今天中午與華為一位老兄弟聚餐，他說，華為做穿戴式設備很痛苦。為什麼呢，華為在用做通信設備的嚴謹性在做終端設備。

例如，做一款手環，手環的難度在于：天線設計和防水。華為的手環天線不但在要自由空間中測試手環的TIS，TRP；而且要測試手模的TIS和TRP，也就是要測試手環或者手表戴在手上的真實場景的射頻關鍵參數；而一些互聯網公司外包的手環或者兒童手表，其實沒有測試相關的場景，雖然在不戴在手上的時候，指标還好。

備注：TRP（total radiated power）是總輻射功率，我們平時說的發射功率應該是NHPRP（near horizontal part radiated power）接近水平面部分輻射功率。TIS（total istropic sensitivity）是總全向靈敏度，我們平時說的接收靈敏度應該是NHPIS（near horizontal part istropic sensitivity）接近水平面部分全向靈敏度。

另外的話，手表一旦承諾防水等級IP67之後，那麼每台設備在出廠前都需要進行氣密性和防水測試。如果通過不了，産品不能正常過點，也就不允許發貨。所以工程師也非常苦逼。

華為由于在可靠性積累多年，所以在可靠性方面可以講的很多。我先從可靠性設計中非常重要的FMEA，說起。

第一部分、概念

先說一下定義：FMEA是一種可靠性設計的重要方法。它實際上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影響分析）的組合。它對各種可能的風險進行評價、分析，以便在現有技術的基礎上消除這些風險或将這些風險減小到可接受的水平。

FMEA（失效模式與影響分析）　　Failure Mode and Effects Analysis　　潛在失效模式與後果分析

曆史：

50年代初，美國第一次将FMEA思想用于一種戰鬥機操作系統的設計分析；　　

60年代中期，FMEA技術正式用于航天工業（Apollo計劃）；　　

1976年，美國國防部頒布了FMEA的軍用标準，但僅限于設計方面。　　

70年代末，FMEA技術開始進入汽車工業和醫療設備工業。　　80年代初，進入微電子工業。　　

80年代中期，汽車工業開始應用過程FMEA确認其制造過程。　　

1988年，美國聯邦航空局發布咨詢通報要求所有航空系統的設計及分析都必須使用FMEA。　　

1991年，ISO-9000推薦使用FMEA提高産品和過程的設計。　　

1994年，FMEA又成為QS-9000的認證要求。

我們做FMEA的目的是：

能夠容易、低成本地對産品或過程進行修改，從而減輕事後危機的修改。

找到能夠避免或減少這些潛在失效發生的措施；

益處顯而易見：

·指出設計上可靠性的弱點，提出對策

·針對要求規格、環境條件等，利用實驗設計或模拟分析，對不适當的設計，實時加以改善，節省無謂的損失

·有效的實施FMEA，可縮短開發時間及開發費用

·FMEA發展之初期，以設計技術為考慮，但後來的發展，除設計時間使用外，制造工程及檢查工程亦可适用

·改進産品的質量、可靠性與安全性

第二部分、質量是設計出來的，不是測試出來的。

在我看來，FMEA不單純是一種故障後果防範的工具，更是一種設計理念。也就是說：在你設計電路或者設計軟件的時候，就需要考慮某個部件如果損壞了，可能對系統的影響，并且在設計的時候就能夠預見，并制定對策。

看下圖，你可以發現可靠性不是靠測試出來問題，解決問題實現的。而是設計出來的。也就是我們經常說的“質量是設計出來的”。

看着下圖簡略的描述，可以看到，在設計的概念階段、就介入的可靠性的設計，而在計劃階段和開發階段的起始，就需要完成FMEA的分析報告。

1、幫助決策者從各種方案中選擇滿足可靠性要求的最佳方案

2、通過系統級FEMA分析并确定系統最合理的可靠性架構，功能模塊劃分，冗餘策略，複位策略，集中式/分散式控制策略等

3、通過闆級/器件級FEMA保證所有單元的各種故障模式及其影響都被周密考慮

4、找出系統的可靠性薄弱環節，分析每個單元故障後對系統功能影響及其影響程度，為進一步改進産品可靠性設計以及可靠性定量計算提供資料

産品的可靠性可以理解為三個規定，即規定條件下、規定時間内、産品完成規定功能的能力。

從用戶的角度考慮，可簡單地理解為幾個層面的要求：

1、硬件不出故障；

2、硬件故障，僅對性能有部分影響，設備的功能不受損。

3、硬件故障，設備部分或全部功能受損。但能盡快恢複業務。

第三部分、FMEA的基本思想：遍曆性、系統性。

我們可以在很多FMEA的教材上面看到這兩個概念：遍曆性、系統性。那麼這兩點在硬件設計的過程中是如何體現的呢？

FMEA的分析方法：

硬件法，從硬件的角度，對每個器件管腳輸出分别去考慮故障模式、故障影響、檢測補償措施。（因為我們遍曆了每一個器件、每一個器件的每一個管腳，所以這裡體現了遍曆性）

功能法，每個産品可以完成若幹功能，而功能可以按輸出分類。這種方法将輸出一一列出，并對它們的故障模式進行分析。對應系統級、單闆級分析。（此處按照功能和場景，對故障模式分别進行遍曆和分析）。

第四部分、FMEA分析操作步驟

嚴酷等級：

1、這種故障會導緻整個系統崩潰或主要功能受到嚴重影響；2、這種故障會導緻系統主要功能受到影響、任務延誤的系統輕度損壞或存在較大的故障隐患；

3、系統次要功能喪失或下降，須立即修理，但不影響系統主要功能實現的故障；

4、部分次要功能下降，隻須一般維護的，不對功能實現造成影響（一般告警或指示燈故障等）。

描述結構圖 ：

清晰功能模塊之間的相互關系，主要輸入/輸出信号。

參考的FMEA表格：

我曾經開發過程中，也非常的急于出成果。但是正真做成硬件精品，往往忽略一些功能設計之外的考慮，最後導緻返工。

可靠性設計，包含FMEA的設計是很重要的。磨刀不負砍柴工，從設計階段，就融入可靠性、預防失效的思考，讓你的設計上升一個台階

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