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工程師必知產(chǎn)品可靠性曲線
2012年02月23日 11:19 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)
在企業(yè)里做技術(shù)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(guān)機時或電網(wǎng)波動的應(yīng)用場合,設(shè)備的故障率偏高。作為一個常見現(xiàn)象,不知是否有過關(guān)于此的更深入思考。這里面涉及到了一個技術(shù)思維方法論的關(guān)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(xué)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)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?xí)咏踔脸^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(yù)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(xué)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(lǐng)域起作用之外,在社會生活領(lǐng)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(lǐng)導(dǎo)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(guān)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(yīng)力的方式,使波谷到來之前,制造一個新的階躍響應(yīng)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。