工程師必知產(chǎn)品可靠性曲線(xiàn)

　　任何事物都有穩態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種情況，在事物從一個(gè)穩態(tài)跳變到另一個(gè)穩態(tài)的過(guò)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(guò)程，這個(gè)道理誰(shuí)都理解，說(shuō)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(guò)程就是過(guò)渡過(guò)程，那么這個(gè)過(guò)渡過(guò)程的變化狀態(tài)是什么樣的呢?其過(guò)程波形如(圖2)。

　　學(xué)過(guò)《自動(dòng)控制原理》的讀者會(huì )覺(jué)得這個(gè)波形有點(diǎn)面熟，對了，它就是二階系統的階躍響應曲線(xiàn)，在這條曲線(xiàn)里，上升時(shí)間tr和超調量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，相當于在電路系統的電源端加入了一個(gè)階躍輸入，在近似的二階系統中，階躍輸入的響應曲線(xiàn)就如圖2，電源回路中會(huì )有一個(gè)浪涌電流和超調電壓，那么在元器件的選型和電路的安全性設計上，器件參數的指標就不能以穩態(tài)參數的指標來(lái)進(jìn)行選取，比如電源輸入端退耦電容的耐壓值，假設電源為12V，III級降額，電容直流耐壓降額系數為0.75，電容耐壓值選取12/0.75=16V，這個(gè)值其實(shí)是有問(wèn)題的，因為超調電壓的最大電壓點(diǎn)不會(huì )是規規矩矩的12V，而是更高點(diǎn)的電壓，高到多少取決于電路系統的阻尼，嚴重者此超調電壓甚至會(huì )接近甚至超過(guò)16V，這時(shí)電容出現失效就是不可避免的了。即使不出現問(wèn)題，此耐壓值也因為預留余量不足，使得其在有外部干擾的時(shí)候容易被損壞。

　　此現象在電路系統的很多地方都存在，晶振的輸出波形、步進(jìn)電機的輸出、力學(xué)傳動(dòng)皮帶輪或齒輪，都有這條曲線(xiàn)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(xiàn)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(zhù)。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(méi)過(guò)，干勁十足野心勃勃，經(jīng)過(guò)幾年的gaochao之后，領(lǐng)導對你的好印象也會(huì )有個(gè)類(lèi)似此曲線(xiàn)的波動(dòng)期，個(gè)人情緒也會(huì )因為美感疲勞、未得到持續新鮮的激勵，個(gè)人感覺(jué)會(huì )逐步下降，逐步變得失望、倦怠、不滿(mǎn)，最后的結果就是離職，我給這個(gè)階段起了個(gè)名字叫“職業(yè)青春期”，誰(shuí)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(cháng)，但δ很小，反而不會(huì )遇到破壞性的個(gè)人狀態(tài)，穩定的干下去，經(jīng)過(guò)長(cháng)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效果，也符合這條曲線(xiàn)的規律。

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

　　那到底這條曲線(xiàn)對我們有哪些好的或壞的作用?是不是說(shuō)這條曲線(xiàn)作為客觀(guān)規律，就是繞不開(kāi)的魔咒呢?答案是“no”。

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

　　這條曲線(xiàn)的破壞點(diǎn)主要是第一個(gè)波谷的位置，如果挺不過(guò)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(lái)之前，要清醒地意識到此條規律，如果能避免則盡量規避，實(shí)在規避不了，則臥薪嘗膽韜光養晦，切不可在此時(shí)作出過(guò)激決絕的事情來(lái)。規避的辦法是通過(guò)外加應力的方式，使波谷到來(lái)之前，制造一個(gè)新的階躍響應曲線(xiàn)。

　　追得太緊了，tr太小，超調高，波谷自然也就低;追得太松了，tr太長(cháng)，沒(méi)遇到波谷的問(wèn)題，但波峰也未曾來(lái)過(guò)。