這是一個(gè)有關(guān)新廠房及其管理方面的小故事。我曾經(jīng)在一家開(kāi)發(fā)電話成本管理專用電腦的公司工作，這種專用電腦產(chǎn)品能夠針對(duì)通話進(jìn)行路由并收集資料，再采用成本試算表，使連線通話能更確切地實(shí)現(xiàn)節(jié)費(fèi)。我當(dāng)時(shí)是測(cè)試工程部門(mén)的資深設(shè)計(jì)工程師，負(fù)責(zé)新廠房中整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的正常運(yùn)作與除錯(cuò)，并以最先進(jìn)的輸送系統(tǒng)傳送電腦系統(tǒng)到每一測(cè)試站。新廠房中還有一個(gè)讓我們?cè)O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)引以為傲與興奮的是一條長(zhǎng)約200英呎的燒結(jié)隧道(Burn Tunnels)，這是我們?cè)谶M(jìn)行最終測(cè)試以前解決早期故障問(wèn)題的地方。

我們的團(tuán)隊(duì)工作十分嚴(yán)謹(jǐn)，因而也就輕松順利地在新廠房啟用前完成任務(wù)，高級(jí)管理人員們看到生產(chǎn)線上一個(gè)接一個(gè)的測(cè)試站后也都非常高興。但不久，我們就遇到“問(wèn)題”了。在預(yù)測(cè)試階段，就在產(chǎn)品單元尚未進(jìn)入燒結(jié)隧道進(jìn)行高溫作業(yè)以前，我們便發(fā)現(xiàn)CMOS備份電池上所顯示的低電池電量錯(cuò)誤，因?yàn)檫@可是才剛裝過(guò)堿性電池呢！

這種錯(cuò)誤影響了整個(gè)測(cè)試工程、品質(zhì)控制以及設(shè)計(jì)工程，導(dǎo)致公司無(wú)法順利出貨任何產(chǎn)品！品質(zhì)控制人員檢查過(guò)電池制造日期并確認(rèn)都是全新的，同時(shí)設(shè)定一個(gè)冷儲(chǔ)存的工程變更通知(ECN)，以延長(zhǎng)庫(kù)存周期。設(shè)計(jì)工程人員仔細(xì)地檢查其設(shè)計(jì)、為CMOS內(nèi)存元件進(jìn)行故障分析，但仍不明白為什么過(guò)去多年來(lái)運(yùn)作順利的設(shè)計(jì)現(xiàn)在卻出問(wèn)題了。該設(shè)計(jì)規(guī)格在微安培的電流范圍內(nèi)，可支撐以CMOS配置的備份電池約兩年。很顯然地，問(wèn)題應(yīng)該出在廠房部份，因而大家也就把茅頭指向測(cè)試工程的管理問(wèn)題。

當(dāng)然，一如往常地，問(wèn)題總是發(fā)生在星期五的早上。高級(jí)銷售副總裁召集我們所有的人以后，便告訴我們必須日以繼夜地工作來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，而且必須在周一早上以前恢復(fù)正常生產(chǎn)。

我一向?qū)y(cè)試工程視為神圣的使命，這是一種發(fā)展批判性思考的絕佳訓(xùn)練，它有時(shí)是我們?cè)谠O(shè)計(jì)中最嚴(yán)重缺乏的。

首先，CMOS內(nèi)存究竟使用多少電流？幸好我們所談?wù)摰氖荄IP封裝，所以我們可將線路與接腳拉至電表來(lái)測(cè)，測(cè)得結(jié)果為15微安培，剛好符合規(guī)格要求。接下來(lái)我們嘗試為此元件施加壓力、溫度、電壓偏移、功率循環(huán)、靜電放電以及一切我們所能想到的。然后，當(dāng)芯片開(kāi)始汲取15mA電流時(shí)，我們也顯現(xiàn)出不可置信的疑惑神情，并將芯片設(shè)置在“閉鎖”(latch up)模式，在此模式下，CMOS的結(jié)構(gòu)看起來(lái)就像一個(gè)硅控整流器(SCR)。

很快地計(jì)算一下電池容量以及從裝配到測(cè)試的運(yùn)行時(shí)間，證實(shí)電池應(yīng)該可連續(xù)使用幾個(gè)小時(shí)后才耗盡。現(xiàn)在，我們知道這是怎么一回事了，我們現(xiàn)在必須做的是找出如何解決問(wèn)題的辦法。但說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。

我們檢查了從電路板到系統(tǒng)的整個(gè)組裝過(guò)程，也檢查過(guò)測(cè)試站的靜態(tài)保護(hù)，并確認(rèn)裝配器插接以及避免靜電的方式。我們?cè)敿?xì)檢查過(guò)一切后發(fā)現(xiàn)完全符合程序要求，但就是找不到問(wèn)題所在。當(dāng)時(shí)已經(jīng)是晚上8點(diǎn)，不但搜索枯腸，大家也都餓了。我當(dāng)時(shí)和另一位工程師就坐在預(yù)測(cè)站旁，輸送系統(tǒng)上的導(dǎo)電盤(pán)中還放一部已接至電表的待測(cè)電腦。我們旁邊就有一臺(tái)示波器放置于輸送系統(tǒng)下方，當(dāng)我們一面計(jì)劃下一步的行動(dòng)時(shí)，這位工程師不慎碰到示波器的探棒。這時(shí)我注意到示波器屏幕上頓時(shí)出現(xiàn)了巨大的突波。天?。∵@50V的負(fù)峰值電流是打從哪兒來(lái)的呀！

第一個(gè)關(guān)鍵性思考－測(cè)量機(jī)箱！是的，一點(diǎn)兒也沒(méi)錯(cuò)，機(jī)箱測(cè)得的正是50V負(fù)峰值電流。該電路板接地連接至機(jī)箱，所以在小型CMOS芯片的接地即可測(cè)得此負(fù)電壓，接著并逐漸進(jìn)入閉鎖模式。第二個(gè)關(guān)鍵性思考──測(cè)量輸送帶上的滾軸，哇！這回測(cè)得的數(shù)字約有幾百伏呢！顯然地，該路徑流程十分清楚，導(dǎo)電的抗靜電盤(pán)從滾輪拾取電荷，并經(jīng)電容耦合至機(jī)箱中。至此，我們即將解決所有問(wèn)題了。不過(guò)，金屬輸送滾輪又是如何取得如此高的電壓？我們檢查了驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的配線，一切看來(lái)都正常運(yùn)作，并未發(fā)現(xiàn)有短路的情況。

接下來(lái)，我們測(cè)量鋼制滾輪以及專用于接地的導(dǎo)軌，但這里卻未能妥善建置──每個(gè)滾輪都未連接至導(dǎo)線架。在與我們的內(nèi)部電路專家討論過(guò)后，我們注意到這一驅(qū)動(dòng)機(jī)制采用了一種由橡膠傳動(dòng)帶連接至鋼制滾輪的尼龍滑輪組。真是完美的范氏發(fā)電機(jī)(Van de Graf generator)！ 而我們還擁有15,000組呢！由于我們必須在周六向高級(jí)副總裁報(bào)告任務(wù)進(jìn)度，因此，差不多該是回家休息的時(shí)候了！

到了周六清晨，我們已請(qǐng)輸送帶承包商在每一個(gè)滾輪上加裝了接地彈簧(但刻意忽略掉其中6個(gè))、測(cè)量過(guò)整個(gè)系統(tǒng)，完全準(zhǔn)備好可開(kāi)始進(jìn)行展示了。高級(jí)副總裁希望我們能夠充分地說(shuō)明，而我們也很高興能在慶祝蛋糕前提供相關(guān)細(xì)節(jié)。隨著輸送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，我們密切觀察電表上的電流變化，就在測(cè)量電表一碰觸到那6只尚未修正的滾輪時(shí)，電流忽然地降到了15mA。

真相總會(huì)大白。由于高級(jí)副總裁曾經(jīng)向輸送帶供應(yīng)商抱怨過(guò)滾輪的聲音嘈雜，使得他們改采用尼龍材料來(lái)取代原來(lái)的接地鋼球軸承，并將這些滾輪隔離至15,000個(gè)范氏發(fā)電機(jī)中。

注：范氏(范德格拉夫發(fā)電機(jī))是由美國(guó)科學(xué)家范德格拉夫(Robert Jemison Van de Graaff)于1929年發(fā)明的一種靜電發(fā)電機(jī)，它的原理性結(jié)構(gòu)如圖所示。金屬球殼A由絕緣支柱B支撐，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的滑輪D和D′上裝有由絲織物制成的傳送帶C。E、F是兩個(gè)金屬尖針，E與高壓直流電源相接，F(xiàn)與A球相連。E因尖端效應(yīng)不斷放電，使傳送帶C帶電，傳送帶上的電荷到達(dá)F附近時(shí)，又因F的頭端作用使電荷傳遞到A球的外表面。傳送帶不停地給A球輸送電荷，可使A球的電勢(shì)高達(dá)幾兆伏特。

這里是嘲諷的說(shuō)法。

圖1：范德格拉夫發(fā)電機(jī)原理圖