5 марта 2017 г.

Глава 24. Ищи, где потерял

А в обычной жизни общим руководящим принципом является слепота.
П.Д.Успенский
 
Одним из источников интересных задач нам представляются болезни, брак, результаты испытаний всех видов приборов и техники, т.е. все отклонения нормального функционирования под действием внешних воздействий, либо внутренней готовности. Простое правило, которое я вывел для себя - это, в первую очередь, искать причину в том месте, где обнаружено отклонение и, обязательно, в обоих взаимодействующих элементах.
Приведем несколько ярких примеров.
«Инфекция ХХ века: болезнь легионеров», - так называется статья, приведенная в [95].
"Летом семьдесят шестого года закончить съезд на традиционной мажорной ноте не удалось Из участников, членов их семей и гостей 221 человек тяжело заболели. В 34 случаях медицина оказалась бессильной.
Уже через неделю после открытия съезда лучшие силы американского здравоохранения были брошены на борьбу с эпидемией. «Ужасы новой болезни», «Кто убил легионеров?», «Убийцы повсюду»- такими заголовками пестрели в те дни газеты. Через две недели вспышка прекратилась. Новых случаев заболевания не было. Отель «Белью-страдфорд», в котором проходил съезд, был тщательно продезинфицирован и закрыт на много лет - до той поры, пока Американский легион не открыл там мемориальный музей в память о своих погибших членах.
Опрос переболевших показал, что почти все они посетили один из холлов гостиницы, в которой работал в то время неисправный кондиционер.
Прошел целый год, прежде чем удалось выделить возбудитель заболевания. У нового возбудителя оказался уникальный жирокислотный состав клеточной стенки и необычная последовательность нуклеидов ДНК, он не имел родства ни с одним из известных микроорганизмов. По этой причине его выделили в новый род микроорганизмов. Возбудитель оказался настолько интересным и настолько опасным, что вот уже десять с лишним лет проблемой легионеллеза усердно занимаются микробиологи, эпидемиологи, пульмонологи, гигиенисты, экологи, химики - список этот далеко не полон".
Итак, удалось обнаружить возбудитель там, где произошло заболевание.
«Высокое давление. История одного открытия». С.М.Стишов [96].
"В течение недели ставлю второй и третий опыты. Результаты - те же самые. По-прежнему игнорирую материал, прилипший к крышечкам. Достаю крышечки с прилипшим материалом от прежних опытов. Беру материал под микроскопом. Та же самая фаза «Х»! Естественно, называю себя идиотом, но, как говорится, все хорошо, что хорошо кончается".
С.М.Стишов смотрел, что получилось в ампуле, но не смотрел, что образовалось на крышке! Он сам пришел к мысли посмотреть.
В журнале "Химия и Жизнь" опубликована рецензия на книгу В.Н.Карнаухова «Спектральный анализ клеток в экологии и охране окружающей среды. (Клеточный биомониторинг)». Рецензия называется «Здоровье клетки - здоровье народа» [97]. Один пример. Речь идет о гибели рыбы в реке. Кто виноват? Проверили воду, погибших рыб - все чисто.
Осмотр места показал, что вода чистая и прозрачная. "Дело относилось к категории «мертвых» до тех пор, пока в качестве свидетелей не были допрошены клетки водорослей с места преступления. В допросе участвовали люминесцентный микроскоп и спектральный анализатор, образующие вкупе с рядом дополнительных устройств, разработанный автором книги прибор для регистрации люминесценции живого. Отношение интенсивности излучения клеток водорослей в полосе спектра 730 нм и 630 нм увеличивалось по течению реки по мере приближения к откормочному комплексу скота в Шарапове. Инспекторы рыбоохраны обнаружили следы аварии, в отстойнике фермы. Под тяжестью улик виновные признались и понесли заслуженное наказание".
Хотя это метод и не новый, но используется он редко. Можно вспомнить отравление грибами летом 1992 года в Воронеже и еще ряде городов. А ведь, наверно, можно было провести спектральный анализ клеточных структур.
О работе Пастера. "Вдруг Пастеру пришла в голову одна мысль, и он поспешил поделиться ею с Ру, - яд бешенства, проникающий в тело человека через укус, оседает главным образом в его головном и спинном мозгу. Все симптомы бешенства указывают на то, что этот яд, который нам никак не удается отыскать, поражает прежде всего нервную систему. Там-то мы и должны искать этого таинственного микроба. Может быть, и не видя его, мы могли бы его там вырастить? Нельзя ли как-нибудь воспользоваться мозгом живого существа в качестве колбы с бульоном? Это, конечно, довольно странная посуда для культуры, но дело в том, что, когда мы впрыскиваем яд под кожу, он теряется и рассасывается в организме, прежде чем достигнуть мозга. Ах, если бы можно было ввести его прямо в собачий мозг!" [98]
А вот современный пример. В камере для испытаний интегральных схем при температуре 60 °С оказывается, что три прибора имеют один параметр выше нормы. Все бросились искать причины в технологии изготовления ИС. Начали отбирать ИС с ужесточенными нормами, поставили еще несколько выборок на испытание. Еще 4 партии испытанных ИС дали такие же результаты. Работа проводилась месяц и, наконец, обратили внимание на саму камеру. Проверка каждого гнезда показала, что в трех гнездах температура не соответствовала норме -60° С. После исправления камера стала работать нормально, и испытания прошли положительно. Но мы потеряли месяц, а могли решить проблему за 10 минут, если бы мы стали искать дефекты в камере, а не только в ИС.
Еще один пример, но более суровый. В этом случае мы искали причину несколько лет и нашли буквально случайно. При испытаниях транзисторов на надежность из 50 транзисторов 1-2 показывают значение коэффициента усиления больше нормы. Так, если h21 имеет значение 100, то норма 130, а у бракованных 150, 135 и т.д. В чем дело? Очевидно, мы уже знаем, надо смотреть и транзистор и камеру. Камеру проверили, а вот как подойти к транзистору, никто не знал. Проводилась масса исследований, но они ничуть не подвигали к решению проблемы. И, наконец, мне надоело возиться с этой проблемой. Я взял два прибора, имеющие после испытаний h21 больше нормы, дал их одному инженеру и строго указал ему - чтобы ты не делал, сразу проверяй после этого значение h21. Буквально через несколько часов оказалось, что как только он проверил ВАХ транзистора, h21 сразу упал на 30-40% от первоначального значения. Теперь стало ясно, что происходит. Однако, мы взяли десяток годных приборов и измерив h21, подвергли их “лавинному пробою”, который происходит при измерении ВАХ. Все подтвердилось - у всех транзисторов h21 упал почти в два раза. Если теперь их подвергнуть термообработке, то h21 возвращается к первоначальному значению. Обратим внимание, что падение h21 происходит после просмотра ВАХ эмиттерного перехода.
Итак, осталось ответить на вопрос: где же осуществляется перегрузка - “лавина”?
А картина выглядит следующим образом - если один-два прибора были под действием “лавины”, то их h21 упал от начального значения в 2 раза. Именно это значение h21 фиксируется перед постановкой приборов на испытания. Далее на приборы подается режим и температура +125° С. В это время h21 за счет термообработки возвращается к своему первоначальному значению, например, если при постановке прибор имел h21=50, а до попадания на него “лавины” h21=100, то h21 возвращается к этой величине. В процессе испытаний h21 еще несколько повышается.
Таким образом, h21 у прибора, подвергнутого лавинной обработке, становится равным 120, а до постановки было 50. Очевидно, такой прибор испытания не выдержал. Установили, что падение h21 связано с тем, что работницы при вставлении приборов в гнезда колодки для измерения параметров, перепутывают выводы и на эмиттер попадает напряжение коллектора, которое заведомо больше Uэб и дает “лавину”.
Положение было исправлено - приборы перестали перегружать. Однако, встал вопрос - какова же природа этого явления? С грустью должен сказать, что мы эту проблему не решили из-за целого ряда причин.
Итак, можно утверждать, что в первую очередь надо искать причину в обоих взаимодействующих элементах. Если же причину установить не удалось, то следует идти вглубь. Например, если это брак в технологии, следует идти по технологическим операциям, но, что очень важно, смотреть и измерять самому - никому не доверяя.
Приведу две иллюстрации к этому сложному правилу. А.Абрагам пишет: "Я строго следовал своему правилу: не включать в книгу ни одной теории, с которой я не был согласен или которую я не совсем понимал, ни одного экспериментального результата, который грубо противоречил хорошо установленной теории, ни одной формулы, которую бы я сам не проверил. От последнего правила я отступил дважды, доверяя авторам, которых уважал, и каждый раз сожалел об этом" [75].
А вот случай, который произошел со мной, и стоил мне очень дорого.
Мы выпускали одну интегральную схему, которая нашла значительное применение и план по ней рос буквально каждый месяц. И, вот, что интересно, чем больше план, тем ниже процент выхода ИС.
Дело дошло до того, что пришлось набрать дополнительно 20 работниц, работать в три смены, но мы не могли обеспечить кристаллами сборочный цех. В сборочном цехе работало 100 сборщиц – сдельщиц, которые остались без работ, и это обстоятельство, по тем временам, было достаточно грозным. Положение было угрожающим. Шел брак по всем параметрам на конце технологической цепочки, в то время как на всех операциях был прекрасный выход. Длительные исследования показали, что глубина коллекторного перехода не воспроизводима, и колебания весьма значительны. Тогда я, несмотря на то, что мне было неудобно, пошел смотреть каждую технологическую операцию, где формировался коллекторный переход. Я просто стоял и смотрел - что и как делают и что записывают в сопроводительную документацию. И вдруг я увидел вопиющую ложь!
 
Работница измеряла поверхностное сопротивление, на приборе было показание 500, а она записывает 300! Что вы делаете, спрашиваю я, а она мне отвечает, - "Мне за брак не платят! Что же я буду писать правду, если останусь без денег, а технологи, которым я говорила, ничего сделать не могут!" Самое главное - я нашел операцию, где формировался брак. Оказалось, что, когда в день загружали две-три партии - все получалось, но когда стали делать много партий, пошел брак. На этой операции - окисление с «разгонкой» бора режим обработки был следующий: сухое окисление - влажное окисление и опять сухое окисление. Так вот оказалось, что в трубе всегда присутствовала влага и поэтому никогда сухого окисления не было, а значение Rs сильно зависит от вида окисления.
 
Таким образом, удалось сразу найти и причину брака и, долго не раздумывая, найти решение - проводить сухое и влажное окисление в разных каналах печи. Буквально через две недели мы «закидали» кристаллами сборочный цех, но вот тут то и появилась идея - никому не доверять, а проверять. Я был на 100% уверен в честности работниц, а оказалось, что это не так.
 
Подводя итог, можно сказать, несмотря на то, что вначале появляется чувство бежать и искать причину где-то в другом месте, надо очень дотошно и тщательно, отбросив все авторитеты в сторону, проверить все на месте «преступления». Вспомните камеру холода. Почему я не стал проверять в ней температуру. Мы были очарованы работой метристов, все считали, что они работают как часы, у них высокий авторитет и т.д. Этот барьер мы преодолевали целый месяц. И только лишь пройдя путь «ищи на месте преступления», следует двигаться дальше. В [100] автор рассказывает о Митчеле, который разработал дыхание клетки, и что интересно, так это то, что он обратил внимание на мембраны клеток, в то время как другие ученые с этой точки зрения на них не обращали внимания.
Россия - странный садовод
И всю планету поражает,
Верша свой цикл наоборот,
Сперва растит, потом сажает.
Игорь Губерман [44]