我對(duì)元器件可靠性與失效分析的看法
(本文是根據(jù)我與前公司人力資源部總監(jiān)交流的郵件整理出來(lái)的,當(dāng)時(shí)我在做采購(gòu)工程師。想做回技術(shù)。想和人力資源部總監(jiān)商量設(shè)個(gè)可靠性工程師。)
一、我對(duì)可靠性的基本認(rèn)識(shí)
可靠性,是質(zhì)量控制的一個(gè)分支。但是把可靠性提升到一個(gè)專門技術(shù)來(lái)看待,是產(chǎn)品不斷追求完美的一個(gè)必要階段。我國(guó)可靠性研究起步較晚,伴隨而來(lái)的可靠性分 析技術(shù),可靠性設(shè)備相對(duì)落后。在質(zhì)量管理體系的跟進(jìn)方面,比如ISO9001,中國(guó)似乎很快就趕上先進(jìn)國(guó)家了,但是ISO,形式主義嚴(yán)重,不管是大大小小 的公司,幾乎都通過(guò)了ISO認(rèn)證,現(xiàn)在我國(guó)企業(yè)ISO運(yùn)作的現(xiàn)實(shí)是,基本上對(duì)質(zhì)量水平的提升沒(méi)有突破性的進(jìn)展。未來(lái)企業(yè)之間產(chǎn)品實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng),將會(huì)是可靠性 水平的競(jìng)爭(zhēng)。所以,可靠性研究的地位,將會(huì)越來(lái)越重要。
二、關(guān)于可靠性研究的架構(gòu)形式與運(yùn)作模式
可靠性工程師,表面上是一種形式的設(shè)置,事實(shí)上體現(xiàn)了企業(yè)對(duì)可靠性的重視程度。
傳統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量控制,也有一些可靠性控制方面的工作。比如開(kāi)發(fā)部門的DQE(開(kāi)發(fā)測(cè)試工程師)、品質(zhì)部的QA、QE,都有一部分的可靠性工作。但是,這種 模式,以對(duì)產(chǎn)品的功能,性能,安全測(cè)試為主,失效分析也停留在比較表面的部分。所以,有時(shí)即使看起來(lái)在控制質(zhì)量,也有一些措施,但是不良仍然不斷在發(fā)生, 原因就在于沒(méi)有分析到本質(zhì)問(wèn)題。
可靠性研究的兩大內(nèi)容就是失效分析和可靠性測(cè)試(包括破壞性實(shí)驗(yàn))。兩者之間是相互影響和相互制約的。
不過(guò)為了使事前簡(jiǎn)化,可以把這兩大內(nèi)容分割開(kāi)來(lái)看。把失效分析和可靠性測(cè)試當(dāng)成是可靠性研究的兩個(gè)境界(嚴(yán)格講來(lái),這種分法不是非常恰當(dāng),此處只是為了簡(jiǎn)化)。企業(yè)可以根據(jù)自身的實(shí)際作出不同的策略。
以失效分析為主要內(nèi)容的模式,相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較被動(dòng)的模式, 是等問(wèn)題發(fā)生后才去分析問(wèn)題的。當(dāng)然,失效分析結(jié)果出來(lái)之后,可以反過(guò)來(lái)影響測(cè)試、開(kāi)發(fā)、 工藝、流程、篩選標(biāo)準(zhǔn)等。這種模式又可以根據(jù)自身情況,把失效分析做到不同的境界。這種模式,即使是簡(jiǎn)單的境界,也能實(shí)現(xiàn)低投入高回報(bào)。規(guī)模較小時(shí),比如 我們公司開(kāi)始時(shí)可以采取這種模式。
以可靠性測(cè)試(包括破壞性實(shí)驗(yàn))為主要內(nèi)容的模式,是從源頭上保證可靠性的一種方法。這種模式是一個(gè)系統(tǒng)工程,要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)備非常豐富,投入的人力和時(shí)間 也多,還有對(duì)信息的收集和統(tǒng)計(jì)(“只有在統(tǒng)計(jì)受控的條件下生產(chǎn)的元器件才會(huì)具有高可靠性”)投資非常大。目前我們公司還不能完全滿足這個(gè)條件。
下面談的是我對(duì)以失效分析為主要內(nèi)容的模式時(shí),可靠性研究架構(gòu)的看法。
這種模式,由于規(guī)模小,所以不足以成立一個(gè)專門部門。但是可 靠性工程師(或失效分析工程師)是一個(gè)必要崗位。當(dāng)然可靠性工程師分在品質(zhì)部還是開(kāi)發(fā)部 直接影響到失效分析的效率。就像品質(zhì)部必須脫離生產(chǎn)系統(tǒng)一樣,可靠性工程師必須安排在開(kāi)發(fā)部,才能發(fā)揮更大的效力。常規(guī)的品質(zhì)問(wèn)題,還是由品質(zhì)工程師處 理。而可靠性工程師,主要分析的是返修率高的元器件失效,或?qū)ιa(chǎn)影響比較嚴(yán)重的元器件失效。否則就不會(huì)有這么多的精力解決重點(diǎn)問(wèn)題。當(dāng)然,可靠性工程師 并不是單打獨(dú)干就能解決問(wèn)題。所以,在處理某種重要失效時(shí),可靠性工程師必須牽頭組織,成立失效分析專案小組,明確專案小組成員的責(zé)任,共同分析問(wèn)題,查 出原因,定位責(zé)任,提出改善措施,跟蹤實(shí)施效果。這方法與品質(zhì)PDCA循環(huán)類似,但必須把失效原因定位更加專業(yè)準(zhǔn)確,提出的解決方案也必須更加有效果。失 效分析專案小組可以由固定的人員組成,也可以針對(duì)實(shí)際情況具體指定人員。專案小組成員,除了可靠性工程師,一般都會(huì)有開(kāi)發(fā)、工程技術(shù)、品質(zhì)、生產(chǎn)等人員組 成。
所謂的“某種重要的失效”,提出方可以是市場(chǎng)客服人員,也可以是生產(chǎn)部,或品質(zhì)部,甚至開(kāi)發(fā)部自身。
三、可靠性工程師的素質(zhì)要求之我見(jiàn)
可靠性問(wèn)題,基本上都可以歸結(jié)到元器件失效,(少部分是系統(tǒng)兼容及環(huán)境干擾引起)。換句話說(shuō),產(chǎn)品出去客戶那里使用時(shí)不良,基本上都可以歸結(jié)到元器件(還 有軟件)失效引起。所以,失效分析的精華就是元器件失效分析。但是元器件失效,除了元器件件本身可靠性差,還有設(shè)計(jì)、工藝、人為、環(huán)境應(yīng)力等引起,或者是 由綜合因素引起。至于元器件本身問(wèn)題,按照供應(yīng)鏈管理的思路,追溯到供應(yīng)商那里,同樣可以歸結(jié)為其原材料可靠性差,設(shè)計(jì)、工藝、人為、環(huán)境應(yīng)力等引起。所 以,可靠性工程師,必定要求對(duì)元器件的設(shè)計(jì)選用、測(cè)試、生產(chǎn)工藝熟悉。從我個(gè)人角度來(lái)看,我認(rèn)為,可以多與供應(yīng)商溝通,對(duì)于不了解的元器件甚至可以到現(xiàn)場(chǎng)考察交流。
其次,必須對(duì)電子技術(shù)本身非常熟悉,否則,系統(tǒng)的工作原理不了解,就沒(méi)辦法深入地分析失效原因,特別是設(shè)計(jì)層面的問(wèn)題。
必須熟悉物理化學(xué)等知識(shí),因?yàn)槭C(jī)理的最深層次原因基本上都是物理化學(xué)作用引起的。我本人為此還決定重新復(fù)習(xí)高中和大學(xué)的數(shù)理化知識(shí)。
必須懂得開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)原理,否則就找不出設(shè)計(jì)原因引起的失效。而設(shè)計(jì)原因引起的失效,又占元器件失效很大的一部分。
熟悉生產(chǎn)工藝。
邏輯嚴(yán)密,具有推理能力。同樣的失效現(xiàn)象,有可能有不同的原因引起。在失效分析技術(shù)中,提出假說(shuō)(有點(diǎn)像科學(xué)研究)是很常用的一種方法,然后拿良品按假說(shuō)實(shí)驗(yàn),重現(xiàn)失效現(xiàn)象,印證假說(shuō)。
考慮問(wèn)題全面,小心謹(jǐn)慎。失效分析其實(shí) 不僅僅只“挑刺”。處理問(wèn)題還必須以企業(yè)的實(shí)際情況相適應(yīng),考慮全局利益。比如不可能拿軍用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要 求工業(yè)用和民用的元器件。不可能不考慮成本因素而無(wú)限要求質(zhì)量。所以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí),可靠性研究必須提出篩選方案,保證能把有隱患的不良品提前暴露出來(lái),又不 會(huì)由于不恰當(dāng)?shù)臏y(cè)試應(yīng)力增加隱患。而對(duì)于某些情況是否可以放行,必須提供數(shù)據(jù)或理論,以免誤放不良品,或者過(guò)于謹(jǐn)慎而造成浪費(fèi)。
實(shí)事求是,數(shù)據(jù)必須真實(shí)可靠。否則會(huì)給決策帶來(lái)失誤。
其他。