可靠性设计

    可靠性设计是可靠性技术中最重要的一个环节，堤：综合众多学科成果，以解决产品可靠性为出发点的一门应用性工程学科。产品的固有可靠性虽然与制造、管理等其他环节有关，但主要是通过设计过程赋予的。

    1．可靠性设计的含义        

    可靠性设计是指应用可靠性技术和统计数据，为满足一定的可靠性目标，对零件、元器件、系统进行的专门设计，包括可靠性预计、分配、设计、评定等内容，这是狭义的定义。广义的可靠性设计概念已扩展到赋予产品可靠性为目标的一切相关设计技术。

    可靠性设计的目的就是使产品在规定的使用条件、使用时间及完成特定功能时，其失效率最小、维修性好、有效度高、经济寿命期长，即确保其具有较强的完成规定功能、保持技术性能指标的能力。因此，可靠性设计应贯穷于方案设计开始到有效生命周期终了的全过程，不只是在设计阶段，还应充分顾及制造、使用阶段。

    2．可靠性设计的特征

    可靠性设计与常规设计相比，具有如下特点。

    (1)可靠性指标值。对于新产品的设计和开发，可靠性指标应该在设计一开始就确定下来，并根据这一目标值进行其他方面设计。对于现有定型产品，可靠性设计的任务是预测和预防可能发生的各种故障，发现并改进设计中的薄弱环节，从而找到提高可靠性的途径。

    (2)数据的分散性和随机性。可靠性设计方法的实质是如实地把各种载荷、产品结构和材料等性能数据变量当作随机变量处理，使设计结果更符合客观实际。随机变量的单值是随机和未知的不确定量，但它的分布是有规律的。因此，可应用概率论和数理统计理论进行统计、分析与设计。

    (3)术语的扩展。可靠性设计扩充了一些术语的含义，例如“应力”一词，就远远超出力学的含义，把凡是引起产品失效的因素（包括温度、湿度、化学腐蚀、电流、电压等）均称为应力。另外，如强度、质量、寿命和成本等概念的内涵和外延，均同样得以拓宽。

    3．可靠性设计的内容     

    可靠性是一门具有丰富内涵的科学，从学科角度看，其内容有可靠性理论基础和可靠性设计工程两部分。前者包括可靠性教学和物理，后者含有可靠性设计、试验、制造、使用、维修和管理等内容。

    现代电子产品可靠性设计的主要内容有：

    1)可靠性预计；

    2)失败模式和影响分析；

    3)可靠性指标论证、分配与冗余设计；

    4)电应力防护设计；

    5)ESD防护设计；

    6)容差分析；

    7)降额与升额设计；

    8)热分析和设计；

    9)信号完整性分析；

    10)EMC设计；

    11)安全设计；

    12)环境适应性设计；

    13)寿命与可维护性设计。