第6-1可靠性试验概述.课件.ppt

1、3）基本概念基本概念a) )可靠性试验可靠性试验本身本身是不能提高产品可靠性是不能提高产品可靠性; ;b) 可靠性试验用来可靠性试验用来寻找和发现寻找和发现产品在设计、材料、元器件和工产品在设计、材料、元器件和工 艺方面的各种缺陷、针对暴露的产品各种缺陷艺方面的各种缺陷、针对暴露的产品各种缺陷,在研制和生在研制和生产产 阶段通过阶段通过改进产品的设计改进产品的设计,才能提高产品可靠性才能提高产品可靠性; c) 验证产品可靠性验证产品可靠性是否满足合同规定的要求，确认是否符合是否满足合同规定的要求，确认是否符合可可 靠性定量要求靠性定量要求; d) 寻找和发现寻找和发现产品各种缺陷的试验和产品各

2、种缺陷的试验和提高提高产品可靠性的产品可靠性的试验试验所所 加的环境应力一般为加速应力加的环境应力一般为加速应力;e) 各类各类验证产品可靠性的验证产品可靠性的试验所加的环境应力一般为正常使用试验所加的环境应力一般为正常使用 应力。应力。环境应力筛选（ESS 它不是不是什么？ 它不是不是试验试验！ 它是是什么？ 它是是工序工序！ (2) (2) 环境应力筛选的目的环境应力筛选的目的筛选与试验的比较筛选与试验的比较 表表6-1 筛筛 选与试验的比较选与试验的比较 内容内容筛筛 选选试试 验验是否允许出故障是否允许出故障允许允许不允许不允许100%的产品受影响的产品受影响是是不是不是接收接收/拒收

3、准则拒收准则无无有有用经剪裁的加速应力环境使潜用经剪裁的加速应力环境使潜在缺陷析出在缺陷析出是是不是不是*不包括元器件（零部件）筛不包括元器件（零部件）筛 选。选。*其中试验是指：设计鉴定试验和可靠性验证试验。其中试验是指：设计鉴定试验和可靠性验证试验。 筛选各级筛选剔除缺陷过程各级筛选剔除缺陷过程(5) (5) 要求要求 1)各组装等级各组装等级100%进行进行ESS，并且，并且 能能 够够 很快析出缺陷很快析出缺陷 析出适当数量的固有缺陷析出适当数量的固有缺陷 不不 会会 引起不适当的设计故障引起不适当的设计故障 诱发附加的故障诱发附加的故障 使设备性能下降或寿命降低使设备性能下降或寿命降

4、低 不不 应应 使筛选应力强度超过设计极限使筛选应力强度超过设计极限 随随机机振振动动恒恒定定高高温温电电应应力力温温度度冲冲击击定定频频正正弦弦机机械械冲冲击击加加速速度度有有效效性性加加权权评评分分值值360330300270240210180150120 90 60 30 0温温度度循循环环低低温温扫扫频频正正弦弦综综合合环环境境高高度度潮潮湿湿应力类型的选择应力类型的选择优先采用温度循环和随机振动优先采用温度循环和随机振动两者的组合。两者的组合。表表6-2 常用的应力及其强度、费用和筛选效果常用的应力及其强度、费用和筛选效果环境应力环境应力应力类型应力类型应力强度应力强度费用费用筛选效

5、果筛选效果温度温度恒定高温恒定高温低低低低不显著（对元不显著（对元器件较好）器件较好）温度温度循环循环慢速温变慢速温变低低较低较低不显著不显著快速温变快速温变高高较高较高好好温度冲击温度冲击较高较高适中适中较好较好振动振动扫频正弦扫频正弦较低较低适中适中不显著不显著随机振动随机振动高高较高较高好好组（综）合组（综）合温度循环与随机振动温度循环与随机振动高高高高好好1）温度循环参数量：温度范围、保持时间、温度）温度循环参数量：温度范围、保持时间、温度 变化速率、循环次数。变化速率、循环次数。t6 2）随机振动参数量：频率范围、加速度功率）随机振动参数量：频率范围、加速度功率谱密度、加速度功率谱形

6、。谱密度、加速度功率谱形。 1234准备准备工作工作初始初始性能检测性能检测环境应力筛选应力施加环境应力筛选应力施加最后性能检最后性能检测测检查检查受筛受筛产品产品技术技术状态、状态、试验试验设备设备和检和检测仪测仪器，器，夹具夹具等等按有关标按有关标准和技术准和技术文件对受文件对受筛产品进筛产品进行外观、行外观、机械及电机械及电气性能检气性能检测等记录测等记录3-13-2通过无故通过无故障筛选产障筛选产品在规定品在规定标准大气标准大气条件下运条件下运行，按产行，按产品技术条品技术条件进行性件进行性能检测并能检测并记录结果记录结果寻找和排除故障寻找和排除故障无故障无故障检验检验3-1A3-1B

7、3-2A3-2B随机振动随机振动温度循环温度循环温度循环温度循环随机振动随机振动5min10循环循环（40h）10循环连循环连续无故障续无故障（40h）5min连续连续无故障无故障最长不超过最长不超过20循环（循环（80h）最长不超过最长不超过15min尽最大可能监测性能尽最大可能监测性能性能检测性能检测 表表4-4-3 3 筛选前的准备工作和环境应力筛选程序筛选前的准备工作和环境应力筛选程序(7)(7)环境应力筛选的应用范围环境应力筛选的应用范围研制阶段或可靠性增长中激发材料研制阶段或可靠性增长中激发材料、元器件、设计缺陷和工艺缺陷、元器件、设计缺陷和工艺缺陷可靠性增长试验前预处理可靠性增长

8、试验前预处理备备 件件 的的 筛筛 选选可靠性鉴定试验前预处理可靠性鉴定试验前预处理组装件的筛选组装件的筛选可靠性验收试验前预处理可靠性验收试验前预处理出厂交付前的筛选出厂交付前的筛选产品维修后筛选产品维修后筛选环环境境应应力力筛筛选选研制阶段研制阶段生产阶生产阶段段使用阶段使用阶段6.26.2 可靠性增长试验可靠性增长试验 （1 1）可靠性增长试验概述）可靠性增长试验概述 可靠性增长试验是产品可靠性增长试验是产品研制阶段研制阶段中单独安排的一中单独安排的一个可靠性工作项目，作为工程研制阶段的组成部分。个可靠性工作项目，作为工程研制阶段的组成部分。保证产品进入批生产前的可靠性达到预期的目标。可

9、保证产品进入批生产前的可靠性达到预期的目标。可靠性增长试验通常安排在工程研制基本完成之后和可靠性增长试验通常安排在工程研制基本完成之后和可靠性鉴定试验之前。靠性鉴定试验之前。 可靠性增长试验可靠性增长试验是一种是一种有目标、有计划、有增长有目标、有计划、有增长模型模型的专项试验。的专项试验。可靠性增长试验耗费的资源相当巨可靠性增长试验耗费的资源相当巨大，试验总时间通常为产品预期大，试验总时间通常为产品预期MTBF目标值的目标值的525倍倍，所以，所以,并不是任何一个产品都合适进行增长试验。并不是任何一个产品都合适进行增长试验。 6.26.2 可靠性增长试验可靠性增长试验 （1 1）可靠性增长试

10、验概述）可靠性增长试验概述 可靠性增长试验是产品可靠性增长试验是产品研制阶段研制阶段中单独安排的一中单独安排的一个可靠性工作项目，作为工程研制阶段的组成部分。个可靠性工作项目，作为工程研制阶段的组成部分。保证产品进入批生产前的可靠性达到预期的目标。可保证产品进入批生产前的可靠性达到预期的目标。可靠性增长试验通常安排在工程研制基本完成之后和可靠性增长试验通常安排在工程研制基本完成之后和可靠性鉴定试验之前。靠性鉴定试验之前。 可靠性增长试验可靠性增长试验是一种是一种有目标、有计划、有增长有目标、有计划、有增长模型模型的专项试验。的专项试验。可靠性增长试验耗费的资源相当巨可靠性增长试验耗费的资源相当

11、巨大，试验总时间通常为产品预期大，试验总时间通常为产品预期MTBF目标值的目标值的525倍倍，所以，所以,并不是任何一个产品都合适进行增长试验。并不是任何一个产品都合适进行增长试验。 （2）可靠性增长与可靠性增长试验的目的和一般方法可靠性增长与可靠性增长试验的目的和一般方法 可靠性增长试验的目的是在研制阶段保证产可靠性增长试验的目的是在研制阶段保证产品在进入批生产前的可靠性达到预期的目标。品在进入批生产前的可靠性达到预期的目标。 可靠性增长试验的可靠性增长试验的一般方法是制定增长目标、一般方法是制定增长目标、确定增长模型确定增长模型, 通过试验发现产品故障通过试验发现产品故障, 根据故障根据故

12、障分析分析,改进设计改进设计的这样一个不断反复试验改进过的这样一个不断反复试验改进过程程。(再）试验再）试验故障分析故障分析再设计（纠正）再设计（纠正） 可靠性增长试验过程可靠性增长试验过程mtatMTBF1)(mtmatMTBF)1 (1)(累积累积 MTBFMTBF：瞬时瞬时 MTBFMTBF：式中： -截矩（增长起始点）； m-增长率。u AMSAA模型模型u以下不介绍，费用高不适用民用产品以下不介绍，费用高不适用民用产品6.3 6.3 可靠性研制试验可靠性研制试验 (RDT) (1)(1)目的目的 通过对产品施加适当的环境应力、工作载通过对产品施加适当的环境应力、工作载荷荷, ,寻找产

13、品中的设计缺陷寻找产品中的设计缺陷, ,以改进设计以改进设计, ,提高产品的固提高产品的固有可靠性水平。有可靠性水平。 (2)(2)方法方法 试验、分析、改进试验、分析、改进。 (3)(3)类型类型 可靠性强化试验可靠性强化试验(RET)(RET)、高加速寿命试验、高加速寿命试验(HALT)(HALT)、可靠性增长摸试验、可靠性增长摸试验。 (4)(4) 适用时机 可靠性研制试验应在产品的可靠性研制试验应在产品的研制阶段研制阶段尽早开展，通尽早开展，通过试验、分析与改进的过程来提高产品的固有可靠性过试验、分析与改进的过程来提高产品的固有可靠性水平。水平。(5)(5)基本要求基本要求1) 1)

14、承制方在研制阶段应尽早开展可靠性研制试验，通过承制方在研制阶段应尽早开展可靠性研制试验，通过试试验、分析、改进验、分析、改进（TAAFTAAF）过程来提高产品的可靠性。）过程来提高产品的可靠性。2) 2) 可靠性研制试验是可靠性研制试验是产品研制试验的组成部分产品研制试验的组成部分，应尽可能，应尽可能与产品的研制试验结合进行。与产品的研制试验结合进行。3) 3) 承制方承制方应制定可靠性研制试验方案应制定可靠性研制试验方案，并对可靠性关键产，并对可靠性关键产品，尤其是新技术含量较高的产品实施可靠性研制试验。必品，尤其是新技术含量较高的产品实施可靠性研制试验。必要时，可靠性研制试验方案应经订购方

15、认可。要时，可靠性研制试验方案应经订购方认可。4) 4) 可靠性研制试验可靠性研制试验前期可采用加速应力进行前期可采用加速应力进行，以尽快找出，以尽快找出产品的薄弱环节或验证设计余量。产品的薄弱环节或验证设计余量。5) 5) 对试验中发生的故障均应纳入对试验中发生的故障均应纳入故障报告、分析和纠正系故障报告、分析和纠正系统统（FRACASFRACAS），并对试验后产品的可靠性状况作出说明。），并对试验后产品的可靠性状况作出说明。(6) (6) 工作要点工作要点1)1)与可靠性增长试验不同之处在于可靠性研制试验没有增长与可靠性增长试验不同之处在于可靠性研制试验没有增长目标，只要达到目标，只要达到

16、诱发故障诱发故障, ,并通过改进设计，提高产品的固并通过改进设计，提高产品的固有可靠性水平的目的即可。有可靠性水平的目的即可。2)2)对于新技术含量较高的产品对于新技术含量较高的产品应安排可靠性研制试验，一般应安排可靠性研制试验，一般在合同中规定可靠性研制试验的项目。在合同中规定可靠性研制试验的项目。3)3)民用产品民用产品可靠性研制试验可以采用加速应力进行，可靠性研制试验可以采用加速应力进行，以识别以识别薄弱环节并诱发故障或验证设计余量。加速应力可采用单应薄弱环节并诱发故障或验证设计余量。加速应力可采用单应力步进加速或多应力同时加速。力步进加速或多应力同时加速。4)4)在民用产品环境试验条件

17、时，也可按照受试产品使用需要在民用产品环境试验条件时，也可按照受试产品使用需要设计设计。6.46.4 可靠性验证试验可靠性验证试验1 1 目的与分类目的与分类 （1）目的：）目的：是确认产品是否符合合同规定的可靠性是确认产品是否符合合同规定的可靠性 定量要求。定量要求。 （2）分类：）分类： 1）可靠性鉴定试验可靠性鉴定试验 为了为了验证设备设计是否符合规定的可靠性要求验证设备设计是否符合规定的可靠性要求，应用能代表具有批准的技术状态的设备应用能代表具有批准的技术状态的设备, , 在规定的环在规定的环境试验条件下进行可靠性鉴定试验。若无其他规定，境试验条件下进行可靠性鉴定试验。若无其他规定，则

18、至少要用则至少要用两台两台设备进行设备进行定时截尾试验方案的鉴定试定时截尾试验方案的鉴定试验验。统计试验方案统计试验方案应是订购方规定或同意的应是订购方规定或同意的GB5080GB5080中中的方案。的方案。 2)2)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，为了确定生产的设备是否符合规定的可靠性要求，应按规定的抽样原则从各生产批次中抽取设备应按规定的抽样原则从各生产批次中抽取设备, , 在与可在与可靠性鉴定试验相同的环境试验条件下进行可靠性验收试靠性鉴定试验相同的环境试验条件下进行可靠性验收试验，这些受试设备应能代表其所属批次的特征。验收试验，这些受试设备应能

19、代表其所属批次的特征。验收试验验统计试验统计试验方案应从方案应从GB5080GB5080中给出的中给出的序贯截尾试验方案序贯截尾试验方案或定时截尾试验方案。或定时截尾试验方案。（3）验证试验验证试验(统计试验统计试验)方案的分类方案的分类指数寿命型指数寿命型：定时截尾、序贯截尾、定数等方案定时截尾、序贯截尾、定数等方案成败型成败型：一次抽样、序贯截尾等方案一次抽样、序贯截尾等方案2 2 验证试验的可靠性度量和决策风险的术语定义验证试验的可靠性度量和决策风险的术语定义 （1）可靠性的度量（指数分布）可靠性的度量（指数分布） 平均故障间隔时间（平均故障间隔时间（MTBF）的验证区间）的验证区间de

20、monstrated MTBF interval（L ，u）- 在试验条件下真实在试验条件下真实 MTBFMTBF的可能范的可能范 围，即在所规定的置信度下对围，即在所规定的置信度下对MTBFMTBF的的区间估计区间估计。 MTBF的观测值（点估计）的观测值（点估计）observed MTBF（ ）- - 设备设备 总工作时间除以关联总工作时间除以关联( (责任责任) )故障数。故障数。 MTBF的检验下限的检验下限 lower test MTBF（1）-拒收的拒收的MTBFMTBF值值。 统计试验方案以统计试验方案以高概率拒收高概率拒收MTBFMTBF真值接近真值接近1 1的设备。的设备。2

21、 2 验证试验的可靠性度量和决策风险的术语定义验证试验的可靠性度量和决策风险的术语定义 （1）可靠性的度量可靠性的度量（指数分布）（指数分布） MTBF的检验上限（的检验上限（0）upper test MTBF（0）- 可接收的可接收的 MTBFMTBF值值。它等于鉴别比。它等于鉴别比d d乘以乘以MTBFMTBF检验下限检验下限1 1。统计试验方案。统计试验方案 以以高概率接收高概率接收MTBFMTBF真值接近真值接近0 0的设备。的设备。 MTBF的预计值（的预计值（p）predicted MTBF（p） 用规定的可靠性预计方法确定的用规定的可靠性预计方法确定的MTBFMTBF值。它取决设

22、备设计和值。它取决设备设计和使用环境，数值上应等于或大于使用环境，数值上应等于或大于0 0 ，以保证设备在可靠性试验，以保证设备在可靠性试验期间能以高概率接收。期间能以高概率接收。 （2 2）判决（决策）风险判决（决策）风险 decision risk 由使用方风险、生产方风险和鉴别比组成由使用方风险、生产方风险和鉴别比组成。 使用方风险（使用方风险（）consumers risk（） MTFBMTFB的真值等于其检验下限的真值等于其检验下限1 1时设备被时设备被接收的概率接收的概率。当。当 MTBFMTBF真值低于真值低于1 1时设备被接收的概率将低于时设备被接收的概率将低于。 生产方风险（

23、生产方风险（）producers risk（） MTFBMTFB的真值等于其检验上限的真值等于其检验上限0 0时设备被时设备被拒拒收的概率收的概率。当。当 MTBFMTBF真值大于真值大于0 0时设备被拒收的概率将低于时设备被拒收的概率将低于。 鉴别比鉴别比（d） discrimination ratio（d） MTBFMTBF的检验上限的检验上限0 0与检验下限与检验下限1 1的比值。的比值。 d=0/1Jan20012001 JanSMTWTFS311234567891011121314151617181920212223242526272829303112345678910(3)(3)关

24、于决策风险说明关于决策风险说明 生产方风险生产方风险-MTBFMTBF的真值等于其检验上限的真值等于其检验上限。时设备时设备被拒收的概率被拒收的概率。当当MTBFMTBF的真值大于的真值大于。时设备被拒收的概率将低于。时设备被拒收的概率将低于 。 使用方风险使用方风险-MTBFMTBF的真值等于其检验下限的真值等于其检验下限1 1时设备时设备被接收的概率被接收的概率。当。当MTFBMTFB的真值低于的真值低于1 1时设备被接收的概率将低于时设备被接收的概率将低于 。 鉴别比鉴别比 d=。/1 。鉴别比太大给产品设计带来困难，因要求预计值鉴别比太大给产品设计带来困难，因要求预计值p。 3 3 验

25、证试验方案验证试验方案（指数寿命型统计试验方案）（指数寿命型统计试验方案）(1)定时截尾统计试验方案定时截尾统计试验方案 随机抽取一组样本量为随机抽取一组样本量为n的样本进行可靠性鉴定试验。试验的样本进行可靠性鉴定试验。试验进行到累积时间达到预定值进行到累积时间达到预定值T*时截止时截止。 设在试验过程中共出现设在试验过程中共出现r r次故障。如果次故障。如果rrAcAc( (接收数接收数) )，认，认为批产品可靠性合格，可接收；如果为批产品可靠性合格，可接收；如果rrRcRc( (拒收数拒收数) )，认为批产，认为批产品可靠性不合格品可靠性不合格，拒收拒收。其方框图如图。其方框图如图 。定时

26、截尾方案方框图定时截尾方案方框图方方案案号号决策风险决策风险 %鉴鉴别别比比d=0/1试试验验时时间间(1的倍数的倍数)判决故障数判决故障数名义值名义值实际值实际值拒收拒收（）接收接收（）9101112131415161710102010102010102010202010202010202012.010.919.79.69.819.99.410.917.59.921.419.610.620.921.09.921.319.71.51.51.52.02.02.03.03.03.045.029.921.518.812.47.89.35.44.3372618141066433625171395532

27、 当已知决策风险、鉴别比当已知决策风险、鉴别比, 則试验时间、判决故障数可則试验时间、判决故障数可由下表由下表4.44.4查得查得,该表通过公式计算得到。该表通过公式计算得到。表表4-44-4 标准型定时试验方案标准型定时试验方案简表简表(GJB899)(GJB899)（1）定时截尾统计试验方案定时截尾统计试验方案表表4-5 短时高风险短时高风险定时试验方案简表定时试验方案简表( (GJB899) )方方案案号号决策风险决策风险 %鉴别比d=0/1试验时间试验时间(1的倍数的倍数)判决故障数判决故障数名义值名义值实际值实际值拒收拒收（）接收接收（）19202130303030303029.82

28、8.330.730.128.533.31.52.03.08.13.71.1731620 方方案案号号方案的特征方案的特征截尾截尾时间时间(m0的的倍数）倍数）截尾截尾失失效效数数实际风险实际风险标称值，标称值，%Dm， m=m0，m=m15.110101.530.03712.09.95.2101029.4149.610.65.3101033.169.49.95.4101051.10310.08.85.520201.514.11818.021.75.6202023.9620.021.05.7202031.46318.118.85.830301.55.3728.332.05.9303021.843

29、28.028.95.1035401.256.7835.740.2（1 1）定时截尾统计试验方案）定时截尾统计试验方案 表表4-6 GB/T5080.74-6 GB/T5080.7推荐的部分定时截尾试验方案推荐的部分定时截尾试验方案（2 2）序贯截尾试验方案）序贯截尾试验方案表表4-7 标准型序贯试验方案标准型序贯试验方案简表简表方案号方案号决策风险决策风险 %鉴别比鉴别比d=0/1 判决标准判决标准名义值名义值实际值实际值12345610201020102010201020102011.122.712.822.311.118.212.023.212.822.510.919.21.51.52.0

30、2.03.03.0见图见图A1见图见图A2见图见图A3见图见图A4见图见图A5见图见图A6 注：注：1）名义值又叫标称值，用来称呼各方案的决策风险。）名义值又叫标称值，用来称呼各方案的决策风险。 （2 2）序贯试验方案序贯试验方案 表表4-8 4-8 短时高风险短时高风险序贯试验方案简表序贯试验方案简表 方方案案号号决策风险决策风险 %鉴鉴别别比比d=0/1 判决标准判决标准名义值名义值实际值实际值783030303031.929.332.229.91.52.0见图见图A7见图见图A8拒收区拒收区 接收区接收区继续继续试验区试验区接收接收拒拒 收收 方案方案验证试验（验证试验（示例示例2 2设

31、设: =20%, d=1.5判别标准判别标准（方案方案2） 总试验时间（总试验时间（1 的倍数）的倍数）2）注：注：1）总试验时间是所有受试设备工作时间的总和）总试验时间是所有受试设备工作时间的总和 2）实际判决时间等于标准化判决时间）实际判决时间等于标准化判决时间t乘以乘以MTBF的检验下限的检验下限1 判别标准判别标准（方案2） 故障数故障数 标准化判决时间标准化判决时间t）故障数故障数 标准化判决时间标准化判决时间t）拒收拒收tR接收接收tA拒收拒收tR接收接收tA0123456789- 0.241.462.673.905.126.334.195.406.627.839.0510.261

32、1.4912.7113.9215.14101112131415161718198.769.9811.1912.4113.6214.8416.0517.2818.5021.9016.3517.5718.7319.9921.2121.9021.9021.9021.9021.90表表 4-94-9 接收拒收判决标准接收拒收判决标准注：注：1）总试验时间是所有受试设备工作时间的总和）总试验时间是所有受试设备工作时间的总和 2）实际判决时间等于标准化判决时间）实际判决时间等于标准化判决时间t乘以乘以MTBF的检验下限的检验下限1 统计试验方案统计试验方案优点优点缺点缺点适用范围适用范围定数截尾统计定数截

33、尾统计试验方案试验方案统计结果精确统计结果精确试验时间不可控，不试验时间不可控，不利于试验的管理利于试验的管理 服从指数分布或二项分布的服从指数分布或二项分布的产品产品定时截尾统计定时截尾统计试验方案试验方案判决故障数及试验判决故障数及试验时间、费用在试验时间、费用在试验前已能确定，便于前已能确定，便于管理管理对于可靠性特差或特对于可靠性特差或特好的产品，做出判决好的产品，做出判决所需的试验时间较序所需的试验时间较序贯试验长贯试验长服从指数分布的所有产品服从指数分布的所有产品序贯截尾统计序贯截尾统计试验方案试验方案从试验时间和试验从试验时间和试验样本量，这两方面样本量，这两方面节省了试验成本，

34、节省了试验成本，且能较快的作出接且能较快的作出接收或拒收的判决收或拒收的判决失效数及试验时间、失效数及试验时间、费用在试验前难于确费用在试验前难于确定，不便管理定，不便管理1.1.服从指数分布或二项分布服从指数分布或二项分布的产品的产品2.2.可靠性验收试验可靠性验收试验3.3.对受试产品的可靠性有充对受试产品的可靠性有充分的信心，能够较快地做出分的信心，能够较快地做出接受判决的产品的可靠性鉴接受判决的产品的可靠性鉴定试验定试验二项分布试验二项分布试验方案方案- - -服从二项分布的产品服从二项分布的产品 表表 6-106-10 各统计试验方案分类优缺点及适用范围各统计试验方案分类优缺点及适用

35、范围4 4 可靠性验证试验的条件可靠性验证试验的条件（剖面） （1）试验剖面的制定）试验剖面的制定： 从从任务剖面任务剖面环境剖面环境剖面试验剖面试验剖面 任务剖面任务剖面 任务剖面是对设备在完成规定任务这段时间内所要经历任务剖面是对设备在完成规定任务这段时间内所要经历的全部重要事件和状态的一种时序描述。的全部重要事件和状态的一种时序描述。它仅是寿命剖面的它仅是寿命剖面的一部分。一部分。 (*寿命剖面寿命剖面: 是产品从交付到寿命终结或退出使用这段时是产品从交付到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部重要事件和状态的一种时序描述。间内所经历的全部重要事件和状态的一种时序描述。) 环境剖面环境

36、剖面试验剖面试验剖面（2）试验应力条件确定准则）试验应力条件确定准则 订购方应在合同中规定可靠性验证试验过程中所要施订购方应在合同中规定可靠性验证试验过程中所要施加的应力类型及其量值。加的应力类型及其量值。 可靠性验证试验的环境条件应不同于环境试验的极可靠性验证试验的环境条件应不同于环境试验的极值条件，它应时序地模拟受试设备在使用中经历的最主值条件，它应时序地模拟受试设备在使用中经历的最主要的应力，确定应力的优先次序如下：要的应力，确定应力的优先次序如下： 1）实测应力）实测应力 根据设备在实际使用中执行典型任务剖面时，在其安根据设备在实际使用中执行典型任务剖面时，在其安装位置测得的数据，经过

37、分析处理后确定的应力；装位置测得的数据，经过分析处理后确定的应力；（2）试验应力条件确定准则）试验应力条件确定准则 2）估计应力）估计应力 根据处于相似位置，具有相似用途的设备在执行相根据处于相似位置，具有相似用途的设备在执行相似任务剖面时测得的数据，经过分析处理后确定的应似任务剖面时测得的数据，经过分析处理后确定的应力。只有在无法得到实测应力的情况下方可使用估计力。只有在无法得到实测应力的情况下方可使用估计应力。应力。（2）试验应力条件确定准则）试验应力条件确定准则 3）参考应力）参考应力 标准给出的应力或按标准提供的数据、公式和方标准给出的应力或按标准提供的数据、公式和方法导出的应力，只有

38、在无法得到实测应力或估计应法导出的应力，只有在无法得到实测应力或估计应力的情况下方可使用参考应力。力的情况下方可使用参考应力。可靠性验证试验采用综合环境应力试验条件可靠性验证试验采用综合环境应力试验条件 温度应力、振动应力、湿度应力综合温度应力、振动应力、湿度应力综合（可同时）（可同时）施加，还加电应力（工作应力）在产品上（见完整施加，还加电应力（工作应力）在产品上（见完整的综合应力试验剖面图）。的综合应力试验剖面图）。5 5 试验结果处理试验结果处理(1)故障判据故障判据 在试验过程中，出现下列任何一种事件即应判为故障：在试验过程中，出现下列任何一种事件即应判为故障： 1)受试产品或产品的一

39、部分丧失一个或几个功能；受试产品或产品的一部分丧失一个或几个功能； 2)产品或产品的一部分性能参数超出产品技术条件中允许的范围；产品或产品的一部分性能参数超出产品技术条件中允许的范围； 3)受试产品出现机械零部件、结构件或元器件的松动、断裂等损坏状态受试产品出现机械零部件、结构件或元器件的松动、断裂等损坏状态。 (2)(2)可靠性试验期间试验故障分类可靠性试验期间试验故障分类 1) 试验期间出现所有故障应按分为关联故障和非关联故障试验期间出现所有故障应按分为关联故障和非关联故障: 非关联故障非关联故障: 已经证实未按规定的条件使用而引起的故障；或已经证实仅已经证实未按规定的条件使用而引起的故障

40、；或已经证实仅 属于某项将不采用的设计所引起的故障属于某项将不采用的设计所引起的故障,否则为否则为关联故障关联故障。 非责任故障非责任故障: 指非关联故障或事先已经规定不属某个特定组织提供的产品指非关联故障或事先已经规定不属某个特定组织提供的产品 的关联故障。否则为的关联故障。否则为责任故障责任故障。 选定某一方案，试验结束后，按关联故障（责任故障）及总选定某一方案，试验结束后，按关联故障（责任故障）及总试验时间计算试验结果。试验时间计算试验结果。关联故障（责任故障）关联故障（责任故障）5 5 试验结果处理试验结果处理（4）总试验时间）总试验时间 设备试验时的设备试验时的总工作时间总工作时间或

41、或受试验应力累积时间受试验应力累积时间。 如有如有多台产品同时试验多台产品同时试验，则总试验时间为每台设备工作时，则总试验时间为每台设备工作时间或每台受应力间或每台受应力累积时间总和（即台时数）累积时间总和（即台时数）。 多台产品如有一台产品的累计试验时间少于多台产品如有一台产品的累计试验时间少于全部受试产品全部受试产品的平均试验时间的的平均试验时间的一半一半（虽然达到了该方案规定的时间和接（虽然达到了该方案规定的时间和接收判决故障数），则收判决故障数），则不应作出接收判决不应作出接收判决。 （5 5）结果处理）结果处理 先要给出先要给出观察值观察值（点估计值）（点估计值） =T/r T设备的

42、总试验时间设备的总试验时间 r责任故障数责任故障数 要求给出产品试验要求给出产品试验MTBF的的验证区间值验证区间值。 要设定置信度，才能计算验证区间值，一般建议要设定置信度，才能计算验证区间值，一般建议采用采用置信度置信度C=（1-2）100%，根据置信度和责，根据置信度和责 任故障数，任故障数，可以表查得上下限置信系数可以表查得上下限置信系数(c,r), c=(1+c)/2置信度越置信度越高，则验证时间越宽。高，则验证时间越宽。 同样置信度下，故障数增加，验证区间变窄。同样置信度下，故障数增加，验证区间变窄。 验证下限验证下限L=L（c, r） 验证上限验证上限u=u（c,r）即即MTBF

43、验证区间值。验证区间值。6.5 6.5 可靠性测定试验可靠性测定试验 (1)目的目的: 测定设备可靠性特征值的试验测定设备可靠性特征值的试验。 (2)要求和方法要求和方法: 1)要求要求: 可靠性测定试验的可靠性测定试验的试验条件试验条件( (工作和环境条工作和环境条件件) )、受试设备性能、受试设备性能、故障定义与可靠性验证试验相故障定义与可靠性验证试验相同同( (见国标见国标GB5080.1GB5080.1设备可靠性试验总要求设备可靠性试验总要求) )。 2)方法方法: 可靠性测定试验的可靠性测定试验的受试设备抽样受试设备抽样、试验前试验前准备、试验测试及试验程序准备、试验测试及试验程序、

44、故障维修与可靠性验故障维修与可靠性验证试验相同证试验相同( (见上述国标见上述国标GB5080.1)GB5080.1)。 可以在可以在实验室实验室或或现场现场进行试验进行试验。(3) 特点特点: 1) 没有对产品定量地规定可靠性指标时没有对产品定量地规定可靠性指标时, ,可以通过可以通过 可靠性测定试验可靠性测定试验评定该产品达到的可靠性评定该产品达到的可靠性水平水平; 2)可靠性验证统计试验方案不适宜采用可靠性验证统计试验方案不适宜采用,可靠性测定可靠性测定 试验不存在接收或拒收试验不存在接收或拒收; 3)各种分布均可得到各种分布均可得到失效率失效率、MTBF、MTTF点估计点估计 值和置信

45、区间值和置信区间( (见国标见国标GB5080.4) GB5080.4) 。 表表6-12 6-12 各类可靠性试验的比较各类可靠性试验的比较 名名 称称 目目 的的应力水平及试验特性应力水平及试验特性应应 用用 阶阶 段段环境应力筛选环境应力筛选（ESS）产品出厂前剔除早期缺陷产品出厂前剔除早期缺陷可使用加速应力，一可使用加速应力，一般用快速温变循环和般用快速温变循环和随机振动随机振动生产阶段，生产阶段，寻找设计、工艺缺陷寻找设计、工艺缺陷研制阶段研制阶段可靠性增长、鉴定、验收试验前消除可靠性增长、鉴定、验收试验前消除早期故障（预处理）早期故障（预处理）研制阶段研制阶段生产阶段生产阶段可靠性

46、研制试验可靠性研制试验暴露缺陷，提高产品可靠性水平暴露缺陷，提高产品可靠性水平可以采用加速应力可以采用加速应力研制阶段早期研制阶段早期可靠性增长试验可靠性增长试验寻找设计缺陷，以改进设计并验证改寻找设计缺陷，以改进设计并验证改进措施的有效性，评估可靠性水平进措施的有效性，评估可靠性水平施加模拟真实的综合施加模拟真实的综合环境应力，有增长目环境应力，有增长目标，有增长曲线，用标，有增长曲线，用杜安模型对增长过程杜安模型对增长过程跟踪，用跟踪，用AMSAA模型模型评估。评估。研制阶段后期，研制阶段后期，环境鉴定试验环境鉴定试验后、可靠性鉴后、可靠性鉴定试验前进行定试验前进行可靠性鉴定试验可靠性鉴定

47、试验验证产品可靠性是否满足合同规定的要求，验证产品可靠性是否满足合同规定的要求，为定型（鉴定）和投产提供决策依据为定型（鉴定）和投产提供决策依据施加模拟真实的综合施加模拟真实的综合环境应力，使用统计环境应力，使用统计试验方案得到的可靠试验方案得到的可靠性值是一定置信度下性值是一定置信度下的区间范围。试验中的区间范围。试验中的关联故障均用于计的关联故障均用于计算观察值算观察值设计定型阶段设计定型阶段可靠性验收试验可靠性验收试验验证产品可靠性是否保持其固有水平，验证产品可靠性是否保持其固有水平，为产品交付接受提供决策依据为产品交付接受提供决策依据生产阶段生产阶段6.6 6.6 寿命试验与评估寿命试

48、验与评估1 1 目的目的 寿命试验的目的，一是发现产品中可能过早发生耗损的零部寿命试验的目的，一是发现产品中可能过早发生耗损的零部件，以确定影响产品寿命的根本原因和可能采取的纠正措施；件，以确定影响产品寿命的根本原因和可能采取的纠正措施；二是验证产品在规定条件下的使用寿命、贮存寿命是否达到规二是验证产品在规定条件下的使用寿命、贮存寿命是否达到规定的要求。定的要求。2 2 产品的耐久性与寿命产品的耐久性与寿命 产品的耐久性是指：产品在规定的使用、储存与维修条件产品的耐久性是指：产品在规定的使用、储存与维修条件下，达到极限状态之前，完成规定功能的能力，一般用寿命参下，达到极限状态之前，完成规定功能

49、的能力，一般用寿命参数度量。数度量。 极限状态是指由于耗损（如疲劳、磨损、腐蚀、变质等）极限状态是指由于耗损（如疲劳、磨损、腐蚀、变质等）使产使产 品从技术上或从经济上考虑，都不宜再继续使用而必须品从技术上或从经济上考虑，都不宜再继续使用而必须大修或报废的状态。大修或报废的状态。3 3 产品主要的寿命参数产品主要的寿命参数1) 使用寿命使用寿命产品使用到无论从技术上还是经济产品使用到无论从技术上还是经济上考虑都不宜再使用，而必须大修或报废时的寿上考虑都不宜再使用，而必须大修或报废时的寿命单位数。命单位数。2) 总寿命总寿命在规定条件下，产品从开始使用到报在规定条件下，产品从开始使用到报废的寿命

50、单位数。废的寿命单位数。3) 储存寿命储存寿命产品在规定的储存条件下能够满足产品在规定的储存条件下能够满足规定要求的储存期限。规定要求的储存期限。4) 可靠寿命可靠寿命给定的可靠度所对应的的寿命单位。给定的可靠度所对应的的寿命单位。4 4 产品寿命试验分类及方法产品寿命试验分类及方法 寿命试验是寿命试验是为了验证产品在规定条件下，处于工作（使用）为了验证产品在规定条件下，处于工作（使用）状态或储存状态时，其寿命到底有多长，即要了解产品在一定状态或储存状态时，其寿命到底有多长，即要了解产品在一定应力条件下的寿命。根据工作状态、储存状态，产品寿命试验应力条件下的寿命。根据工作状态、储存状态，产品寿