研發(fā)測試部門如何通過在研發(fā)辦公室里的努力就能把產(chǎn)品產(chǎn)品的問題隱患發(fā)現(xiàn)呢? 本文回答的就是這個問題。不過以下內(nèi)容僅針對電子產(chǎn)品、機(jī)電一體化產(chǎn)品、軟硬件綜合類產(chǎn)品的行業(yè)。至于從事牛奶、尿不濕、口罩、木工家具、方便面、某薄膜橡膠制品等產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)工程師和技術(shù)經(jīng)理朋友們，看看熱鬧、快點把醬油給老婆送回家就好了，鍋已熱，再不送回去河?xùn)|獅要吼了。
1、小概率問題如何發(fā)現(xiàn)——工程計算
任何產(chǎn)品里，組成產(chǎn)品的每一個器件都有一定的誤差范圍，機(jī)械零件有加工誤差和磨損等累積誤差、電路有參數(shù)漂移和器件誤差、軟件也有舍入誤差。常規(guī)時隨機(jī)組合使用情況下，絕大部分產(chǎn)品都沒問題，但恰恰就是在某些多個參數(shù)的組合下，正好組合出一個較極端或較巧合的參數(shù)組合時，產(chǎn)品問題就會爆發(fā)。
就好像我上街闖一溜紅燈，一會平安回來了，然后就宣稱闖紅燈很安全?如果我正闖燈的時候，正趕上一哥們在車?yán)锔掀懦持?，他會覺得紅燈下不可能會有人穿馬路，正常情況下確實是這樣，注意力一分散，結(jié)果我就異常了。這不就是幾種事件組合而成的小概率在起作用嗎?小概率事件就是巧她爹遇上了巧她娘——巧上加巧。但巧的概率稍微高一點，客戶、廠家就都扛不住了。
例如，上拉電阻的標(biāo)稱值就選在了邊緣，加上最大的邊緣誤差+5%后，恰恰就超標(biāo)了。總線上多掛一個終端，信號可能就不對了。電容值選在臨界上方一點點，余量不夠大，溫度低時，容值會往下掉，低溫下測試電源波動的影響，會因為電容儲能不夠，就可能在電源波動時重啟復(fù)位。凡此種種，很多很多…
以上情況，限于測試時被測樣機(jī)的有限性(也就測有限的幾臺而已)，這種小概率事件的產(chǎn)品就很難被抽檢到，于是漏網(wǎng)之魚會禍害品牌的。沒聽說過一句話“一粒老鼠屎壞了一鍋粥”嗎?更何況還不止一粒老鼠屎。
怎么解決?測試的方式就別想了。您派倆人滿大街闖紅燈走一個月，試試會不會被撞死?可能性不大。派一大群人試試或許可能出倆倒霉蛋，可公司能接受被測樣機(jī)數(shù)量太多嗎?讓那倆人走上十年八年的，也許他倆會被車撞出點啥事，但公司能接受一個型號的產(chǎn)品您一測試就持續(xù)三年五載嗎?
所以，解決問題的辦法只有一個：器件參數(shù)的選型計算，通過數(shù)學(xué)方式知道參數(shù)的最壞組合，知道器件參數(shù)允許的邊緣值，知道組合后可能出現(xiàn)故障現(xiàn)象的發(fā)生概率，從數(shù)據(jù)上您就知道如何具體改進(jìn)了。都不用具體測試。一張紙一支筆，幾個基礎(chǔ)公式，一算就能得出答案。不戰(zhàn)而屈人之兵，上之上者也。
2、計算太復(fù)雜、缺少測試儀器難題怎么解——電子仿真
對于復(fù)雜電路、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高頻，模擬測試實驗倒是能做，但內(nèi)部隱患不會激發(fā)出來，我們只能感知到有外在顯性現(xiàn)象的故障，隱藏的未達(dá)到觸發(fā)外在顯性故障隱患問題，如何發(fā)現(xiàn)?它在現(xiàn)場條件跟實驗時不一樣的時候很容易爆發(fā)。這類問題的解決方法是電子仿真。
熱仿真可以icepak，電路原理圖仿真可以multisim，信號仿真可以HyperLynx，這只是典型代表，其他的工具軟件還有很多。用起來都不太難，很容易上手，簡單使用的話，半天多應(yīng)該夠了。
3、因為長期使用累積或疲勞才會出現(xiàn)的問題怎么發(fā)現(xiàn)——規(guī)范審查
一個密封橡膠圈，2個月內(nèi)怎么折騰它，都不會有什么問題，應(yīng)力太大可能會有問題，但太大應(yīng)力也沒說服力啊，現(xiàn)實生活中根本不可能發(fā)生的應(yīng)力，就算您能鼓搗壞它，又能以此為依據(jù)說服誰呢?可一個橡膠圈，就算常溫常濕條件下，放上幾年，都會疲勞，裂、失去彈性、變硬等等。
一個鋁電解電容，長期在一個較高環(huán)境溫度下運行，但該溫度又沒超過其所能允許的溫度范圍，您多久才能激發(fā)出其電解液干涸的故障現(xiàn)象來，可實際情況是，它要真放在散熱片旁邊，日子久了，就是容易失效啊，親!
這些問題，對測試工程師來說，我們不是沒有測試方法，但最大的難題是測試時間。有一種做法是做加速應(yīng)力測試，HALT、阿倫尼茲溫度加速模型、振動應(yīng)力加速、電應(yīng)力加速擬合模型… 也只是個統(tǒng)計結(jié)果，到了具體產(chǎn)品上，該數(shù)據(jù)的真實性是否有效也還值得商榷。不過這些測試確實也能發(fā)現(xiàn)一部分隱患問題。注意：是一部分!而且不嚴(yán)謹(jǐn)。
解決這些問題的方法是規(guī)范審查。常在河邊走，必然會濕鞋，既然怕濕鞋，把離河邊近的設(shè)計和器件挑出來處理處理就是了。何必非得去河邊跺噠半年腳，弄濕了幾雙鞋后再相信這個結(jié)論呢。
4、萬法歸宗——模擬測試
那些不好用模擬測試激發(fā)的隱患問題，大可以用以上三種方法幫助解決。但萬變不離其宗，模擬測試方法仍然是測試發(fā)現(xiàn)問題的主導(dǎo)內(nèi)容之一。模擬測試總共分6種，我自己總結(jié)的，版權(quán)所有，翻錄必究哈。
標(biāo)準(zhǔn)符合性測試
這個最簡單，找對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)參考即可。本行業(yè)有的參考本行業(yè)的，本行業(yè)沒有的參考相關(guān)行業(yè)的。
基于失效機(jī)理的應(yīng)力測試
故障的發(fā)生需要2個條件：器件組件或設(shè)備有某種失效機(jī)理，現(xiàn)實環(huán)境有激發(fā)這種失效機(jī)理的失效應(yīng)力。檢查設(shè)備中有沒有這種失效機(jī)理，分析未來用戶環(huán)境中有沒有這種應(yīng)力，如果對上了都有，那就專門針對這個細(xì)節(jié)之處做測試。
比如密封橡膠圈低溫變硬，密封型變差。那就對此做個低溫試驗。電解電容紋波電流大了，大氣壓再低點，esr上發(fā)熱容易導(dǎo)致電容爆裂，那就施加個波動厲害的紋波，放在真空箱里弄個低氣壓做實驗嘍。
極限邊緣應(yīng)力組合測試
現(xiàn)場應(yīng)力雖然一般不會太極端，但萬一遇到極端的，而且是幾個條件都極端了，但單個的應(yīng)力沒有一個條件是超標(biāo)的，如果壞了，您如何跟客戶解釋?所以模擬一下，檢查下產(chǎn)品的綜合抗壓能力。比如電源波動中，同時注入EFT干擾，同時打著靜電，看設(shè)備能否耐受?，F(xiàn)實中，設(shè)備同時面臨著三種情況的可能性還是有的吧?電網(wǎng)不穩(wěn)、電鉆與EUT同路電源、手摸按鍵打入靜電，不就是這種組合嘛。低溫+強振測強度、高溫+積灰冊散熱、濕度+高壓測絕緣強度和爬電距離…
應(yīng)力變化率測試
人熱了不感冒，天冷不感冒，忽冷忽熱容易感冒，滿頭大汗時猛吹空調(diào)就是如此。設(shè)備亦是一樣。應(yīng)力變化率主要是溫度應(yīng)力突變、電應(yīng)力突變、振動應(yīng)力突變，測試對象主要是輸入電源、輸入信號、輸入能量、驅(qū)動負(fù)載幾個方面的突變，看設(shè)備的抵抗力和容錯性機(jī)制能否保證工作不出問題。這是一個很有效地方法。
用戶模擬測試
測試應(yīng)力的選擇依據(jù)就是用戶現(xiàn)場，而不是技術(shù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，有些應(yīng)力還會高出標(biāo)準(zhǔn)不少。模擬用戶的環(huán)境條件、模擬用戶的操作方式、模擬用戶現(xiàn)場的互連設(shè)備，將這些模擬對象的正常因素、可能發(fā)生的單一故障因素，都要做一個模擬，確認(rèn)產(chǎn)品都有了可靠措施，并且工作有效。這樣才可以確保測試到位了。比如用戶現(xiàn)場接地不好，不能讓用戶接觸設(shè)備時有被電擊的感覺。雖然這是用戶現(xiàn)場的問題，但是我們的責(zé)任，我們有責(zé)任通過系列方法保證用戶在任何情況下運行設(shè)備都是ok噠。測試就是代表各類客戶模擬這一點。
一致性測試
以上的所有測試都是發(fā)生在研發(fā)實驗室，專門針對研發(fā)設(shè)計的測試。研發(fā)測試就算做好了，產(chǎn)品也改的沒問題了，在批生產(chǎn)中，因為工藝的變化、布線的變化、供應(yīng)商的不同、同一個供應(yīng)商的供貨質(zhì)量不穩(wěn)定等緣故，仍然需要在中試階段對產(chǎn)品進(jìn)行測試，以驗證工藝穩(wěn)定性、批次一致性問題。甚至要借助于統(tǒng)計學(xué)，分析產(chǎn)品批次測試結(jié)果的分布特性，從正態(tài)分布圖上發(fā)現(xiàn)不同問題存在與否的統(tǒng)計學(xué)特征，以便從設(shè)計、工藝、文檔上進(jìn)行改進(jìn)。
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