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万博ANSYS的博客

2019年7月29日

什么是可靠性设计(DfR)?

工程师们经常谈论可靠性设计(DfR)的重要性,以及它对产品整体效率和成功的影响。所以,让我们来看看DfR的基本面,以及公司如何利用它来发挥自己的最大优势。

什么是DFR?

从本质上讲,DfR是一个确保产品或系统在预期生命周期内在给定环境中执行指定功能的过程。


可靠性设计确保产品和系统在给定的环境中在预期的生命周期内执行指定的功能。万博网

DfR通常出现在设计阶段——在物理原型之前——并且通常是整体卓越设计(DfX)策略的一部分。但是,您很快就会发现,DfR的使用可以而且应该得到扩展。

为什么DFR很重要?

当今技术的复杂性使得DfR比以往任何时候都更加重要和有价值。这些原因包括:

  1. 产品差异化:随着电子技术的成熟,通过价格和性能等传统指标使产品在竞争中脱颖而出的机会越来越少。万博网
  2. 可靠性保证:先进的电路、复杂的电源要求、新组件、新材料技术和不太坚固的部件使确保可靠性变得越来越困难。
  3. 成本控制:项目预算的70%用于设计。
  4. 保持利润:产品更早地进入市场,防止销售和万博网市场份额的侵蚀。

什么时候使用DFR ?

大多数公司在给定项目开发周期的设计和开发阶段应用DfR。然而,这种常见的做法在开发过程中来得太晚了。

成功的DfR需要将产品设计和工艺规划集成到一个内聚的交互式活动中,即并行工程。请记住,可靠性设计比可靠性测试成本更低。当您在概念可行性阶段实施可靠性考虑时,您将在考虑可靠性的情况下做出所有决策。因此,DfR在概念可行性阶段最为有效。


在产品开发过程中进行全面的设计评审是确保产品可靠的有效方法。


谁应该参与DFR?

以同步设计优化为目标,典型的工程竖井会适得其反。相反,并行工程依赖于所有重要项目团队成员的贡献。因此,需要纳入DfR的包括:

  • 管理组件库的组件工程师
  • 为程序集设置系统约束的系统工程师
  • 分配计算机辅助设计(CAD)职责的布局工程师
  • 负责可制造性设计(DFM)和装配/箱体连接的制造工程师
  • 根据电源需求开发电路板的热能工程师
  • 建立环境应力筛选(ESS)和在线测试(ICT)参数的测试工程师
  • 专注于统计技术和环境测试的可靠性工程师-通常在设计阶段后成为DfRs的一部分


您需要完成的流程,以确保产品或
系统可靠是长久的,但值得。你可以更好地理解和
依靠你的产品。万博网

DFR最佳实践

以下是一些DfR最佳实践,几乎可以应用于任何项目的开发。这些最佳实践还指导整个流程。

  • 根据可生存性设定可靠性目标。这通常受到置信水平的限制,例如95%的可靠性和15年90%的置信水平。
  • 避免使用平均故障时间(MTTF)和平均故障间隔时间(MTBF),因为它们不测量可靠性。从历史上看,MTBF是使用经验预测手册计算的,它假设一个恒定的故障率,但并不总是正确的。


成功的DfR需要产品设计和工艺的集成
计划变成一种有凝聚力的、互动的活动
作为并行工程。

  • 使用故障物理(PoF)来深入了解所需的寿命和环境如何影响设计。这需要付出大量的努力,但有价值的回报:
  • 确定平均和现实的最坏情况
  • 识别所有导致故障的负载
  • 温度
  • 湿度
  • 腐蚀
  • 功率自行车
  • 电气负荷和噪音
  • 机械弯曲
  • 随机振动和谐波振动
  • 冲击
  • 包括所有环境
  • 制造业
  • 运输
  • 存储
  • 在这个阶段保持尺寸宽松。大量的硬件错误是由任意的大小限制引起的。

万博Ansys Sherlock自动化设计分析软件通过尽可能早地在产品开发过程中提供可靠性见解来提高DfR。这优化了产品可靠性、开发时间和成本节约。要详细了解如何将DfR引入开发过程,请观看网络研讨会:在设计过程中实施可靠性物理学:每个经理和工程师都需要知道的

或查看网络研讨会:可靠性物理分析导论“,

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