从确信可靠性到五层防护网，解锁电子产品高质量密码

近日，美的集团以 “可靠新境 智领远航” 为主题举办了第五届可靠性论坛，北航可靠性与系统工程学院陈颖教授带来《电子产品确信可靠性评价与正向设计》主题分享。

她指出当下电子产品迭代快，新材料、新工艺不断涌现，同时面临高温、振动、电磁冲击等复杂工况，传统可靠性手段存在明显短板：依靠 MTBF 统计的传统手册方法，只看元器件等级，很难指导电路布局、工艺层面的实际设计优化；单故障机理的失效物理分析，虽然微观机理分析精准，但很难直接换算成整机产品的综合可靠水平，即便完成热、振动、电磁全套设计，也难以量化设计改动带来的可靠性收益。

基于确信可靠性理论，陈颖教授提出要从结构耐久性、电性能稳定性、冲击耐受性三个维度综合评价电子产品可靠性。结构耐久性关注焊点、电路板等结构会不会长期环境载荷下断裂腐蚀；电性能稳定性跟踪电路参数随时间是否逐步漂移超标；冲击耐受性则兼顾短时突发冲击，同时还要考虑产品长期老化之后抗冲击能力会同步下降，不能只看初始状态。

这套方法论打通从机理层、器件层再到整机系统层的分层建模，在方案设计阶段就能够量化可靠性，真正实现可靠性正向设计，而不是等到产品做完再做测试整改，配套CRAFE仿真软件可以在设计早期定位薄弱点，通过调整材料、电路、防护结构、控制参数一致性来提升产品裕量、延缓退化、抵御冲击。

在验证层面，她提出要跳出传统可靠性试验思路，开展可靠性科学实验，通过可靠域、退化律试验摸清产品真实极限和退化规律，再开展系统级加速退化试验，实现高效科学验证，构建起 “建模预测正向设计试验验证” 完整工程闭环。

这套确信可靠性体系，为高端电子产品解决复杂环境下可靠性量化难题提供全新范式，对制造业实现可靠性能力前置、从 “事后整改” 转向 “源头设计” 有着重要产业价值。未来依托海量元器件、故障物理、性能退化基础数据库持续建设完善，这套理论方法将深度赋能消费电子、工业装备等多领域，助力国内电子产品可靠性核心能力实现自主提升。

值得一提的是，陈颖教授、康锐教授撰写的新书《电子产品确信可靠性建模与评价》预计2027年初出版，将进一步沉淀理论成果，为行业工程实践提供系统的方法论参考。

此外，在本次论坛上，为民可靠性研究院可靠性专家王彦林分享了《如何构建五层防护网改善产品 FFR》，FFR 代表市场早期故障率，故障率越低，售后成本越低、用户口碑越好，但开关机故障是很多产品普遍的棘手问题，多由开裂、分层、焊点失效等应力相关问题引发。

王彦林老师提出要搭建设计、测试、来料、生产、用户反馈五层防护网，全链条降低产品早期故障。

在设计端，要做好器件选型、可靠性设计，减少板级应力，筑牢产品底层可靠性；测试端要完善各类环境、机械可靠性试验，提前把潜在问题暴露出来；来料环节要严格物料选型认证，推动供应商做到管理信息化、生产自动化、人员专业化、关键岗位人员稳定，从源头管住物料质量；生产制造阶段，重点监控生产工序产生的应力，开展 ORT 等筛选测试，守住制造质量关口；用户反馈层面，要组建专项改进团队，利用上市早期故障预警机制，快速分析市场故障，反向迭代优化产品。

王彦林老师强调，产品高可靠性不能只靠事后救火，要把可靠性要求嵌入产品全流程，依靠失效机理、测试仿真、失效案例等基础能力库支撑，把质量管控前置。企业要打通从研发、供应链、制造到市场反馈的闭环，持续沉淀设计、工艺基线，才能稳步压低市场故障率，实现产品高质量，同时降低售后成本，提升用户满意度。

从确信可靠性正向建模的理论创新，到五层防护网压降早期故障率的工程落地，本次美的集团可靠性论坛其中两个报告，为行业勾勒出一条 “源头设计、全链防控” 的质量升级路径，期待更多制造企业借鉴这套思路，把可靠性前置，持续打磨更稳定、更可靠的电子产品。