工程師必知產(chǎn)品可靠性曲線

　　任何事物都有穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種情況，在事物從一個(gè)穩(wěn)態(tài)跳變到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過程中，并不是一下子跳變完成的，如(圖1)，而是都要經(jīng)歷一個(gè)變化的過程，這個(gè)道理誰都理解，說時(shí)遲那時(shí)快的電光石火之間，那也是需要時(shí)間的。這個(gè)過程就是過渡過程，那么這個(gè)過渡過程的變化狀態(tài)是什么樣的呢?其過程波形如(圖2)。

　　學(xué)過《自動(dòng)控制原理》的讀者會(huì)覺得這個(gè)波形有點(diǎn)面熟，對了，它就是二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線，在這條曲線里，上升時(shí)間tr和超調(diào)量δ是一對矛盾，tr越小，則δ越大，反之，tr越大，則δ越小。

　　對電子產(chǎn)品，在上電的時(shí)候，相當(dāng)于在電路系統(tǒng)的電源端加入了一個(gè)階躍輸入，在近似的二階系統(tǒng)中，階躍輸入的響應(yīng)曲線就如圖2，電源回路中會(huì)有一個(gè)浪涌電流和超調(diào)電壓，那么在元器件的選型和電路的安全性設(shè)計(jì)上，器件參數(shù)的指標(biāo)就不能以穩(wěn)態(tài)參數(shù)的指標(biāo)來進(jìn)行選取，比如電源輸入端退耦電容的耐壓值，假設(shè)電源為12V，III級降額，電容直流耐壓降額系數(shù)為0.75，電容耐壓值選取12/0.75=16V，這個(gè)值其實(shí)是有問題的，因?yàn)槌{(diào)電壓的最大電壓點(diǎn)不會(huì)是規(guī)規(guī)矩矩的12V，而是更高點(diǎn)的電壓，高到多少取決于電路系統(tǒng)的阻尼，嚴(yán)重者此超調(diào)電壓甚至?xí)咏踔脸^16V，這時(shí)電容出現(xiàn)失效就是不可避免的了。即使不出現(xiàn)問題，此耐壓值也因?yàn)轭A(yù)留余量不足，使得其在有外部干擾的時(shí)候容易被損壞。

　　此現(xiàn)象在電路系統(tǒng)的很多地方都存在，晶振的輸出波形、步進(jìn)電機(jī)的輸出、力學(xué)傳動(dòng)皮帶輪或齒輪，都有這條曲線作用的影子，唯一不同的僅僅是tr和δ的量值大小不同而已。

　　這條曲線除了在工程領(lǐng)域起作用之外，在社會(huì)生活領(lǐng)域，也同樣作用顯著。年輕工程師的離職高發(fā)期大都發(fā)生在參加工作后的第2-6年，剛參加工作時(shí)，新鮮勁沒過，干勁十足野心勃勃，經(jīng)過幾年的gaochao之后，領(lǐng)導(dǎo)對你的好印象也會(huì)有個(gè)類似此曲線的波動(dòng)期，個(gè)人情緒也會(huì)因?yàn)槊栏衅?、未得到持續(xù)新鮮的激勵(lì)，個(gè)人感覺會(huì)逐步下降，逐步變得失望、倦怠、不滿，最后的結(jié)果就是離職，我給這個(gè)階段起了個(gè)名字叫“職業(yè)青春期”，誰都會(huì)經(jīng)歷，只是早一點(diǎn)晚一點(diǎn)，有些人，慢熱型的，tr的上升時(shí)間很長，但δ很小，反而不會(huì)遇到破壞性的個(gè)人狀態(tài)，穩(wěn)定的干下去，經(jīng)過長期的資深積累，相對更容易做出成就。

　　對于加薪對員工的激勵(lì)效果，也符合這條曲線的規(guī)律。

　　對于婆媳關(guān)系獲男女朋友的相處，這條曲線的規(guī)律也有同樣的作用。

　　那到底這條曲線對我們有哪些好的或壞的作用?是不是說這條曲線作為客觀規(guī)律，就是繞不開的魔咒呢?答案是“no”。

　　這條曲線的客觀規(guī)律不可避免，但我們可以通過各種組合的形式，將這條曲線妥善加以利用，化不利為有利。

　　這條曲線的破壞點(diǎn)主要是第一個(gè)波谷的位置，如果挺不過去，矛盾或后果就發(fā)生了。我們能做的就是在這個(gè)階段到來之前，要清醒地意識到此條規(guī)律，如果能避免則盡量規(guī)避，實(shí)在規(guī)避不了，則臥薪嘗膽韜光養(yǎng)晦，切不可在此時(shí)作出過激決絕的事情來。規(guī)避的辦法是通過外加應(yīng)力的方式，使波谷到來之前，制造一個(gè)新的階躍響應(yīng)曲線。

　　追得太緊了，tr太小，超調(diào)高，波谷自然也就低;追得太松了，tr太長，沒遇到波谷的問題，但波峰也未曾來過。