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6.6.可靠性试验可靠性试验ReliabilityTestingReliabilityTesting6.1可靠性试验的目的和分类6.2可靠性试验应注意的问题6.3环境试验6.4可靠性筛选试验6.5可靠性增长试验6.6寿命试验和加速寿命试验6.1.1可靠性试验的目的（（11）研制阶段使产品达到预定的可靠性指标。）研制阶段使产品达到预定的可靠性指标。（（22）对研制定型的产品进行可靠性鉴定。）对研制定型的产品进行可靠性鉴定。（（33）产品的生产过程中，控制产品的质量。）产品的生产过程中，控制产品的质量。（（44）对产品进行筛选，以提高批产品的可靠性）对产品进行筛选，以提高批产品的可靠性水平。水平。（（55）研究产品的故障机理，有利于提高产品的）研究产品的故障机理，有利于提高产品的可靠性水平。可靠性水平。6.1.2可靠性试验的分类按地点现场试验(FieldTest)模拟试验(LaboratoryTest)按试验结束方式完整试验截尾试验定时截尾试验定数截尾试验有替换无替换有替换无替换按产品过程设计阶段摸底试验研制阶段鉴定试验验收阶段验收试验环境应力筛选可靠性试验工程试验统计（验证）试验可靠性增长可靠性鉴定可靠性验收按试验目的环境试验筛选试验寿命试验按GJB450“装备研制与生产的可靠性通用大纲”6.2可靠性试验应注意的问题¾¾试验大纲试验大纲（试验目的、故障定义、故障判断、施加的应力水平、抽样数量、测试方法、测试时间、测量次数、数据处理方法等）。¾¾特别注意三方面的问题特别注意三方面的问题（1）需要的信息（2）环境应力的确定（3）试验系统的管理6.3环境试验¾¾气候条件：气候条件：¾¾力学条件：力学条件：¾¾生物条件：生物条件：¾¾辐射条件：辐射条件：¾¾电磁条件：电磁条件：温度、湿度、风、气压、油雾等温度、湿度、风、气压、油雾等振动、冲击、离心、碰撞、跌落等振动、冲击、离心、碰撞、跌落等霉菌、昆虫、啮齿动物等霉菌、昆虫、啮齿动物等太阳紫外线、空间带电粒子等太阳紫外线、空间带电粒子等电（磁）场、闪电、雷击、核爆炸等电（磁）场、闪电、雷击、核爆炸等11））环境条件的分类及其对产品的影响环境条件的分类及其对产品的影响22）环境试验的方法）环境试验的方法¾¾现场使用试验现场使用试验¾¾天然暴露试验天然暴露试验¾¾人工模拟试验人工模拟试验（（11）单项环境试验）单项环境试验（（22）综合环境试验）综合环境试验6.4可靠性筛选试验6.4.1可靠性筛选11）可靠性筛选的特点）可靠性筛选的特点目的：目的：剔除早期失效产品，不能提高单个产品固有剔除早期失效产品，不能提高单个产品固有可靠性而能够提高批产品总的使用可靠性水平。可靠性而能够提高批产品总的使用可靠性水平。注意区别筛选和质量验收的区别？？200200万万3003001515航天设备航天设备1000100012012077军用设备军用设备215215454544工业设备工业设备50505522消费者产品消费者产品现场使用时现场使用时系统试验时系统试验时购进时购进时设备类型设备类型表表6.16.1元器件各阶段失效造成的损失元器件各阶段失效造成的损失（美元）（美元）22）可靠性筛选的效果）可靠性筛选的效果（（11））筛选剔除率筛选剔除率QQ式中式中nn————剔除产品数；剔除产品数；NN————参与筛选的产品总数。参与筛选的产品总数。（（22））筛选效果筛选效果式中式中————筛选前产品的失效率；筛选前产品的失效率；————筛选后产品的失效率。筛选后产品的失效率。%100n×=NQβ100%λλλβNSN×−=NλSλ3）可靠性筛选方法¾¾测试筛选测试筛选初始参数筛选（分布截尾筛选）初始参数筛选（分布截尾筛选）线性判别筛选线性判别筛选¾¾检查筛选检查筛选目镜筛选、红外线非破坏性检查筛选、目镜筛选、红外线非破坏性检查筛选、XX射线非射线非破坏检查筛选、颗粒碰撞噪声检测、密封性检查破坏检查筛选、颗粒碰撞噪声检测、密封性检查筛选、参数测试筛选筛选、参数测试筛选¾¾环境应力筛选环境应力筛选¾¾寿命筛选寿命筛选¾¾破坏性筛选破坏性筛选••筛选方案设计原则筛选方案设计原则¾有效剔除早期失效产品，但不应使不应剔除的正常产品提高失效率。¾为提高筛选效率，可以采用强应力筛选，但不应该产生新的失效模式。¾筛选项目和应力不必只是模拟使用情况；¾试验设计前应对元器件供应者正常筛选效率有所掌握。¾了解被筛选对象的特性、材料、封装及制造技术，对其失效模式有所掌握，选择暴露失效的昀佳次序。¾将不可靠产品淘汰在上机前。44）环境应力筛选（）环境应力筛选（EnvironmentStressScreenEnvironmentStressScreen））¾¾向产品施加合理的向产品施加合理的环境应力环境应力，将其内部的潜在，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，并通过检验发现和排除的缺陷加速变成故障，并通过检验发现和排除的过程。过程。¾¾环境应力筛选可用于产品的环境应力筛选可用于产品的研制、生产和使用研制、生产和使用各阶段各阶段。。¾¾该该工艺手段工艺手段常应用于常应用于机械和电子机械和电子产品中。产品中。良好的环境应力筛选试验的特点：良好的环境应力筛选试验的特点：¾¾能够很快检查出潜在的缺陷，包括能检查出适能够很快检查出潜在的缺陷，包括能检查出适当数量的固有（设计）缺陷；当数量的固有（设计）缺陷；¾¾不会引起不适当的设计故障，诱发附加的故障、不会引起不适当的设计故障，诱发附加的故障、消耗受筛选产品的寿命；消耗受筛选产品的寿命；¾¾不应对制造过程的控制增加限制。不应对制造过程的控制增加限制。环境应力筛选与有关工作的关系环境应力筛选与有关工作的关系¾环境应力筛选与可靠性增长前者用于揭示并排除早期故障，使批产品的可靠性前者用于揭示并排除早期故障，使批产品的可靠性接近接近设计设计固有固有可靠性水平；后者通过消除产品中由设计缺陷可靠性水平；后者通过消除产品中由设计缺陷造成的故障源或降低由于设计缺陷造成的故障出现概率造成的故障源或降低由于设计缺陷造成的故障出现概率提高提高产品的产品的固有固有可靠性水平。可靠性水平。¾环境应力筛选与可靠性统计试验前者是后者的预处理工艺前者是后者的预处理工艺¾环境应力筛选与生产验收准备交付验收的批产品应准备交付验收的批产品应100%100%进行环境应力筛选试验进行环境应力筛选试验6.56.5可靠性增长试验（可靠性增长试验（ReliabilityGrowthTestReliabilityGrowthTest））¾¾可靠性增长可靠性增长（（ReliabilitygrowthReliabilitygrowth））::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程。¾¾缺陷的分类缺陷的分类系统性缺陷系统性缺陷残余缺陷残余缺陷¾¾实现可靠性增长的基本途径实现可靠性增长的基本途径①故障源的检测（主要通过分析与试验）。故障源的检测（主要通过分析与试验）。②发现问题的反馈。发现问题的反馈。③有效的改进，重新进行试验。有效的改进，重新进行试验。¾¾““试验试验--分析分析--改进改进--再试验再试验””TAAFTAAF(Test,AnalysisandFix)¾注意：①在改进设计中有可能引进新的系统性缺陷；②对发现的缺陷，改进措施不一定能予以消除，有时只能降低其故障率。③大部分残余缺陷可通过可靠性筛选予以消除（机械产品的磨合及电子产品的老炼等），剩下的部分残余缺陷则留在产品中，在产品的寿命周期内随机出现。④应保持良好的可靠性设计工作，不应只依靠可靠性增长工作来改进不良设计。图图6.16.1可靠性增长过程可靠性增长过程常见的可靠性增长常见的可靠性增长（1）一般性的可靠性增长（2）可靠性增长管理a.有一系列逐步提高的可靠性增长目标b.充分利用寿命周期内的各项试验和运行结果（3）可靠性增长试验a.可靠性增长试验的时机和适用范围b.对受试产品的要求与处置c.可靠性增长试验与可靠性鉴定试验的关系可靠性增长试验成功至少应具备以下条件：可靠性增长试验成功至少应具备以下条件：①具有可靠性鉴定试验所规定的环境工作条件。②试验跟踪严格，故障记录完整。③有完善的故障报告闭环系统，并对故障纠正过程有详尽可追溯的记录。④可靠性增长试验的昀终结果的评估是可信的。。••可靠性增长试验的特点可靠性增长试验的特点①试验对象是经环境试验的样机或生产的产品。②试验剖面是真实剖面或模拟真实剖面。③可靠性增长试验是一项不可缺少的为提高产品可靠性的一个工作项目。可靠性增长试验的三种方式可靠性增长试验的三种方式¾试验-改进-再试验（Test-Fix-Test）如图(a)¾试验-发现问题-再试验（Test-Find-Test）如图(b)¾待延缓改进的试验-改进-再试验如图(c)（Test-Fix-TestWithDelayedFixes）可靠性增长试验3种方式表表6.26.2可靠性增长试验可靠性增长试验与其他试验的关系与其他试验的关系修复措施修复措施修复措施修复措施设计更改等设计更改等纠正措施纠正措施修复措施修复措施失效处理失效处理真实或模拟真实或模拟的任务环境的任务环境真实或模拟真实或模拟的任务环境的任务环境真实或模拟真实或模拟的任务环境的任务环境加速应力加速应力应力环境应力环境抽样或全部抽样或全部按合同规定按合同规定按合同规定按合同规定全部产品全部产品试件数目试件数目批生产过程批生产过程中中工程研制阶工程研制阶段结束时段结束时工程研制阶工程研制阶段，可靠性段，可靠性鉴定前鉴定前批生产阶段批生产阶段或工程研制或工程研制阶段阶段适用时机适用时机验证产品是验证产品是否满足可靠否满足可靠性要求性要求验证产品是验证产品是否满足可靠否满足可靠性要求性要求消除薄弱环消除薄弱环节，提高同节，提高同型产品固有型产品固有可靠性可靠性剔除早期故剔除早期故障，提高使障，提高使用可靠性用可靠性试验目的试验目的统计试验统计试验统计试验统计试验工程试验工程试验工程试验工程试验所属范围所属范围可靠性验收可靠性验收试验试验可靠性鉴定可靠性鉴定试验试验可靠性增长可靠性增长试验试验环境应力筛环境应力筛选试验选试验比较项目比较项目11））CompertzCompertz增长模型增长模型R(N)=R(N)=ababCCNN——时期序号；R(N)R(N)————时期时期NN的可靠性；的可靠性；a,b,ca,b,c————模型参数，模型参数，00＜＜aa≤≤1,01,0＜＜bb＜＜1,01,0＜＜cc＜＜11可靠性增长模型可靠性增长模型当N→∞时,R(N)→a,可见a为R(N)增长上限;当N→0时,R(N)→ab,可见ab为R(N)增长的初始水平.b反映初始水平与R(N)增长上限的比值;c反映R(N)增长速度,c↓→增长速度↑。在实际工程中，用Compertz增长模型曲线调整管理计划、改进研究策略,使产品可靠性增长符合预期要求。22）杜安模型（）杜安模型（DuaneDuane））适用于航空电子设备及系统的可靠性增长预测¾杜安模型的前提：产品在可靠性增长过程中逐步地纠正故障，所以产品的可靠性也是逐步的提高的，而不是多个故障集中的改进，而使可靠性突然大幅度提高。Duane增长模型的表达式α−∑=kttλ)(¾假设可靠性增长试验开始时刻为t=0，t为试验过程所累积的试验时间，r(t)为试验时间（从0到t时刻）内试验产品发生的故障数。¾则累积故障率可表示为：ttrt)()(=∑λtKλKttrλlnlnlnα−=⇒==∑α−∑ααλ−−==Ktdtdr)1(在产品可靠性增长试验中，累积故障率与累积试验时间在双对数坐标图上趋近为一直线瞬时故障率αθθ−=∑1[]αααλθλθtKtK11)1(11−−∑∑−====¾若换成瞬时MTBF表示，则αθθ)(00ttss=；达到要求的总试验时间试验产品的瞬时数据初始点的时间；；初始的；要求的MTBFMTBFMTBFss−−−−tt00θθnitnttttiiit,...2,1)()(,loglogloglog00==−−=θθθα111)1(,1−α−α−===′r