什么是可靠性?怎么衡量

在当今高度依赖电子设备、新材料和复杂系统的时代,“可靠性”早已不是一句空话,而是产品能否赢得市场、通过认证、长期服役的关键指标。简单来说,可靠性是指产品在规定条件下、规定时间内完成规定功能的能力。但“规定条件”往往充满变数——尤其是来自环境的挑战。

那么,我们如何科学地衡量一个产品是否可靠?答案在于:模拟真实世界中的环境应力,并观察其性能衰减过程

可靠性 ≠ 耐用,而是可预测的稳定性

很多人误以为“用得久”就是可靠,但工程意义上的可靠性更强调可重复、可量化、可预测。例如:

  • 一块光伏背板在沙漠中暴晒5年不黄变;
  • 一辆新能源汽车电池在-30℃仍能启动;
  • 一架无人机在高湿高盐雾环境下持续飞行1000小时无故障。

这些都不是偶然,而是通过系统性环境测试验证的结果。

环境因素如何“悄悄”摧毁产品?

产品失效很少是突然发生的,更多是环境应力长期累积作用的结果。以下是几类关键环境因素及其影响:

环境因素典型影响
温度高温加速材料氧化、软化;低温导致脆化、开裂
湿度引发金属腐蚀、电路短路、高分子材料水解
光照(UV)导致聚合物链断裂、颜色褪变、力学性能下降
盐雾加速金属部件腐蚀,尤其在海洋或沿海地区
氧气/臭氧引起橡胶龟裂、塑料老化
机械应力振动、冲击、热循环导致焊点疲劳、结构松动

衡量可靠性的三大核心方法

  1. 加速老化测试
    通过提高温度、湿度、光照强度等参数,在短时间内模拟数年甚至数十年的自然老化过程。常用设备包括氙灯老化箱、紫外老化箱、高低温湿热试验箱等。
  2. 环境应力筛选(ESS)
    对产品施加极端但可控的环境应力(如快速温变、随机振动),提前暴露潜在缺陷,剔除“早夭”批次。
  3. 寿命预测模型
    基于阿伦尼斯(Arrhenius)、艾林(Eyring)等物理化学模型,结合实验数据推算产品在实际使用条件下的预期寿命。

可靠性不是“测一次就行”

真正的可靠性验证是一个闭环过程: 设计 → 材料选型 → 初步测试 → 失效分析 → 优化迭代 → 再验证。
其中,失效分析尤为关键——只有搞清楚“为什么坏”,才能避免“下次再坏”。

总结

可靠性并非抽象概念,而是由具体环境因素驱动、可通过科学方法量化和提升的工程属性。无论是新材料开发、产品认证,还是出口合规,都离不开对环境应力的深入理解和系统测试。忽视环境影响,等于在产品可靠性上“裸奔”。

广州海沣老化检测专注材料老化与环境可靠性评价15年,提供氙灯/紫外老化、盐雾腐蚀、湿热循环、高低温冲击、寿命评估等一站式检测服务,覆盖新能源、汽车、电子、建材等多个行业。依托CMA/CNAS资质,我们以科学、公正、准确、高效的技术能力,助力企业提升产品可靠性与市场竞争力。