【正文】 性能、可靠性、成本等，都是設(shè)計(jì)師賦予產(chǎn)品的固有屬性。一個(gè)高明的設(shè)計(jì)師總是在綜合權(quán)衡了這些指標(biāo)的基礎(chǔ)上，然后提出自己的設(shè)計(jì)方案，使得性能設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)和成本設(shè)計(jì)等在該方案中得到有機(jī)的結(jié)合。因此，可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的“定性條款（要求）”，也應(yīng)該綜合考慮在統(tǒng)一的方案中，而不能另搞一套。由此可知，最合理的分類方法應(yīng)該是將其與常規(guī)的可靠性設(shè)計(jì)融為一體、通盤(pán)考慮，實(shí)現(xiàn)定量設(shè)計(jì)與定性設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。在產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)）階段，可靠性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：建立產(chǎn)品的可靠性模型（可靠性框圖和對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系式）、可靠性指標(biāo)的分配與預(yù)計(jì)。但是，這些設(shè)計(jì)工作不能夠提高產(chǎn)品的可靠性，即使是其中的可靠性預(yù)計(jì)也僅僅是給出了一個(gè)可能達(dá)到的、預(yù)估的可靠性水平，還不是產(chǎn)品的固有可靠性。這個(gè)可能的預(yù)計(jì)值，還要靠專門(mén)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)、或者手段來(lái)保障，使其最終成為產(chǎn)品的固有可靠性。在工程設(shè)計(jì)（詳細(xì)設(shè)計(jì)）階段，通過(guò)故障模式及影響分析（FMEA)、故障樹(shù)分析(FTA)、熱分析、容差分析等有效的分析手段，主動(dòng)地、最大限度地去挖掘可能存在的薄弱環(huán)節(jié)和故障隱患。進(jìn)而，有針對(duì)性地采取各種專門(mén)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，來(lái)消除這些薄弱環(huán)節(jié)、或者隱患，力求將預(yù)計(jì)的可靠性指標(biāo)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，即將“預(yù)計(jì)可靠性”轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的“固有可靠性”。當(dāng)然，最終能否達(dá)到此固有的可靠性水平，還很難說(shuō)，還要靠精心的制造和有效的管理來(lái)保障。常用的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)有：簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、降額設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、余度設(shè)計(jì)等。其實(shí)，在這些技術(shù)手段中就包含有很多可靠性定性設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。由此可知，在進(jìn)行準(zhǔn)則條款的分類時(shí)，最好的選擇是，將不同性質(zhì)的準(zhǔn)則條款“對(duì)號(hào)入座”，融入對(duì)應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)中去，實(shí)現(xiàn)定性設(shè)計(jì)與定量設(shè)計(jì)的“無(wú)縫結(jié)合”。五. “附錄”部分的說(shuō)明在本文的附錄中給出了一個(gè)分類的用例，來(lái)具體地說(shuō)明如何進(jìn)行分類。針對(duì)這個(gè)“舉例”再作如下說(shuō)明：① “舉例”中共列出了十四個(gè)大的類別，供編撰準(zhǔn)則時(shí)參考。但并不是說(shuō)，每個(gè)產(chǎn)品都要列出這么多的類別來(lái)，可結(jié)合具體產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行裁減，不一定面面俱到，關(guān)鍵是要抓住重點(diǎn)、條目清晰、便于閱讀。當(dāng)然，分類的方法不是唯一的，也可以也可以按產(chǎn)品的構(gòu)成、功能等進(jìn)行分類。例如，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、電氣設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、地線布局準(zhǔn)則、軟件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、通訊接口設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，等等。② 由于各類別之間是相互獨(dú)立的，因此，它們的前后次序無(wú)關(guān)要緊。在具體操作時(shí)，只要將準(zhǔn)則條款按其性質(zhì)的不同，分別列寫(xiě)在對(duì)應(yīng)的“類別”中就可以了。③ 對(duì)于指定的產(chǎn)品而言，沒(méi)有必要再劃分通用條款和專用條款了，即使是對(duì)同類產(chǎn)品均適用的“通用條款”，也要結(jié)合本產(chǎn)品的特點(diǎn)轉(zhuǎn)化成自己的條款。就是說(shuō)，準(zhǔn)則中所列的條款對(duì)指定的產(chǎn)品而言，都是必須遵守的、都是專用的。④ 在每個(gè)“類別”的下面，分別附加了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，僅供編撰時(shí)參考。在具體編寫(xiě)時(shí)，可以省略，直接列寫(xiě)條款。⑤ 該“舉例”不但可以用來(lái)規(guī)范準(zhǔn)則的編撰過(guò)程，也可以作為收集素材時(shí)的參考提綱。六. 總結(jié)這篇所謂的“指南”，到此就算完成了。其成文過(guò)程同編寫(xiě)“可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”是一樣的，都是先構(gòu)思一個(gè)提綱，再根據(jù)提綱去查閱資料、收集素材，然后編撰成文。其實(shí)，天下的文章都是這樣編造出來(lái)的，但重要的是，要有自己的思路、自己的觀點(diǎn)，而且要用自己的話語(yǔ)敘述出來(lái)，而不是照搬資料和素材。在本文的成文過(guò)程中，由于要對(duì)素材進(jìn)行編輯、改寫(xiě)，很難避免會(huì)有意無(wú)意地?fù)饺胱约旱摹八截洝?，特別是“附錄”部分。因此，錯(cuò)訛之處在所難免，敬請(qǐng)批評(píng)指正。最后，再將可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的要點(diǎn)概括如下：① 可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在全面總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，由設(shè)計(jì)師編寫(xiě)的條款性文件，同時(shí)又是一份可執(zhí)行、可檢查的法規(guī)性文件；② 在執(zhí)行的過(guò)程中，又在不斷地得到補(bǔ)充和提升，因此，它又是動(dòng)態(tài)的、開(kāi)放的。其實(shí)，這個(gè)過(guò)程就是知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不斷地得到累加和傳承的過(guò)程；③ 制訂可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則就是對(duì)收集到的素材進(jìn)行整理、改造，然后再進(jìn)行分類。分類的原則是：要便于查閱和應(yīng)用；④ 制訂并貫徹可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的目的是：從提升“設(shè)計(jì)質(zhì)量”開(kāi)始，最終達(dá)到提高“產(chǎn)品可靠性”之目的。附錄準(zhǔn)則名稱（封面）產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1. 產(chǎn)品概述由于可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是針對(duì)某一具體的產(chǎn)品而言的（通用準(zhǔn)則除外），因此，在編撰準(zhǔn)則時(shí)，首先要對(duì)指定的產(chǎn)品作一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。讓讀準(zhǔn)則的人知道，他所面對(duì)的是一個(gè)什么性質(zhì)的產(chǎn)品，并對(duì)該產(chǎn)品的“全貌”有一個(gè)大概的了解。“產(chǎn)品概述”的要點(diǎn)如下：● 產(chǎn)品名稱：要用全稱，盡可能不用簡(jiǎn)稱；● 產(chǎn)品型號(hào)：是本產(chǎn)品的型號(hào)，而不是上一級(jí)“型號(hào)產(chǎn)品”的型號(hào)；● 功能：結(jié)合對(duì)外的配套關(guān)系，介紹本產(chǎn)品在上一級(jí)“型號(hào)產(chǎn)品”中的使命與任務(wù)，以及對(duì)外的接口關(guān)系；● 組成：畫(huà)出本產(chǎn)品的組成方框圖，每一個(gè)框代表一個(gè)功能單元，但不必畫(huà)出單元內(nèi)部的詳細(xì)電路圖；● 簡(jiǎn)要的工作原理：結(jié)合組成框圖，簡(jiǎn)要地介紹“框圖”中每個(gè)框的功能，以及框與框之間的關(guān)系；● 任務(wù)書(shū)或訂貨合同中規(guī)定的可靠性定量、定性的要求等。其實(shí)，這里所說(shuō)的“產(chǎn)品概述”就是可靠性建模的“定義產(chǎn)品”。如果是同一個(gè)產(chǎn)品，就沒(méi)有必要重新編寫(xiě)，相互借用就是了。2. 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與“三化”原則`簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，就是在確定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案時(shí)，不片面地追求性能指標(biāo)的“高而精”，在滿足使用要求的前提下，盡可能地采用成熟技術(shù)，使產(chǎn)品的“結(jié)構(gòu)”和“組成”均得到簡(jiǎn)化，從而提高產(chǎn)品的可靠性?！敖Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化”是指，產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能地采用“一體化”的結(jié)構(gòu)形式，減少組裝級(jí)別與螺釘連接；“組成簡(jiǎn)化”是指，盡可能地減少產(chǎn)品的功能單元，減少元器件的品種和數(shù)量。孤立地談?wù)摵?jiǎn)化設(shè)計(jì)顯得太籠統(tǒng)，不具操作性。只有將簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與“三化”設(shè)計(jì)結(jié)合在一起才有實(shí)際意義。所謂“三化”就是通用化、組合化(模塊化) 、系列化的簡(jiǎn)稱?！叭笔菢?biāo)準(zhǔn)化的原則與方法在產(chǎn)品研制活動(dòng)中的具體應(yīng)用、是標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的必然結(jié)果。 通用化通用化的實(shí)施對(duì)象，通常是為整機(jī)配套的元器件、組件、部件，或者分系統(tǒng)級(jí)的產(chǎn)品，統(tǒng)稱為功能單元。所謂“通用化”，就是直接選擇具有互換特性（結(jié)構(gòu)和功能均具有互換性）的通用單元，將其應(yīng)用于所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中。如果沒(méi)有現(xiàn)成的通用單元可供選用，則可有目的、有針對(duì)性地研制新的通用單元，以滿足正在研制和后續(xù)研制產(chǎn)品的使用需求。這類通用單元在整機(jī)產(chǎn)品中的層次愈高、應(yīng)用的范圍愈廣，則通用化的效果就愈明顯。 組合化（模塊化）組合化的實(shí)施對(duì)象，一般是較為復(fù)雜的產(chǎn)品，但不一定是最終的整機(jī)產(chǎn)品，可以是為整機(jī)配套的分系統(tǒng)或者設(shè)備級(jí)的硬件產(chǎn)品，也可以是軟件產(chǎn)品。這類產(chǎn)品通常要完成比較重要而且復(fù)雜的任務(wù)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)任務(wù)進(jìn)行認(rèn)真的分析，將其分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)單元，隨后選用不同的“通用功能模塊”來(lái)分別滿足其任務(wù)需求。對(duì)于某些特殊的需求，有可能找不到現(xiàn)成的通用模塊，那么，就需要研制“專用模塊”以滿足此特殊需求。最后，再將這些通用的和專用的模塊按照一定的規(guī)則，將它們組合成一個(gè)有機(jī)的整體，那么，一個(gè)新的產(chǎn)品就誕生了。 系列化系列化的實(shí)施對(duì)象，通常是最終要交付的整機(jī)產(chǎn)品。這里所說(shuō)的“整機(jī)產(chǎn)品”可以是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的大系統(tǒng)；也可以是一個(gè)很小的電子元器件?？傊鼈兌际且苯用鎸?duì)市場(chǎng)、是可供用戶選購(gòu)的最終產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)）可按照產(chǎn)品的特點(diǎn)和使用需求被劃分成若干個(gè)檔次，稱為“參數(shù)系列”。然后，再根據(jù)參數(shù)系列編制產(chǎn)品的“系列型譜”。產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、銷售都是依據(jù)該型譜進(jìn)行的，這就是通常所說(shuō)的“基本型系列化”。所謂“基本型”，就是型譜中“固定不變”的部分，在此基礎(chǔ)上可派生出一系列新的產(chǎn)品以滿足用戶的不同需求。系列化產(chǎn)品中每一規(guī)格（檔次）的產(chǎn)品，都在一定的范圍內(nèi)具有通用性。因此，系列化也是擴(kuò)大了范圍的通用化。 小結(jié)綜上所述，通用化是基礎(chǔ)，為組合化和系列化提供標(biāo)準(zhǔn)的、通用的功能模塊；組合化是應(yīng)用，應(yīng)用由通用化提供的功能模塊組合成不同層級(jí)的產(chǎn)品，可以是最終要交付的整機(jī)產(chǎn)品，也可以是為整機(jī)配套的中間級(jí)產(chǎn)品；系列化是結(jié)果，按照產(chǎn)品的“系列型譜”制造（或者組合）出各種系列的產(chǎn)品以滿足用戶的不同需求。三者的關(guān)系可用一句話來(lái)概括：利用通用的模塊組合出系列的產(chǎn)品。在確定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案時(shí)，如果能夠認(rèn)真地貫徹“三化”原則，那么前面所說(shuō)的“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化”和“組成簡(jiǎn)化”就肯定能夠?qū)崿F(xiàn)。貫徹“三化”原則，不但能夠提高產(chǎn)品的可靠性、維修性和保障性，而且可以縮短產(chǎn)品的研制周期、降低產(chǎn)品的固有成本。3. 電子元器件和機(jī)械零件的選用準(zhǔn)則這里所說(shuō)的電子元器件還包括機(jī)電產(chǎn)品中常用的電氣元件，例如，電阻、電容、變壓器、繼電器等；這里所說(shuō)的機(jī)械零件是指機(jī)械產(chǎn)品中常用的標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，例如，螺釘、螺母、墊片、銷子、軸承、減速器、密封圈等。以下將電子元件、電氣元件、機(jī)械零件，統(tǒng)稱為元器件。它們是各類產(chǎn)品的最基本、最底層的構(gòu)成單元，用量極大，因此，對(duì)整機(jī)產(chǎn)品的性能、可靠性，以及全壽命周期費(fèi)用的影響也極大。在選用元器件時(shí)，要貫徹以下原則：● 要嚴(yán)格限制元器件的種類、規(guī)格和數(shù)量；● 要根據(jù)元器件在產(chǎn)品中的重要性、使用環(huán)境、維修級(jí)別等，在優(yōu)選手冊(cè)中選取。元器件的質(zhì)量等級(jí)要符合使用環(huán)境條件的要求；失效率要符合可靠性的要求；性能指標(biāo)要滿足功能的要求；● 盡可能不用或者少用非標(biāo)準(zhǔn)件和手冊(cè)外元器件；● 如果因?yàn)槟撤N特殊要求，需要在優(yōu)選手冊(cè)外選取元器件時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)定的審批程序進(jìn)行審批?！?在選用元器件時(shí)，即使是國(guó)產(chǎn)器件，元器件制造廠家的質(zhì)量信譽(yù)和供貨能力，也是必須考慮的要素?！?盡量少用進(jìn)口元器件，在特殊情況下非用不可時(shí)，除技術(shù)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、質(zhì)量等級(jí)必須滿足使用要求外，還必須具有可靠的、穩(wěn)定的供貨渠道。4. 降額設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所謂“降額”是指，在整機(jī)產(chǎn)品工作時(shí)，使其內(nèi)部的元器件承受的工作應(yīng)力要適當(dāng)?shù)氐陀谠骷軌虺惺艿膽?yīng)力（元器件的內(nèi)在承受能力），從而達(dá)到提高整機(jī)產(chǎn)品的使用可靠性之目的。元器件承受的工作應(yīng)力，是由整機(jī)產(chǎn)品執(zhí)行任務(wù)時(shí)的環(huán)境條件決定的，在整機(jī)產(chǎn)品的任務(wù)書(shū)或訂貨合同中均有明確的規(guī)定；而元器件本身的承受能力，在元器件的產(chǎn)品手冊(cè)中也有明確的說(shuō)明。所謂“降額設(shè)計(jì)”就是根據(jù)給定的環(huán)境條件和電路的結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同類型的元器件確定其需要降額的重點(diǎn)參數(shù)及其降額的等級(jí)。在進(jìn)行降額設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題：● 不同類型的元器件對(duì)不同應(yīng)力（電、熱、機(jī)械、低氣壓等）的敏感程度是不相同的，因此，降額的重點(diǎn)也是不相同的。例如，電阻的降額重點(diǎn)是功率和工作溫度、電容的降額重點(diǎn)是端電壓和工作溫度、集成電路的降額重點(diǎn)是工作電壓和結(jié)溫，等等。由于溫度對(duì)任何產(chǎn)品的可靠性的影響具有普遍性，因此，對(duì)任何產(chǎn)品而言，溫度都是必不可少的降額參數(shù)?！?通常情況下，手冊(cè)上給出的降額等級(jí)或者降額參數(shù)都是靜態(tài)的。實(shí)際上，當(dāng)電路正常工作時(shí)，電壓和電流都不是常值，而是處在動(dòng)態(tài)的變化之中，尤其是通電或斷電的瞬間以及電路工作狀態(tài)切換時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)浪涌電流或浪涌電壓。因此，在進(jìn)行降額設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮到電路中可能出現(xiàn)的“動(dòng)態(tài)電應(yīng)力”，即在直流電壓（電流）的基礎(chǔ)上，再加上動(dòng)態(tài)峰值電壓（電流），作為“總的電應(yīng)力”?！?降額的量值要合理。元器件的工作應(yīng)力對(duì)其失效率的影響十分顯著，合理的降額能有效地提高元器件的工作可靠性，但過(guò)度的降額沒(méi)有必要。通常情況下，降額有一個(gè)最佳的范圍，在此范圍內(nèi)降額，效果十分顯著；超出此范圍的更大降額，可靠性的增長(zhǎng)就不再明顯了。不僅如此，反而會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的體積、重量和成本的增加，就是說(shuō)，過(guò)度