信息技術(shù)設(shè)備可靠性評估初探

林喆

[摘 要]闡述可靠性定義及其評估對產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要性，歸納總結(jié)信息技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品的可靠性測試方法和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合層次分析法找出產(chǎn)品的關(guān)鍵風(fēng)險環(huán)節(jié)，進(jìn)而提出監(jiān)管建議。

[關(guān)鍵詞]信息技術(shù)設(shè)備 可靠性 監(jiān)管

現(xiàn)今的信息技術(shù)設(shè)備諸如顯示器、打印機(jī)、和掃描儀之類提供了頗具競爭力的高清圖像和快速準(zhǔn)確的資料傳輸?shù)忍厣δ?，非常引人關(guān)注。人們在選擇這些設(shè)備時往往關(guān)注其多樣化的功能，并相信其整體具有理所當(dāng)然的安全可靠性。

對于精密的信息技術(shù)設(shè)備而言，不利的內(nèi)外部電氣環(huán)境對系統(tǒng)的影響會導(dǎo)致這些產(chǎn)生競爭優(yōu)勢的功能失效。不管是電源系統(tǒng)的瞬時電壓、工作電路的短路或過載，還是來自設(shè)備外部的瞬態(tài)浪涌電流等所造成的威脅都會使這些產(chǎn)品發(fā)生故障。此外，電容或場效應(yīng)晶體管之類的元件失效導(dǎo)致的內(nèi)部故障電流等問題，在用戶使用時更會造成嚴(yán)重的安全隱患。面對種種意外情況發(fā)生的可能性，如何做好產(chǎn)品的失效預(yù)防，提高信息技術(shù)設(shè)備在生命周期內(nèi)的可靠性顯得尤為重要。一個顯而易見的共識是，高可靠性的產(chǎn)品不單能夠鞏固企業(yè)的品牌和信用度，而且在長遠(yuǎn)上可以為企業(yè)節(jié)約服務(wù)、賠償?shù)阮~外成本，提高企業(yè)的核心競爭力。

一、可靠性的含義

可靠性定義是由美國的？Lesser博士在1953年提出的，是指產(chǎn)品或系統(tǒng)在規(guī)定條件下，規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。

可靠性定義的三要素即“規(guī)定條件”、“規(guī)定時間”和“規(guī)定功能”?！耙?guī)定條件”包括使用時的環(huán)境和工作條件，對于產(chǎn)品或設(shè)備的可靠性必須指明規(guī)定的條件；“規(guī)定時間”是指規(guī)定的可正常完成功能的時間，隨著產(chǎn)品使用時間的增加，故障出現(xiàn)概率增加，而可靠性則隨之下降；“規(guī)定功能”是指產(chǎn)品規(guī)定必須具有的功能及其技術(shù)指標(biāo)。功能的數(shù)量和指標(biāo)參數(shù)的高低直接影響著產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)。

二、信息技術(shù)設(shè)備的可靠性試驗方法

國內(nèi)外對產(chǎn)品可靠性新理論和新方法的研究正方興未艾，但主要集中于軍用領(lǐng)域。例如有鑒于因可靠性引起的各種功能乃至安全問題的發(fā)生，美國推出了針對電子設(shè)備產(chǎn)品可靠性的軍用標(biāo)準(zhǔn)：MIL-HDBK-217F -1991 電子設(shè)備的可靠性預(yù)計。

隨著業(yè)界對可靠性概念的思考、探索，可靠性技術(shù)開始向民用產(chǎn)品尤其是機(jī)械電子產(chǎn)品等方面擴(kuò)展。信息技術(shù)設(shè)備隸屬電工電子產(chǎn)品大類，而目前國內(nèi)在對電工電子產(chǎn)品大類的可靠性試驗方面已形成了一套方法和標(biāo)準(zhǔn)體系，如涉及溫度/濕度/振動綜合試驗的GJB899A-2009可靠性鑒定和驗收試驗，涉及溫度/濕度/振動/沖擊/碰撞等的GB/T2423.X系列電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗檢測標(biāo)準(zhǔn)等。這些標(biāo)準(zhǔn)通過模擬產(chǎn)品在使用過程中可能遇到的不同使用環(huán)境，受到的不同應(yīng)力，設(shè)置測試項目，確認(rèn)產(chǎn)品的性能和可靠度。

雖然試驗方法類的標(biāo)準(zhǔn)眾多，但也存在以下問題：一是現(xiàn)有規(guī)范涉及范圍較大，沒有對于不同的電子產(chǎn)品需要的測試數(shù)據(jù)及應(yīng)使用何種等級進(jìn)行測試的詳細(xì)描述，對專業(yè)設(shè)備如信息技術(shù)設(shè)備的針對性不強(qiáng)。二是作為檢驗監(jiān)管部門，尚缺乏對專項設(shè)備可靠性的系統(tǒng)評估手段，不能很好的集中利用有限的人力物力資源去發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題提升該類進(jìn)出口產(chǎn)品質(zhì)量。

三、信息技術(shù)設(shè)備的可靠性評估思路

眾所周知，產(chǎn)品制造是一個系統(tǒng)過程，面臨多重風(fēng)險的制約，既存在產(chǎn)品本身的風(fēng)險，也存在質(zhì)量管控的風(fēng)險?？煽啃栽u估的目標(biāo)正是找出產(chǎn)品發(fā)生故障的規(guī)律和機(jī)理、運(yùn)用這些規(guī)律與機(jī)理進(jìn)行故障診斷、預(yù)防和預(yù)測。

影響信息技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品可靠性的重要原因，如元器件或部件脫落、變形、開裂等，其歸納是建立在采集大量數(shù)據(jù)，收集產(chǎn)品生產(chǎn)、使用、維修等過程的信息，運(yùn)用數(shù)據(jù)模型，并計算得出的。在檢驗監(jiān)管部門來說，首先可以按照可靠性評估的數(shù)學(xué)途徑，即以信息設(shè)備故障的統(tǒng)計規(guī)律性為主導(dǎo)開展可靠性數(shù)據(jù)采樣工作（包括退運(yùn)信息），利用現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計及技術(shù)分析，找出造成故障的各種原因。然后運(yùn)用層次分析法（AHP）等數(shù)學(xué)方法把各種造成可靠性問題的原因從定性到定量轉(zhuǎn)化。

根據(jù)層次分析法的原理，可以將評價指標(biāo)按屬性進(jìn)行分組，各組構(gòu)成遞階結(jié)構(gòu)，形成多層次評價指標(biāo)體系。層次分析結(jié)構(gòu)可以分為三層：目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B和方案層C，準(zhǔn)則層B的某些元素對方案層C的某些元素起支配作用，同時它本身又受到目標(biāo)層A元素的支配。按照給出的判斷尺度對評價因素進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣，最后求得各因素對實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性目標(biāo)的權(quán)重。兩兩比較時，同一準(zhǔn)則層內(nèi)，出現(xiàn)問題概率高的比出現(xiàn)問題低的更為重要。評價指標(biāo)遞階層次結(jié)構(gòu)如圖所示：

四、基于可靠性的監(jiān)管手段

通過信息技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品安全、功能等項目的數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行可靠性評估，就能找出產(chǎn)品的關(guān)鍵風(fēng)險環(huán)節(jié)，按照各企業(yè)對該產(chǎn)品檢測能力和管控側(cè)重點(diǎn)的不同，實施有側(cè)重的監(jiān)管。例如當(dāng)發(fā)現(xiàn)打印機(jī)的某一功能失效的原因為原材料C1質(zhì)量不良時，就可有針對性的重點(diǎn)對原材料C1檢測，而不必頻繁對打印機(jī)整體做全項目測試。這樣既有效管控了產(chǎn)品質(zhì)量，又節(jié)省了時間、人力和物力成本。此外，可靠性評估結(jié)果既可作為該產(chǎn)品風(fēng)險分級的數(shù)據(jù)支撐，也可作為對企業(yè)分類等級判定、動態(tài)調(diào)整的依據(jù)之一。

作為管理手段，可靠性監(jiān)管的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫與信息。為克服時間限制或延誤，使用事前評價、預(yù)計、試驗等先行分析和實際數(shù)據(jù)的分析，為及時傳遞最新信息，就要以建立數(shù)據(jù)庫等形式加以集中管理，促進(jìn)技術(shù)積累，進(jìn)而制定針對性監(jiān)管手段和作業(yè)指導(dǎo)書。

五、結(jié)語和展望

從信息技術(shù)設(shè)備的特點(diǎn)出發(fā)，評估影響該類產(chǎn)品可靠性的各項因素，其目的是為了系統(tǒng)性的找出監(jiān)管關(guān)鍵點(diǎn)，綜合考慮檢驗成本、檢驗周期、潛在風(fēng)險等，為企業(yè)產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)構(gòu)建一個有效的管控架構(gòu)，力求監(jiān)管工作在有限的人力物力資源情況下獲得更高的績效比。考慮到機(jī)械電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中存在的大量共性問題，在統(tǒng)計積累、分析提煉的基礎(chǔ)上，可靠性監(jiān)管新手段還可推廣到對其他機(jī)電產(chǎn)品的監(jiān)管工作中去。

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