第四部分--可靠性管理

第四部分 可靠性管理第一章 可靠性管理工作项目1 制定可靠性工作计划(101)1.1 目的 承制方制订可靠性工作计划，以便实现产品可靠性大纲所规定的全部任务。1.2 大纲与计划产品的可靠性大纲，是产品研制过程全部可靠性工作的总体规划，包括可靠性目标、要求以及必须进行的各项工作及其实施要求，是纲领性文件。 可靠性计划是为落实可靠性大纲规定的目标和任务而制订的具体程序。要对目标和任务进行层次分解，直到可以执行和控制；对每项可靠性活动在何阶段、何时间完成，开始的条件、结束的标志，由谁负责、谁配合完成，输入到何处等都应有详细说明和规定。大纲是计划的依据，计划是大纲的具体化和实施保证。前者好比是节目单，后者是每个节目的具体安排。1.3 工作项目和要求的确定工作项目是指产品在研制过程的某段时间内，为完成规定任务所必须做的某项可靠性工作。由于产品的复杂程度、可靠性要求的高低、承制方的能力与水平的差异，具体选取哪些项目，主要由工程领导人根据经验确定，可靠性工程师要作好参谋。具体可参考GJB 450装备研制与生产的可靠性通用大纲的附录A。1.4 可靠性计划的编制可靠性计划是实施可靠性管理的核心，编制可靠性计划就是为落实大纲规定的目标和任务而制定的具体实施方案，即包括决定做些什么，怎样做，做到什么程度，什么时侯做，由谁来做；对完成计划所需的设备、人力、资金等的概算和落实的说明等内容。1.5 制订计划的原则与步骤a. 原则根据可靠性大纲确定的要求与项目进行分解和分配，全面考虑，重点放在研制的早期阶段；可靠性计划应纳入整个工程研制的计划，与其它工作和维修性、安全性、质量保证工作协调一致，避免不必要的重复；计划要分阶段安排，要求应明确、具体，便于执行、检查；明确规定各部门、各类人员的责任、权限与相互关系。b. 步骤 分析、确定可靠性要求，划分可靠性管理阶段；确定各阶段的工作项目与要求；拟定可靠性活动的日程表；分配任务、职责与资源；确定检查、评审点；规定信息收集和传递的内容与程序。1.6 计划审批与实施过程的监控a. 审批程序 订购方提出可靠性指标要求与工作要求；承制方制订计划，提出资源预算，送订购方审查；承制与订购双方协商、修改与确定可靠性工作计划；双方工程负责人会签后，作为产品研制合同的一部分；由承制方组织实施，订购方配合实施并监督。b. 实施过程的监控 设立一系列监控点，对计划和技术的进展情况进行评价与监控；监控方法包括：参加可靠性分析、试验活动，召开有关会议，组织可靠性大纲评审和设计评审，建立报告系统；必要时由承制和订购双方建立不同层次和职责的可靠性组织或机构，配备一批可靠性专业人员，以保证大纲目标和任务的实现。1.7 计划经费可靠性经费包括可靠性设计、试验和管理的经费，具体有： 可靠性管理组织的活动费用，制订计划的费用，可靠性教育与培训的费用，对转承制方、供应方监督所需的费用，故障分析与纠正措施费用，可靠性设计与试验的费用，设计评审费用，采用高可靠元件的费用，元器件和产品环境应力筛选的费用，可靠性增长与鉴定试验的费用等。这些因可靠性活动而增加的费用可以从产品可靠性提高和减少维修与售后服务费用中得到补偿，其收益往往可以达到投入的310倍。2 对转承制方和供应方的监督与控制(102)2.1 目的 由于现代信息电子装备是一个复杂的系统，一般由分系统、设备、分机、零部件和元器件组成，不可能全部由承制方自己一家承制。据统计，大约有65的分系统和设备、85的零部件和元器件要靠转承制方和供应方提供。本管理工作项目的目的就是为了确保这些转承制产品的质量与可靠性。2.2承制方与转承制方（供应方）的责任a. 承制方与转承制方（供应方）的责任由合同规定。在拟订合同之前承制方应根据产品组成结构与协作供应体系，把产品承制责任进行分解，分摊给有关各方。 b. 转包和供应合同内容包括：供应产品的可靠性要求；转承制产品的可靠性大纲要求；转承制方应提供的文件、数据；承制方对转承制方（供应方）的监控措施，如参加设计评审、故障分析、鉴定或验收试验等。c. 转承制方应如期履行合同，主动接受承制方的监控，可根据产品特点参照承制方的做法进行可靠性管理。2.3外购件、外协件的选用要求正确选用和合理使用外购件与外协件是保证产品可靠性的重要环节，承制方所选的外购件与外协件必须符合系统或设备的可靠性要求，协作方和供应方必须有相应的可靠性保证体系和措施，并对自己产品的质量可靠性负责。2.4采购控制首先要根据产品要求编制所有外购件和外协件的采购（研制）规范，其次要对转承制方（供应方）的质量可靠性保证能力进行考察与认证，最后建立合格供应方的名单。2.5监督与验收对转承制方（供应方）的监督工作主要有：审查与评价可靠性计划落实情况；参加设计评审活动与审查评审结论；参加可靠性试验活动，审查可靠性鉴定或验收试验方案；审查产品技术状态更改；审查采购方案与关键项目清单；审查故障分析与纠正措施的正确性等。对转承制方（供应方）提供的新研制产品，可通过可靠性分析与评价的方式进行验收，对定型产品通过可靠性验收试验方法进行验收。2.6信息收集与反馈a. 信息报告外购件与外协件在研制、生产、试验过程中产生的故障数据对产品的质量可靠性的分析评价意义重大，因此承制方要求转承制方（供应方）要按照规定的格式、内容及时提供信息报告。b. 信息数据库承制方要建立外购件、外协件使用信息库，经常分析零部件、元器件的使用情况，并定期反馈给转承制方（供应方）。c. 信息交换承制方应建立有转承制方和供应方参加的信息交换网，通过信息的收集、分析，及时掌握外协件、外购零部件和元器件的可靠性情况。3 可靠性大纲评审(103)3.1 目的保证产品可靠性大纲的全面实施并达到预期的费用效益。3.2 做法在产品研制生产过程的各阶段设置一系列的检查、评审点，对大纲的执行情况进行连续的观察与监控。其支柱和重要管理环节是可靠性设计评审。（为了重点介绍可靠性设计评审工作，将在后面较详细地介绍可靠性设计评审。）3.3 可靠性大纲评审的主要项目a. 初步设计阶段的审查项目可靠性模型的建立，可靠性分配，可靠性预计，故障模式、影响及危害度分析，产品规范的可靠性规定，可靠性设计准则，影响可靠性的其它问题，元器件大纲的进展，可靠性关键项目的计划等。 b. 详细设计阶段的审查项目产品规范中的可靠性规定，可靠性预计和分析，元器件大纲，可靠性关键项目计划，影响可靠性的其它问题，故障模式、影响及危害度分析，对应力等级超过规定要求的元器件的标识。c. 可靠性计划检查（大纲检查）评审遗留问题的解决情况，故障分析情况与结论，可靠性试验的计划安排，元器件、设计、可靠性工作的进度，规定的可靠性项目落实情况，可靠性工作成效的估计，需要讨论的其它问题等。d. 试验准备状态的检查各项可靠性分析的状况，试验进度表，试验模型，试验方案，试验报告格式，故障报告、分析及纠正措施的执行程序等。e. 生产准备状态检查可靠性鉴定试验的结果，可靠性增长试验结果。4 故障报告、分析与纠正措施系统(104)4.1 目的建立故障报告、分析与纠正措施系统的目的是保证故障信息的正确性、完整性，并及时利用故障信息对产品进行分析、改进，实现可靠性增长。4.2问题、缺陷与故障的含义整机产品的可靠性是用故障出现频率来衡量的。对产品可靠性的分析、评价和改进都离不开故障信息。在产品的研制生产过程中，管理者和工程技术人员会碰到和要解决一系列形形色色的问题。问题就是需要进行一定的工作才能澄清或解决的状态或事件。问题的范围很广，有产品的缺陷，有人们的认识，也有需要与可能的矛盾。缺陷，是由设计或制造过程引起的不符合规定要求的产品状态或事件，是承制方的责任。故障是产品在使用和工作中未完成规定功能的一种状态或事件。大多数故障是由于产品的缺陷在施加一定应力的情况下才暴露的，这又称之为可靠性缺陷。当使用应力超过规定范围时产品也会发生故障。一切可靠性活动都是围绕故障展开的，都是为了防止、消除和控制故障的发生；一切可靠性投资都是为了提高产品的可靠性，降低可靠性风险，所以在产品的研制、试验与使用中出现的故障，我们一定要抓住不放，要充分利用故障信息去分析、评价和改进产品的可靠性。因此，对故障进行分析、研究和控制是可靠性管理的主要任务。4.3 可靠性增长的概念a. 概念产品的固有可靠性是由设计确定的，是通过制造实现的。由于产品的复杂性，设计需要不断深化、逐步改进和完善。初始产品（样机）存在设计和工艺缺陷，在试验或运行中故障和问题可能会较多，可以通过有计划地改进设计和工艺，根除故障产生的原因，从而提高产品固有可靠性水平，逐步达到预期的目标。这种有计划地按照“试验分析改进”的程序，使产品可靠性获得提高的过程称为可靠性增长。实现可靠性增长的关键在于发现故障、分析原因、采取纠正措施三个环节。 b. 可靠性工程试验 造成产品故障的缺陷有两类：一类是设计与工艺的固有缺陷，是必然性的，而且整批产品都共有；另一类是制造过程质量控制不良引起的缺陷，偶然性的在个别产品上发生的。为了把这两类缺陷暴露出来，要进行可靠性增长试验和环境应力筛选。我们把它们统称为可靠性工程试验。落实可靠性工程试验是可靠性管理的又一重要任务。4.4故障报告、分析与纠正措施系统的建立及任务要在产品完成设计开始制造的时候建立故障报告、分析与纠正措施系统。该系统负责管理产品故障信息和实现可靠性增长的重要工作。其主要任务如下：a. 对故障进行分类按故障发生于寿命周期的阶段分为：早期故障，偶然故障，耗损故障；按故障性质分为：批次性故障，个别性故障；按故障在现场使用是否可以预计分为：相关故障，非相关故障；按故障模式分为：打不开，关不住，运行中断，间歇故障，性能降低；按故障危害度分为：灾难性故障，致命性故障，严重故障，轻度故障；按故障产生的原因分为：设计缺陷，制造缺陷，元件缺陷，软件错误，操作错误，原因不明待分析等。 b. 编写故障报告产品任何功能级在试验和检验期间发生的故障均应向规定的管理级别报告。故障报告按照规定的表格填写，务求真实准确。故障报告按规定传递到信息管理系统，建立信息库，以便具有良好的追踪性。c. 故障分析 故障调查核实：接到发生故障的报告后，要指定人员并通知有关部门的人员到现场进行调查核实。调查内容包括：故障发生时产品的工作状态和环境情况，故障现象与特征，试验、检验程序和方法以及是否包含导致故障发生的因素，试验人员操作错误的可能性，必要时复现故障状况以证实报告的数据。工程分析：对故障产品进行观察、测试、试验、分析，确定故障部位，必要时进行理化和应力强度分析，以判断缺陷的性质。统计分析：在信息库中检索统计同类产品的数量、试验使用时间，已发生的故障数，估算同类故障发生的频率。d. 故障纠正查明原因后，研究并提出消除故障模式的改正措施。纠正措施经分析验证有效并通过评审后，付诸实施。按规定程序对产品进行修改后，编制故障分析报告，汇集故障分析和纠正过程中形成的各种数据和资料，立案归档。故障报告、分析与纠正措施系统闭环工作示意请参阅图4-1。故障文件 故障观测 可靠性 将改进措施用于研制试验 研制设备故障验证 使用 有效确定改正措施的有效性 确定改正措施故障隔离 改正措施 有效 无效用于生产故障分析 确定原因更换有怀 验证有怀疑疑的产品 的产品 收集数据 图4-1：故障报告、分析与纠正措施系统闭环工作示意5 故障审查及组织(105)5.1 目的确保故障报告、分析与纠正措施系统工作的有效性。5.2性质与任务a.性质故障和故障处理是关系到产品可靠性最关键、最重要的事件，是可靠性管理的主要任务。因此要特别关注故障报告、分析与纠正措施系统的工作。建立故障审查组织，其性质就是以一定的组织形式来审查重大故障和故障趋势及在产品研制、生产阶段采取有效措施的情况。b.故障审查组织的主要任务审查重大故障的分析结论和纠正措施的正确性；利用研制过程中故障的统计资料，对故障趋势进行分析，提出控制措施的建议。5.3 组织组成故障审查组织又可称为故障审查委员会，由设计师系统、质量可靠性管理部门、供应部门和生产部门的代表组成，委员会由产品总设计师负责，订购（使用）方可以派观察员参加活动。其日常办事机构设在质量可靠性管理部门，处理故障信息、作好活动记录，印发通报。故障审查组织的建议，在提交工程最高负责人批准后实施。5.4协调事项在已经设立不合格品审查委员会的企业中，故障审查组织也可由该委员会在补充了可靠性管理人员和可靠性工程师之后履行上述职责，完成上述任务。6 可靠性设计评审6.1可靠性设计评审的工作性质可靠性设计评审是可靠性大纲评审的重要环节，务必做好。其工作性质是在产品设计决策的关键时刻组织非直接参加设计的各有关方面的专家，对设计进行及时的详细的论证。6.2 可靠性设计评审的作用 可靠性设计评审的作用是运用早期告警的原则，对设计的质量进行控制。 可靠性设计评审工作，要在分析产品技术标准及其使用环境条件、使用要求的基础上，对设计依据、设计构思、设计方法和设计结果进行分析审查，从而尽量揭露产品在可靠性和维修性设计上的疑点或薄弱环节，以便提醒管理者在做出决策时注意，为改进设计提示方向。6.3 可靠性设计评审的工作目标a.评审设计是否满足合同的要求、是否符合设计规范和标准及有关规定？ b.发现和确定设计的疑点，研究并提出改进的建议与措施； c.对研制试验、检查程序和维修资源的分配进行预先考虑； d.检查和监督可靠性管理计划的实施； e.减少设计更改，缩短研制周期，降低研制周期费用。 6.4 评审方法 a.依据工程的特点进行分阶段的评审方案设计评审：在方案设计完成后进行。评审内容：设计方案、技术途径、可靠性与维修性指标及其分配的合理性、实现的可能性，采用的新技术、新元件、新材料的分析等。 初步设计评审：在初步设计完成后、样机试制前进行。评审内容：系统功能、参数落实的可能、接口设计，可靠性模型、指标分配，失效模式和效应分析、关键项目清单等。 详细设计评审：在完成试样设计后、试生产之前进行。评审内容：产品的性能、可靠性等指标的设计结果，试验结果，容差分析报告、元器件大纲等。 定型设计评审：在产品设计定型将转入正式生产之前进行。评审内容：产品性能测试和可靠性鉴定试验结果，设计的成熟性、可生产性，对生产的缺陷和产品的故障分析处理的正确性、彻底性，对关键件、外购件的控制文件等。国外有的公司不按产品研制开发的阶段实施评审，而是主要突出关键设计评审。 b.评审机构组成评审组：评审组由各有关方面的专家组成。其组织工作由产品设计单位的管理机关负责，全组共715人，设组长和秘书各一名。 评审组的任务：评审组成员按专业分工对设计结果进行分析和检查；对有分歧的问题开展集体讨论；对设计能否满足合同的要求、是否符合规范的要求做出明确的评价意见，对设计缺陷提出改进建议。评审组成员资格：组长：要求专业知识丰富，对评审的项目和要求有深入的了解，公正无偏见；可从项目技术领导或上级产品设计师中挑选。秘书：要求对产品质量控制、可靠性设计和管理技术比较熟悉，组织能力强，具备协助组长做好评审的组织计划工作的条件；可在产品研制单位的质量保证部门或可靠性管理部门挑选。组员：要求知识和经验超出评审项目设计所需的范围，具有发现问题、分析问题和提出解决问题措施的能力；可在同行专家或与该项目有关的其他部门的设计师中聘请。c.评审程序 准备阶段：产品研制单位的质量可靠性管理部门根据研制计划提出评审要求组成评审组制订评审活动计划明确组员分工通知产品设计师和评审组成员；设计师汇集设计、试验资料编写可靠性设计和分析报告报评审组由秘书于正式评审一周以前发给评审组成员；评审员按分工阅读检查设计与试验资料记录发现的疑点和问题报评审组秘书秘书收集后反馈给设计师。正式评审：为确保评审员有足够的阅读、分析设计和试验资料的时间，要在评审员接到评审资料一周之后进行正式评审。由产品设计师向评审组全组会议作设计质量和可靠性分析报告评审员提出并讨论有疑问的或有分歧的问题设计师答辩和提出对策取得妥协意见后研究评审结论。追踪管理：评审组秘书根据正式评审的讨论意见和设计师完成改进措施的情纯靠性评审报告报组长或主管技术领导批准通知设计师冻结技术状态转入下一阶段工作。6.5 注意事项 a.可靠性设计评审工作是管理工作的重要内容，评审工作的效果是可靠性管理工作成绩的标志，因此务必认真落实，切不可走过场。 b.评审员在评审活动中必须根据本人的专业特长给予分工，同行设计师是评审组的主力。评审员的分工请参考表6-1。表6-1 可靠性设计评审组人员职责分工成员专业特长职责及分工组长制订评审计划，明确组员分工，主持预审工作和正式评审会议，提出评审结论，签署评审报告。秘 书接受组长领导，按计划和评审程序组织各项评审活动。主管设计师汇集并提供评审资料，提出设计质量分析报告，对疑问和问题做出对策答辩，落实设计改进措施。同行设计师评审设计方案和特点、分析、计算方法能否满足用户要求。可靠性工程师对可靠性设计与分析结果、可靠性试验结果进行评审。质量工程师检查设计与试验的各项工作文件是否符合质量要求。器材管理师对选用的元件、器材是否具有设计要求的性能和寿命以及元器件大纲进行评审。计量测试师对测试仪表选择的正确性和使用的合理性进行审查，参加评审中的产品性能测试工作。生产工艺师审查设计能否经济方便地进行加工生产。标准化师审查设计文件、资料、图纸是否符合标准和规范要求。任务提出代表审查设计能否满足合同要求。用户代表审查设计能否满足使用要求。复习思考题 1. GJB 450是什么性质的标准?它规定了多少个工作项目? 2. 请列出GJB 450规定的整机产品可靠性管理的工作项目。 3. 可靠性管理的主要任务是什么？ 4. 可靠性工作计划的内容有哪些? 5. 可靠性大纲评审的意义是什么? 6. 如何保证外协件和外购件的质量与可靠性? 7. 可靠性设计评审的工作性质和目标是什么?它与可靠性大纲评审的关系是什么?8. 建立故障报告、分析与纠正措施系统的作用是什么？9. 请区分问题、故障、缺陷三者的概念，论述发现并消除产品设计与工艺缺陷的方法和管理措施及可靠性增长的关键环节。10. 建立故障审查组织的目的是什么?该组织如何组织活动? 11. 在整机研制与生产的哪几个阶段要进行可靠性设计评审?12. 可靠性设计评审组如何组成?对成员的要求和职责是什么?第二章产品可靠性综合评价技术简介1 电子产品可靠性现场统计和综合评价技术1.1 引言大型电子信息产品一般特指由数以千计的元器件、零部件、结构件组装而成的具有特定功能的电子设备，如彩电发送系统、微波数据传输系统、气象雷达探测系统、娱乐音像系统等。它们的特点是：系统较大、技术复杂，机电一体、数字模拟兼备，人和软件共同操作，工作环境条件较差，可靠性和环境适应性要求较高。然而，由于系统体积较大，一般不能安放到试验设备中去做可靠性综合环境应力试验。因此，系统的可靠性定量值不能在实验室测定（鉴定），甚至到了报废之时仍然得不到系统的可靠性定量值。为了解决这个问题，可靠性系统工程研究发展了新的可靠性评价方法，这就是可靠性综合评价技术。可靠性综合评价技术是系统工程综合方法在可靠性工程中的应用，方法的核心是对产品设计生产全过程进行质量可靠性跟踪，对产品进行全寿命的失效统计，用阶段评审资料和统计数据进行综合评价，从而得出产品可靠性定量值。1.2 大型电子产品可靠性评价的发展过程大型电子产品的可靠性评价工作，与可靠性系统工程发展历史密切相关，经历了三个发展阶段。以故障统计为基础的可靠性评价阶段；按任务剖面进行可靠性统计试验的试验评价阶段；按可靠性大纲进行阶段可靠性评审（也包括统计试验）加现场失效统计的可靠性综合评价阶段。 这里划分成三个阶段，只表明可靠性系统评价的发展过程，而不是评价方法的分割。三个阶段的评价方法可以互相补充，第三阶段综合评价的方法实际上包含了前面两个阶段的方法。无疑，综合评价是最全面最灵活、信息量最多的方法，因而也是最科学、最经济有效的方法。1.2.1 以故障统计为基础的可靠性评价方法在人们尚未系统地掌握可靠性科学技术的时期，人们认识大型电子产品的途径是检测性能指标和记录故障。产品的性能指标，大家已经十分清楚，它是产品功能的标志。性能表明产品可以做什么用途，比如彩电发射机的功率，表明它配合什么样的天线之后可以覆盖多大的范围。然而，它是否好用，能否长期不出故障，就要用产品的功能来表示。因此，人们为了保持产品的功能，对故障进行了详细记录，汇集成册，甚至出版故障汇编，供维护者、修理者、操作者参考使用。而可靠性工作者则可以应用故障记录进行可靠性数据处理，获得该产品的平均故障间隔时间：MTBFT/r(1-1)式中：T累计工作时间，r累计故障次数。这便是产品的可靠性观测值，统计学称点估计值。该值客观地定量地反映了产品可靠性平均水平，是工程上能直接得到的定量值，因而是最重要最宝贵的值。这种简单直观评价产品可靠性的方法，虽然产生在第一阶段，但现在仍然受到人们的重视，应用得非常广泛。这里必须强调，系统工作时间的记录要准确。在装有计时装置的设备上做此工作十分方便，对没有计时装置的设备做记录时务必十分用心，每次开机都要记录工作时间。对发生的故障要记录其现象、发生时刻、失效原因、排除措施等内容。这些都可以按照标准表格进行填写。这些表的数据就是可靠性评价的依据，因此必须准确可靠。由此可见，操作人员必须具备严肃认真的工作作风。还必须强调，对故障要有准确的定义，凡进入记录表的应是有规范定义的故障。1.2.2 按任务剖面进行可靠性统计试验的试验评价方法迄今，大量可靠性著作和许多标准，都把建立在统计学基础上的统计试验当做最理想的可靠性评价方法。此方法的要点是：试验样品从批量生产的母体中随机抽样指定，其数量一般不少于3台；试验应力尽量模拟实际使用的环境条件任务剖面；试验时间由选定的试验方案确定。试验方案的要素是：承制方和订购方的风险率、，鉴别比D，设定的可靠性验收定量下限值（最低可接收值）1，失效判据等。总试验时间与统计试验类型、鉴别比D、拒收相关失效数r有关，请参考表1-1、和表1-2。统计试验类型分为：定时截尾试验、概率比序贯试验、全数试验等3类。定时截尾试验，是预先确定总试验时间和拒收相关失效数的方案，其优点是试验时间试验前便已确定，便于计划管理。试验也可能因相关失效数达到拒收值而提前终止。目前，可靠性鉴定试验，主要采用定时截尾试验的方案。试验后先求出MTBF的点估计值，然后根据使用方风险值（置信度=(1-)100）和接收失效数，在2 表上查出上下限值的系数，分别与点估计值相乘，便可得到在该置信区间的MTBF上下限值。表1-1：定时截尾试验方案简表（注：1921为高风险方案）方案号决策风险%鉴别比d=q0/q1试验时间q1的倍数判据（故障数）名义值实际值aba，b，拒收（）接收（）9101012.09.01.545.0373610102010.921.41.529.9262511202019.719.61.521.518171210109.610.62.018.814131310209.820.92.012.410914202019.921.02.07.8651510109.49.93.09.36516102010.921.33.05.44317202017.519.73.04.33219303029.830.11.5 8328.52.03.73221303030.733.33.01.110表1-2：序贯试验方案简表方案号决策风险%鉴别比d=q0/q1试验时间q1的倍数判据（故障数）名义值实际值aba，b，拒收（）接收（）1101011.112.01.5按图判决注：7、8为高风险方案2202022.723.21.53101012.812.82.04202022.322.52.05101011.110.93.06202018.219.23.07303031.932.21.58303029.329.92.0概率比序贯试验，相当于逐次抽样的试验，其特点是，每当试验样品出现相关失效时，必须做出接收还是继续试验的判定。因此，其拒收相关失效数和总试验时间不能在试验前确定，而需在试验中随时进行数据处理（可对照有关标准的判决图），试验的计划管理未知因素多，难度较大。全数试验，主要用于产品可靠性验收试验，特别适用于小批量生产的可靠性验收试验。对任务剖面和生产环境条件接近的产品，如彩色电视机之类的产品很适用。其要点是：每一台产品的试验时间为2050小时（一般选24、36、48小时），相关失效数的方程表达式为：接收方程B 0.72T3.17(1-2)式中：B 为相关失效数，为1的倍数。当方程相等时，试验继续进行；当方程左边大于右边时，判为接收。拒收方程R 0.72T2.50(1-3)式中：R 为相关失效数，为1的倍数。当方程相等时，试验继续进行；当方程左边大于右边时，判为拒收。式1-2、1-3是根据序贯试验方案的决策风险10和鉴别比D2处理而成的表达式，其实际风险12.8。其曲线和接收概率随试验时间的变化而变化。表1-3列出了1100小时的判断参数，供参考。表1-3：1100h的产品全数试验有关参数相关失效数(r)拒收T1的倍数 t(小时) 接收T1的倍数 样品台数 0 - - 4.40 1 - - 5.79 2 - - 7.18 3 0.70 70 8.56 2-3 4 2.08 208 9.94 4-10 5 3.48 348 11.34 11-17 6 4.86 486 12.72 18-25举例：有一批彩电共1000台，其1为10000小时，在车间进行全数可靠性验收试验。每台试验24小时，总试验时间24100024000 小时，在拒收方程中24000100002.4（倍），拒收相关失效数R0.722.42.504.22（个）。这就是说整个试验允许发生4个相关失效，此时全批产品可靠性验收通过。但是，如果这个相关失效发生在前10台产品的试验中，此时累计试验时间1024240小时，240/100000.024（倍），拒收方程相关失效数R 0.720.0242.502.517，小于4，即42.517，因此产品被判为拒收。必须指出，全数试验只能作为验证产品是否达到出厂所要求的可靠性水平，而不能作为可靠性定量值的鉴定或测定的手段。2 贯穿于产品研制生产全过程的可靠性综合评价方法2.1 正确认识产品可靠性评价的结果产品的可靠性评价工作一直是企业领导和用户上级机关抓的重点工作。但在工程界对整机（系统）的可靠性评价方法存在着几种意见，有的人特别看重实验室可靠性鉴定试验的结果，但其结果却常常与现场统计数据的处理结果相差很大，甚至连产品故障模式都相去甚远。作者认为，实验室可靠性鉴定试验是产品在人工模拟的任务剖面的“仿真”试验，对大多数航空、航天产品来说，“仿真”试验要比飞行试验便宜，因此实验室的可靠性鉴定试验是最主要的产品可靠性评价手段，其结果具有一定的置信水平，可作为产品可靠性评价的参考数据；但要作为对产品可靠性定量评价的依据仍有缺陷，需要增加产品在实际任务剖面中使用的数据。有的人则认为使用现场统计的结果才能作为产品可靠性评价的依据。由于实验室模拟的任务剖面与现场使用的实际剖面总是存在着一定的误差（误差主要来自两个方面：1.任务剖面的测量误差；2.实验设备的模拟误差），因此两种剖面获得的产品可靠性定量值之间出现较大的差距是可以理解的。由于现场使用的统计数据来源于第一线的工作记录，是产品在真实任务剖面内的表现，其可信程度当然会高于实验室的数据。当然，它们共同的前提是所有试验（使用）的记录都必须真实准确。否则会失去所有统计数据的使用价值，欲以此数据处理得到的结果作为对产品可靠性定量评价的依据也就成了无稽之谈。因此必须使产品现场使用的故障统计工作做得准确真实。另一方面，产品在研制生产过程中共经历了可靠性指标和方案论证、大纲编制、建模分配、设计和可靠性预计、试验和评价等工作阶段。这些都是确保产品达到可靠性定量指标的重要环节，而每一阶段的工作都进行了评审，评审中提出的问题也必须予以解决，否则不批准转入下一阶段的工作。这是现代可靠性管理学的原则。专家们如果把每个阶段的评审资料综合起来分析，便可以全面地系统地给产品的可靠性水平做出高置信度的评价。因此，由可靠性评审可以发展成为可靠性综合评价，而每个阶段的评审及其资料则是可靠性综合评价的基础和依据。如前所述，可靠性鉴定试验是评价产品可靠性定量值最直观的方法，已为人们所接受和应用。但是，这种建立在统计学基础上的评价试验，还有另外的不足之处：1)试验规模较大，试验时间较长，试验费用较高。因此，目前国内外主要是对研制的新产品才进行可靠性鉴定试验。2) 鉴定试验的结果代表性较差。我国实行“多研制少生产”的方针后，许多电子信息产品研制批量小，有的大型电子设备研制与生产的批量都相当小，因此可靠性试验的结果代表性较差，承制和订购双方的风险较大，试验的经济效益不显著。3）准确的失效判据难以明确产品在试验和现场使用时，什么样的技术状况是正常的，什么情况才是失效或故障，应做出准确的定义，并且要用计量合格的仪器检测确定。例如，雷达接收机的灵敏度指标为130dBm，达不到这个指标就应定为失效。在使用时，每次开机都要用仪表检测是否达到130dBm，如未达到就要查清原因：是由于接收机内部回路失谐未调好？还是由于元器件的参数退化、漂移或损坏？如果属于前者，经过调整可以达到指标时就不定义为失效；若经过反复调整仍达不到130dBm（及其允许的偏差范围内），尽管可以使用，不影响执行某些任务，也应定义为失效。如果属于后者，立即就可以定为失效，在维修之后调整到130dBm，故障才算排除。这就是以指标为判据的严肃性。又如发射机，常常会因为工作在高电压大功率状态而发生瞬间打火，但在系统中设计了附加装置，可令其在瞬间打火之后仍能继续工作，其发射功率仍然可达到性能指标的要求值，尽管在执行任务的过程中发生过许多次瞬间打火现象，并未影响任务的完成，则不应该判为失效；相反，当其发射功率调不到指标值时，尽管不发生打火现象，可能也不影响执行某些任务，但此时却应记为失效。在制定产品失效判据方面，承制方和使用方应有共识，并且在产品方案阶段就要作为一项技术规范编进文档之中，供产品各级设计、制造、调试、检验和现场统计、故障分析、审查等环节的工程技术人员应用。众所周知，产品的可靠性工作必须在研制生产的各个阶段进行，如果等到鉴定试验发现产品不能满足合同要求后才采取补救措施的话，将要花费更大的人力和更多的财力物力，会造成严重的浪费。从可靠性的发展过程和我国的实情来看，产品研制生产的可靠性管理主要由本单位的质量管理部门对设计部门实施监控。在产品可靠性评审时，由管理部门组织单位内外的专家实施，往往又以评审代替重点管理，致使管理人员和设计制造人员都十分重视阶段可靠性评审工作。因而，由可靠性阶段评审发展起来的综合评价，其方法可以得到迅速完善，承担可靠性评审工作的专家队伍也在不断地壮大。我们知道，可靠性评审的作用是：运用早期告警的原则，对设计制造的质量进行控制。可靠性评审的目的是：组织与产品有关的各专业的专家对产品所处阶段的结果进行分析、审查，从而揭露可靠性设计上的疑点和薄弱环节，以便提醒管理者在做出决策时注意，并为设计制造者改进产品提示方向。由此看来，可靠性评审加可靠性工程试验，为可靠性综合评价奠定了基础。如果再加上可靠性统计试验或现场试用的可靠性数据，综合评价的结论将会十分可靠。概括起来，可靠性综合评价方法是试验评价方法的补充和发展，是可靠性评审和可靠性试验信息的综合，是科学、公正、经济、有效的先进手段。2.2可靠性工程与统计试验的关系按照设备研制生产的可靠性通用大纲（标准）的规定，可靠性试验包括工程试验和统计试验。工程试验是在产品研制生产过程为了使产品达到合同规定的可靠性定量指标而安排的，它又包括环境应力筛选（英文缩写ESS ）和可靠性增长试验二个内容。ESS 的方法是：对产品（整机）或部件或元器件施加尽量高的又不会破坏试件的应力（主要施加随机振动和快速高低温循环应力），以便暴露并排除试件的各种缺陷（包括元器件缺陷、原材料缺陷、结构工艺缺陷、设计缺陷），使产品尽快度过早期失效阶段和进入随机失效的工作阶段。可靠性增长试验是产品可靠性增长工作的重要内容。可靠性增长是一个提高产品可靠性设计水平的试验分析（故障）改进（设计）试验（验证）过程。其核心是试验（用于暴露设计缺陷）、改进（消除设计缺陷）、试验（验证改进是否有效）等三个环节。统计试验是建立在统计学理论基础上用于验证某批产品是否达到可靠性定量指标而安排的，它包括可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。试验应力采用任务剖面的极端值或直接采用任务剖面。试验样品从产品中随机抽样。试验方案从有关标准中选取，其中要确定承制和采购双方的风险率、，最低可接受值1，相关失效判据等参数。对于研制产品采用可靠性鉴定试验，而对于批生产产品则采用可靠性验收试验。其试验性质、方法、应力都是一样的。工程试验与统计试验关系十分密切。打个通俗的比方，统计试验好比是考试或运动会的正式比赛，选定了方案后，能否及格或通过，就看最后“一锤子买卖”，而工程试验好比是考前复习或赛前训练，复习得越全面，准备得越充分，考试及格或比赛通过的可能性就越大。工程试验不是可靠性评价试验。但受工程试验的整机环境应力筛选的启发，人们开拓了“可靠性保证试验”。其方法是在整机环境应力筛选的基础上继续做一百多小时的高低温循环试验，如果持续不出故障，则认为产品达到了稳定工作阶段（随机失效期），其可靠性定量值达到了设计水平。这好比是考试或比赛前的摸底考或热身赛一样，能达到什么水平，心中有数。关于可靠性保证试验的有关内容可参阅相应的标准。可见，只要我们认真作好工程试验，确保产品的绝大部分缺陷被消除，其可靠性水平必然较高，然后再做可靠性统计试验，通过的可能性就很大，承制和定购双方都可以放心。对于大型电子产品，限于试验设备的能力，无法在实验室做整机环境应力筛选和可靠性统计试验，可进行分机级的环境应力筛选和可靠性保证试验（分机级可靠性统计试验，会因试验时间过长而难以实施），同样可以收到良好的效果（当然，比整机级的筛选稍差）。顺便指出，研究表明：整机环境应力筛选除了暴露原材料、元器件、结构工艺的缺陷之外，还可以暴露设计缺陷。这正是可靠性增长试验追求的目标。因此，可以在此基础上进行产品可靠性增长工作。这就是说，整机环境应力筛选可以部分兼顾可靠性增长试验。既然整机环境应力筛选有如此之多的作用，人们就应十分重视它，必然要千方百计地创造条件开展此项工作。其基本条件是，要有一定推力的随机振动台和高温变速率的高低温试验箱（温变速率越高越好，应不低于5min ）。其方法要点是，按有关标准施加应力，往往要大大超过产品的工作环境条件（大可不必担心会产生过应力损坏），并且要适时加电工作和检测性能指标。按要求，每一台产品都要进行整机环境应力筛选。但当有一定数量的产品经过筛选，记录了一定数量的重复性缺陷模式之后，就可以把试验信息反馈到装配车间，对所有产品进行检查，消除这些缺陷模式，从而免去一部分产品的筛选过程，达到事半功倍的效果。2.3 产品全寿命周期的统计信息对可靠性综合评价的作用前已述及，产品可靠性综合评价要应用产品研制生产过程不同阶段的可靠性评审信息，同时也讨论了可靠性评价试验。无论是评审信息还是试验信息，对可靠性综合评价都是十分重要的。从可靠性评价的内涵来看，评价工作应在产品定型之时完成。一般地说，专家们通过阅读审查产品研制生产过程各个阶段的可靠性工作大纲、设计工作笔记和报告、试验记录和报告，便可以做出评价结论。然而，评价的目的不仅仅是给产品发放可靠性鉴定、设计定型、出厂的“通行证”，更重要的是要对产品现场使用的可靠性和维修性负责，即对产品承制和定购双方负责。因此可靠性评价机构必然对产品现场使用的信息也十分重视。因为现场使用信息，一方面可用于对产品全寿命可靠性状态的跟踪，另一方面还可以用于对产品可靠性综合评价结果的验证，为可靠性综合评价积累经验。其实，无论来自产品寿命那一个阶段的信息，就其内容而言，不外乎是来自产品论证现场、设计现场、制造现场、调试现场、试验现场、使用现场的记录资料和数据分析处理的报告。可见，现场的记录资料对产品的可靠性工作是多么的重要！因此，从产品的论证阶段开始直至报废，都要强调做好真实完整的记录。正是这些历史的现实的记录，给我们开展可靠性工作奠定基础，给学者开展可靠性科学研究提供素材，给专家们进行产品可靠性综合评价提供信息，也给承制方和定购方认识产品可靠性水平提供可信赖的数据。3 可靠性现场统计工作3.1 可靠性现场统计工作的意义和内容上一节论述了现场统计与可靠性综合评价的关系，已经论述了现场统计工作的意义，本节不重复。可靠性现场统计工作的内容，概括地说，就是记录产品从研制生产到报废整个寿命期的与可靠性有关的所有事件，主要记录故障和相应的时间。对不同的工作阶段有不同的重点，以下做简单的介绍。在产品指标和总体方案论证阶段，主要记录和收集产品总体设计书、系统可靠性指标论证书（包含类比产品的有关资料）、可靠性大纲、大纲评审报告等资料。在产品工程设计阶段，主要记录和收集产品可靠性建模、可靠性分配、可靠性分析等报告，以及元器件大纲、电路容差分析报告、可靠性预计报告、可靠性设计评审报告等资料。在产品制造调试阶段，要进行全程记录，主要有：元器件入库检验和筛选报告，车间检验记录，调试记录，分机或整机环境应力筛选（含可靠性保证试验）报告，可靠性增长报告（含故障分析和设计缺陷分析、设计更改文件、验证试验报告），用户使用或试用（含现场故障记录）报告等资料。在定型和批生产阶段，除了生产过程的检