1.1 可靠性试验目的 |
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可靠性试验是通过施加典型环境应力和工作载荷的方式,用于剔除产品早期缺陷、增长或测试产品可靠性水平、检验产品可靠性指标、评估产品寿命指标的一种有效手段。可根据需要达到的目的,在产品的设计、研制、生产和使用阶段,开展不同类型的可靠性试验。
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。它不仅仅是为了用试验数据来说明产品可靠性(可以接受或拒收、合格与不合格等),更主要的目的是对产品在试验中发生的每一个故障的原因和后果都要进行细致的分析,并且应该研究可能采取的有效的纠正措施。可靠性试验主要有以下3个方面的作用。
(1)发现产品在设计、元器件、零部件、原材料和工艺等方面的各种缺陷。产品的可靠性是设计出来的,因此实现产品可靠性的关键首先是充分利用各种可靠性设计和分析技术对产品进行严格设计。但即便是经验丰富的、功底深厚的设计师设计的产品也难免存在缺陷,而这些缺陷仅靠设计师的设计分析、已有经验教训并无法确保都能找出来,即便采取常温测试、通电老炼、环境试验等常规检测手段,也仍然有不少缺陷无法暴露出来。只有通过可靠性试验施加长时间的各类试验应力才能充分暴露出来。整个产品研制过程都伴随着试验—分析—改进的反复迭代过程(即TAAF过程)。可靠性试验对于发现产品在设计、元器件、零部件、原材料和工艺等方面的缺陷具有不可替代的作用。
(2)确认是否符合可靠性定量要求或评价产品的可靠性水平。从确定装备可靠性是否符合合同要求和了解产品装备研制过程中可靠性变化情况以进行相应决策的需要出发,验证研制生产的产品的可靠性水平是一件最为基本的、必不可少的工作。在对产品进行设计定型或工艺定型时,必须知道产品的可靠性水平是否已符合合同中的规定值或最低可接受值,以便为做出通过设计定型转入批生产的决策提供依据。这就意味着要对产品进行可靠性鉴定试验,从而对设计定型进行把关,以防止可靠性设计欠佳、固有可靠性没有达到合同规定的要求的产品转入批生产。同样,在产品投入批生产以后,对拟出厂的产品也要抽样进行可靠性验收试验,以防止受制造和工艺过程偏离的影响而达不到规定可靠性要求的产品交付用户。无论是可靠性鉴定试验还是可靠性验收试验,通常是在实验室试验环境条件可控制的情况下进行的,其施加的环境应力往往能覆盖和代表全寿命周期、使用区域范围内、各项典型任务状态下承受的环境。在许多货架产品的投标竞争过程中,往往需要通过可靠性试验来对参与竞争的产品在未来使用环境中的可靠性水平作出相应评价或比较,实验室可靠性试验也是一个评价手段。现场使用中进行的使用可靠性试验也是验证产品可靠性的一个重要手段,这种验证是在真实的使用环境中进行的,因此在有条件的情况下专门组织安排使用可靠性试验进行外场验证是十分必要的。当产品交付用户后,应通过有计划地收集产品使用期间的可靠性数据,甚至组织专门的试验即可靠性试验或外场可靠性试验,来评估产品在使用条件下达到的可靠性。实际上,单靠搜集产品的各种数据来对产品的使用可靠性进行评估往往是很困难的,由于收集数据的时间往往很长,数据的准确性和代表性难以控制和覆盖,现场环境条件无法控制,现场工作状况难以控制,有限的现场试验也无法充分验证产品的可靠性水平。因此,实验室试验和现场使用试验各有利弊,互为补充地成为验证产品可靠性水平的重要手段。
(3)提供其他各种有用信息。如前所述,试验是获取产品信息的过程。各种可靠性试验特别是可靠性研制试验中,还可获取产品对应力的响应特性信息、产品薄弱环节信息和产品性能变化趋势、产品寿命信息等。这些信息能够使人们对产品的特性有更为全面的了解,从而有助于产品的完好率、可用度和任务成功性的评估和改善,其他使用环境的选择和确定,产品研制过程后续试验大纲的设计,产品的备件和维修计划制订,保障资源的分配及后续产品的研制。