工程師必知產(chǎn)品可靠性曲線(xiàn)
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(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(duì)了,它就是二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線(xiàn),在這條曲線(xiàn)里,上升時(shí)間tr和超調(diào)量δ是一對(duì)矛盾,tr越小,則δ越大,反之,tr越大,則δ越小。
對(duì)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(xiàn)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(lái)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(jí)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(wèn)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^(guò)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(wèn)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(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。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(dǎo)對(duì)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?yàn)槊栏衅?、未得到持續(xù)新鮮的激勵(lì),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(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(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(zhǎng),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(guò)長(zhǎng)期的資深積累,相對(duì)更容易做出成就。
對(duì)于加薪對(duì)員工的激勵(lì)效果,也符合這條曲線(xiàn)的規(guī)律。
對(duì)于婆媳關(guān)系獲男女朋友的相處,這條曲線(xiàn)的規(guī)律也有同樣的作用。
那到底這條曲線(xiàn)對(duì)我們有哪些好的或壞的作用?是不是說(shuō)這條曲線(xiàn)作為客觀規(guī)律,就是繞不開(kāi)的魔咒呢?答案是“no”。
這條曲線(xiàn)的客觀規(guī)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(shí)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(guò)激決絕的事情來(lái)。規(guī)避的辦法是通過(guò)外加應(yīng)力的方式,使波谷到來(lái)之前,制造一個(gè)新的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)。
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(zhǎng),沒(méi)遇到波谷的問(wèn)題,但波峰也未曾來(lái)過(guò)。
評(píng)論