可靠性增长摸底试验
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随着社会发展和科技的进步，产品的寿命越来越长，可靠性越来越高。高可靠长寿命的产品在其研制过程中可以发现产品的设计、定型、试验周期往往很长，对此类高可靠性指标产品开展可靠性试验工作，如果都按照相关标准来进行可靠性鉴定、验收和可靠性增长试验，那么，其总试验时间会很长、试验费用会很高。因此，对于可靠性指标高、重要的茶农通常无法按照要求来开展可靠性试验工作，如果采用可靠性增长摸底试验方法，不但可缩短试验时间、减少试验费用，而且对产品的可靠性在摸底的基础上还可使其得到增长，投入使用后能够满足任务要求，保证设计定型顺利进行。可靠性增长摸底试验是在模拟产品实际使用中各环境应力综合下，较短时间内利用较少的费用来暴露产品的潜在缺陷，及时纠正使得产品的可靠性得到初步增长。可靠性增长摸底试验技术是根据可靠性增长理论，利用可靠性试验方法，结合国内产品可靠性状况和研制特点而提出的。1）利用较短的可靠性试验时间，将产品的部分设计、工艺薄弱环节和缺陷暴露出来，在可靠性鉴定试验前采取有效的改进措施，以便在设计定型中不出或少出故障，确保其顺利通过鉴定试验，为产品以后的可靠性工作提供信息。2）通过可靠性增长摸底试验，对产品的可靠性水平做出初步估计，并确定产品内部较为薄弱的关键产品，进而选择需正式进行可靠性增长试验的产品。**可靠性增长摸底试验是根据我国国情，利用较短的可靠性试验时间，将产品的部分设计、工艺薄弱环节和缺陷暴露出来，进行有效改进的一种可靠性研制试验，它以可靠性增长为目的，但没有具体增长模型，也没有增长目标值的时间。由于机械产品的寿命大多呈威布尔分布，其故障多发区一般集中在耗损阶段，因此对其安排可靠性增长摸底试验意义不大。电子产品寿命基本上服从指数分布，且试验环境易于模拟，试验结果具有一定的实际意义，而对于部分机电产品，其寿命也服从指数分布，如果试验条件允许，也可安排部分可靠性增长摸底试验，因此，可靠性增长摸底试验的对象主要是电子及部分机电产品。可靠性增长摸底试验不是一项标准试验，它是根据我国国情和武器装备研制特点而开展进行的。作为一种工程实践，在设计试验方案中许多试验参数依据经验而定。因此，选择该项试验必须针对产品本身的重要度、技术特点、复杂程度等因素综合权衡来确定可靠性增长摸底试验的对象。对于重要度较高的关键产品，为了确保产品在研制初期具有一定的可靠性和安全性水平，应安排可靠性增长摸底试验。对于重要度较低的产品，其可靠度主要通过可靠性设计分析来保证，一般不必安排可靠性增长摸底试验。对于采用了大量的新技术、新材料、新工艺，技术跨度大，缺乏继承性等技术特点的新研产品，应安排可靠性增长摸底试验，并根据增长摸底试验的情况，确定可靠性较为薄弱的关键产品，进而安排可靠性增长试验。对于采用新设计较少，技术跨度较小，继承性较高、设计较为成熟、初始可靠性水平较高的产品，一般不安排可靠性增长摸底试验。对于所使用的电子元器件数量和种类较少的产品，其可靠性可通过设计过程的可靠性分析来保证。这种产品在一段时间内发生故障的概率很低，对安排可靠性增长摸底试验的意义不大；对于所使用的电子元器件数量和种类较多的关键复杂产品，应优先安排可靠性增长摸底试验。因此，建议 可靠性增长摸底试验以较为复杂的、重要度较高的、无继承性的新研或改进型电子产品为主要对象，类似的机电产品也可适当考虑。丰富的工程经验是制定一个高效适用的可靠性增长摸底试验方案的前提，可靠性增长摸底试验方案没有具体的标准试验方案可以借鉴，而是一种工程实践。在制定试验方案时，为了符合可靠性增长摸底试验时间短、花费少的特点，确定最佳的试验时间是关键。目前国内工程界对可靠性摸底试验的有效试验时间规定大致有两种观点：1）一种观点认为可靠性增长摸底试验可采用定时截尾试验方案，这里包含两个参数:一个参数是受试样品在规定的连续积累有效试验时间内无故障即可结束试验，记为T1；另一个参数是受试产品总积累有效试验时间最长不超过某一上限时间即可结束试验，记为T2(T1<T2)。满足以下两个条件之一即可结束试验。a.在给定的综合环境应力条件下，如果受试样机连续积累有效试验时间达到T1时，无关联责任故障，则结束试验；如果期间出现关联责任故障，则停止试验，进行故障分析、排故、采取纠正措施后重新开始试验。c.为了更有效缩短试验时间，对产品可靠性快速作出初步评估，节约经费，则有如下条件：如果受试样机连续累积有效时间达到T3-T1(T3-T1)期间内出现关联责任故障，则补充试验时间：（T1-T3)*T2/T1内没有出现关联责任故障，也可结束试验；如果在补充时间内出现关联责任故障，则重新开始试验。第三个条件对第一个条件的补充，当连续累积有效试验时间接近T1但是还没有达到T1时，出现关联责任故障，则运用第三个条件可能能够进一步缩短试验时间。T1、T2、T3的大小关系可以运用与受试样品同类型产品的可靠性工程经验确定。一般确定原则如下：首先确定T1，再由T1、C（置信水平，一般取0.8）来确定T2、T3,可以选取T2=2*T1,T3=C*T1。2）另一种观点则认为，根据经验和有关规定，产品可靠性的预计值一般高于规定值的25%左右，门限值约为规则值的80%，研制阶段结束时的最低可接受值约为门限值的60%。由此可以得出，产品研制阶段结束时的可靠性最低可接受值约为预计值的48%，所以，可靠性增长摸底试验时间一般为产品可靠性规定值的10.176%。而考虑产品预计值时的可靠性增长摸底时间为10%，因此，两个因素确定的可靠性增长摸底试验时间基本一致。试验中应模拟产品实际的使用条件制定试验剖面，包括环境条件、工作条件和使用维护条件，选择试验条件时应考虑的因素有：2）实际使用条件下出现不同应力因素时引起失效的可能性；由于可靠性增长摸底试验是在产品研制阶段的初期进行，无实测数据可用，因此一般按GJB899中的有关规定来确定试验剖面，但需结合工程经验和产品特点恰当剪裁，在不破坏产品且不会引起与现场使用时不相符的故障前提下，可以使用加速应力。一般来说，由于可靠性增长摸底试验的时间比可靠性鉴定试验的时间短，其试验剖面各环境应力会比鉴定试验的时间短，其试验剖面各环境应力应比鉴定试验更高，更严酷。。温度应力不考虑常温段，仅考虑施加极限温度应力，通常由四个温度阶段组成一个温度循环：冷浸、极限低温、热浸、极限高温。可以将研制要求中的低温、高温储存温度作为冷、热浸温度，将研制要求中极限低温、高温工作温度作为试验剖面中的极限低温、极限高温阶段。低温和高温阶段的时间各占1/2，也可根据受试产品对温度应力的敏感程度适当的调节时间比例。湿度应力和电应力可以结合产品特点并参考GJB899施加。振动应力量级和时间上可以适当比GJB899规定的严格。可靠性增长摸底试验依据国外开展可靠性增长试验工作所取得的经验，结合我国国情，可快速有效的对产品的初步可靠性作出评估，既缩短了时间，又节约了经费。其技术特点体现在以下三个方面：1）在开展可靠性增长摸底试验前，往往要对整个型号中产品的可靠性试验情况进行整理分析，针对装备产品的特点有重点的选取关键的、重要的、薄弱的、问题较多的部件开展可靠性增长摸底试验，将可靠性试验重点放在决定整个装备系统可靠性的关键问题上，为缩短产品设计定型周期，确定可靠性增长试验产品提供了可靠的依据，为保障产品顺利通过鉴定试验提供了保障。2）可靠性增长摸底试验利用经验和以往数据设计统计试验方案，且试验剖面环境应力更加严酷，也保证了试验的快速有效、节约经费的特点。在可靠性增长摸底统计试验方案中，规定样品总累积有效试验时间如达到规定设计的时间即可最终结束试验，避免了试验前可靠性偏低的差品长时间地进行综合试验，同时又较充分地暴露了产品的缺陷和故障，分析故障的机理和原因，采取有效的纠正措施进行改进，防止该类故障的重复出现和发生，保证了试验后产品可靠性能够得到一定保证。3）通过可靠性增长摸底试验对产品起到试验把关的作用。可靠性增长摸底试验的统计试验方案中规定了产品试验过程中如在累积有效试验时间内无关联责任故障出现即可停止试验。这说明若试验中出现故障，需采取措施进行改进，接着继续进行试验，直至在方案规定的时间内没有出现故障或达到规定的总累积有效时间，才能进行设计定型。这样既可保证在一定有效时间内验证纠正措施的正确性，又能确定可靠性较为薄弱的关键产品，进而确保一些重要的、问题较多的产品具有良好的技术状态，为保证顺利鉴定试验打下良好的、扎实的基础。某型飞机是首次较系统地开展可靠性设计的型号，在研制过程中，通过权衡产品的结构特点、复杂程度、可靠性要求以及经费多少等因素后确定了18项设备开展可靠性增长摸底试验，上述设备均为电子电气产品，它们具有基本相似的故障激励，潜在故障易于用可靠性试验的方法暴露。为了使暴露故障具有系统性、代表性，提高改正措施的有效性，要求试验件应与装机试飞件具有相同的技术状态，相同的工艺过程，并进行了环境应力筛选，剔除了早期故障。该产品的可靠性增长摸底试验所用试验设备为综合环境试验系统。该试验系统具备温度应力、湿度应力、振动应力同时施加的能力，并具备施加应力量值、变化速率、时间顺序等记忆与程序控制功能，能满足试验产品的综合环境应力的施加要求。根据各机载产品装机位置的不同，其可靠性增长摸底试验分别按照评审通过的相应综合环境试验剖面。为了考核严格，加速寻找产品的薄弱环节，试验剖面选取中空截击与低空大表速组合飞行科目和高空截击与对地攻击组合飞行科目两个典型任务剖面，按照GJB899A所提供的原则和方法，将任务剖面转换成了相应的环境剖面，最终合成试验剖面。受试设备经受规定的综合环境应力试验，在每个试验循环中同时对试验件施加电应力以及温度循环、随机振动、潮湿等环境应力。试验时间为100h，每个试验循环8h.试验剖面如图1所示。
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