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可靠性中的寿命

嘉峪检测网        2023-07-22 16:28

我在航天二院、华为等企业工作期间,常有客户提出产品寿命指标要求,如要求某通信网络设备寿命要大于15年,或者要我们提供产品寿命是多少的数据。每当此时,我们都感到很为难,因为“寿命”这个指标定义实在过于含糊,尤其是对可修的电子设备。
 
理论上,如果不考虑技术的更新换代和维护维修成本,产品的寿命可以做到无穷大:任何部件故障,通过维修或更换都可以使其恢复正常而继续工作。而实际当中,这类的电子设备“寿命”终止,绝大部分并不是由于被用坏了,而是因为一些其它原因,如手机的新技术、新型号的推出来了,导致老旧型号产品被淘汰,也有人称之为“技术寿命”;或者虽然仍可维修,但维修成本相对购置新品不具性价比,这种情况在家电等消费类产品比较常见,即“不值得修”,也有人称之为“经济寿命”。
 
严格意义上,“技术寿命”、“经济寿命”已超出了可靠性中寿命的内涵。
 
为了更好地响应客户需求,我们作为可靠性专业工程师,有责任向客户,以及公司的市场和研发人员解释清楚寿命的含义,以统一认识。当年我们查阅了各种相关的文献材料,专门写了一个关于寿命指标的说明文档,在企业内部发放,以应对上述情况。
 
通过查阅相关材料,寿命大致分下面三种:
 
·服务寿命(service life)。主要考虑了设备的更新换代周期以及运行后期维护费用的增加,对应产品EOS (End of Service)时间。
 
·使用寿命(useful life)。主要指从早期失效期到耗损失效期这段时间(如图浴盆曲线),也就是产品从开始运行到出现一个不可修复(或不值得修复)的故障或不可接受的故障率之前的时间,对应偶然失效期。
 
·平均寿命(mean life)。对于不可修产品就是MTTF,对于可修产品就是MTBF,其统计值均为累计运行时间除以累计故障次数。
 
 
浴盆曲线
 
不同的企业和产品应该选取哪个寿命定义,则要具体问题具体分析。根据上述定义可以看到,前面两个寿命都是有前提条件的:
 
服务寿命取决于产品的更新换代周期和后期维护成本,更新换代是由技术发展决定的,与可靠性基本不相关,所以要使用服务寿命这个概念,必须能够首先给出后期维护成本的可接受上限,达到此上限即认为产品“不值得修”,应报废换新或退出服务。比如某些家电类产品,多以其中主机或关键部件的故障作为整个产品寿命终止的判据。也是因为主机或关键部件故障的维修更换成本过高,相对于整机换新没有明显优势。
 
使用寿命同理,需要对“不可修复的故障”和“不可接受的故障率”给出具体规定,这样在此基础上,我们才能对该产品的寿命做出有效的评估。
 
平均寿命则相对比较简单,根据美军标338上的定义,平均寿命即指MTBF,这个指标对应的就是浴盆曲线底部偶然失效期部分,比较好理解,同时也比较好获得,通过产品研发前期的可靠性预计即可得到。如果没有或客户给不出这些约束条件,我们则可以选用这个指标作为产品的寿命。
 
总之,选择哪个寿命指标,还是要视具体的企业、具体的产品而定。我们可靠性专业工程师有责任去帮助企业的客户,以及企业的研发和市场人员理解这些指标,并在统一认识的基础上,定义和计算这些指标,以响应客户和市场的需求,更重要的是避免产生歧义。
 

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来源:可靠加油站