從某正樣機的鑒定試驗談可靠性試驗設計

楊喜存，單軍勇

（西安電子工程研究所，西安 710100）

1 可靠性試驗

可靠性是指產品或系統在其壽命周期條件內，在指定的時間段內執行預期功能（沒有故障并在指定的性能范圍內）的能力[1]?？煽啃栽囼灠从嘘P標準分為兩大類：環境應力篩選試驗和可靠性增長試驗、可靠性鑒定試驗和可靠性驗收試驗。按GJB 450標準的分類，可靠性試驗可分為工程試驗與統計試驗兩大類。環境應力篩選試驗和可靠性增長試驗屬于工程試驗類；可靠性鑒定試驗和可靠性驗收試驗屬于統計試驗類?？煽啃澡b定試驗是為確定產品可靠性特征量是否達到所要求的水平而在規定條件下所做的試驗[2]?？煽啃澡b定試驗的目的是為了驗證產品的可靠性，可靠性鑒定試驗一般用于產品（系統和設備）的定型。我國GJB 899《可靠性鑒定和驗收試驗》規定了系統和設備進行可靠性鑒定試驗的要求，并提供了有關的方案和方法。

某正樣機是依據該項目研制任務書進行研制出的樣機，集戰場偵察、炸點探測、詢問答應和定位授時等功能于一體的多功能電子設備。為了定型，需對該產品進行可靠性鑒定試驗，通過對試驗數據分析，確定產品可靠性特征量是否達到所要求的水平。

2 正樣機鑒定試驗設計

2.1 編制《某正樣機可靠性鑒定試驗大綱》

編制《某正樣機可靠性鑒定試驗大綱》應考慮如下因素：對以往可靠性信息的收集、分析和了解的程度；依賴可靠性試驗而能獲得可靠性保證的可靠性；可靠性試驗的費用；可靠性設備的可用性；可開發利用的人力和時間；試驗樣品的代表性；可靠性預計的結果；環境試驗、性能試驗是否合格。

2.2 制訂可靠性試驗計劃

根據產品可靠性大綱的要求，制訂可靠性試驗計劃。它包括下述內容：試驗的對象及其內容；試驗的目的和進度；試驗時應具備的條件；決定試驗場所；設置評審點；其他項目（故障判據及試驗報告等要求）。

2.3 規定試驗程序

試驗程序應包括的內容：受試產品組成單元清單的簡要說明，擬安排試驗的單元清單及最近的狀態（包括獲準的的更改、偏離、超差的文件資料和預處理結果）；適用的試驗設備和監控設備，包括其制造廠家、型號及設備和夾具調試結果說明；以圖表形式對試驗開始前溫度測定要求的說明，對建立監控和溫度穩定的說明；結合綜合環境試驗條件，實施升溫、降溫、加濕、加振、通風冷卻的保證要求和方式；受試產品所允許的調整和正常檢查程序；要測量的性能參數，測量頻率，要使用的方法和測量性能參數時的環境條件；試驗進行期間的預防性維修措施（這種維修應限制在產品規范所允許的維修范圍及次數之內）；故障判據列出用于確定故障是否發生的性能參數的極限值以及非關聯故障類型；試驗期間要記錄的數據，所要使用的報告格式或試驗日志的格式；試驗要使用的計算機軟件說明；試驗組織機構圖、值班安排及試驗監督和管理說明。

2.4 進行全面的可靠性試驗和環境試驗

為了發現和分析正樣機在不同環境和應力條件下的失效規律及失效機理，暴露正樣機制造過程的質量隱患和工藝缺陷，保障正樣機的制造質量，在正樣機制造過程中通常要進行可靠性試驗（包括，環境試驗、壽命試驗、篩選試驗、現場使用試驗和鑒定試驗等）和環境應力篩選試驗（包括，振動沖擊、溫度沖擊、濕熱等）等。根據正樣機可靠性試驗和環境試驗形成的主要文件和記錄，對外協配套單位提出要求，并作為其制定應力試驗大綱的依據。

可靠性試驗和環境試驗應遵循以下原則：

1）可靠性試驗和環境試驗應該在正樣機設計指標范圍內進行，不能超過正樣機的設計極限；

2）對于印制板（或單元件）、分系統、正樣機應盡可能100%加以篩選，盡快地暴露各種缺陷并加以解決；

3）在連續通電老化試驗中，應該盡量完全模仿正樣機實際的工作環境條件進行。

3 正樣鑒定試驗

3.1 試驗內容

某正樣機鑒定試驗分別在室內和試驗基地進行。按照《某正樣機可靠性鑒定試驗大綱》，進行靜態測試、動態測試、環境試驗等試驗。

3.1.1 靜態測試試驗

靜態測試試驗主要在西安電子工程研究所進行，部分總裝后無法進行的測試項目采用了總裝前分機的交驗數據。如天線方向圖、增益等，部分孤立的測試內容也繼承了分系統交驗數據。試驗中所有測試結果全部滿足指標要求。

3.1.2 動態測試試驗

動態試驗在外場某試驗基地進行，試驗進行了作用距離試驗、測量精度試驗、分辨力試驗、跟蹤能力試驗等。其中正樣機威力試驗時，利用卡車代替中型坦克，取某一距離范圍作為通透區，進行試驗。

敵我識別最大作用距離試驗在外場某試驗基地某距離完成。試驗數據表明該正樣設備可和模擬設備以100%的識別概率完成詢問、應答功能。

炸點威力試驗時，由于場地限制，采用某型號榴彈在距雷達某距離處進行靜爆，可100%發現，根據試驗數據信噪比分析，可滿足某距離的探測威力。精度試驗是利用某公里左右的固定地物進行波束測角精度和測距精度試驗，試驗結果表明正樣機測角測距精度滿足要求。

分辨力是在某公里處，兩個人在橫向和縱向分別距一定的距離移動進行試驗，試驗結果表明滿足指標要求。跟蹤能力試驗是利用地面大量活動目標進行試驗，試驗結果表明正樣機可進行10批以上目標跟蹤，但跟蹤過程不穩定，算法還需進一步完善。

3.1.3 環境適應性試驗

環境適應性試驗分2段完成，分別進行了高溫試驗、低溫試驗、振動試驗、沖擊試驗、濕熱試驗和淋雨試驗。所有試驗均在西安電子工程研究所可靠性與環境試驗中心進行。試驗嚴格按鑒定試驗大綱進行，驗證了正樣機的環境適應性指標滿足要求。

3.2 試驗順序及試驗條件

正樣機鑒定試驗的順序及條件見表1。

4 正樣機鑒定試驗分析

在整個聯調、鑒定試驗中，質量和可靠性較好，工作比較穩定，但也出現過一些故障，故障分析和處理情況見表2。

5 對正樣機質量的評價

正樣機的主要戰術技術指標達到了設計要求。技術狀態比較穩定，圖紙資料齊套，標準化程度較高，有成熟的生產工藝，可以指導生產，外協配套單位均在有效合格供方名錄內，外協配套設備及器材的供貨渠道有保障。因此，該設備正樣機已具備出所質量評審的條件。正樣機主要戰術指標符合情況見表3。

6 結論

通過上述論述，可以得到以下結論。

1）依據有關標準，科學合理地編制《某正樣機可靠性鑒定試驗大綱》。制訂可靠性試驗計劃，規定試驗程序，進行全面的可靠性試驗和環境試驗，無疑將使產品的可靠性以相當高的置信度得到保障。

2）試驗驗證手段。按照計劃參加性能試驗、環境試驗、分機和整機綜合應力篩選試驗、可靠性鑒定試驗，分析、論證產品設計和制造過程中的可靠性工作情況，確定樣機是否達到規定的要求。同時對不符合規定和不合理的問題進行反饋、改進和歸零。

3）通過對鑒定試驗結果分析，經出所檢驗和正樣試驗驗證正樣機在連續工作時間、環境適應性等使用性能方面滿足研制任務書規定的戰術技術指標

表2 正樣機鑒定試驗過程中主要故障與分析表Table 2 Main errors during the main sample machine appraisal test and analysis table

表3 正樣機主要戰術指標符合情況表Table 3 Coincidence of main sample machine with primary army targets

及使用要求。

綜上所述，正樣機功能及主要性能滿足戰術技術指標要求。

[1]MICHAEL G P，KAILASH C K.可靠性工程基礎[M].康銳，張叔農，譯.北京：電子工業出版社，2011.MICHAEL G P，KAILASH C K.Reliability Engineering Foundation[M].KANG Rui，ZHANG Shu-nong，Translate.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2011.

[2]中國兵器工業集團公司.質量檢驗人員培訓教材光電[M].北京，國防工業出版社，2007.Norinco Groups.Quality Examine Staff Teaching Material（Light and Electricity）[M].Beijing：National Defense Industry Press，2007.

[3]GJB 74A—1998，軍用地面雷達通用規范[S].GJB 74A—1998，Military Ground Radar Common Criterion[S].

[4]GJB 899—90，可靠性鑒定和驗收試驗[S].GJB 899—90，Reliability Qualification and Acceptance Test[S].