9月份最大的可靠度事件莫過於福衛5號的失能事故。
造價新台幣 57 億元,耗時9年研發製造的福爾摩沙衛星五號於台灣時間8 月 25 日發射升空,展開為期五年的服役。
任務著重於衛星本體及光學遙測與科學酬載自主能力的建立,並接替於2016年除役的福衛二號任務。福衛五號是一顆僅作為商業性用途的衛星,其拍攝照片不用於軍事。
福衛五號將在距離地球表面723公里的軌道運行,每天可繞地球14.5圈,每兩天就能經過台灣一次。衛星上除了搭載黑白2米、彩色4米的高解析度光學遙測酬載對地球表面進行監測之外,更配備了中央大學研發的先進電離層探測儀,希望透過測量電離層的電漿變化,來進行地震預警,降低地震的損傷。
太空中心於9月8日取得遙測影像,出現光斑及模糊情況,判斷是遙測取像儀的焦距產生偏移,現採取三種方式調校,估計約需二至三個月改善影像品質。
福衛五號拍攝舊金山地區的照片模糊不清。 圖/國研院
太空中心規劃下列三種解決方式:一、根據熱漲冷縮原理,改變衛星內部溫度,以改變遙測取像儀之焦距,然此方法能改變的程度有限。第二是改變衛星之高度,以符合目前遙測取像儀之焦距。福衛五號設計有推進系統,可以改變高度,然而此一作法可能會縮短任務壽命,也會改變軌道周期,無法維持每兩日固定再訪之規律。三、以福衛五號影像和過去福衛二號拍攝的影像對比,用軟體進行「回溯修正」,改善解析度。
福衛五號影像順利傳回地面,影像模糊不清,且在都市的建築物旁邊出現一圈一圈的光斑,經與光學專家共同分析後研判,模糊不清及光斑皆是焦距偏移造成。
太空中心副主任余憲政表示,目前尚無法得知造成焦距偏移的原因。衛星發射過程或太空環境的變化難以預測,只能竭盡可能採取改進措施,把影響降到最低。
我們利用可靠度設計的分析工具【P-Diagram】為福衛5號做了一個事後分析,呈現出遙測取像功能的失效機裡。
P圖呈現了4種噪音因素(干擾因子),3個控制因子,一個信號因子。 我們可以設計一個穩健實驗來改善其遙測取像的穩健性。
根據數據顯示,大部份的可靠性問題都是因為在產品開發時,穩健設計不到位所引起到,深究箇中原因就是未能有效控制噪音因子,使得系統在使用狀況或環境中,一旦遭受噪音干擾就會發生下列五類失效的情形:
1)預期功能完全喪失
2)預期功能部分喪失
3)預期功能部分降級
4)預期功能斷斷續續的做動
5)出現不預期的功能或結果
福衛5號出現的失效包括了的降級、不預期的結果。
為了使產品不會發生不想要的結果(失效模式),就要應用穩健設計的方法,藉由控制因子的有效組合設置,來控制干擾因子,使其不會影響系統正常地運作,持續產生【想要的結果】。
很多企業的研發管理也像福衛5號一樣,忙著趕工上市,往往很容易就出問題。像是去年三星的Note7 自燃事件,今年9月才上市的iPhone 8,也在台灣發生充电自燃事件。如果長期漠視可靠性及產品穩健設計,相信每年都還會再看到類似新聞不斷重複發生。
穩健設計課程 (Robust Design)
http://www.musigmagroup.com/tw/showser-264.html
進階實驗設計班 (Advacned DOE)
http://www.musigmagroup.com/tw/shownews-118.html
DFR可靠度設計公開班
http://www.musigmagroup.com/tw/shownews-34.html