退化模型：经验老工程师的肺腑之言

退化，从一个轴承的故事说起

各位年轻的工程师们，大家好。干了一辈子失效分析，见过的设备退化现象那真是太多了。别一上来就想着啥退化模型。我跟你们讲，退化模型不是万能的，它只是工具，更重要的是你们要理解设备到底是怎么坏的。

我记得大概是2000年左右，我遇到过一个案例。某型号轴承，用在精密机床上，结果没用多久，滚珠表面就出现了麻点，严重的甚至直接剥落。一开始我们也是各种查资料，套公式，搞得头昏脑涨。后来，我们静下心来，仔细观察，发现麻点主要集中在滚珠受力最大的区域，而且这些区域的润滑情况也不太好。这才意识到，问题不是出在材料上，而是出在润滑和受力不均上。后来，我们改进了润滑系统，优化了轴承的安装方式，问题才彻底解决。

所以说，退化模型固然重要，但更重要的是要学会观察，学会思考。不要被公式束缚住手脚。

常见的退化模型，别死记硬背

现在市面上有很多退化模型，什么线性模型、指数模型、对数模型、威布尔过程等等。我跟你们讲，这些模型都有自己的适用范围，别想着一个模型包打天下。

• 线性模型： 这是最简单的模型，假设设备的退化速度是恒定的。但现实往往不是这样。比如电池的容量衰减，初期可能比较快，后面会逐渐放缓。线性模型只在短期内或者退化过程比较平稳的情况下适用。
• 指数模型： 这种模型更适合描述那些退化速度逐渐加快的设备，比如某些电子元件的性能衰退。但要注意，如果设备在初期有一个磨合期，指数模型可能就不太准确了。
• 对数模型： 这种模型描述的退化初期快，后期慢，和指数模型相反，适用于电池容量衰减。
• 威布尔过程： 威布尔分布大家应该都学过，形状参数和尺度参数可以灵活调整，适用性比较广。我曾经参与过一个风力发电机齿轮箱的寿命预测项目，我们综合考虑了齿轮的磨损、腐蚀和疲劳等因素，最终选择了威布尔过程来建立退化模型。当然，这个模型也比较复杂，需要大量的数据来支撑。

总而言之，选择哪个模型，要根据实际情况来定。要对设备的退化机理有深入的了解，才能选对模型。

加速退化试验，加速你的认知

很多时候，设备的寿命很长，我们没法等到设备真正失效才来分析。这时候，就需要用到加速退化试验（Accelerated Degradation Testing, ADT）。简单来说，就是通过施加比正常工况更严苛的条件，加速设备的退化过程，然后在短时间内获取设备的寿命信息。

常见的加速方法有以下几种：

• 升高温度： 这是最常用的方法，因为温度对很多材料的性能都有显著影响。比如，电子元件的寿命会随着温度升高而急剧下降。但要注意，温度不能升得太高，否则可能会改变设备的失效机理，导致试验结果失真。
• 增加振动： 振动会导致设备的疲劳损伤，加速设备的退化。这种方法适用于那些容易受到振动影响的设备，比如汽车零部件、航空电子设备等。
• 提高电压： 这种方法主要用于电子元件的加速退化试验。提高电压可以加速电子元件的电迁移、绝缘击穿等过程。

加速退化试验方法对比

具体怎么选择加速方法，要根据产品的失效机理来定。比如，如果你的产品主要是因为腐蚀而失效，那就应该选择加速腐蚀的试验方法，而不是一味地升高温度。

做完加速退化试验，还要对数据进行分析和外推，才能得到设备的寿命评估结果。这个过程涉及到一些统计学知识，比如寿命分布、加速模型等等。但最重要的是，要保证试验数据的质量，避免garbage in, garbage out。

经验之谈，字字珠玑

干了这么多年，我总结了一些经验教训，希望能对你们有所帮助：

• 不要迷信复杂的模型，有时候简单的模型反而更有效。 关键是要对设备的退化机理有深入的了解。
• 建模之前一定要进行充分的数据分析，避免garbage in, garbage out。 数据质量是模型准确性的基础。
• 要重视工程实践，多积累经验。 理论知识再好，也比不上实际操作一遍。
• 别怕犯错，犯错是学习的最好机会。 每次犯错都要认真总结，避免下次再犯。
• 要保持批判性思维，不要盲从权威。 现在的很多退化模型都假设设备的退化是单调的，但实际情况往往更加复杂。如何建立能够反映设备真实退化过程的模型，仍然是一个值得研究的问题。

展望未来，挑战与机遇并存

总而言之，退化模型是一个很有用的工具，但它不是万能的。我们要学会灵活运用，要结合实际情况，要不断学习和思考。我相信，在你们这一代工程师的努力下，退化模型一定会发展得更好，为我们的工程实践提供更有力的支持。2026年了，希望大家能抓住机遇，迎接挑战，为中国制造贡献自己的力量！