第7章可靠性试验

1、哈尔滨工业大学工业工程系哈尔滨工业大学工业工程系可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章1可靠性试验可靠性试验 Reliability Test2可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章主要内容主要内容o 试验的基本概念试验的基本概念 o 可靠性试验的实施过程可靠性试验的实施过程o 可靠性验证试验可靠性验证试验o 可靠性增长试验可靠性增长试验3可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章基本概念基本概念o可靠性试验的定义可靠性试验的定义n可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段o可靠性试验的目的可靠性试验的目的n发现产品在设计、元器件、零部件、原材料和工艺方面的各

2、种缺陷。n为改善产品的战备完好性、提高任务成功性、减少维修费用及其保障费用提供信息。n确认是否符合可靠性定量的要求。4可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章基本概念基本概念o可靠性试验的分类可靠性试验的分类n按试验的场合分类o实验室（内场）可靠性试验o现场（外场）可靠性试验n按试验的目的分类o环境应力筛选o可靠性增长试验o可靠性鉴定试验o可靠性验收试验o可靠性测试试验5可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章基本概念基本概念o可靠性试验的分类可靠性试验的分类n按抽样方式分类o抽样试验o全数试验n按试验分类o截尾试验o序贯试验6可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章基本概念

3、基本概念o可靠性试验的内涵和因素可靠性试验的内涵和因素n基本依据：可靠性试验的基本依据是可靠性定义中的“三规定”，即“规定的条件”，“规定的时间”，“规定的功能”。n实验的内涵：产品的可靠性水平可以通过在一定的试验条件（环境条件、工作条件和使用维护条件）下，选用一定的试验方案（规定的实验参数和试验时间）和采用一定的故障判据（是否构成故障的界限值）的可靠性试验中显示出来。o试验条件o实验方案o故障判据7可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程可靠性试验的实施过程o试验场所的选取原则试验场所的选取原则按以下优先原则选择n在独立于承制方的实验室中进行；n在使用方监督下，委托

4、承制方对其转承制方的产品进行试验；n在使用方或使用方委托的代表严格监督下，允许在承制方的实验室中对其产品进行试验。8可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（一）试验前应具备的条件（一）n试验大纲o试验大纲是产品可靠性大纲的重要组成部分，其目标、要求和安排应与总的可靠性大纲协调。o主要内容包括：n试验目的；n适用范围；n受试产品说明及要求（包括受试产品的组成、功能、技术状态、样品数量等）；n试验方案；n试验条件（包括环境条件、工作条件及使用维护条件）；n试验设备和检测仪器（包括试验设备和检测仪器的技术要求）；

5、n性能、功能检测（包括受试产品的性能、功能检测项目、方法、内容等）；n故障判据、故障分类及故障统计；n预防性维护；n其他有关事项。9可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（二）试验前应具备的条件（二）n试验程序o试验程序用来具体地体现可靠性试验大纲的实施，详细说明可靠性试验中有关设备的使用方法，以及试验的具体实施方法和步骤。o是使用方用来审查和批准承制方进行可靠性试验、监督试验和评价试验结果的依据之一。o主要内容包括：n编写试验程序的目的；n适用范围；n引用标准和文件；n受试系统的说明及要求（包括受试产品组

6、成单元清单、拟安排试验的单元清单、功能、最近的技术状态以及获准的更改、偏离、超差的说明或图样目录）10可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（二）试验前应具备的条件（二）n试验程序o主要内容包括：n试验设备与检测仪器（包括试验设备与检测仪器的名称、型号、规格、制造厂家、技术指标、计量标定及全套试验装置、受试产品和检测仪器的安装布局简图）n试验方案；n试验条件（列出温度、湿度、振动、电应力等具体的试验应力施加方法，给出具体的可操作试验剖面）；n性能、功能检测（检测功能、性能参数的环境条件，检测表格和内容，检测

7、内容的容差，检测点的设置等）；n故障处理（故障定位、故障处理步骤，修复后重新投入试验的要求）；n试验中出现重大事故的处理方法；n试验前的准备工作、试验中的工作内容及试验后的要求等。11可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（三）试验前应具备的条件（三）n可靠性预计n可靠性预计是为了预计产品的可靠性水平，检查产品可靠性设计的有效性，并引起对产品可靠性影响较大的元器件、零部件及应力条件的注意。n产品可靠性预计值p，仅仅是产品预计的设计水平，不代表产品的真实可靠性。12可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七

8、章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（四）试验前应具备的条件（四）nFMECAo故障模式、影响及危害分析是分析产品故障原因和结果之间关系的一种主要方法。13可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（五）试验前应具备的条件（五）n环境试验o环境试验是考核产品对环境的适应性，考核产品设计水平及制造过程中的生产工艺水平是否满足设计和工艺技术规范中所规定的环境条件。o不同于可靠性试验，主要体现在可靠性实验主要是规定条件和时间。o特点：n试验项目多（包括高温、低温、振动、冲

9、击、低气压等）；n环境一般为极值条件；n试验时间短14可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（六）试验前应具备的条件（六）n环境应力筛选o为了保证可靠性验证试验的顺利进行和结果的准确性，受试前受试设备应进行应力筛选。o试验前应具备的条件（七）试验前应具备的条件（七）n温度测定o确定受试产品过热点和具有最大热惯量的零部件，建立受试产品温度与试验箱内空气温度之间的时间与温度关系。15可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（八

10、）试验前应具备的条件（八）n振动测试o找出受试产品发生共振的条件和设计中的薄弱环节。o试验前应具备的条件（九）试验前应具备的条件（九）n故障报告、分析和纠正措施系统（FRACAS）o保证故障系统的正确性和完整性，并及时利用故障信息对产品进行分析、改进、实现可靠性的增长。o基本内容包括：故障报告表、故障分析及纠正措施报告表，以及这些表的传递和相应的组织管理。16可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（十）试验前应具备的条件（十）n试验质量控制和保证措施o目的是贯彻全面质量管理的方针，对影响试验质量的诸因素进行

11、有效控制，确保试验的质量和试验的正常进行。o步骤：n首先，试验前应成立由使用方、承制方和承试方等方面的代表组成的试验领导小组；n其次，试验领导小组应对试验的全面管理，实验过程中的有关规章制度、值班、试验步骤及有关事宜做全面的领导和安排，并制定有关措施，确保试验质量。17可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验前）可靠性试验的实施过程（试验前）o试验前应具备的条件（十一）试验前应具备的条件（十一）n试验前准备工作评审o在试验开始前，应在承试单位由有关主管部门组织一次试验前准备工作的评审，以确保试验条件是否具备，确保已批准的实验大纲和试验程序中所规定的所有实验要求得

12、以满足。o主要包含前面所述的十个文件。18可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验中）可靠性试验的实施过程（试验中）o可靠性试验中的实施要求可靠性试验中的实施要求n受试样品的要求n试验设备、仪器仪表的要求n受试产品检测的要求n受试产品的故障n元器件失效分析n预防性维护n实施程序的要求n试验记录n试验的检查与监督n试验中期评审19可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性试验的实施过程（试验后）可靠性试验的实施过程（试验后）o可靠性试验后的工作内容可靠性试验后的工作内容n试验结束后，承试方应按试验大纲要求，参照有关标准规定的格式和内容，及时完成试验报告，

13、并按有关规定提交。n纠正措施；n受试产品的复原；n试验结果评审。20可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性验证试验可靠性验证试验o分类分类GJB899可靠性鉴定与验收试验中规定试验分为：n可靠性鉴定试验n可靠性验收试验21可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性验证试验可靠性验证试验o可靠性鉴定试验可靠性鉴定试验 为验证研制设备是否符合规定的可靠性要求，用能代表具有批准的技术状态的设备在规定的综合试验条件下，按选定的定时统计试验方案进行可靠性试验。n可靠性鉴定试验包含的内容：o试验要求o试验记录及故障处理o总试验时间o设备合格与否的判决o纠正措施o预防性维护o整修o完

14、整可靠性报告22可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性验证试验可靠性验证试验o可靠性验收试验可靠性验收试验 为了确定生产的设备是否符合规定的可靠性要求，应按规定的批量大小和抽样原则从各个生产批次中抽取设备，在与可靠性鉴定试验相同的综合环境试验条件下进行可靠性验收试验。n可靠性验收的任务内容包括：o试验要求o试验记录及故障处理o总试验时间o设备合格与否的判决o纠正措施o预防性维护o整修o完整可靠性报告23可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长试验可靠性增长试验o可靠性增长的含义可靠性增长的含义 可靠性增长是通过逐步改正产品设计和制造中的缺陷，不断提高产品可靠性的过

15、程。n国内外工程实践表明：o在工程研制阶段，可靠性增长可使产品更有把握地达到预期的可靠性目标；o在使用阶段，可靠性增长可使产品的可靠性有一定程度的提高，改善产品原有的战备完好性。24可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长试验可靠性增长试验o可靠性增长的基本过程可靠性增长的基本过程n基本过程如图所示：（再）设计（再）设计 故障检测故障检测 外部经验外部经验 分析分析 试验试验 生产经验生产经验 使用经验使用经验可靠性增长的基本过程可靠性增长的基本过程25可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长试验可靠性增长试验o可靠性增长的费效可靠性增长的费效n所谓费效，就是由

16、于产品的可靠性的增长，对于企业带来的成本与经济效益之间的比值。n费效主要受故障机理检测途径，即故障信息品质的影响，主要包括：o时间性故障机理检测出越早，可靠性增长的费效越低。o确实性指故障在实际使用中是否确实会发生。o由于时间性和确实性往往产生矛盾，故在具体产品计划中需要进行权衡，以降低可靠性增长费效比。26可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长试验可靠性增长试验o常见的可靠性增长常见的可靠性增长 常见的可靠性增长是指国内外已付诸工程时间的可靠性增长。n常见的可靠性增长有：o一般性的可靠性增长；n指事前未给出明确的可靠性增长目标，对产品在试验或者运行过程中发生的故障，根据可用

17、于可靠性增长资源的多少，选择其中的一部分或者全部实施故障纠正，以使产品可靠性提高的一种增长方式。o可靠性增长试验；o可靠性增长管理；n是一种有计划、有目的的可靠性增长项目。27可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长试验可靠性增长试验o可靠性增长试验可靠性增长试验 可靠性增长试验是可靠性增长中应用较为广泛的一种。n可靠性增长试验的任务和时机；o一般安排在工程研制基本完成之后和可靠性鉴定试验之前。n可靠性增长试验的使用范围；o由于试验耗费的资源和时间巨大，故主要关键产品和那些引入较多当代高新技术的产品。n可靠性增长试验对受试产品的要求与处置；o受试产品必须具有“最新”的结构和布局

18、，受试的设备具备技术要求的性能和功能。n可靠性增长试验与可靠性鉴定试验的关系；o可靠性鉴定试验是统计试验，不直接提高产品的可靠性，可作为判定可靠性是否达标的依据。o当可靠性增长验证成功后，并经使用方同意，可用可靠性增长试验代替可靠性鉴定试验。28可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长模型可靠性增长模型o可靠性增长模型可靠性增长模型n杜安模型o假设：产品在可靠性增长过程中，逐步纠正故障，因而产品的可靠性是逐步提高的，不允许有多个故障集中改进而使产品可靠性突然较大幅度提高。o产品在增长过程中，累积故障概率对于累积试验时间，在双边对数坐标纸上趋近于一条直线，即或( )ln( )ln

19、lnlnttamtt( )( )mttatt29可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长模型可靠性增长模型o可靠性增长模型可靠性增长模型n杜安模型30可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长模型可靠性增长模型o可靠性增长模型可靠性增长模型nAMSAA模型 AMSAA模型把可修产品在可靠性增长过程中关联故障的累积过程建立在随机过程理论上。并认为关联故障的累积过程是一个特定的非齐次Poisson方程。（1）非齐次Poission方程 在试验时间0,t内，受试产品发生的故障数(t)是一个随机变量，随着t的增加，随机变量(t)会发生变化，这个变化反应在(t)的统计特性上，主要是它的数学期望与方差，这样形成了一个随机过程，有称为计数过程，用(t)，t0表示。31可靠性与智能维护可靠性与智能维护-第七章第七章可靠性增长模型可靠性增长模型oAMSAA模型模型（1）非齐次Poission方程 在任一给定时刻t，随机变量(t)有两个特性，其一当 时， 。此时，累积故障数不是随机变量而是一个常数量。其二，当t0时， (t)服从Poisson分布，即：( )( )( )0,1,2,nttPtnenn( )Poissontt式中：是分布的数学期望，在随机过程中它是时间