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作者：武曄卿 研發測試部門如何通過在研發辦公室里的努力就能把產品產品的問題隱患發現呢？ 本文回答的就是這個問題。不過以下內容僅針對電子產品、機電一體化產品、軟硬件綜合類產品的行業。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品研發的技術工程師和技術經理朋友們，看看熱鬧、快點把醬油給老婆送回家就好了，鍋已熱，再不送回去河東獅要吼了。 1、小概率問題如何發現——工程計算 任何產品里，組成產品的每一個器件都有一定的誤差范圍，機械零件有加工誤差和磨損等累積誤差、電路有參數漂移和器件誤差、軟件也有舍入誤差。常規時隨機組合使用情況下，絕大部分產品都沒問題，但恰恰就是在某些多個參數的組合下，正好組合出一個較極端或較巧合的參數組合時，產品問題就會爆發。 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，正趕上一哥們在車里跟老婆吵著架，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，上拉電阻的標稱值就選在了邊緣，加上最大的邊緣誤差+5%后，恰恰就超標了。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位。凡此種種，很多很多… 以上情況，限于測試時被測樣機的有限性（也就測有限的幾臺而已），這種小概率事件的產品就很難被抽檢到，于是漏網之魚會禍害品牌的。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數量太多嗎？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品您一測試就持續三年五載嗎？ 所以，解決問題的辦法只有一個：器件參數的選型計算，通過數學方式知道參數的最壞組合，知道器件參數允許的邊緣值，知道組合后可能出現故障現象的發生概率，從數據上您就知道如何具體改進了。都不用具體測試。一張紙一支筆，幾個基礎公式，一算就能得出答案。不戰而屈人之兵，上之上者也。 2、計算太復雜、缺少測試儀器難題怎么解——電子仿真 對于復雜電路、復雜結構、高頻，模擬測試實驗倒是能做，但內部隱患不會激發出來，我們只能感知到有外在顯性現象的故障，隱藏的未達到觸發外在顯性故障隱患問題，如何發現？它在現場條件跟實驗時不一樣的時候很容易爆發。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，半天多應該夠了。 3、因為長期使用累積或疲勞才會出現的問題怎么發現——規范審查 一個密封橡膠圈，2個月內怎么折騰它，都不會有什么問題，應力太大可能會有問題，但太大應力也沒說服力啊，現實生活中根本不可能發生的應力，就算您能鼓搗壞它，又能以此為依據說服誰呢？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，您多久才能激發出其電解液干涸的故障現象來，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力測試，HALT、阿倫尼茲溫度加速模型、振動應力加速、電應力加速擬合模型… 也只是個統計結果，到了具體產品上，該數據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現一部分隱患問題。注意：是一部分！而且不嚴謹。 解決這些問題的方法是規范審查。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論呢。 4、萬法歸宗——模擬測試 那些不好用模擬測試激發的隱患問題，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現問題的主導內容之一。模擬測試總共分6種，我自己總結的，版權所有，翻錄必究哈。 標準符合性測試 這個最簡單，找對應標準參考即可。本行業有的參考本行業的，本行業沒有的參考相關行業的。 基于失效機理的應力測試 故障的發生需要2個條件：器件組件或設備有某種失效機理，現實環境有激發這種失效機理的失效應力。檢查設備中有沒有這種失效機理，分析未來用戶環境中有沒有這種應力，如果對上了都有，那就專門針對這個細節之處做測試。 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上發熱容易導致電容爆裂，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。 極限邊緣應力組合測試 現場應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，但單個的應力沒有一個條件是超標的，如果壞了，您如何跟客戶解釋？所以模擬一下，檢查下產品的綜合抗壓能力。比如電源波動中，同時注入EFT干擾，同時打著靜電，看設備能否耐受。現實中，設備同時面臨著三種情況的可能性還是有的吧？電網不穩、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就是如此。設備亦是一樣。應力變化率主要是溫度應力突變、電應力突變、振動應力突變，測試對象主要是輸入電源、輸入信號、輸入能量、驅動負載幾個方面的突變，看設備的抵抗力和容錯性機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 測試應力的選擇依據就是用戶現場，而不是技術法規標準，有些應力還會高出標準不少。模擬用戶的環境條件、模擬用戶的操作方式、模擬用戶現場的互連設備，將這些模擬對象的正常因素、可能發生的單一故障因素，都要做一個模擬，確認產品都有了可靠措施，并且工作有效。這樣才可以確保測試到位了。比如用戶現場接地不好，不能讓用戶接觸設備時有被電擊的感覺。雖然這是用戶現場的問題，但是我們的責任，我們有責任通過系列方法保證用戶在任何情況下運行設備都是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生在研發實驗室，專門針對研發設計的測試。研發測試就算做好了，產品也改的沒問題了，在批生產中，因為工藝的變化、布線的變化、供應商的不同、同一個供應商的供貨質量不穩定等緣故，仍然需要在中試階段對產品進行測試，以驗證工藝穩定性、批次一致性問題。甚至要借助于統計學，分析產品批次測試結果的分布特性，從正態分布圖上發現不同問題存在與否的統計學特征，以便從設計、工藝、文檔上進行改進。 以上為在研發和中試階段發現隱患的測試用例設計方法。全部為我們的團隊原創設計，本團隊可以提供產品測試方案的委托制訂、測試輔導、咨詢、培訓業務。有任何問題可聯系瑞迪航科（北京）技術有限公司（18601144058 400-6800-965 china@rdcoo.com） |
