从某正样机的鉴定试验谈可靠性试验设计

杨喜存，单军勇

（西安电子工程研究所，西安 710100）

1 可靠性试验

可靠性是指产品或系统在其寿命周期条件内，在指定的时间段内执行预期功能（没有故障并在指定的性能范围内）的能力[1]。可靠性试验按有关标准分为两大类：环境应力筛选试验和可靠性增长试验、可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。按GJB 450标准的分类，可靠性试验可分为工程试验与统计试验两大类。环境应力筛选试验和可靠性增长试验属于工程试验类；可靠性鉴定试验和可靠性验收试验属于统计试验类。可靠性鉴定试验是为确定产品可靠性特征量是否达到所要求的水平而在规定条件下所做的试验[2]。可靠性鉴定试验的目的是为了验证产品的可靠性，可靠性鉴定试验一般用于产品（系统和设备）的定型。我国GJB 899《可靠性鉴定和验收试验》规定了系统和设备进行可靠性鉴定试验的要求，并提供了有关的方案和方法。

某正样机是依据该项目研制任务书进行研制出的样机，集战场侦察、炸点探测、询问答应和定位授时等功能于一体的多功能电子设备。为了定型，需对该产品进行可靠性鉴定试验，通过对试验数据分析，确定产品可靠性特征量是否达到所要求的水平。

2 正样机鉴定试验设计

2.1 编制《某正样机可靠性鉴定试验大纲》

编制《某正样机可靠性鉴定试验大纲》应考虑如下因素：对以往可靠性信息的收集、分析和了解的程度；依赖可靠性试验而能获得可靠性保证的可靠性；可靠性试验的费用；可靠性设备的可用性；可开发利用的人力和时间；试验样品的代表性；可靠性预计的结果；环境试验、性能试验是否合格。

2.2 制订可靠性试验计划

根据产品可靠性大纲的要求，制订可靠性试验计划。它包括下述内容：试验的对象及其内容；试验的目的和进度；试验时应具备的条件；决定试验场所；设置评审点；其他项目（故障判据及试验报告等要求）。

2.3 规定试验程序

试验程序应包括的内容：受试产品组成单元清单的简要说明，拟安排试验的单元清单及最近的状态（包括获准的的更改、偏离、超差的文件资料和预处理结果）；适用的试验设备和监控设备，包括其制造厂家、型号及设备和夹具调试结果说明；以图表形式对试验开始前温度测定要求的说明，对建立监控和温度稳定的说明；结合综合环境试验条件，实施升温、降温、加湿、加振、通风冷却的保证要求和方式；受试产品所允许的调整和正常检查程序；要测量的性能参数，测量频率，要使用的方法和测量性能参数时的环境条件；试验进行期间的预防性维修措施（这种维修应限制在产品规范所允许的维修范围及次数之内）；故障判据列出用于确定故障是否发生的性能参数的极限值以及非关联故障类型；试验期间要记录的数据，所要使用的报告格式或试验日志的格式；试验要使用的计算机软件说明；试验组织机构图、值班安排及试验监督和管理说明。

2.4 进行全面的可靠性试验和环境试验

为了发现和分析正样机在不同环境和应力条件下的失效规律及失效机理，暴露正样机制造过程的质量隐患和工艺缺陷，保障正样机的制造质量，在正样机制造过程中通常要进行可靠性试验（包括，环境试验、寿命试验、筛选试验、现场使用试验和鉴定试验等）和环境应力筛选试验（包括，振动冲击、温度冲击、湿热等）等。根据正样机可靠性试验和环境试验形成的主要文件和记录，对外协配套单位提出要求，并作为其制定应力试验大纲的依据。

可靠性试验和环境试验应遵循以下原则：

1）可靠性试验和环境试验应该在正样机设计指标范围内进行，不能超过正样机的设计极限；

2）对于印制板（或单元件）、分系统、正样机应尽可能100%加以筛选，尽快地暴露各种缺陷并加以解决；

3）在连续通电老化试验中，应该尽量完全模仿正样机实际的工作环境条件进行。

3 正样鉴定试验

3.1 试验内容

某正样机鉴定试验分别在室内和试验基地进行。按照《某正样机可靠性鉴定试验大纲》，进行静态测试、动态测试、环境试验等试验。

3.1.1 静态测试试验

静态测试试验主要在西安电子工程研究所进行，部分总装后无法进行的测试项目采用了总装前分机的交验数据。如天线方向图、增益等，部分孤立的测试内容也继承了分系统交验数据。试验中所有测试结果全部满足指标要求。

3.1.2 动态测试试验

动态试验在外场某试验基地进行，试验进行了作用距离试验、测量精度试验、分辨力试验、跟踪能力试验等。其中正样机威力试验时，利用卡车代替中型坦克，取某一距离范围作为通透区，进行试验。

敌我识别最大作用距离试验在外场某试验基地某距离完成。试验数据表明该正样设备可和模拟设备以100%的识别概率完成询问、应答功能。

炸点威力试验时，由于场地限制，采用某型号榴弹在距雷达某距离处进行静爆，可100%发现，根据试验数据信噪比分析，可满足某距离的探测威力。精度试验是利用某公里左右的固定地物进行波束测角精度和测距精度试验，试验结果表明正样机测角测距精度满足要求。

分辨力是在某公里处，两个人在横向和纵向分别距一定的距离移动进行试验，试验结果表明满足指标要求。跟踪能力试验是利用地面大量活动目标进行试验，试验结果表明正样机可进行10批以上目标跟踪，但跟踪过程不稳定，算法还需进一步完善。

3.1.3 环境适应性试验

环境适应性试验分2段完成，分别进行了高温试验、低温试验、振动试验、冲击试验、湿热试验和淋雨试验。所有试验均在西安电子工程研究所可靠性与环境试验中心进行。试验严格按鉴定试验大纲进行，验证了正样机的环境适应性指标满足要求。

3.2 试验顺序及试验条件

正样机鉴定试验的顺序及条件见表1。

4 正样机鉴定试验分析

在整个联调、鉴定试验中，质量和可靠性较好，工作比较稳定，但也出现过一些故障，故障分析和处理情况见表2。

5 对正样机质量的评价

正样机的主要战术技术指标达到了设计要求。技术状态比较稳定，图纸资料齐套，标准化程度较高，有成熟的生产工艺，可以指导生产，外协配套单位均在有效合格供方名录内，外协配套设备及器材的供货渠道有保障。因此，该设备正样机已具备出所质量评审的条件。正样机主要战术指标符合情况见表3。

6 结论

通过上述论述，可以得到以下结论。

1）依据有关标准，科学合理地编制《某正样机可靠性鉴定试验大纲》。制订可靠性试验计划，规定试验程序，进行全面的可靠性试验和环境试验，无疑将使产品的可靠性以相当高的置信度得到保障。

2）试验验证手段。按照计划参加性能试验、环境试验、分机和整机综合应力筛选试验、可靠性鉴定试验，分析、论证产品设计和制造过程中的可靠性工作情况，确定样机是否达到规定的要求。同时对不符合规定和不合理的问题进行反馈、改进和归零。

3）通过对鉴定试验结果分析，经出所检验和正样试验验证正样机在连续工作时间、环境适应性等使用性能方面满足研制任务书规定的战术技术指标

表2 正样机鉴定试验过程中主要故障与分析表Table 2 Main errors during the main sample machine appraisal test and analysis table

表3 正样机主要战术指标符合情况表Table 3 Coincidence of main sample machine with primary army targets

及使用要求。

综上所述，正样机功能及主要性能满足战术技术指标要求。

[1]MICHAEL G P，KAILASH C K.可靠性工程基础[M].康锐，张叔农，译.北京：电子工业出版社，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]中国兵器工业集团公司.质量检验人员培训教材光电[M].北京，国防工业出版社，2007.Norinco Groups.Quality Examine Staff Teaching Material（Light and Electricity）[M].Beijing：National Defense Industry Press，2007.

[3]GJB 74A—1998，军用地面雷达通用规范[S].GJB 74A—1998，Military Ground Radar Common Criterion[S].

[4]GJB 899—90，可靠性鉴定和验收试验[S].GJB 899—90，Reliability Qualification and Acceptance Test[S].