GJB 150A与GJB 150内容对比和分析（一）

祝耀昌，王建刚，张建军

（中国航空综合技术研究所，北京 100028）

0 前言

GJB 150《军用设备环境试验方法》[1]自1986年发布、1987年实施以来，在我国军工产品研制和生产中得到了广泛的应用，为提高和确保军用装备的环境适应性发挥了重大作用。该标准的贯彻实施，大大地推动了我国环境试验行业的发展，包括在型号需求的牵引下航空航天等各行业建立了规模不一的环境实验室，并形成了一支环境试验专业技术人员队伍和庞大的试验人员队伍。需要特别指出的是，在环境试验工作的带动和启发下，人们对环境试验的认识有了“质”的飞跃，从仅仅把它作为“考核”、“把关”的手段，主要用于设计定型和批生产出厂的鉴定试验和例行试验,发展到用于帮助改进设计和掌握产品特性、耐应力极限等信息的环境适应性研制试验和环境响应特性调查试验，从而使其贯穿于军用装备寿命周期中研制和生产的全过程。对环境工作的认识也有了“质”的飞跃，从原来的利用环境试验质量把关的模糊概念发展到应用环境工程技术来提高和确保装备的环境适应性。1997年GJB 150实施10周年的研讨会上，当时的国防科工委领导和与会专家一致赞同时任国防科工委综合计划部副部长殷鹤龄在会上讲话中提出的观点：“环境适应性是军工产品和武器装备不容忽视的质量特性”；“环境工作应扩大思路，从单纯的试验观点扩展为环境工程的概念”；“要把环境适应性作为装备质量的重要特性从设计抓起，全寿命各阶段都要抓”。时任总装备部副部长的李继耐在对总装备部电子信息基础部综合局简报2004年第21期《装备环境工程研讨会召开》所作的批示：“装备环境适应性是重要的装备质量特性，在装备研制中一定要引起足够的重视，装备环境工程是提高装备耐环境能力，保持装备应有效能的工程科学，要重视加以研究。”领导的这些讲话和专家的共识对于推进环境工程概念的统一和环境工程基础技术研究以及在型号中的应用起到了关键作用。如今这些观点不仅得到了广泛的认可，而且纳入了一些重要的标准，如GJB 4239《装备环境工程通用要求》[2]，GJB 6117《装备环境工程术语》[3]和GJB 9001B《质量管理体系要求》。2010年开始实施的新标准GJB 9001B的第7.3.3节和第7.3.4节中明确提出在设计和开发输出、评审时要考虑可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性和环境适应性，适用时要给出这六性的设计报告。这表明环境适应性已与可靠性等并列成为军工产品重要的使用质量特性。

GJB 150/150A《军用设备环境试验方法》是为提高和确保军用装备环境适应性而推行的装备环境工程4方面工作中“环境试验与评价”工作的重大支持标准，主要应用于军用装备的研制和生产阶段。GJB 150是20世纪80年代初制订的，从1999年开始修订，2009年发布了修订后的标准GJB 150A[4]。鉴于GJB 150实施20多年来产生的重大影响和作用、GJB 150实施过程中存在的一些问题以及GJB 150A相对于GJB 150从性质到内容上的重大变化，无论使用方还是研制方都非常关注GJB 150A。本文对GJB 150A的主要内容及其与GJB 150的异同作一简单介绍和分析。

1 GJB 150A与MIL-STD-810F和GJB 4239的关系

1.1 与810F的关系

美国军标MIL-STD-810C是一个单纯的环境试验标准，内容包括环境试验条件、对试验设备的要求和具体的试验方法等。20世纪80年代初从810C的修订版810D开始，810标准的性质开始向剪裁标准方向变化，并且开始引入指导剪裁的工程导则。随着该标准的继续修订，剪裁特征越来越明显，并且开始提出环境工程概念并纳入相关管理内容。到810F版，标准分为两部分：第I部分的名称为《环境工程工作指南》，第II部分名称为《实验室环境试验》。这表明810F已成为集环境工程管理与试验方法两方面内容的混合型标准。

GJB 150修订时，只是等效采用了810F的第I部分的第5章的《通用实验室试验方法指南》和第II部分的《实验室环境试验》，不包括环境工程工作指南，仍是一个环境试验标准。

810F/G[5]的第I部分涉及到更为广泛的管理和技术内容。要求对装备整个寿命周期经历的环境进行分析，剪裁确定设计要考虑的环境类型及环境量值和试验用的环境条件，提出了将环境考虑纳入装备的设计、试验和评价过程，因而涉及项目主任、环境工程专家和设计、试验三方面的人员。810F中明确了他们各自的职责，提出环境工程管理的6个基本任务，即：制订环境工程管理性计划，以保证按装备寿命期内经受到的所有环境来对装备进行设计和试验；制定寿命期环境剖面，作为支持环境适应性设计和环境试验活动的基本文件；制定使用环境数据文件，作为环境适应性设计和确定试验条件的数据基础；制定环境设计要点和环境条件清单，提出装备设计和试验要考虑的每一个环境类型的应力及其组合，即环境适应性要求；制订详细的试验计划，确保满足装备环境适应性要求并得到影响系统关键效能的环境的极限值；编写各阶段的环境试验报告，以提供试验实施及其有效性的证明和有关信息。该部分还对项目管理和环境工程专家如何开展环境剪裁提供了指南和相关的气候类型数据。

1.2 与GJB 4239的关系

有关810F中环境工程工作指南部分，我国单独制订了环境工程的顶层标准GJB 4239《装备环境工程通用要求》，该标准于2001年发布。制订GJB 4239时，由于我国军工产品研制生产的体制与美国不一样，而且810 F中的第I部分的内容虽然先进但层次不够清晰，技术成熟性和可操作性不足，没有等效采用，而是在充分吸收和消化810F、英国国防部标准00-35《国防装备环境手册》第一部分《环境工程的控制管理》和北大西洋公约组织标准化协议4370的附件100《国防装备环境指南》等标准内容基础上，借鉴我国应用GJB 450《装备研制和生产的可靠性通用大纲》（相当于MIL-STD-785B）经验制订的。GJB 4239中为确定装备环境适应性要求和装备研制生产与使用等寿命期各个阶段规定了20个工作项目，是确保装备寿命期环境都得到考虑和保证装备具有相应的环境适应性的支持标准中的顶层标准。GJB 150/150A规定的内容只是GJB 4239中《环境试验与评价》部分7个工作项目中5个工作项目的支撑标准。

2 GJB 150A与GJB 150区别和说明

2.1 标准性质的区别和说明

2.1.1 标准性质的区别

GJB 150制订的原则是以美军标MIL-STD-810C（1975）《空间及陆用设备环境试验方法》为蓝本，适当参考MIL-STD-810D（1983）《环境试验方法和工程导则》。由于美军标810C基本上是一个可以引用的菜单标准，GJB 150继承了810C的性质，因而是一个可引用的标准，其内容编排和格式具有引用标准的特色。例如设置了“试验条件”和“引用本标准时应规定的细则”两个章节。

GJB 150A是GJB 150的修订版，GJB 150修订的原则是等效采用MIL-STD-810F《环境工程考虑和实验室试验》中相应部分，任何增删均应讲清理由。由于美军标810F是一个剪裁标准，因此等效采用810F中相应部分的GJB 150A也是一个剪裁标准，其内容编排和格式具有剪裁标准的特色。例如不再设置“试验条件”这一节来明确规定试验条件，而安排有“剪裁指南”一节，该节中对是否采用该试验方法，如何选用该试验方法中的各个试验程序，如何选择试验顺序，如何确定试验条件提供了具体的技术指导和剪裁用的基本资料。

2.1.2 分析和说明

剪裁标准的特点是不再提供具体的试验条件和试验项目顺序，而是提供试验方法、试验项目（程序）和试验项目之间顺序选用方面的技术指导、确定试验条件的技术指导和剪裁用的基本数据与参考文件。因而标准不能直接引用，必需有环境工程专家或相关技术人员介入，利用标准中数据、技术指导并结合装备自身特点和可得资源等自行剪裁确定试验项目、试验顺序、试验条件等，具有很大的灵活性。因而对相关人员提出了更高的要求，他们必须掌握更多环境工程技术和知识，能针对装备寿命环境、装备自身特性和环境影响作深入分析，担负起自己确定环境条件的责任，不能再不加思索地直接引用标准中的有关部分，避免出现过设计、过试验或欠设计、欠试验的情况。美军标810F和810G的前言中均指出：“需要强调的是这些方法既不能全套引用，也不能作为不可改变的例行程序使用，而是可供选择和剪裁以尽可能产生最合理的结果”。810F/G前言中还指出：“有些试验方法有很宽的剪裁余地，有些方法可剪裁到一定的限度，还有些方法的剪裁性相对较小”。这表明各个试验方法的可剪裁程度是各不相同的。例如GJB 150A中动力学试验条件由于主要取决于平台环境，其剪裁余地很大；气候试验中，高温日循环试验和太阳辐射试验程序的试验条件的剪裁只能限制在基本热和干热两类气候区的极端条件，而霉菌试验和盐雾试验等许多气候试验的试验条件的可剪裁性相对较小。

2.2 编写格式区别和说明

2.2.1 各试验方法编写格式区别

为了适应剪裁使用要求，GJB 150A各个试验方法的编写格式与GJB 150显然不同，取消了GJB 150中试验条件、合格判据和引用本标准时应规定的细则3章。有关试验条件内容放在剪裁指南一节中，该节中提供的剪裁指南、基本数据和推荐条件供剪裁或选用。GJB 150A中增加了引用文件、剪裁指南、信息要求、试验要求和结果分析的内容，分别以单独章节列出，从而使各试验方法的内容更加丰富和完整。

2.2.2 分析和说明

1）为了适应剪裁标准的要求，GJB 150A对GJB 150中试验目的一节的内容进行了扩展，增加对每一方法应用限制方面的说明，以便更合理地选用其所包括的试验程序。

2）GJB 150各试验方法一开头均强调其可作为军用设备技术文件或产品规范等文件中相应部分与基础和适用依据。GJB 150A中弱化这一说法，只在引用文件一节引入一个广义的标准相应引用的原则。

3）GJB 150A中不再设置试验条件一节，而是设置剪裁指南一节；或在剪裁指南一节中，列出了该方法对应的环境所造成的各种效应，以便于根据产品选用的材料和设计结构特性，分析该环境对其可能造成的影响，进而确定是否要选用该试验方法中的一个或多个试验程序。应当指出：美军标810C中本来有此内容，GJB 150制订时编制组对环境效应的用途认识不足，未能纳入；该节中还对各个试验程序的特点和适用对象作了说明，以便于合理选用；对各试验方法之间相互影响作了说明，并提供了选择试验顺序考虑因素，为剪裁试验顺序提供指导；提出应根据寿命期环境剖面和实测数据自行确定试验条件，并提供了基本数据和技术指导。还要指出的是：GJB 150A中把装备的结构状态作为要剪裁的试验条件，因为受试产品的结构状态确实对试验结果有重大影响。

4）GJB 150A中特别设置了信息要求一节，信息包括试验前、试验中和试验后要搜集的信息。信息的内容不再象GJB 150中那样局限于受试产品外观、功能和性能方面的信息，而是扩展到施加应力情况信息，受试产品对应力响应信息，产品安装情况和传感器类型和位置等信息。

5）GJB 150A中设置试验要求一节，该节涉及到试验设备、试验控制、试件中断和试件安装与调试。虽然这种安排不是最好，但表明了其特别注重试验的控制。试验控制既包括试验设备提供的试验应力的监测和控制，也包括受试产品在试验过程中其功能和性能状况的监测及控制。此外将试件安装和调试单独列出，而不像GJB 150那样只在试验步骤中简单体现，表明更重视安装对试验结果的影响。

6）GJB 150A设置试验过程一节，该节实际上包括试验准备和试验实施步骤两方面的内容。这些内容在GJB 150中均包括在试验程序一节中，GJB 150A突出试验准备要求的目的是确保掌握更多、更准确的信息，尤其强调受试产品和传感器的安装要求，而GJB 150中则是在初始检测后安装，显然GJB 150A的做法更科学合理。

7）GJB 150A设置结果分析一章，但去除了GJB 150中合格判据的内容。试验结束后，要求以试验信息为基础，对试验实施过程的有效性、合理性和试验结果准确性以及试验对产品的影响等进行分析，提出看法和建议，这对试验人员提出了更高的要求。试验结果分析必然涉及合格判据，因此该节中隐含着判据内容，并指出参考GJB 150.1A通用要求中的相应章节。

8）GJB 150A中去除了GJB 150各试验方法中的第8章“引用本标准时应规定的细则”，因为剪裁标准的内容一般不宜引用。

2.3 GJB 150A通用要求特点

2.3.1 去除了与引用标准相关的内容

GJB 150.1A“通用要求”不再像GJB 150.1“总则”那样在显要位置明确是制订军用设备有关标准与技术文件中相应部分的基础和选用依据。作为剪裁标准，只是提供基本数据和剪裁技术指南，其内容基本上不能直接引用，也不能作为依据。

2.3.2 不像GJB 150.1“总则”那样说明试验方法的应用阶段

GJB 150A提供的各试验方法是一种工具，根据目的不同可以用于装备研制和生产过程的不同阶段：可用于发现产品设计、工艺缺陷，为设计改进提供信息；可用于首飞前安全性试验，以保证首飞安全；可用于验证设计和批生产产品的耐环境能力与合同指标要求的符合性，作为定型和接收决策的依据。

这些都已在顶层标准GJB 4239的工作项目402～406中作了明确规定。作为试验方法标准不必作此说明。要指出的是，GJB 150A中个别试验方法如GJB 150.16A和GJB 150.24A中还有类似的不必要的说明。

2.3.3 明确是实验室环境试验

环境试验包括自然环境试验、实验室环境试验和使用环境试验。GJB 150.1A通用要求中明确规定其环境试验是属于实验室环境试验。在GJB 150总则中虽然也明确是模拟环境试验方法，但不如GJB 150A更直接和明确。GJB 150的标题是《军用设备环境试验方法》，但在标题上没有界定其试验类型；GJB 150A将标题直接改为“实验室环境试验”，因而更加确切。

2.3.4 内容更加完整和工程化

1）增加了水纯度、时间和风速等试验条件的允差要求。

2）温度试验条件允差放宽：大于5m3试验箱，温度条件放宽到±3 ℃；试验温度超过100 ℃时，放宽到±5℃。

3）低气压试验压力允差增加±200 P a的制约，更为合理。

4）对于要与受试产品经受同样环境试验条件的仪器和测试设备，提出应具备相应的环境适应性。

5）温度稳定测量时，允许试验箱空气温度超过试验条件允差严酷一端的量值，但其响应温度不能超过其极限温度，从而可节省时间，这一规定比GJB 150中“不能影响产品性能”之规定的可操作性要好，但是必须事先确定受试产品的工作极限温度和破坏极限温度。

2.3.5 去除了GJB 150总则中附录A环境试验顺序表

GJB 150“总则”第4章给出了确定试验顺序的4个基本原则，其中从最严酷的试验项目开始安排和从最不严酷的试验项目开始安排中第一个原则是为了尽早得到受试产品失效故障信息，后一个原则是确保受试产品损坏前尽可能得到更多的信息，因而这两个原则更适用于环境适应性研制试验。第三个原则是确保前一个试验产生的结果由后一个试验来暴露和加强，从而得到对受试产品产生最大环境影响的结果；第四个原则是按实际了解得到的主要环境因素影响出现的次序安排，这两个原则更适用于验证环境适应能力与指标符合性的鉴定试验和例行试验。GJB 150.1中这4条原则并不是来源于810C，而是来源于国际电工学会（IEC）的68号出版物。810C中只是提供了推荐试验顺序表，该表是在假定GJB 150中19个试验方法都要用一个产品进行时，给出了相关设备的推荐试验顺序，包括地面设备，通讯和电子设备，飞机和直升机上设备以及空中和地面发射的导弹上设备中15个具体类别设备等。GJB 150.1“总则”既纳入IEC 68号出版物中的4个原则，又纳入了810C的推荐顺序。相对来说，GJB 150.1的可操作性较好。

GJB 150.1A中去除了GJB 150.1中的推荐表，但引入了两个原则：第一原则是按预期寿命期事件顺序；第二个原则是按照任务剖面经受相应应力的顺序，该顺序要能够与装备性能和耐久性的累积效应之间建立起一定的关系。显然第一个原则与GJB 150.1第四条原则相近，而第二条原则比较难以理解，标准中没有提供建立这种关系的方法，可操作性很差，因此反而不如GJB 150.1中的规定好用。

要指出的是GJB 150.1A中强调“GJB 150A各个方法推荐了某种顺序时，一般应按其进行，否则应得到订购方批准。”这一规定有待商榷。首先GJB 150A各试验方法中并未推荐什么顺序，只是根据某一方法与另一方法之间环境影响是否加剧或减弱提出两个项目之间的安排顺序的建议。各个试验方法中均有建议，而且这些建议顺序之间难免会相互矛盾，无法在一个受试产品上同时满足各种推荐顺序。此外，作为剪裁标准其内容不具有法律效能，因此要求订购方批准是不恰当的，这一表述也不符合810F的本意。GJB 150A中各试验方法中推荐顺序更适用于环境适应性研制试验，将其用于一个受试产品的环境鉴定试验时，必定要进行权衡和取舍。

2.3.6 拓展了关注信息的范围，强调信息搜集和基线数据

GJB 150.1A中对试验前的信息、试验前基线数据、试验中的信息和试验后的信息均以独立章节加以详细阐述，并对信息的内容作了具体规定。试验前除了要掌握试验应力条件、保持时间和施加方式以及试验所用的仪器和设备的信息以外，还要求掌握受试产品关键部件、组件，受试产品技术结构状态和安装要求，传感器安装位置以及冷却、加载措施和要求（必要时）等信息。这是做好试验前准备工作的必要条件。GJB 150.1未提及这些要求。GJB 150.1A强调试验前还要搜集受试产品的基本数据（标识、外观/状态检查结果，环境试验履历）和基线数据（试验前性能测量结果），作为后续试验中和试验后检测结果的比较基准，以判断产品经受试验应力后外观变化特别是性能变化趋势。GJB 150.1中仅仅提到试验前进行外观检查和性能测量并记录测量结果，其关注范围没有GJB 150.1A宽。GJB 150.1A规定试验中产品若工作要进行性能检测时，要求将测量结果与基线性能数据比较，以确定性能是否变化。其关注的范围不仅是产品性能参数量值是否在允差范围即有否故障，还要关注性能变化趋势。此外，信息范围还扩展到了要测量和记录施加给试件的环境应力条件与受试产品对施加环境应力的应力响应数据。GJB 150.1只关心性能参数检测和判断有否故障。

GJB 150.1A对试验后的信息搜集要求也远远超出了GJB 150.1所规定的受试产品外观、功能检查和性能测量并判断有否故障，而将要求扩大到了编写一个具有可追溯性的试验报告所需要的各种信息，如受试产品和试验设备标识，实际进行的试验顺序，试验过程相对试验大纲的偏离及说明，性能测量数据，试验中断记录和处理情况，故障分析和处理等。

2.3.7 规定了试验报告的内容并对试验后数据进行结果分析

GJB 150.1一个重大缺点是对试验后的工作特别是试验报告的编写和试验结束后工作不作任何规定，因而长期以来，我国各军工单位和试验部门出具的试验报告内容与格式无章可循，导致按各自理解编写，因而试验报告内容非常简单，往往仅是一个反映试验结果是否通过的报告，没有提供任何证明其试验进行得有效和结论准确的支持信息和数据。

GJB 150.1A对试验报告内容作了较详细的规定，为今后试验报告的编写提供了依据。

GJB 150.1A中规定应按照环境效应和失效判据、试验大纲和试验报告的要求进行试验结果分析，不仅分析施加的应力条件作用下受试产品的功能和性能及其变化，还要应用受试产品的理论模型、失效机理与环境叠加效应和持续长时间试验造成的累积损伤效应来进行分析，并对受试产品的功能和性能与施加的应力、受试产品应力响应之间的相关性做出说明。试验结论应与试验性质相协调，模拟使用环境的环境鉴定试验应有是否通过试验的结论；环境适应性研制试验应给出设备的薄弱环节和故障的位置，以便于设计人员改进设计和工艺；应力环境响应特性试验中的步进应力试验则应给出装备设计的安全裕度。

2.3.8 明确规定对试验过程监控和监测要求

GJB 150.1A明确规定了对试验箱进行监控和测量要求及其方法，以确保试验提供的环境应力在整个试验过程中保持在规定的允差范围内，且具有相应的记录数据，为试验报告中证明应力施加正确与否提供数据支持。

GJB 150.1A中还明确规定了对受试产品状态（功能和性能）进行监测的要求和方法，以及时捕捉受试产品性能降级情况，确保及时中断试验和采取相应措施，从而节约资源。

（未完待续）