

　　對于加薪對員工的激勵效果，也符合這條曲線的規(guī)律。

　　對于婆媳關系獲男女朋友的相處，這條曲線的規(guī)律也有同樣的作用。

　　那到底這條曲線對我們有哪些好的或壞的作用?是不是說這條曲線作為客觀規(guī)律，就是繞不開的魔咒呢?答案是“no”。

　　這條曲線的客觀規(guī)律不可避免，但我們可以通過各種組合的形式，將這條曲線妥善加以利用，化不利為有利。

　　這條曲線的破壞點主要是第一個波谷的位置，如果挺不過去，矛盾或后果就發(fā)生了。我們能做的就是在這個階段到來之前，要清醒地意識到此條規(guī)律，如果能避免則盡量規(guī)避，實在規(guī)避不了，則臥薪嘗膽韜光養(yǎng)晦，切不可在此時作出過激決絕的事情來。規(guī)避的辦法是通過外加應力的方式，使波谷到來之前，制造一個新的階躍響應曲線。

　　追得太緊了，tr太小，超調(diào)高，波谷自然也就低;追得太松了，tr太長，沒遇到波谷的問題，但波峰也未曾來過。