以特性为核心的华为可靠性设计_新能源检测技术材料化学元器件汽车电子热分析实验室仪器温度研发工程师试验硬件质量检测.docVIP

以特性为核心的华为可靠性设计 随着电信网络和信息技术的发展,人们对通信产品的要求不断提高,对产品的可靠性也愈发敏感。事故少、基本杜绝特大事故、业务中断时间短、返修率低,是通信产品高可靠性的主要表现。在实现高可靠性的过程中,可靠性设计无疑起到了决定性作用。 ? 以往产品开展的可靠性工作,多是可靠性工程师提供故障模式及影响分析(FMEA)、事件树分析(ETA)、降额、可靠性预计等工程方法和设计原则,由产品设计师完成设计;情况好一些的,可靠性工程师还承担FMEA、可靠性预计、可靠性试验设计等工作。但由于这些工作仍是对产品设计方案的"分析"或"优化",是站在旁边“参与”，难免出现可靠性工作与产品设计的“两张皮”现象。实践中，FC-DFR方法的应用解决了上述问题，实现了产品可靠性竞争力的快速提高。 ? 一、以特性为核心的可靠性设计 ? 以特性为核心的可靠性设计(Feature CenteredDesign-For-Reliability，FC-DFR)其核心理念是聚焦能为客户带来价值、解决客户痛点的产品可靠性关键特性，如容灾、过载控制、软件升级不中断业务、故障诊断定位等，开展产品可靠性设计工作；由专职特性设计师（即可靠性工程师）完成关键可靠性特性的设计，包括需求与规格定义、设计方案、设计原型等。 ? FC-DFR主要涵盖可靠性需求分析、可靠性建模仿真、系统级FMEA、可靠性关键特性设计（含特性设计方案及原型验证）等活动。其中，可靠性需求分析需要考虑客户对于产品可靠性的各种需求，如可用度（Availability）、业务年中断时间（Downtime）、返修率（FFR）、重启时间、软件升级业务中断时间等定量需求，以及设备无单点故障、单板或端口支持冗余、设备通道检测、远程故障恢复、支持容灾此类定性需求；在明确定义每个需求对应的具体工作场景、故障场景的基础上，再将各种需求逐步分解为产品各功能模块的设计规格。可靠性建模仿真则是运用数学模型描述产品各个模块、考虑失效概率及失效影响，继而计算出整个系统的可靠性。常用的可靠性框图（BDR）模型，如串联、并联、N中取K等，足以满足粗略预计、分配系统可靠性指标的要求；但评价不同设计方案的可靠性差异，如增加某些故障检测方案，采取RBD与马尔可夫模型相结合的建模方法更为适合。 ? 对于通信设备可靠性分析来说，在架构设计、备选设计方案可靠性对比分析时，可靠性建模仿真是一种有效手段；而在细粒度的可靠性指标分配（如将可用度指标分解分配到单个元器件的可靠性指标要求）时作用不大。系统级FMEA是通过系统列出各功能单元可能的故障模式，分析故障模式发生时对业务的最终影响，并对如何进行故障检测（包括检测周期、检测深度等）、故障恢复（如倒换、复位等）、告警和故障记录作进一步分析。系统级FMEA常以功能单元为对象，但有时会将业务流或数据流作为分析对象。 ? 可靠性建模仿真、系统级FMEA作为支撑需求分解的定量、定性分析手段，在实践总得到了很好应用，不仅有效增强了可靠性需求分解分配过程的系统性，同时也为可靠性关键特性的设计奠定了重要基础。 ? 二、可靠性关键特性设计 ? 在FC-DFR数据流中，可靠性需求、可靠性关键特性设计、故障注入（FIT）是3个主要活动；可靠性建模仿真、FMEA作为分析手段，支撑这些活动的有效落实。 ? 通常，除产品自身硬件、软件、数据的故障外，诸如升级、补丁、扩容、参数配置、巡检等计划性维护活动都可能引发产品现场运行中的事故；并且从实际情况来看，此类事故往往占据较大比重。因此在FC-DFR数据流中，还应当分析计划性活动的各种异常场景对产品业务可能产生的影响，并考虑如何避免人因差错。 可靠性关键特性设计，通常包括需求、场景分析、规格、设计原理、总体方案、详细方案、设计原型几个部分；不同特性的设计原理不同，需根据实践中的具体情况作具体分析。 ? 小结 ? 在当前市场激烈竞争、新技术层出不穷、产品可靠性日益重要的环境下，FC-DFR能够围绕可靠性关键特性开展产品可靠性设计。作为专职的产品可靠性关键特性设计师，可靠性工程师熟练掌握可靠性建模仿真、系统级FMEA等工程方法，实践并积累设计能力，快速提升产品可靠性竞争力。希望这种模式能为可靠性工程在企业的成功应用摸索出一条道路，共同努力是“可靠”成为客户对我国产品的普遍认知。