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谈谈硬件产品可靠性设计及验证流程

谈谈硬件产品可靠性设计及验证流程 共创力研发咨询
2026-09-28
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导读:可靠性设计和验证是研发过程中不可或缺的活动!

整理 | 刘媛

出品 | 共创力(ID:共创力研发咨询)

合作 | 13928485154 孙经理

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产品可靠性设计定义

  DFR,可靠性设计(Design for Reliability),指在产品设计阶段就系统性融入可靠性理念,而不是等样机做出来“坏了再改”。核心逻辑是‌从产品需求、结构、材料、仿真、验证全流程嵌入可靠性‌设计的理念,覆盖需求评审、风险分析、系统设计、加速验证等环节。以达到以下的一些目标:
    可靠性设计(DFR)的最大价值在于:满足用户的可靠性需求,产品生命周期费用最低。否则,一旦产品批量生产,产品质量的不稳定性将直接导致产品维护成本上升,严重的情况还会导致客户退货及投诉。
    用户对于可靠性的目标:

•设备最好别出故障;

•出了故障别影响主要功能和业务;

•如果影响了功能,则能尽快定位并修复故障。

    因此,在需求和设计阶段就需要考虑可靠性的设计,以避免产品在真实运行环境出现可靠性问题。尤其像现在的汽车、机器人、无人机等高科技产品, 随着消费人群对质量的追求越来越苛刻,未来产品的可靠性设计及验证手段会成为公司的核心竞争力。

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可靠性试验的定义

    研发阶段的可靠性试验目的是验证产品可靠性规格指标是否达到规定的要求,暴露设计、工艺、材料等方面的缺陷,寻找产品的薄弱环节并改进,提升产品的可靠性水平。它包括环境与可靠性试验、EMC和防护试验、安规试验。
    可靠性试验的项目一般包括: 环境与可靠性试验、 EMC试验、防护试验、安规试验等,可靠性试验项目一般由可靠性测试工程师完成。可靠性的测试标准一般来源于产品质量属性目标,是根据客户需求、TL9000标准、行业标杆分析、产品竞争力现状/网上问题分析制定的。可以参考国际标准、企业标准以及行业标准。    

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研发阶段可靠性设计与测试的融合

     在产品研发阶段,产品可靠性设计及验证是一个持续的过程, 硬件与软件不同,软件的可靠性是一次性设计即可完成,而硬件的可靠性是一个持续的过程,随着PCB的布局、装配工艺、器件选型等因素的差异,硬件的可靠性也会随之变化。共创力咨询认为,研发人员与测试人员的配合如下:
     开发人员要主要针对DFR的需求进行设计,测试人员主要对可靠性需求进行验证,DFR的需求包括:
如上图,是某标杆企业的DFR的需求。
  • 04

    研发阶段可靠性试验的流程

       研发阶段可靠性测试工程师试验的流程如下:     
    • 05

      研发阶段硬件可靠性测试组织

           硬件可靠性测试的组织一般是测试部门的一部分,如某标杆企业消费者BG的可靠性部门的组织架构如下:
    •     如上图所示,产品可靠性测试的组织一般属于测试部, 可靠性试验贯穿于产品开发的整个生命周期,可靠性实验室主要从事以下方面的测试:
    • 寿命测试:通过对产品进行长时间的运行测试,以验证产品的使用寿命和可靠性。
      环境测试:通过对产品在不同环境下的测试,如高温、低温、高湿、低湿等,以验证产品在各种环境下的可靠性。
      可靠性指标测试:包括MTBF(平均无故障时间)、MTTR(平均修复时间)、MTTF(平均无故障时间)等指标的测试,以验证产品的可靠性指标是否符合要求。
      容错容限测试:通过对产品进行故障注入测试,以验证产品在出现故障时的容错能力和容限能力。
    • EMC和安规测试:主要针对电磁兼容和安全规范如漏电流等进行测试。
      可靠性回归测试:在产品开发的不同阶段,对产品进行多次测试,以验证产品的可靠性是否得到了改善。
    •      业界著名的企业华为公司有企业标准, 一般是在TR4阶段输出, 企业标准代表了一个公司的水平, 企业标准和产品需求的区别是:产品包需求主要是针对某一个客户的需求,而企业标准是一个固定的标准。
-END-

深圳市共创力介绍:

       深圳市共创力咨询是一家专注于研发管理领域研究、研发IT规划与实施、培训与咨询的服务机构,是国内最专业的产品研发管理咨询培训机构之一,我们为企业提供产品研发培训与咨询整体解决方案。我们将产品研发管理和IT紧密联系,在国内咨询培训业属于第一家。“管理离不开流程,流程的固化离不开IT(共创力咨询观点)”,我们融合国际先进的产品研发管理理念、方法和多年中国本土企业的实践经验,协助企业建立高效的产品研发管理体系和IT平台,推动企业持续创新和发展能力的提升,目前在国内超过9000家客户。

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