【正文】 這些多余的通路，就是要尋找的“潛在通路”，并在設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)的措施避免其發(fā)生。加上“潛在通路”本身的復(fù)雜性，很難用一兩句話說得清楚，也很少引起人們的關(guān)注。如果儲(chǔ)備單元的可靠性過低，則冗余后的可靠性也不會(huì)太高，就失去了“高可靠”的意義了。④ 采取物理屏蔽措施，涂敷抗輻射涂層。就是說，有大量的電子設(shè)備工作在具有核輻射和空間輻射的環(huán)境之中，而且還要保證這些設(shè)備能夠正常地工作，這就是抗輻射（照）設(shè)計(jì)的問題。 核輻射環(huán)境核輻射環(huán)境，又分為“核爆炸環(huán)境”和“核動(dòng)力環(huán)境”。編程者不能是本軟件的設(shè)計(jì)者，但可以是其它軟件的設(shè)計(jì)者，目的是節(jié)省人力資源。這種定性的因果推理過程，不但實(shí)用于硬件產(chǎn)品（電子的和非電子的），也同樣適用于軟件產(chǎn)品的故障分析。不能把連接器防誤插的問題留給操作者、不能寄希望于操作者的“責(zé)任心”。FMEA是一種自下而上（由元件到系統(tǒng)）的可靠性分析技術(shù)，從最底層的元件故障開始，逐層向上分析該故障產(chǎn)生的后果，直到系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品?！?靜電敏感器件在標(biāo)識(shí)、包裝、貯存、傳遞、裝機(jī)、使用等方面，還應(yīng)注意一下事項(xiàng)：◆ 在靜電敏感器件的外包裝上應(yīng)具有醒目的“靜電敏感標(biāo)識(shí)”；◆ 在器件傳遞的過程中應(yīng)采用專門的防靜電材料包裝；◆ 接觸靜電敏感器件的人員應(yīng)穿著防靜電工作服、并戴上防靜電手套和腕帶；◆ 電烙鐵要可靠接地（接地電阻要小于2Ω）；◆ 裝配環(huán)境的相對(duì)濕度應(yīng)不低于40﹪。另外，靜電造成的損傷還是累積的，第一次沒壞、第二次也沒壞、第三次可能就壞了。由此可知，電磁兼容設(shè)計(jì)的基本使命是：● 抑制發(fā)射器的非正常發(fā)射的強(qiáng)度，將其限制在一個(gè)可接受的范圍之內(nèi)；● 提高接受器的抗干擾能力（降低其對(duì)干擾的敏感度）；● 切斷干擾的傳播途徑?！?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要避免任何形式的懸臂安裝。在大多數(shù)情況下，這一要求是能夠?qū)崿F(xiàn)的。另外，如果外界環(huán)境溫度發(fā)生劇烈的變化，忽高、忽低，器件內(nèi)部的不同材料之間，由于熱膨脹系數(shù)的不同會(huì)產(chǎn)生“不匹配應(yīng)力”，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成器件內(nèi)部的鍵合失效、材料的熱疲勞失效、甚至?xí)斐晒軞ら_裂等。這種參數(shù)漂移是隨環(huán)境而變的、是隨機(jī)的，直接影響產(chǎn)品的精度和性能，又稱為產(chǎn)品的“性能穩(wěn)定性”。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，過度的降額，要付出不必要的代價(jià)。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。 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。其實(shí)，這里所說的“產(chǎn)品概述”就是可靠性建模的“定義產(chǎn)品”。③ 對(duì)于指定的產(chǎn)品而言，沒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。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)。一般來說，通過查看設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件，就能知曉其執(zhí)行情況的好壞，而不需要借助儀器儀表。初稿的編撰沒有固定的格式，雖無一定之規(guī)，但也不能把所有的條款雜亂無章地堆積在一起，既無法查閱，更無法應(yīng)用。這些無形的東西，其實(shí)是企業(yè)的一部分非常有價(jià)值的、極其寶貴的知識(shí)財(cái)富。因此，準(zhǔn)則可用來規(guī)范設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)行為。創(chuàng)建“質(zhì)量放心崗”，就是一項(xiàng)軟基礎(chǔ)建設(shè)，也是我所的一項(xiàng)創(chuàng)舉。拿不出像樣的“準(zhǔn)則”來，就不能獲得四星崗的稱號(hào)。綜上所述，可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上形成的條款性文件，用來指導(dǎo)可靠性定性設(shè)計(jì)；而且，還是一份可執(zhí)行、能檢查的法規(guī)性文件，并在執(zhí)行過程中不斷地得到補(bǔ)充的“動(dòng)態(tài)”文件。該過程一直要進(jìn)行到產(chǎn)品壽命期的終結(jié)。素材的來源，有以下渠道：① 訂貨方的可靠性定性要求（合同中規(guī)定的有關(guān)條款）；② 本單位以往的設(shè)計(jì)、制造，以及故障歸零等，積累的經(jīng)驗(yàn)；③ 同類型產(chǎn)品（本單位的或兄弟單位的相似產(chǎn)品）的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中適用于本產(chǎn)品的條款；④ 國(guó)內(nèi)外的可靠性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)中適用于本產(chǎn)品的內(nèi)容和條款。不同的設(shè)計(jì)方案對(duì)應(yīng)著不同的成本，一旦方案確定之后，一個(gè)固有的成本也就跟著產(chǎn)生了，無論管理者的水平多么高，實(shí)際發(fā)生的成本都不可能低于該固有成本。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。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。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。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”來分別滿足其任務(wù)需求。3. 電子元器件和機(jī)械零件的選用準(zhǔn)則這里所說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?！?降額的量值要合理。這就是通常所說的“參數(shù)穩(wěn)定性”，又可劃分為“短期穩(wěn)定性”和“長(zhǎng)期穩(wěn)定性”兩種情況。以上的工藝措施應(yīng)作為技術(shù)要求寫入產(chǎn)品的設(shè)計(jì)文件中，或編入該產(chǎn)品的“準(zhǔn)則”中。這樣，抗力學(xué)環(huán)境的問題就可歸結(jié)為防振和抗振的問題?！?減振器的設(shè)計(jì)應(yīng)防止振動(dòng)耦合，即一個(gè)方向上的振動(dòng)激勵(lì)只能引起同方向的振動(dòng)響應(yīng)，而不應(yīng)引起其他方向上的振動(dòng)響應(yīng)。這三個(gè)要素中，只要有一個(gè)不存在，則電磁干擾就不會(huì)發(fā)生。盡管有些靜電敏感器件已經(jīng)在其內(nèi)部采取了防靜電的措施，但其防護(hù)作用還是有限的?！?通常認(rèn)為，靜電會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件造成損傷，對(duì)電阻沒有什么影響。為此，建議如下：● 管理層面：針對(duì)非電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝、制造、試驗(yàn)、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用、維修與維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，分別制定相應(yīng)的規(guī)范，并加強(qiáng)管理與監(jiān)督，以確保產(chǎn)品的固有可靠性與使用可靠性。FMEA是FTA不可缺少的基礎(chǔ)性工作，F(xiàn)TA是FMEA的發(fā)展和補(bǔ)充，二者的聯(lián)合運(yùn)用（將FMEA找出的“致命故障”作為FTA的頂事件再進(jìn)行分析）將會(huì)收到很好的效果。FMEA和FTA都是用來分析故障因果關(guān)系的重要工具。為此，建議如下：① 設(shè)計(jì)崗位：應(yīng)明確規(guī)定“設(shè)計(jì)崗”不能夠編寫程序，但必須完成除編程以外的全部設(shè)計(jì)工作：◆ 確定軟件的總體結(jié)構(gòu)（由哪些模塊組成、模塊的功能說明、不同模塊間的相互關(guān)系，以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法等）；◆ 繪制軟件流程圖；◆ 編制軟件文檔；◆ 撰寫“軟件可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”（編程時(shí)的注意事項(xiàng)：應(yīng)該如何做、哪些不能做）；◆ 參與軟件的設(shè)計(jì)評(píng)審等。如果對(duì)軟件的可靠性和安全性有特殊的要求，還應(yīng)考慮軟件的容錯(cuò)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 抗輻射（照）設(shè)計(jì)當(dāng)前，隨著“核能技術(shù)”的發(fā)展及應(yīng)用，核電站遍布世界各地、核動(dòng)力潛艇和航母游弋在各大海洋中、裝載著核彈的戰(zhàn)略轟炸機(jī)翱翔在藍(lán)天之上、裝有核彈頭的導(dǎo)彈部署在各軍事要地。② 開展抗輻射加固電路的研究：在電路設(shè)計(jì)中采取補(bǔ)償、分流、限流等多種技術(shù)措施來預(yù)防過大的瞬時(shí)光電流；采用深度反饋技術(shù)，穩(wěn)定電路參數(shù)；采用差分輸入電路，抑制共模干擾；選擇合適的工作點(diǎn)，提高電路的“容差”能力，等等。不但能夠收到預(yù)期的“余度”效果，而且不至于造成體積、重量和成本的大幅度增加。這樣，新的問題又出現(xiàn)了，“故障檢測(cè)器”和“切換開關(guān)”是串聯(lián)在系統(tǒng)中使用的，它們必須具有很高的可靠性，否則會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的可靠性。不必要的線性器件和只起連接作用的部分可以省略；④ 由這些電流通路及其分支構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，最終又匯集到該電源的低端（電源地），形成這個(gè)電源的網(wǎng)絡(luò)樹；⑤ 用同樣的方法繪制其他電源的網(wǎng)絡(luò)樹；⑥ 根據(jù)系統(tǒng)的全部“網(wǎng)絡(luò)樹”圖，找出網(wǎng)絡(luò)樹中所有開關(guān)器件的“通／斷”位置組合，每一種組合就是一個(gè)通路。因此，只關(guān)注各元件、部件之間的相互連接關(guān)系，暫不考慮元件、部件本身的質(zhì)量與可靠性。所謂“潛在通路”是指，在某種特定的條件下，當(dāng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)發(fā)生變化（切換）時(shí)，在系統(tǒng)的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)（或者幾個(gè)）不希望有的通路（與任務(wù)無關(guān)的多余功能），從而導(dǎo)致系統(tǒng)的功能異常，或者故障。所有的儲(chǔ)備單元都必須滿足該環(huán)境條件的要求，都必須降額，而且具有相同的降額等級(jí)。所謂“余度”是指，在系統(tǒng)或者設(shè)備中，針對(duì)某一“特別重要”的功能，配置了兩套以上能完成同一功能的單元，只有當(dāng)這些單元全部發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)或者設(shè)備才會(huì)喪失功能而失效。下面是根據(jù)收集到的零星材料經(jīng)過歸納、整理后形成的參考條款：■ 由以上的輻射環(huán)境說明可知，輻射環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品的作用機(jī)理，主要表現(xiàn)為電離效應(yīng)和位移效應(yīng)（單粒子效應(yīng)）。對(duì)電子設(shè)備及其元器件威脅最大的主要是高能中子流和γ射線，因?yàn)槎吆茈y被其他物質(zhì)吸收，而且穿透能力極強(qiáng)。最后，應(yīng)提交“文檔審查報(bào)告”、“代碼走查報(bào)告”和“準(zhǔn)則符合性檢查報(bào)告”。通過分析找出有問題（有缺陷）的指令，然后再對(duì)軟件進(jìn)行改進(jìn)（維護(hù)），使軟件的可靠性得到提高。必須從設(shè)計(jì)上保證，在任何情況下都不會(huì)裝錯(cuò)、或者裝反配合件。同時(shí)，F(xiàn)MEA的結(jié)果也是確定關(guān)鍵件、重要件的依據(jù)?？煽啃怨こ淌且噪娮赢a(chǎn)品為先導(dǎo)，通過對(duì)電子產(chǎn)品的可靠性研究而逐步發(fā)展起來的，并形成了一套比較完善的理論和方法，對(duì)提高電子產(chǎn)品的可靠性做出了巨大的貢獻(xiàn)?！?在電路布局和設(shè)計(jì)方面，盡可能地在靜電敏感器件的輸入端增設(shè)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，用來抑制靜電的電勢(shì)不至于太高，或者將靜電荷及時(shí)地泄放掉，使其不能夠繼續(xù)累積下去。 傳導(dǎo)干擾的抑制措施抑制傳導(dǎo)干擾的基本思路是“疏導(dǎo)”（旁路）?！?所有的印制板和電連接器都必須具有鎖緊機(jī)構(gòu)，防止連接器的“頭∕座”脫開，或者由于“頭∕座”松動(dòng)引起的接觸不良。此時(shí)，可采用二級(jí)減振方案，可適當(dāng)?shù)靥岣哒麢C(jī)減振器的諧振頻率，即把減振器做得硬一些，以提高其強(qiáng)度。以下是“整機(jī)熱設(shè)計(jì)”常用的技術(shù)措施：● 采取對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射等散熱手段，使“發(fā)熱”和“散熱”達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，防止出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；● 采取“溫控”技術(shù)，將環(huán)境溫度控制在一定的范圍內(nèi)，營(yíng)造一個(gè)相對(duì)“恒溫”的工作環(huán)境（只適用于高精度的產(chǎn)品）；● 如果外部環(huán)境十分惡劣，高溫很高、低溫很低，而且交替變化又特別劇烈。 長(zhǎng)期穩(wěn)定性長(zhǎng)期穩(wěn)定性是指，在產(chǎn)品庫存期間，由制造應(yīng)力的釋放和元器件的老化引起的參數(shù)漂移不超出規(guī)定的范圍。例如，小型和超小型繼電器的觸點(diǎn)電流，一般是不可以降額的，按照產(chǎn)品手冊(cè)給定的額定電流使用就可以了。● 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。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”?！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。在具體編寫時(shí)，可以省略，直接列寫條款。在工程設(shè)計(jì)（詳細(xì)設(shè)計(jì)）階段，通過故障模式及影響分析（FMEA)、故障樹分析(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。第七步，實(shí)施與補(bǔ)充：準(zhǔn)則正式發(fā)布實(shí)施后，在執(zhí)行的過程中可能還會(huì)遇到一些事先沒有想到的新情況、新問題，需要進(jìn)行修訂和補(bǔ)充。