信息技术设备可靠性评估初探

林喆

[摘 要]阐述可靠性定义及其评估对产品质量安全的重要性，归纳总结信息技术设备产品的可靠性测试方法和标准，结合层次分析法找出产品的关键风险环节，进而提出监管建议。

[关键词]信息技术设备 可靠性 监管

现今的信息技术设备诸如显示器、打印机、和扫描仪之类提供了颇具竞争力的高清图像和快速准确的资料传输等特色功能，非常引人关注。人们在选择这些设备时往往关注其多样化的功能，并相信其整体具有理所当然的安全可靠性。

对于精密的信息技术设备而言，不利的内外部电气环境对系统的影响会导致这些产生竞争优势的功能失效。不管是电源系统的瞬时电压、工作电路的短路或过载，还是来自设备外部的瞬态浪涌电流等所造成的威胁都会使这些产品发生故障。此外，电容或场效应晶体管之类的元件失效导致的内部故障电流等问题，在用户使用时更会造成严重的安全隐患。面对种种意外情况发生的可能性，如何做好产品的失效预防，提高信息技术设备在生命周期内的可靠性显得尤为重要。一个显而易见的共识是，高可靠性的产品不单能够巩固企业的品牌和信用度，而且在长远上可以为企业节约服务、赔偿等额外成本，提高企业的核心竞争力。

一、可靠性的含义

可靠性定义是由美国的？Lesser博士在1953年提出的，是指产品或系统在规定条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。

可靠性定义的三要素即“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。“规定条件”包括使用时的环境和工作条件，对于产品或设备的可靠性必须指明规定的条件；“规定时间”是指规定的可正常完成功能的时间，随着产品使用时间的增加，故障出现概率增加，而可靠性则随之下降；“规定功能”是指产品规定必须具有的功能及其技术指标。功能的数量和指标参数的高低直接影响着产品的可靠性指标。

二、信息技术设备的可靠性试验方法

国内外对产品可靠性新理论和新方法的研究正方兴未艾，但主要集中于军用领域。例如有鉴于因可靠性引起的各种功能乃至安全问题的发生，美国推出了针对电子设备产品可靠性的军用标准：MIL-HDBK-217F -1991 电子设备的可靠性预计。

随着业界对可靠性概念的思考、探索，可靠性技术开始向民用产品尤其是机械电子产品等方面扩展。信息技术设备隶属电工电子产品大类，而目前国内在对电工电子产品大类的可靠性试验方面已形成了一套方法和标准体系，如涉及温度/湿度/振动综合试验的GJB899A-2009可靠性鉴定和验收试验，涉及温度/湿度/振动/冲击/碰撞等的GB/T2423.X系列电工电子产品环境试验检测标准等。这些标准通过模拟产品在使用过程中可能遇到的不同使用环境，受到的不同应力，设置测试项目，确认产品的性能和可靠度。

虽然试验方法类的标准众多，但也存在以下问题：一是现有规范涉及范围较大，没有对于不同的电子产品需要的测试数据及应使用何种等级进行测试的详细描述，对专业设备如信息技术设备的针对性不强。二是作为检验监管部门，尚缺乏对专项设备可靠性的系统评估手段，不能很好的集中利用有限的人力物力资源去发现关键问题提升该类进出口产品质量。

三、信息技术设备的可靠性评估思路

众所周知，产品制造是一个系统过程，面临多重风险的制约，既存在产品本身的风险，也存在质量管控的风险。可靠性评估的目标正是找出产品发生故障的规律和机理、运用这些规律与机理进行故障诊断、预防和预测。

影响信息技术设备产品可靠性的重要原因，如元器件或部件脱落、变形、开裂等，其归纳是建立在采集大量数据，收集产品生产、使用、维修等过程的信息，运用数据模型，并计算得出的。在检验监管部门来说，首先可以按照可靠性评估的数学途径，即以信息设备故障的统计规律性为主导开展可靠性数据采样工作（包括退运信息），利用现场采样数据，进行统计及技术分析，找出造成故障的各种原因。然后运用层次分析法（AHP）等数学方法把各种造成可靠性问题的原因从定性到定量转化。

根据层次分析法的原理，可以将评价指标按属性进行分组，各组构成递阶结构，形成多层次评价指标体系。层次分析结构可以分为三层：目标层A、准则层B和方案层C，准则层B的某些元素对方案层C的某些元素起支配作用，同时它本身又受到目标层A元素的支配。按照给出的判断尺度对评价因素进行两两比较，构造判断矩阵，最后求得各因素对实现系统可靠性目标的权重。两两比较时，同一准则层内，出现问题概率高的比出现问题低的更为重要。评价指标递阶层次结构如图所示：

四、基于可靠性的监管手段

通过信息技术设备产品安全、功能等项目的数据采集，构建数学模型进行可靠性评估，就能找出产品的关键风险环节，按照各企业对该产品检测能力和管控侧重点的不同，实施有侧重的监管。例如当发现打印机的某一功能失效的原因为原材料C1质量不良时，就可有针对性的重点对原材料C1检测，而不必频繁对打印机整体做全项目测试。这样既有效管控了产品质量，又节省了时间、人力和物力成本。此外，可靠性评估结果既可作为该产品风险分级的数据支撑，也可作为对企业分类等级判定、动态调整的依据之一。

作为管理手段，可靠性监管的基础是数据库与信息。为克服时间限制或延误，使用事前评价、预计、试验等先行分析和实际数据的分析，为及时传递最新信息，就要以建立数据库等形式加以集中管理，促进技术积累，进而制定针对性监管手段和作业指导书。

五、结语和展望

从信息技术设备的特点出发，评估影响该类产品可靠性的各项因素，其目的是为了系统性的找出监管关键点，综合考虑检验成本、检验周期、潜在风险等，为企业产品制造环节构建一个有效的管控架构，力求监管工作在有限的人力物力资源情况下获得更高的绩效比。考虑到机械电子产品生产过程中存在的大量共性问题，在统计积累、分析提炼的基础上，可靠性监管新手段还可推广到对其他机电产品的监管工作中去。

参考文献：

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[2]罗国勋.质量管理与可靠性[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]陈宁宁.机电产品可靠性管理的现状和发展趋势，机械制造，2006年05期