電子通訊設備的可靠性設計分析

曾俊鍵

摘 要：可靠性設計在電子通訊設備的設計和生產中占據重要地位，提高電子通訊設備的可靠信不僅可以使產品性能顯著提升，吸引更多用戶，更能促進成本的降低，從而令企業在激烈的市場競爭中占據領先地位。電子通訊設備的可靠性需要從電子元件、設計技術以及生產工藝等多個角度入手，本文對如何提高電子通訊設備的可靠性進行了探討。

關鍵詞：電子 通訊設備 可靠性設計

1電子通訊設備可靠性設計的必要性

電子通訊設備作為廣受重視的新興技術產業，滲透在手機、平板電腦等眾多與人們的生活息息相關的領域，電子通訊設備提供的巨大便利已經導致人們的日常工作和生活無法離開電子通訊設備。電子通訊設備的行業競爭日趨激烈，用戶在選擇電子通訊設備過程中的首要考慮因素就是設備的可靠性。電子通訊設備的可靠性體現在設備性能、穩定性、散熱性、故障率以及外觀等眾多方面，不斷研發和應用新型技術實現電子通訊設備性能、體積與重量的最優是相關研究人員應重點關注的問題。

電子通訊設備的可靠性貫穿于設備的整個生命周期，包括產品的設計、制造、安裝、使用以及后續的保養維修等。電子通訊設備在使用期間的質量、性能以及產品壽命等都是設備可靠性水平的體現。隨著用戶對電子通訊設備使用需求的提升，電子通訊設備日益朝著智能化、便捷化以及多功能等方向發展，這就要求電子設備元器件必須具備更高的質量，并實現更快的更新換代，在選擇電子設備時也應具有更高的科學性，可以利用降溫手段使元器件的使用效率有效降低，從而為電子設備的可靠性提供保障。

2電子通訊設備可靠性的影響因素

（1）機械條件。電子通訊設備在使用中，處在不同的機械環境下所受到的元件損害程度各有不同。不同的運載工具會帶來不同的沖擊或是振動等機械影響，從而對設備造成影響，引發電子設備的結構變形或是元器件受損失靈等問題。

（2）生產條件。設備的生產條件包括廠房車間的設備運作狀況、生產能力、制造技術、生產工藝以及管理水平等，只有生產設備穩定運作并且其他各類生產要求都符合標準時才能確保生產出的電子設備具有高度可靠性。

（3）氣候環境。氣候條件包括溫度、氣壓、光照以及空氣質量等，電子通訊設備受氣候因素的影響較大，氣候對設備造成的影響包括結構的損壞、元件不再靈活以及電氣性能降低等，嚴重的情況甚至會導致電子通訊設備無法正常運作。例如大部分手機處于濕度較大的環境中時，手機的性能都會或多或少的受到損害。

（4）電磁干擾。處于工作狀態下的電子設備不可避免的會受到周邊環境各種電磁波的影響，因而設備內部或是外部就會被干擾而導致電子通訊設備的噪聲增大或是中斷工作等故障。

3電子通訊設備可靠性設計的技術構成

3.1元器件控制技術

電子通信設備中元器件是十分重要的構成部分，元器件的性能高低直接決定了電子通訊設備的可靠性，因而有必要提高電子元器件的生產和組裝質量，使電子元器件可靠性得到保障的同時減少耗費的電子元器件的種類和數量，從而降低制造與維護成本，并使電子設備的使用周期得到有效延長。

3.2降額設計技術

當電子元器件或電子設備承受的工作壓力高于其額定值時，電子元件或設備很容易就會發生故障，為了保證元件或設備的可靠性，應考慮合理設置額定值，一旦元件或設備所承受的工作壓力高于額定值或是遠遠低于額定值，則會導致很高的故障率，因而在電子通訊設備可靠性設計中應重點研究降額設計方式。

3.3余度設計技術

余度即電子設備具備多套能實現既定功能的單元，余度設計可以保證一旦電子設備喪失了某一單元會有其他單元代替該單元發揮功能，若所有單元功能都失去，則整個設備的功能才會喪失，因此余度設計可以有效提升電子通訊設備的可靠性。然而余度設計技術的不足之處也較為明顯，由于余度設計會引入嶄新的設備單元，從而不可避免的會使設備體積與重量增加，同時帶來了成本的提升。通常在其他設計技術無法滿足可靠性要求時才會考慮采用余度設計技術。

3.4健壯設計技術

健壯設計的內涵是根據用戶需求，結合質量功能進行次設計、QFD等優化設計方案，并最終實現設計的低成本、高穩定性以及系統性。對于制造周期或是使用環境容易發生較大改變的情況，健壯設計技術極為適用，并且電子設備在使用周期內參數發生變化或是結構發生老化時都比較適合采用健壯設計技術。健壯設計的具體方法包括FMEA、DOE以及QFD等。

3.5精簡設計技術

電子通訊設備應在確保功能需求能被滿足的基礎上盡量保證較少的設備單元數目。研究人員在進行可靠性模型實驗后發現，越少的設備單元數目可以帶來越高的設備可靠性，因而在電子通訊設備的設計中簡化設計技術是十分必要的，精簡設計不僅可以使設備可靠性得到提升，而且可以降低電子通訊設備的成本投入。

4電子通訊設備可靠性設計的發展方向

由于人們日常生活中用到的電子設備種類和數量越來越多，不同設備之間不可避免的會發生電磁干擾或是不兼容的情況，而這會嚴重損害用戶體驗，電磁兼容設計技術應運而生，該技術即通常所謂的EMC設計技術，在電磁頻譜日益緊張的前提下，EMC技術的發展有極大的必要性。我國對該技術的研發起步較晚，目前很多技術尚且不夠成熟，急需更大的技術突破。此外，熱設計技術也是一大發展方向。熱設計即確保電子元件使用時不容易受到產生的熱量的干擾，由于目前的電子通訊設備內部元件密度逐漸變高，并且集成化水平也越來越強，將熱設計技術用于電子設備是很有必要的。

5結語

電子通訊設備的可靠性關系到用戶的使用體驗，用戶需求的不斷提高令可靠性水平的高低越來越受到社會的廣泛重視。設備的可靠性設計成功與否與諸多因素息息相關，首先是執行水平的高低，其次是細節是否做到位。對設備可靠性的管理涉及到一個公司的流程、制度、經驗、管理以及企業文化等。設備可靠性需要制造企業在長期實踐中不斷積累經驗，并提高流程與技術的熟練程度。

參考文獻：

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