92/92可靠性技術(shù)講座(上篇)HYPERLINK1.1可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的目的2HYPERLINK\l"可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)方法"1.2可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)方法3HYPERLINK\l"可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理"1.3可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理4HYPERLINK\l"AMSAA可靠性增長(zhǎng)模型"1.4AMSAA可靠性增長(zhǎng)模型7HYPERLINK\l"Duane可靠性增長(zhǎng)模型"1.5Duane可靠性增長(zhǎng)模型9HYPERLINK\l"AMSAA模型與Duane模型的關(guān)系"1.6AMSAA模型與Duane模型的關(guān)系10HYPERLINK\l"可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的跟蹤與評(píng)價(jià)方法"1.7可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的跟蹤與評(píng)價(jià)方法10HYPERLINK\l"使用舉例"1.8使用舉例11HYPERLINK\l"幾個(gè)應(yīng)注意的問(wèn)題"1.9幾個(gè)應(yīng)注意的問(wèn)題12HYPERLINK\l"可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)"2可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)………14HYPERLINK\l"可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的目的和差不多概念"2.1可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的目的和差不多概念14HYPERLINK\l"可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的分類"2.2可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的分類14HYPERLINK\l"試驗(yàn)大綱"2.3試驗(yàn)大綱15HYPERLINK\l"試驗(yàn)條件"2.4試驗(yàn)條件16HYPERLINK\l"試驗(yàn)樣品"2.5試驗(yàn)樣品18HYPERLINK\l"試驗(yàn)方案"2.6試驗(yàn)方案18HYPERLINK\l"可靠性測(cè)定試驗(yàn)"2.7可靠性測(cè)定試驗(yàn)20HYPERLINK\l"可靠性鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)"2.8可靠性鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)24可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)及其評(píng)價(jià)方法1．可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的目的專門多產(chǎn)品在投入使用初期，往往表現(xiàn)為故障率偏高，即可靠性不行，但通過(guò)一段時(shí)刻后其故障率逐漸下降并赴于穩(wěn)定（見圖1）。在可靠性工程上，我們稱時(shí)刻0～t0為產(chǎn)品的“早期故障期”。造成產(chǎn)品“早期故障”的緣故，一般是產(chǎn)品研制過(guò)程中，由于一些偶然的加工缺陷、元器件質(zhì)量差異或一些防不勝防的工藝問(wèn)題，引起產(chǎn)品在制造過(guò)程中或多或少地隱藏下一些內(nèi)在缺陷，這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造時(shí)無(wú)法幸免的問(wèn)題。目前解決這類問(wèn)題的工程方法是采納環(huán)境應(yīng)力篩選技術(shù)，即在產(chǎn)品交付使用前，通過(guò)多種篩選方法，激發(fā)產(chǎn)品的早期故障隱患，使之盡快暴露，并得以排解。假如產(chǎn)品沒(méi)有通過(guò)環(huán)境應(yīng)力篩選，從時(shí)刻0就交付正式使用，那么從0～t0差不多上它的“早期故障期”，可能是幾個(gè)月，也可能為幾年或更長(zhǎng)，其間差不多上產(chǎn)品故障的高發(fā)期。而采納環(huán)境應(yīng)力篩選技術(shù)，其目的確實(shí)是想通過(guò)早期故障的快速暴露，加快“早期故障期”的進(jìn)程，如縮短到幾十或幾百小時(shí)（見圖1，點(diǎn)），使產(chǎn)品快速達(dá)到故障低發(fā)區(qū)后，才交付正式使用。t0’λ0故障率環(huán)境應(yīng)力篩選tt0’λ0故障率環(huán)境應(yīng)力篩選tt00圖1產(chǎn)品的早期故障期然而采納環(huán)境應(yīng)力篩選技術(shù)，不可能無(wú)限制地下降產(chǎn)品故障率（見圖1），即當(dāng)產(chǎn)品的故障率逐漸下降，并赴于穩(wěn)定狀態(tài)后，即使延長(zhǎng)環(huán)境應(yīng)力篩選的時(shí)刻，也是不可能再使產(chǎn)品的故障率得到進(jìn)一步下降。其緣故是在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，由于偶然緣故形成的缺陷而引發(fā)的故障被排解后的，由于產(chǎn)品固有的設(shè)計(jì)水平、配套元器件和材料的等級(jí)，以及制造過(guò)程中存在的系統(tǒng)性問(wèn)題所形成的缺陷是全體產(chǎn)品共有的，它們決定了產(chǎn)品的固有可靠性。而篩選技術(shù)只是用于剔除和排解個(gè)不產(chǎn)品的偶然性問(wèn)題，卻不能解決全體產(chǎn)品共存的薄弱環(huán)節(jié)，因此必須采取可靠性增長(zhǎng)技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品的固有可靠性。可靠性增長(zhǎng)工作的差不多做法是依照故障發(fā)生的緣故，通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、優(yōu)選配套元器件和材料、以及改進(jìn)生產(chǎn)工藝等途徑，從全然上提高產(chǎn)品的固有可靠性，降低使用期的故障率（見圖2所示）。因此通過(guò)可靠性增長(zhǎng)的產(chǎn)品，其固有可靠性將得到專門大提高，然而作為一新研或批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，它同樣存在早期故障，因此仍需要采納環(huán)境應(yīng)力篩選技術(shù)來(lái)激發(fā)它的早期故障隱患，使之快速進(jìn)入故障穩(wěn)定期，以投入正式使用。故障率（早期）（使用期）增長(zhǎng)后增長(zhǎng)前t0t0λ1故障率（早期）（使用期）增長(zhǎng)后增長(zhǎng)前t0t0λ1λ0圖2產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)是產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)工作中常用的工程方法。近年來(lái)隨著我國(guó)可靠性工作的不斷深入和對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求的不斷提高，專門多產(chǎn)品研制部門已將可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)，正式作為產(chǎn)品工程研制時(shí)期的一項(xiàng)重要的可靠性工作項(xiàng)目。其目的是為了有效地提高產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)水平和工藝制造水平，以及促進(jìn)配套元器件和材料的優(yōu)選工作，使產(chǎn)品的可靠性得到系統(tǒng)性地提高，早日達(dá)到預(yù)期有目標(biāo)。2．可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)方法一般來(lái)講，一個(gè)剛完成研制的產(chǎn)品，其可靠性一般只能達(dá)到其成熟時(shí)期水平的10%左右，其內(nèi)部隱藏著大量的故障隱患，包括配套元器件的質(zhì)量、設(shè)計(jì)上的失誤、不成熟的制造工藝，以及生產(chǎn)治理上的差錯(cuò)造成的問(wèn)題等等，必須在批生產(chǎn)前得以解決。據(jù)國(guó)內(nèi)、外資料統(tǒng)計(jì)表明：要使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的可靠性水平，一般需要投入5～25倍MTBF目標(biāo)值的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)刻，對(duì)此必須要有相當(dāng)?shù)娜肆?、物力和?jīng)費(fèi)投入，要做好科學(xué)、合理的打算安排，并應(yīng)在有關(guān)部門的共同配合下才能開展。當(dāng)產(chǎn)品通過(guò)一定時(shí)刻的環(huán)境應(yīng)力篩選，“早期故障”被差不多排解后，就可進(jìn)入可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)期?？煽啃栽鲩L(zhǎng)試驗(yàn)的一般方法是采納:“試驗(yàn)—分析—糾正—再試驗(yàn)”的工作模式，（即TAAT），其差不多工作步驟如下：制定試驗(yàn)打算開展可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)工作前，首先要了解產(chǎn)品當(dāng)前的可靠性水平（可依照現(xiàn)場(chǎng)使用情況，或可靠性摸底試驗(yàn)的結(jié)果推斷），以及產(chǎn)品預(yù)期要達(dá)到的可靠性目標(biāo)，由此依照可投入的資源，包括樣品、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和時(shí)刻、人力等等、制訂出工作打算，以打算增長(zhǎng)曲線為基準(zhǔn)，選用合適的可靠性增長(zhǎng)模型開展試驗(yàn)?？煽啃栽鲩L(zhǎng)試驗(yàn)試驗(yàn)以誘發(fā)產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下可能發(fā)生的故障隱患為目的，科學(xué)、合理地選擇試驗(yàn)條件和試驗(yàn)項(xiàng)目。目前常用于產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)的試驗(yàn)手段是采納溫度+濕度+振動(dòng)的綜合環(huán)境試驗(yàn)，它能夠有效地激發(fā)產(chǎn)品在實(shí)際使用中暴露出的大部分故障模式，這已被國(guó)內(nèi)、外大量試驗(yàn)范例所證實(shí)。因此可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)也能夠結(jié)合其它類型的試驗(yàn)一起進(jìn)行。故障分析與改進(jìn)必須對(duì)試驗(yàn)中暴露出來(lái)的產(chǎn)品故障開展故障定位與故障機(jī)理的分析。產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)的內(nèi)涵是要提高產(chǎn)品固有的可靠性水平，而要提高其固有可靠性關(guān)鍵是要找出存在于產(chǎn)品中的共有的故障隱患，或稱系統(tǒng)性故障，只要當(dāng)這些系統(tǒng)性故障被發(fā)覺(jué)、被糾正后，產(chǎn)品固有的可靠性才能得到提高。假如在可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)中被發(fā)覺(jué)和糾正的，僅僅是個(gè)不的偶然性故障，或稱殘余性故障，那是不充分的。因此必須對(duì)試驗(yàn)中發(fā)覺(jué)的故障進(jìn)行認(rèn)確實(shí)分析，找出系統(tǒng)性故障，并采取措施加以糾正。關(guān)于系統(tǒng)性故障的糾正，只能通過(guò)修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)或改進(jìn)生產(chǎn)工藝等途徑實(shí)現(xiàn)。單純的故障修復(fù)或更換措施，只能用于排解殘余性偶發(fā)故障，而無(wú)補(bǔ)于產(chǎn)品固有可靠性的提高。d．再試驗(yàn)通過(guò)改進(jìn)的產(chǎn)品，仍需開展進(jìn)一步的試驗(yàn)。一是為驗(yàn)證改進(jìn)措施的有效性，二是接著暴露產(chǎn)品尚存的故障隱患，開展進(jìn)一步的可靠性增長(zhǎng)，直至達(dá)到預(yù)定的可靠性目標(biāo)為止。3．可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理由于產(chǎn)品在可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，受試產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)處于不斷地變化之中，其故障率也在不斷地變動(dòng)，因此可靠性增長(zhǎng)過(guò)程中的產(chǎn)品，不能采納指數(shù)分布的假設(shè)對(duì)其故障數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。除非在產(chǎn)品每次狀態(tài)發(fā)生變化后，單獨(dú)進(jìn)行一次該狀態(tài)下的可靠性試驗(yàn)，來(lái)評(píng)價(jià)變化后的可靠性水平，但如此做，費(fèi)時(shí)費(fèi)鈔票，工程上專門難支持這種做法。a．增長(zhǎng)趨勢(shì)有效性檢驗(yàn)為了對(duì)產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)中發(fā)生的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地處理與分析，以便對(duì)可靠性增長(zhǎng)過(guò)程實(shí)施科學(xué)地監(jiān)控。依照統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理的一般要求，必須首先對(duì)所獲得的故障數(shù)據(jù)，進(jìn)行增長(zhǎng)趨勢(shì)的有效性檢驗(yàn)。其目的是確認(rèn)產(chǎn)品通過(guò)不斷地設(shè)計(jì)和制造工藝等方面的改進(jìn)后，其可靠性是否已有明顯提高（統(tǒng)計(jì)意義上）。增長(zhǎng)趨勢(shì)有效性檢驗(yàn)的方法，可借用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60605-6或國(guó)標(biāo)GB5080.6推舉的關(guān)于恒定失效率假設(shè)的有效性檢驗(yàn)方法，其具體方法如下：設(shè)受試產(chǎn)品總數(shù)為個(gè)，為發(fā)生第次故障時(shí)所有參試產(chǎn)品的總累積有效試驗(yàn)時(shí)刻（），為試驗(yàn)中止時(shí)所有受試產(chǎn)品的總累積有效試驗(yàn)時(shí)刻。當(dāng)?shù)趥€(gè)故障發(fā)生時(shí)試驗(yàn)立即中止，有；否則在其它時(shí)刻中止，有。按下式求出檢驗(yàn)用統(tǒng)計(jì)量值：(1)其中當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)選取檢驗(yàn)顯著性水平,那個(gè)地點(diǎn)為置信度，常取90%和95%，如出現(xiàn)則可認(rèn)為該產(chǎn)品具有顯著的可靠性增長(zhǎng)趨勢(shì)，否則不能確認(rèn)其可靠性有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。值可由表1查得。在MIL-HDBK-781和GJB1407中，還推舉了另一種用于確認(rèn)產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)趨勢(shì)的U檢驗(yàn)法。即先求出檢驗(yàn)用統(tǒng)計(jì)量U的值(2)式中意義同(1)式規(guī)定。表1增長(zhǎng)趨勢(shì)檢驗(yàn)表mf(0.8,m)f(0.9,m)f(0.95,m)11.6092.3032.99622.9943.8904.74434.2795.3226.29645.5156.6817.75356.7217.9939.15467.9069.27410.5179.07610.5311.84810.2311.7713.15911.3812.9914.431012.5214.2115.711113.6515.4116.961214.7816.6018.211315.9017.7819.441417.0118.9620.671518.1320.1321.891619.2321.3023.091720.3322.4624.291821.4323.5925.501922.5424.7726.692023.6425.9127.893034.4837.2239.53選取檢驗(yàn)顯著特性水平,如出現(xiàn)則認(rèn)為產(chǎn)品可靠性有顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)；否則不予確認(rèn)，值可由表2查得。b．增長(zhǎng)模型的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)當(dāng)確認(rèn)產(chǎn)品具有明顯的可靠性增長(zhǎng)趨勢(shì)后，為了對(duì)其增長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行定量評(píng)價(jià)和實(shí)施科學(xué)的過(guò)程治理，目前常采納可靠性增長(zhǎng)模型對(duì)其故障數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。為了確認(rèn)所選用的增長(zhǎng)模型是否合適和有效，統(tǒng)計(jì)學(xué)上可采納擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的方法進(jìn)行推斷。表2增長(zhǎng)趨勢(shì)檢驗(yàn)表12345≥60.2%1.732.342.642.782.863.091%1.722.212.382.452.472.582%1.702.102.222.252.272.335%1.651.901.941.941.941.9610%1.561.681.661.651.651.6520%1.391.351.311.311.301.28AMSAA模型是目前常用的一種可靠性增長(zhǎng)模型，可采納下述Cramer-VonMises檢驗(yàn)方法對(duì)其擬合優(yōu)度進(jìn)行檢查。其檢驗(yàn)用統(tǒng)計(jì)量為：(3)其中，式中的意義同(1)式。選定檢驗(yàn)的顯著性水平α（通常取0.1）并依照由表3查得臨界值。若，則拒絕AMSAAA模型，反之則認(rèn)為AMSAA模型可作為本次可靠性增長(zhǎng)的評(píng)價(jià)模型。表3Cramer-VonMises檢驗(yàn)臨界值表顯著性水平0.200.150.100.050.0120.1380.1490.1620.1750.18630.1210.1350.1540.1840.23140.1210.1360.1550.1910.27950.1210.1370.1600.1990.29560.1230.1390.1620.2040.30770.1240.1400.1650.2090.31680.1240.1410.1650.2100.31990.1250.1420.1670.2120.323100.1250.1420.1670.2120.324150.1260.1440.1690.2150.327200.1280.1460.1720.2170.333300.1280.1460.1720.2180.333600.1280.1470.1730.2210.333≥1000.1290.1470.1730.2210.3334.AMSAA可靠性增長(zhǎng)模型AMSAA模型是把產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)過(guò)程作為統(tǒng)計(jì)學(xué)上的一個(gè)隨機(jī)過(guò)程來(lái)處理的，并認(rèn)為產(chǎn)品發(fā)生故障的累積過(guò)程是一個(gè)非齊次Poisson過(guò)程（NHPP），即從0到時(shí)刻t,產(chǎn)品共發(fā)生r次故障的概率為：r=0,1,2,(4)表4AMSAA模型時(shí)刻截尾區(qū)間可能系數(shù)表0.80.90.950.982.1319.325.10019.33.07939.33.06299.353.2224.217.1756.491.1459.700.11616.074.2893.182.2344.460.1976.070.1618.8585.3412.709.2823.614.2404.690.2006.4346.3822.429.3213.137.2763.948.2335.2127.4172.242.3532.827.3073.481.2614.4718.4472.106.3822.608.3343.158.2873.9729.4722.004.4062.444.3582.920.3103.61210.4941.922.4282.318.3792.738.3303.34111.5141.855.4472.215.3982.593.3493.12812.5311.801.4652.130.4152.474.3662.95713.5461.755.4812.060.4312.376.3812.81514.5611.714.4951.999.4462.293.3962.69715.5731.680.5091.948.4592.220.4092.59616.5851.649.5211.902.4722.158.4212.50817.5961.622.5321.862.4832.104.4332.43218.6061.598.5431.826.4942.055.4442.36419.6161.575.5521.793.5042.011.4542.30420.6241.556.5611.765.5131.972.4642.25121.6321.538.5701.738.5221.937.4722.20322.6401.522.5781.714.5311.905.4812.15823.6471.506.5861.692.5391.876.4892.11924.6541.492.5931.672.5461.849.4962.08225.6601.478.6001.653.5531.824.5042.04926.6651.466.6071.636.5601.801.5112.01727.6711.455.6121.620.5661.780.5171.98928.6771.444.6181.605.5731.760.5241.96229.6821.435.6241.590.5781.741.5301.93730.6871.426.6291.577.5841.724.5361.91435.7081.386.6531.520.6091.650.5621.81740.7261.355.6731.477.6301.599.5841.74345.7411.331.6891.443.6471.550.6031.68550.7541.310.7041.414.6621.513.6191.63860.7741.278.7271.370.6881.456.6461.56470.7901.254.7451.337.7081.414.6681.51180.8031.235.7591.311.7251.382.6861.469100.8231.207.7831.273.7501.334.7151.409

表5AMSAA模型故障截尾區(qū)間可能系數(shù)表0.80.90.950.983.22802.976.17124.750.13517.320.104012.534.33002.664.25873.826.21135.325.16847.9805.39412.440.31743.354.26494.288.21625.9976.44002.214.36142.893.30633.681.25434.9257.47542.079.39632.644.34003.282.28594.2598.50401.976.42512.463.36833.001.31303.8069.52791.895.44962.325.39252.791.33653.47610.54821.830.47062.216.41372.629.35743.22611.56581.755.48922.127.43242.499.37603.02912.58131.730.50562.053.44922.392.39272.86913.59511.691.52041.991.46442.302.40792.73714.60751.657.53371.937.47822.226.42202.62615.61871.627.54591.891.49092.161.43482.53216.62891.600.55711.850.50252.104.44682.45017.63831.578.56741.814.51342.053.45792.37818.64691.556.57701.781.52342.008.46822.31519.65491.537.58581.753.53271.968.47792.25820.66241.519.59411.726.54141.932.48702.20821.66931.504.60181.702.54971.899.49562.16222.67581.489.60921.680.55751.869.50372.12123.68201.475.61601.660.56481.842.51142.08324.68771.463.62251.641.57171.817.51872.04825.69311.452.62861.624.57831.793.52572.01726.69831.441.63441.608.58461.771.53221.98727.70311.431.64001.593.59061.752.53861.95928.70781.421.64531.579.59621.733.54401.93429.71211.411.65031.566.60161.715.55041.91030.71641.404.65511.553.60691.699.55601.88835.73491.367.67631.501.62991.630.58061.79640.74991.339.69381.461.64901.577.60121.72545.76261.317.70851.429.66531.535.61881.66950.77351.298.72121.402.67931.500.63411.62460.79111.268.74221.360.70251.446.65961.55370.80571.245.75881.328.72111.406.68001.50280.81661.228.77241.304.73641.374.69691.462100.83441.201.79381.267.76041.328.72371.402其中為累積故障數(shù)的數(shù)學(xué)期望，即（5）設(shè)為受試產(chǎn)品第次故障總累積試驗(yàn)時(shí)刻為試驗(yàn)截止時(shí)總累積試驗(yàn)時(shí)刻?？梢姰?dāng)?shù)趥€(gè)故障發(fā)生時(shí)截止試驗(yàn)（即故障截尾）有當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到一定時(shí)刻才截止（即時(shí)刻截尾）有。依照AMSAA模型，產(chǎn)品進(jìn)行可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)截止時(shí)刻時(shí)，其具有的MTBF點(diǎn)可能值（無(wú)偏可能）為：（6）其中：，，式中和意義同(1)式。當(dāng)置信度取時(shí)，MTBF區(qū)間可能的上、下限值分不為：式中可由表4查得（7）式中可由表5查得（8）注：表4、表5為θ(T)的無(wú)偏可能用表，而GJB1407中表B3、表B4（即MIL-HDBK-189中表C-Ⅰ、表C-Ⅲ）為θ(T)的極大似然可能用表。5．Duane可靠性增長(zhǎng)模型設(shè)可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的產(chǎn)品，在總累積試驗(yàn)時(shí)刻t時(shí)，共發(fā)生次故障，顯然隨著試驗(yàn)時(shí)刻t的延長(zhǎng)，故障的累積數(shù)也逐漸增大，并記（9）為累積故障函數(shù)，則產(chǎn)品的累積MTBF函數(shù)與累積故障數(shù)分不為（10）和（11）對(duì)(10)式兩邊取對(duì)數(shù)，則（12）即在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，產(chǎn)品的累積MTBF關(guān)于時(shí)刻是一直線關(guān)系(見圖3)，其斜率為，截距為，因此，在工程上稱斜率為增長(zhǎng)試驗(yàn)的增長(zhǎng)率。又由(11)式，可得Duane模型的故障強(qiáng)度函數(shù)為：（13）則產(chǎn)品的瞬時(shí)MTBF函數(shù)為：（14）可見在Duane模型中，產(chǎn)品的累積MTBF與其瞬時(shí)MTBF的關(guān)系為：（15）即在可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，任一時(shí)刻產(chǎn)品的瞬時(shí)MTBF值為累積MTBF值的倍。兩邊取對(duì)數(shù)，則有（16）由于，一般為0.5左右，因此在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，任一時(shí)刻的總是比高出，即瞬時(shí)MTBF與累積MTBF為兩條平行直線（見圖3）。6．AMSAA模型與Duane模型的關(guān)系A(chǔ)MSAA模型與Duane模型是可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)最廣泛使用的兩種模型。由(6)式與(14)式可看出，當(dāng)試驗(yàn)總時(shí)刻時(shí)，Duane模型的瞬時(shí)MTBF確實(shí)是AMSAA模型中產(chǎn)品在1000100101MTBF（h)0100101000t（h)θ1000100101MTBF（h)0100101000t（h)θΣ(t)θ(t)圖3雙對(duì)數(shù)紙上的Duane模型時(shí)刻T的MTBF點(diǎn)可能值，這時(shí)增長(zhǎng)率，因此這二種增長(zhǎng)模型在使用的參數(shù)上具有極大的相似性，其描述的可靠性增長(zhǎng)過(guò)程是完全一致的。因此，一般可認(rèn)為AMSAA模型是Duane模型的概率解釋，而Duane模型本身并不具有任何概率特性。7．可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的跟蹤與評(píng)價(jià)方法由于Duane模型是一種比較直觀的可靠性增長(zhǎng)模型，因此常用它來(lái)對(duì)產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤。而AMSAA模型對(duì)可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的故障數(shù)據(jù)具有良好的統(tǒng)計(jì)處理能力，因此在對(duì)可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)上具有一定的優(yōu)勢(shì)。另外，這二種模型在使用的參數(shù)上具有共通性。因此，通常在產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)中，能夠?qū)⑦@二種模型結(jié)合起來(lái)，對(duì)故障數(shù)據(jù)實(shí)施跟蹤與結(jié)果評(píng)價(jià)。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤的目的，是為了依照試驗(yàn)的實(shí)際情況，對(duì)產(chǎn)品達(dá)到的可靠性作出正確可能，以便不斷調(diào)整原定的試驗(yàn)打算，直到實(shí)現(xiàn)預(yù)定的可靠性增長(zhǎng)目標(biāo)。具體做法如下：a．當(dāng)產(chǎn)品投入可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)后，首先可依照故障發(fā)生的時(shí)刻及其累積故障數(shù)，按下式求出各對(duì)應(yīng)的累積MTBF值。那個(gè)地點(diǎn)時(shí)刻表示投入可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的樣品(不管是單臺(tái)依舊多臺(tái))，當(dāng)發(fā)生第次故障時(shí)所有參試樣品的總累積時(shí)刻。（17）并可將這些點(diǎn)（）描在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，其橫軸為總累積試驗(yàn)時(shí)刻；縱軸為MTBF(見圖4)。b．當(dāng)故障發(fā)生次數(shù)后，即可開始利用前面介紹的AMSAA模型的有關(guān)方法，對(duì)試驗(yàn)情況進(jìn)行跟蹤與評(píng)價(jià)。即可由(6)式對(duì)模型參數(shù)a和b作出可能，由此可得到代表Duane模型增長(zhǎng)直線斜率（即增長(zhǎng)率）的可能，以及截距的可能（）。c．當(dāng)在總累積試驗(yàn)時(shí)刻結(jié)束增長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)依照所有故障數(shù)據(jù)，利用AMSAA模型的有關(guān)方法，包括增長(zhǎng)趨勢(shì)有效性檢驗(yàn)、增長(zhǎng)模型擬合優(yōu)度檢驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)。在確認(rèn)增長(zhǎng)有效和所用增長(zhǎng)模型準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，求出產(chǎn)品在增長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，所達(dá)到的可靠性水平MTBF點(diǎn)可能值（參見(6)式）和置信區(qū)間可能值（參見(7)或(8)式）。8．使用舉例某產(chǎn)品進(jìn)行可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)總累積時(shí)刻達(dá)到1200小時(shí)，其間共發(fā)出故障30次，具體故障時(shí)刻及各故障點(diǎn)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品累積MTBF值見表6。而圖4畫出了增長(zhǎng)過(guò)程的跟蹤及其Duane模型增長(zhǎng)直線示意。MTBF(h)5011111T(h)10001001005101MTBF(h)5011111T(h)10001001005101θΣ(Tθ(T)圖4某產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)Duane模型直線增長(zhǎng)趨勢(shì)檢驗(yàn)先依照(1)式求出檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的值。由于試驗(yàn)截尾時(shí)刻>，故取，則統(tǒng)計(jì)量取顯著性水平，查表1得，則可認(rèn)為在顯著性水平為0.1下，該產(chǎn)品具有明顯的可靠性增長(zhǎng)趨勢(shì)。若按檢驗(yàn)法，則依照(2)式先求出檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。再取顯著性水平，查表2得，因此，因此也可認(rèn)為該產(chǎn)品在顯著性水平0.1下，具有明顯的可靠性增長(zhǎng)趨勢(shì)。表6增長(zhǎng)試驗(yàn)故障數(shù)據(jù)(單位：小時(shí))12.82.81115614.22157027.125.22.61219416.22263028.639.53.21320015.42367029.1415.03.751422215.92470029.2520.54.11529019.32580432.2628.54.751636022.52689034.2739.55.61737522.12795135.2875.09.41843524.22899835.6995.010.61952927.829102535.310130.013.02053526.7530115038.3b．AMSAA模型擬合優(yōu)度檢驗(yàn)由(3)式求出檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。取顯著性水平為0.1，查表3得檢驗(yàn)臨界值。因此，在顯著性水平0.1下不能拒絕AMSAA模型，即講明能夠用AMSAA模型對(duì)本產(chǎn)品的可靠性增長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤與評(píng)價(jià)。c．產(chǎn)品可靠性增長(zhǎng)后的MTBF可能由(6)式可求出產(chǎn)品在增長(zhǎng)過(guò)程中任意時(shí)刻的MTBF點(diǎn)可能值。先由公式求出AMSAA模型參數(shù)，，因此產(chǎn)品在增長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)束小時(shí)，MTBF點(diǎn)可能值為：而其80%置信區(qū)間上、下限可能，可由(7)式，先查得系數(shù)，，因此即該產(chǎn)品通過(guò)1200小時(shí)的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)后，我們已有80%把握斷言其MTBF達(dá)到54.1～112.4小時(shí)之間。另外，依照AMSAA模型參數(shù)，得到圖2中Duane模型增長(zhǎng)直線的斜率即本次增長(zhǎng)試驗(yàn)的增長(zhǎng)率。9．幾個(gè)應(yīng)注意的問(wèn)題a．可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)打算的制訂必須依照產(chǎn)品當(dāng)前實(shí)際達(dá)到的狀態(tài)，并參考以往或同類產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)，科學(xué)合理地定出，而且應(yīng)依照試驗(yàn)進(jìn)展情況，不斷調(diào)整。一般可達(dá)到的增長(zhǎng)率為0.3～0.7之間，而增長(zhǎng)目標(biāo)值可定在產(chǎn)品當(dāng)前MTBF水平的10倍之內(nèi)，下式給出了它們與總試驗(yàn)時(shí)刻的關(guān)系。（18）式中Te一般取100小時(shí)左右，這是依照國(guó)內(nèi)外大量工程實(shí)踐得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，特不是對(duì)剛完成研制的產(chǎn)品，在不知其MTBF初值的情況下，可由前100小時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果作出初值，這是十分必要的。b．關(guān)于可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)覺(jué)的系統(tǒng)性故障的糾正，其有效性應(yīng)加以驗(yàn)證。其驗(yàn)證能夠利用后續(xù)的試驗(yàn)時(shí)刻，也可單獨(dú)進(jìn)行。只有在得到較充分的驗(yàn)證后，產(chǎn)品的可靠性才能得到良好的增長(zhǎng)。若沒(méi)有其他輔助方法能充分講明故障已得到完全糾正，僅以一定的試驗(yàn)時(shí)刻作為驗(yàn)證手段，則一般要用2.3作為驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)刻，即要求在該試驗(yàn)時(shí)刻內(nèi)，不再發(fā)生同類故障。此種驗(yàn)證的置信度可由下式求得：（19）其中，t為驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)刻，為產(chǎn)品增長(zhǎng)MTBF目標(biāo)值?？梢娫跁r(shí)，試驗(yàn)驗(yàn)證的置信度約為90%。c．被驗(yàn)證為有效的故障糾正措施，應(yīng)在產(chǎn)品有關(guān)的工藝或圖紙上得到落實(shí)，其目的不僅要使參試樣品幸免出現(xiàn)類似問(wèn)題，而更要使所有產(chǎn)品都得到可靠性增長(zhǎng)。d．關(guān)于一般的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)所采納的試驗(yàn)環(huán)境條件，原則上凡是有利于激發(fā)產(chǎn)品故障隱患的條件都能夠采納。但若想以可靠性增長(zhǎng)模型，對(duì)其增長(zhǎng)過(guò)程所達(dá)到的MTBF給出接近實(shí)際的評(píng)價(jià)，特不是想以所謂“成功的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)代替可靠性鑒定試驗(yàn)”時(shí)，其試驗(yàn)環(huán)境條件必須具有能模擬實(shí)際使用環(huán)境的特征，特不應(yīng)滿足鑒定試驗(yàn)所規(guī)定的條件。一般認(rèn)為“成功的可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)”至少應(yīng)滿足下列條件：⑴具有可靠性鑒定試驗(yàn)所規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境條件、故障判定規(guī)則，以及試驗(yàn)組織治理；⑵對(duì)增長(zhǎng)試驗(yàn)過(guò)程的跟蹤應(yīng)是嚴(yán)格的，有完整的故障記錄和完善的FRACAS系統(tǒng)，并對(duì)故障糾正和驗(yàn)證過(guò)程有詳盡的可追溯記錄。⑶對(duì)可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)所用的數(shù)學(xué)方法正確，置信水平選取符合要求，產(chǎn)品達(dá)到的MTBF水平達(dá)到或超過(guò)鑒定試驗(yàn)要求。參考文獻(xiàn)GJB1407-92可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)GJB/Z77-95可靠性增長(zhǎng)治理手冊(cè)GB5080.6-89設(shè)備可靠性試驗(yàn)：恒定失效率假設(shè)的有效性檢驗(yàn)MIL-HDBK-189ReliabilityGrowthManagementMIL-STD-1635ReliabilityGrowthTesting可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)1．可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的目的和差不多概念可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的目的是：通過(guò)試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品達(dá)到的可靠性水平給出定量評(píng)估。它不同于可靠性工程試驗(yàn)，如環(huán)境應(yīng)力篩選和可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)等，因此可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)所選用的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法和方案，以及試驗(yàn)的組織治理都與可靠性工程試驗(yàn)有專門大區(qū)不。環(huán)境應(yīng)力篩選是在產(chǎn)品研制生產(chǎn)過(guò)程中為了剔除材料或制造工藝的缺陷，排除產(chǎn)品的早期故障，使產(chǎn)品的可靠性得到保證的一種工序處理方法。而可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)則是通過(guò)試驗(yàn)來(lái)充分暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)和激發(fā)產(chǎn)品的故障隱患，以進(jìn)行設(shè)計(jì)、材料、工藝、結(jié)構(gòu)或元器件等方面的改進(jìn)，使產(chǎn)品的固有可靠性得以提高。因此它們差不多上以保證和提高產(chǎn)品的可靠性為目的的，故稱之謂可靠性工程試驗(yàn)。因此為了達(dá)到那個(gè)目的，所采納的試驗(yàn)條件和方法，能夠是多種多樣的。特不是試驗(yàn)條件，它們完全能夠不同于產(chǎn)品實(shí)際使用時(shí)遇到的環(huán)境條件，只要試驗(yàn)方法能快速、高效地發(fā)覺(jué)和暴露問(wèn)題確實(shí)是好的試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)結(jié)果往往是希望能充分暴露產(chǎn)品存在的問(wèn)題，以便采取有效的改進(jìn)措施?？煽啃越y(tǒng)計(jì)試驗(yàn)則不同，其試驗(yàn)?zāi)康牟皇侵苯訛榱颂岣弋a(chǎn)品的可靠性，而僅僅是通過(guò)試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品（實(shí)物）達(dá)到的可靠性水平給予評(píng)價(jià)。因此其試驗(yàn)條件的選擇盡可能與產(chǎn)品的實(shí)際使用情況相對(duì)應(yīng)，以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。而為了使評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定的科學(xué)性與合理性，其試驗(yàn)方法必須滿足一定的統(tǒng)計(jì)處理規(guī)則。嚴(yán)格地講，可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)不具備提高產(chǎn)品固有可靠性的本質(zhì)，因此，它是與可靠性工程試驗(yàn)不同目的的另一大類可靠性試驗(yàn)。2．可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的分類可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方法從統(tǒng)計(jì)角度可分為：產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的測(cè)定與驗(yàn)證兩大類。而從工程角度目前最常用的有：產(chǎn)品研制開發(fā)時(shí)期的可靠性測(cè)定（有時(shí)亦稱“摸底”）試驗(yàn)；設(shè)計(jì)或生產(chǎn)定型時(shí)的可靠性鑒定試驗(yàn)；以及批生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品交付時(shí)的可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)等。可靠性測(cè)定試驗(yàn)是為了確定產(chǎn)品的可靠性特性，得出在規(guī)定條件下可靠性狀況的定量可能而進(jìn)行的一種可靠性試驗(yàn)。其方法是利用試驗(yàn)過(guò)程中得到的產(chǎn)品故障信息，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來(lái)推斷產(chǎn)品達(dá)到的可靠性水平，最后導(dǎo)出描述產(chǎn)品可靠性狀況的各種特征值?？煽啃澡b定試驗(yàn)是為了評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)定型或生產(chǎn)定型的產(chǎn)品是否差不多達(dá)到研制合同（或協(xié)議書）要求的可靠性指標(biāo)而進(jìn)行的一種可靠性試驗(yàn)。其方法是依照試驗(yàn)中產(chǎn)品發(fā)生的故障情況，得出可靠性是否合格的結(jié)論。另外，對(duì)那些在設(shè)計(jì)、工藝等方面有過(guò)重大變更的產(chǎn)品，一般也需通過(guò)鑒定試驗(yàn)重新評(píng)價(jià)其可靠性水平。可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)是對(duì)預(yù)備交付的批量生產(chǎn)產(chǎn)品，驗(yàn)證其是否仍保持該產(chǎn)品鑒定時(shí)達(dá)到的可靠性水平而進(jìn)行的一種試驗(yàn)。其采納的試驗(yàn)方法與可靠性鑒定試驗(yàn)一樣，最終給出接收或拒收的判定。可靠性測(cè)定試驗(yàn)、可靠性鑒定試驗(yàn)和可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)所給出的結(jié)論，差不多上統(tǒng)計(jì)意義上的結(jié)果，具有一定的置信度或概率特征，因此它們被統(tǒng)稱為可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)。3．試驗(yàn)大綱統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的進(jìn)行必須按照可靠性試驗(yàn)大綱所規(guī)定的試驗(yàn)打算來(lái)執(zhí)行，試驗(yàn)大綱要對(duì)可靠性試驗(yàn)提出各項(xiàng)規(guī)定與要求。由于可靠性試驗(yàn)大綱是開展各項(xiàng)試驗(yàn)活動(dòng)的依據(jù)，因此，編制試驗(yàn)大綱是試驗(yàn)前首先必須要做的一項(xiàng)工作。試驗(yàn)大綱一般應(yīng)包括如下要素：a．試驗(yàn)?zāi)康呐c要求大綱首先必須講明本次試驗(yàn)要達(dá)到的目的及其試驗(yàn)性質(zhì)：是可靠性測(cè)定試驗(yàn)？依舊鑒定試驗(yàn)？或驗(yàn)收試驗(yàn)？要對(duì)試樣的構(gòu)成作出限定，對(duì)評(píng)估或考核的可靠性指標(biāo)作出明確要求。b．試驗(yàn)條件與方法大綱要按照產(chǎn)品的研制合同或任務(wù)書、產(chǎn)品技術(shù)條件或相關(guān)技術(shù)條件的要求，對(duì)樣品的受試環(huán)境條件和試驗(yàn)方法作出規(guī)定。c．試樣狀態(tài)與來(lái)源大綱要對(duì)投試樣品的技術(shù)狀態(tài)及其來(lái)源作出具體規(guī)定。如講明是哪個(gè)時(shí)期的研制樣機(jī)、或是定型樣機(jī)、或是批生產(chǎn)樣機(jī)？是抽樣依舊送樣等等。d．試驗(yàn)組織與治理可靠性試驗(yàn)涉及的部門人員較多，為使試驗(yàn)?zāi)苡行颉⒂行У亻_展，大綱必須明確試驗(yàn)的組織機(jī)構(gòu)與治理方法，以協(xié)調(diào)工作，實(shí)施試驗(yàn)和條件保證，進(jìn)行故障處理與信息反饋，以及完成樣品性能監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)監(jiān)控等等工作。作為可靠性鑒定試驗(yàn)，按GJB899-90要求，必須成立由產(chǎn)品研制方、使用方和試驗(yàn)方三方組成的聯(lián)合試驗(yàn)小組來(lái)具體負(fù)責(zé)處理試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的各種問(wèn)題，包括：試驗(yàn)的中止，試驗(yàn)的接著，故障的確認(rèn)與處理，以及試驗(yàn)前、試驗(yàn)中及試驗(yàn)后的評(píng)審等等工作。e．試驗(yàn)進(jìn)度與地點(diǎn)大綱要求對(duì)試驗(yàn)的地點(diǎn)加以明確，并對(duì)試驗(yàn)的進(jìn)度作出要求，以操縱試驗(yàn)的時(shí)刻與經(jīng)費(fèi)。f．試驗(yàn)評(píng)審與報(bào)告為保證試驗(yàn)有效地進(jìn)行，大綱可對(duì)試驗(yàn)進(jìn)程中的關(guān)鍵時(shí)刻提出進(jìn)行評(píng)審的要求。如試驗(yàn)開始前對(duì)試樣、參試儀器、設(shè)備、人員及條件保證等的預(yù)備狀況進(jìn)行檢查與確認(rèn)，即開展試驗(yàn)前評(píng)審；試驗(yàn)中樣品故障或設(shè)備故障修復(fù)后，重新投入試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)再確認(rèn)，即試驗(yàn)中評(píng)審；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)對(duì)試驗(yàn)情況進(jìn)行匯總，對(duì)試驗(yàn)結(jié)論達(dá)成共識(shí)，即試驗(yàn)后評(píng)審。評(píng)審一般可由聯(lián)合試驗(yàn)小組自行進(jìn)行，大型、復(fù)雜或關(guān)鍵系統(tǒng)的試驗(yàn)可邀請(qǐng)專家共同進(jìn)行評(píng)審。大綱還必須明確試驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容與要求，以及負(fù)責(zé)報(bào)告編寫的部門與人員，鑒定試驗(yàn)報(bào)告將依照聯(lián)合試驗(yàn)小組提供的各項(xiàng)試驗(yàn)紀(jì)錄與評(píng)審意見，一般由試驗(yàn)方負(fù)責(zé)編寫。g．試驗(yàn)結(jié)束后故障與樣品的處理意見為了盡量幸免和預(yù)防試驗(yàn)中發(fā)生的故障模式在生產(chǎn)和使用中再次發(fā)生，大綱可對(duì)試驗(yàn)后故障的處置提出要求；也能夠結(jié)合實(shí)際情況對(duì)受試樣品提出處理意見，以做好物盡其用，節(jié)約人力、物力與財(cái)力。4．試驗(yàn)條件產(chǎn)品的可靠性是在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)，產(chǎn)品完成規(guī)定功能的能力的描述，而采納統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的方法是為了解決這種描述的定量化問(wèn)題，因此可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的條件下進(jìn)行。一般來(lái)講，可靠性試驗(yàn)所指的規(guī)定條件通常是指產(chǎn)品實(shí)際的使用環(huán)境條件。關(guān)于極大多數(shù)產(chǎn)品來(lái)講，事實(shí)上際的使用環(huán)境是十分復(fù)雜的，因此可靠性試驗(yàn)如選擇在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，因此是一種最真實(shí)的使用環(huán)境，然而如此環(huán)境是多變的、不可操縱的，隨時(shí)都會(huì)遭受各種自然因素的阻礙。因此在確定試驗(yàn)條件時(shí)，要注意受試環(huán)境的代表性。只有在具有代表性的試驗(yàn)條件下得到的產(chǎn)品可靠性的評(píng)價(jià)才會(huì)更符合產(chǎn)品真實(shí)使用情況。確定產(chǎn)品試驗(yàn)條件的一般方法是：依照產(chǎn)品的使用過(guò)程（或稱任務(wù)剖面），找出與其對(duì)應(yīng)的環(huán)境條件（或稱環(huán)境剖面），然后再將其轉(zhuǎn)化成適合于工程摸擬的試驗(yàn)條件（或稱試驗(yàn)剖面）。我們把產(chǎn)品投入使用后執(zhí)行各種使命的過(guò)程稱為任務(wù)剖面，一系列不同的使命過(guò)程就構(gòu)成了不同的任務(wù)剖面。而對(duì)應(yīng)于不同的任務(wù)剖面（如室內(nèi)、室外、白天、夜晚、熱帶、寒帶、陸地、海上、高空、地面、機(jī)載、車載、工作、貯存等等），產(chǎn)品所經(jīng)受的環(huán)境條件也是大不相同的（如溫度、濕度、氣壓、振動(dòng)等），這就對(duì)可靠性試驗(yàn)條件的選擇提出了要求。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，則應(yīng)選擇能代表產(chǎn)品使用過(guò)程中可能遇到的各種任務(wù)情況，而受地域、季節(jié)或一些不可控突發(fā)因素等阻礙，只能反映某些任務(wù)狀況的試驗(yàn)條件是不可取的。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)，其所用的試驗(yàn)剖面應(yīng)該是產(chǎn)品完成各種不同任務(wù)剖面時(shí)所對(duì)應(yīng)的各種不同環(huán)境剖面的綜合。GJB899-90附錄B較詳細(xì)地介紹了由任務(wù)剖面確定試驗(yàn)剖面及其綜合方法。作為試驗(yàn)剖面應(yīng)給出描述試驗(yàn)條件的具體環(huán)境參數(shù)及其施加方式和程序。如溫度變化范圍及其變化速率；濕度或氣壓變化要求；振動(dòng)方式及其量級(jí)；多環(huán)境因素綜合施加依舊逐項(xiàng)或單項(xiàng)施加等等。產(chǎn)品在使用過(guò)程中可能遇到因素是多種多樣的，也是復(fù)雜多變的，要想在實(shí)驗(yàn)室里完全復(fù)制式的摸擬是不可能的，也是不必要的。實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)通常選用產(chǎn)品使用過(guò)程中經(jīng)常遇到的，對(duì)其可靠性有較大阻礙的環(huán)境因素來(lái)進(jìn)行摸擬，如高低溫、濕度及振動(dòng)等。另外，從工程實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性與可能性及經(jīng)費(fèi)等方面考慮，將產(chǎn)品在使用過(guò)程中可能遇到的某些特定或極端環(huán)境，如鹽霧、高濕、沙塵、沖擊、雨淋、日照、輻射、氣壓等，通常作為環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行專項(xiàng)考核。為了能有效地摸擬真實(shí)使用環(huán)境，目前多因素綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)已在可靠性試驗(yàn)中得到廣泛的應(yīng)用與推廣。由于受環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備制造技術(shù)的限制，早年的實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)，其環(huán)境應(yīng)力的施加，都采納單項(xiàng)獨(dú)立方式進(jìn)行，或是將單項(xiàng)按時(shí)序組合的方式進(jìn)行（見圖5.1），這與產(chǎn)品實(shí)際使用遇到的環(huán)境相差甚遠(yuǎn)，特不是有些只有在綜合環(huán)境條件（或循環(huán)進(jìn)行）（或循環(huán)進(jìn)行）振動(dòng)濕熱高溫低溫圖5.1組合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)示意下（即二項(xiàng)或多項(xiàng)環(huán)境應(yīng)力同時(shí)施加），才能發(fā)生的產(chǎn)品故障機(jī)理將得不到激發(fā)。如低溫條件下加振動(dòng)，對(duì)脆性材料或熱脹冷縮材料的阻礙，與單一低溫再加常溫的振動(dòng)對(duì)它們的阻礙是完全不同的，這將造成試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際使用（多環(huán)境因素綜合）情況差距較大，此種情況在試驗(yàn)中已被多次證明。近年來(lái)，隨著認(rèn)識(shí)的深入和試驗(yàn)設(shè)備制造技術(shù)的不斷%RH%RH濕度加濕濕度加濕不操縱不操縱不操縱不操縱℃℃溫度溫度gg2/Hz振動(dòng)振動(dòng)產(chǎn)品狀態(tài)產(chǎn)品狀態(tài)關(guān)關(guān)工作工作 關(guān)關(guān)工作工作tt60601201201801802402403003003603604204204804800 0圖5.2溫度+濕度+振動(dòng)三綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)示意（一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)）進(jìn)步，將幾種環(huán)境應(yīng)力條件綜合在同一試驗(yàn)過(guò)程中已成為可能。信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所即中國(guó)電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)研究所，簡(jiǎn)稱“中國(guó)賽寶”（CEPREI），從八十年代中期起已領(lǐng)先在國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)載電子設(shè)備開展了溫度、濕度和隨機(jī)振動(dòng)三綜合環(huán)境應(yīng)力的可靠性增長(zhǎng)與鑒定試驗(yàn)，取得了專門好的效果（見圖5.2）。在此示范效應(yīng)下，目前國(guó)內(nèi)已廣泛采納綜合環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行各種可靠性試驗(yàn)。國(guó)軍標(biāo)GJB899-90提供了多種武器裝備的綜合環(huán)境試驗(yàn)條件，可供使用參考。另外，在確定試驗(yàn)環(huán)境條件時(shí)，GJB899-90規(guī)定了如下選擇原則：以實(shí)測(cè)環(huán)境應(yīng)力為首選；相似條件的可能環(huán)境應(yīng)力為次選；在無(wú)法得到上述二種環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)，可選用GJB899標(biāo)準(zhǔn)推舉的參考試驗(yàn)剖面。以我國(guó)機(jī)載電子設(shè)備可靠性試驗(yàn)為例：“七五”期間是采納美軍標(biāo)提供的試驗(yàn)剖面；而“八五”是依照我們自己的飛行任務(wù)剖面，參照GJB899提供參數(shù)，采納計(jì)算轉(zhuǎn)化得到試驗(yàn)剖面。由于用這二種方法得到的試驗(yàn)剖面與實(shí)際情況都會(huì)存在一定差距，自“九五”開始有關(guān)單位已逐步投入力量，組織開展了各種使用環(huán)境平臺(tái)的實(shí)測(cè)和試驗(yàn)剖面設(shè)計(jì)的共性技術(shù)研究工作。5．試驗(yàn)樣品依照試驗(yàn)性質(zhì)的不同，用于可靠性試驗(yàn)的樣品，其來(lái)源及其技術(shù)狀況將有所不同。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度講，用于試驗(yàn)的樣品應(yīng)能代表母體的特征。因此試驗(yàn)樣品一般要求從母體中隨機(jī)抽樣得來(lái)。應(yīng)該講：那些通過(guò)精雕細(xì)刻、專門加工“開小灶”后的“工藝品”是不符合統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)要求的，它們?nèi)狈Υ硇?。顯然用如此的樣品來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，所得到的試驗(yàn)結(jié)果僅代表試樣本身的特征。然而，除了可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)是在產(chǎn)品批量生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行的，可靠性測(cè)定試驗(yàn)和可靠性鑒定試驗(yàn)，特不是設(shè)計(jì)定型時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)一般都不具備較大的批量，因此嚴(yán)格地規(guī)定試驗(yàn)樣品的技術(shù)狀態(tài)，是使試驗(yàn)結(jié)果具有代表性的重要保證。一般來(lái)講，試驗(yàn)結(jié)果只代表與試樣具有同設(shè)計(jì)、同材料、同工藝的產(chǎn)品的可靠性狀況。尤其對(duì)研制產(chǎn)品，其技術(shù)狀態(tài)的變動(dòng)較大，專門加工、精心制造在所難免，因此在試驗(yàn)時(shí)對(duì)其技術(shù)狀態(tài)的凍結(jié)與確認(rèn)是十分必要的。如此就能使試驗(yàn)結(jié)果具有明確的時(shí)期性與代表性。為了使試驗(yàn)具有一定的廣泛性與經(jīng)濟(jì)性，可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的樣品數(shù)目，在保證每臺(tái)（套）樣品有足夠的試驗(yàn)時(shí)刻長(zhǎng)度的前提下以多為好，一般要求不要少于二臺(tái)（套）。6．試驗(yàn)方案試驗(yàn)方案應(yīng)依據(jù)試驗(yàn)大綱所規(guī)定的試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)要求、試驗(yàn)條件和試驗(yàn)方法等內(nèi)容來(lái)制定具體的、詳細(xì)的試驗(yàn)實(shí)施方案。試驗(yàn)方案要緊包括：試驗(yàn)項(xiàng)目試樣構(gòu)成與數(shù)量統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案選擇試驗(yàn)環(huán)境條件確定及其施加方式試樣性能測(cè)試項(xiàng)目與時(shí)刻故障判據(jù)試驗(yàn)設(shè)備及配套測(cè)試儀器統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案和試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力條件的確定是試驗(yàn)方案的核心。由于統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的選擇將涉及試驗(yàn)要達(dá)到的目的、可靠性指標(biāo)的評(píng)價(jià)要求，以及要投入的時(shí)刻和樣品數(shù)量等重要問(wèn)題，因此，在制定方案時(shí)必須認(rèn)真對(duì)待，方案的選擇必須要權(quán)衡各方面因素，以及人力、物力和財(cái)力的許可。依照試驗(yàn)性質(zhì)的不同，可選擇不同的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案，如定時(shí)截尾試驗(yàn)、定數(shù)截尾試驗(yàn)、序貫截尾試驗(yàn)、可提早接收的定時(shí)截尾試驗(yàn)、成功率試驗(yàn)、以及全數(shù)試驗(yàn)等等。使用時(shí)可參見GB5080和GJB899等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)必須引起注意的問(wèn)題是：統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案一旦確定，在試驗(yàn)中就不得隨意更改，這是因?yàn)樵囼?yàn)方案的中途更改會(huì)引起統(tǒng)計(jì)模型的變更，其結(jié)果計(jì)算方法也大不相同，由此引起的試驗(yàn)結(jié)論也會(huì)發(fā)生本質(zhì)的變化。因此在試驗(yàn)方案中必須詳細(xì)敘述所選定的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的內(nèi)容，以及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)處理方法的約定，以便試驗(yàn)結(jié)論具有準(zhǔn)確性、唯一性與可比性。由于可靠性指標(biāo)是對(duì)產(chǎn)品在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能能力的一種定量描述，既使對(duì)同一個(gè)產(chǎn)品，其經(jīng)受的環(huán)境應(yīng)力條件不同，將產(chǎn)生的可靠性試驗(yàn)結(jié)果也不同。因此試驗(yàn)方案應(yīng)依照試驗(yàn)大綱規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力條件，制訂實(shí)施方案，并確定各應(yīng)力條件的大?。喝鐪囟茸兓秶?、溫度變化速率、高溫限、低溫限、各溫度時(shí)刻，加濕時(shí)刻及量值、振動(dòng)譜形及量值（正弦定頻？正弦掃頻？寬帶隨機(jī)？依舊正弦+寬帶隨機(jī)等等）。另外，還要明確各應(yīng)力條件的施加方式及程序，是用單項(xiàng)應(yīng)力環(huán)境？依舊將幾項(xiàng)環(huán)境應(yīng)力組合起來(lái)逐次施加（即組合環(huán)境）？或是將它們綜合起來(lái)按一定的方式同時(shí)施加（即綜合環(huán)境）？試驗(yàn)方案中必須事先給定試驗(yàn)樣品性能測(cè)試或功能監(jiān)測(cè)的具體時(shí)刻點(diǎn)。可靠性試驗(yàn)與環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)專門大的差不在于：在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)一般不要求試樣工作，其性能測(cè)試僅在試驗(yàn)開始前和結(jié)束后才進(jìn)行，看其有無(wú)變異，因此對(duì)某些自行恢復(fù)的故障與缺陷，在環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)中是無(wú)法及時(shí)發(fā)覺(jué)的。而可靠性試驗(yàn)要求樣品按照考核的需要設(shè)定狀態(tài)，產(chǎn)品在大部分時(shí)刻都要求處于工作狀態(tài)，因此需要對(duì)其試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行性能或功能的監(jiān)測(cè)，以及時(shí)捕捉和發(fā)覺(jué)樣品發(fā)生的問(wèn)題。如此試驗(yàn)中對(duì)樣品性能的監(jiān)測(cè)時(shí)刻點(diǎn)的設(shè)定就顯得十分重要。一般的原則和經(jīng)驗(yàn)是把監(jiān)測(cè)點(diǎn)定在環(huán)境應(yīng)力條件較嚴(yán)酷的時(shí)候，如樣品經(jīng)受最高或最低溫度時(shí)、高潮濕度時(shí)、振動(dòng)量級(jí)最大時(shí)等情況下進(jìn)行樣品性能或功能的監(jiān)測(cè)。其目的是考察樣品在惡劣環(huán)境下能否保持良好的性能。那種在試驗(yàn)中隨意設(shè)定或任意地進(jìn)行樣品性能測(cè)試的做法是不可取的。在試驗(yàn)方案中還必須明確地給定對(duì)故障的判據(jù)，這也是獲得統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果的依據(jù)。沒(méi)有合理、準(zhǔn)確的故障判據(jù)，就不可能得到合理、準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果，亦即不能得到對(duì)產(chǎn)品可靠性準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。另外，對(duì)試驗(yàn)中發(fā)生的各類故障還必須按其性質(zhì)不同對(duì)它們進(jìn)行必要的故障分類：如關(guān)聯(lián)故障、非關(guān)聯(lián)故障、責(zé)任故障與非責(zé)任故障等。關(guān)聯(lián)故障一般是指產(chǎn)品在試驗(yàn)中所發(fā)生的故障，在實(shí)際使用條件下也會(huì)發(fā)生的故障。當(dāng)出現(xiàn)關(guān)聯(lián)故障時(shí)還需要進(jìn)一步分清是屬于責(zé)任故障？依舊非責(zé)任故障？所謂責(zé)任故障是指出現(xiàn)的故障是由產(chǎn)品本身的問(wèn)題引起的故障。在進(jìn)行可靠性試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理時(shí)，只計(jì)算責(zé)任故障的次數(shù)。有關(guān)故障分類的詳細(xì)信息，可參見GJB451-90等標(biāo)準(zhǔn)。7.可靠性測(cè)定試驗(yàn)可靠性測(cè)定試驗(yàn)通常是在產(chǎn)品完成研制的初期，希望摸清所研產(chǎn)品當(dāng)前達(dá)到的可靠性水平和存在的問(wèn)題時(shí)采納的一種試驗(yàn)方法，因此也有人將其稱為“可靠性摸底試驗(yàn)”。產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的測(cè)定不同于對(duì)產(chǎn)品其它性能指標(biāo)（如技術(shù)參數(shù)）的測(cè)定，因?yàn)樗^產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，實(shí)質(zhì)是要給出產(chǎn)品發(fā)生故障的定量描述，而產(chǎn)品故障的發(fā)生是一種隨機(jī)事件，需要較長(zhǎng)時(shí)刻，積存一定數(shù)據(jù)后才能發(fā)覺(jué)它的這種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的測(cè)定試驗(yàn)一般都采納較長(zhǎng)時(shí)刻的壽命考核方法進(jìn)行。7.1可靠性測(cè)定試驗(yàn)的方法與要點(diǎn)依照產(chǎn)品的特點(diǎn)與試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌瑴y(cè)定試驗(yàn)有在產(chǎn)品工作狀態(tài)下進(jìn)行的，也有在貯存狀態(tài)下進(jìn)行的。常見的可靠性測(cè)定試驗(yàn)方法是在摸擬環(huán)境條件下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行壽命考核。由于試驗(yàn)條件是采納摸擬環(huán)境條件，與真實(shí)環(huán)境有差異，因此在確定環(huán)境條件時(shí)，應(yīng)注意選擇具有代表性的試驗(yàn)條件，以使得到的產(chǎn)品可靠性評(píng)價(jià)更接近實(shí)際使用情況。關(guān)于“試驗(yàn)條件”和“試驗(yàn)樣品”的選擇和確定，可按照前面章節(jié)敘述過(guò)的有關(guān)原則進(jìn)行。在進(jìn)行產(chǎn)品的可靠性測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，一般采納截尾試驗(yàn)的方法。有定時(shí)截尾與定數(shù)截尾試驗(yàn)之分。所謂定時(shí)截尾，確實(shí)是當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到預(yù)定的試驗(yàn)時(shí)刻T時(shí)試驗(yàn)就終止，然后依照試驗(yàn)中產(chǎn)品發(fā)生的故障個(gè)數(shù)，對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)估；所謂定數(shù)截尾，確實(shí)是當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到預(yù)定的故障個(gè)數(shù)r時(shí)試驗(yàn)就終止，然后依照試驗(yàn)終止時(shí)所累積的總有效試驗(yàn)時(shí)刻，對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)價(jià)?？梢娺@兩種試驗(yàn)方法，差不多上在部分產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)就停止試驗(yàn)，如此我們就可在相對(duì)短的試驗(yàn)時(shí)刻內(nèi)得出試驗(yàn)的結(jié)果。那么從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度考慮這種截尾試驗(yàn)方法得到的試驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)誤差大一些呢？能夠證明：試驗(yàn)結(jié)果誤差的大小，不是截尾試驗(yàn)方法造成的，而是由統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)決定的。因?yàn)閺慕y(tǒng)計(jì)學(xué)角度分析，既使我們等到所有投試樣品出問(wèn)題，那也未必能講該試驗(yàn)結(jié)果就百分之百的精確。因此我們?cè)趯?shí)際試驗(yàn)操作時(shí)，不必要也不可能等到所有試樣全部出現(xiàn)故障時(shí)，才對(duì)其進(jìn)行可靠性評(píng)估。而采納截尾試驗(yàn)方法，尤其是定時(shí)截尾試驗(yàn)是目前最常用的方法，具有專門強(qiáng)的打算性和可操作性。為了及時(shí)地發(fā)覺(jué)和記錄受試樣品出現(xiàn)的故障，在進(jìn)行可靠性測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，必須對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。理想的做法是在試驗(yàn)時(shí)，試樣的各項(xiàng)技術(shù)性能配有自動(dòng)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以及時(shí)發(fā)覺(jué)試樣發(fā)生的問(wèn)題，為試驗(yàn)評(píng)估提供準(zhǔn)確的信息。但實(shí)際上目前大多數(shù)產(chǎn)品不具備這種條件，因此在進(jìn)行可靠性測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，一般采納定時(shí)測(cè)量的方法，即在預(yù)先商定好的時(shí)刻點(diǎn)上對(duì)試樣進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)。當(dāng)發(fā)覺(jué)問(wèn)題時(shí)，為統(tǒng)計(jì)故障產(chǎn)品的有效試驗(yàn)時(shí)刻，能夠取前次測(cè)試點(diǎn)與當(dāng)前測(cè)試點(diǎn)的平均時(shí)刻；也有干脆只算至前次（未發(fā)生故障時(shí)）測(cè)試點(diǎn)的時(shí)刻。具體做法，可視試驗(yàn)情況事先約定。在進(jìn)行可靠性測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，另一項(xiàng)必須在事先要做的工作是：約定試驗(yàn)中判不產(chǎn)品故障的標(biāo)準(zhǔn)，即制訂“失效判據(jù)”。一個(gè)產(chǎn)品性能的好壞，通常是由許多技術(shù)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行推斷的。在可靠性試驗(yàn)中除有專門講明外，一般的做法是：只要有任何一項(xiàng)不合格，就計(jì)為產(chǎn)品不合格。而引起產(chǎn)品（特不是電子設(shè)備）不合格的緣故，可能是由某一個(gè)，但也可能是由某幾個(gè)元器件或工藝的問(wèn)題引起的。當(dāng)確認(rèn)這些失效/故障是獨(dú)立發(fā)生，而不是從屬發(fā)生（即由一個(gè)發(fā)生，引起另一個(gè)也發(fā)生）時(shí)，則凡是獨(dú)立的都應(yīng)計(jì)為一次故障。換句話講，即在可靠性試驗(yàn)中不是簡(jiǎn)單地統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的不合格數(shù)，而是要統(tǒng)計(jì)發(fā)生獨(dú)立故障的個(gè)數(shù)，這是值得注意的一個(gè)問(wèn)題。7.2可靠性測(cè)定試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法7.2.1點(diǎn)可能與區(qū)間可能及置信度的概念以天氣預(yù)報(bào)為例，若預(yù)報(bào)“今天開始下雨的時(shí)刻是中午12點(diǎn)”，則從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看，這確實(shí)是對(duì)“開始下雨”那個(gè)事件的“點(diǎn)可能”值。嚴(yán)格地講：早一分鐘或晚一分鐘開始下雨，就都不是“12點(diǎn)開始下雨”，因此真正會(huì)在“12點(diǎn)開始下雨”是一個(gè)微小概率的事件，其概率應(yīng)該為零，即“12點(diǎn)開始下雨”這句話，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上認(rèn)為是沒(méi)有置信度的。若預(yù)報(bào)“今天開始下雨的時(shí)刻是在11點(diǎn)至13點(diǎn)之間”，這確實(shí)是所謂的“區(qū)間可能”。顯然那個(gè)預(yù)報(bào)發(fā)生的可能性就大多了，可信程度也就提高了，因此具有一定的置信度?？梢娨诡A(yù)報(bào)具有置信度，就必須進(jìn)行區(qū)間可能；反之，要進(jìn)行區(qū)間可能，必定會(huì)帶有一定的置信度。7.2.2區(qū)間可能與置信度的關(guān)系假如“今天開始下雨的時(shí)刻是在11點(diǎn)至13點(diǎn)之間”那個(gè)預(yù)報(bào)的置信度只有40%，為了提高預(yù)報(bào)的置信度（即增大“開始下雨”那個(gè)事件發(fā)生的可能），在沒(méi)有增加更多的氣象信息和數(shù)據(jù)的條件下，預(yù)報(bào)“今天開始下雨的時(shí)刻是在10點(diǎn)至14點(diǎn)之間”就行了?？梢婋S著預(yù)報(bào)區(qū)間（可能）的不斷增大，其置信度也會(huì)不斷提高。顯然當(dāng)預(yù)報(bào)區(qū)間變?yōu)闊o(wú)限大時(shí)，置信度確實(shí)是100%，也確實(shí)是“開始下雨”那個(gè)情況遲早終歸是會(huì)發(fā)生的，然而那個(gè)預(yù)報(bào)反會(huì)變得沒(méi)有任何價(jià)值！因此一個(gè)有意義的預(yù)報(bào)應(yīng)該是在一個(gè)不大的區(qū)間可能上具有較高的置信度。即同樣是預(yù)報(bào)“今天開始下雨的時(shí)刻是在11點(diǎn)至13點(diǎn)之間”，但其置信度卻是60%，甚至80%；或者同樣預(yù)報(bào)的置信度是在40%，而“今天開始下雨的時(shí)刻是在11點(diǎn)半至12點(diǎn)半之間”，這些差不多上比原預(yù)報(bào)更好的區(qū)間可能值，然而這需要增加更多的信息和更豐富的經(jīng)驗(yàn)才能得到。以上這些概念與關(guān)系，在可靠性測(cè)定試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理上，具有同樣的道理。值得注意的是區(qū)間可能值，僅僅表明產(chǎn)品真實(shí)的可靠性值有一定的可能性（即置信度）落入該范圍，而具體是多少，并不明白。和下雨的例子一樣，具體什么時(shí)刻開始下雨？置信區(qū)間預(yù)報(bào)沒(méi)有給出如此的信息，只只是置信度高，可能性大一點(diǎn)；置信度低，可能性小一點(diǎn)而已。7.2.3可靠性測(cè)定試驗(yàn)的點(diǎn)可能與置信區(qū)間可能由因此電子設(shè)備，通常假定其產(chǎn)品壽命符合指數(shù)分布。因此可采納與指數(shù)分布對(duì)應(yīng)的方法，對(duì)測(cè)定試驗(yàn)得到的產(chǎn)品故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。產(chǎn)品可靠性指標(biāo)MTBF（即平均故障間隔時(shí)刻）的點(diǎn)可能值（5.1）其中：為試驗(yàn)中產(chǎn)品發(fā)生的故障總數(shù)；為試驗(yàn)終止時(shí)，所有受試產(chǎn)品累積總有效試驗(yàn)時(shí)刻。那個(gè)地點(diǎn)，不管試驗(yàn)是采納定時(shí)截尾，依舊定數(shù)截尾，差不多上所有參試樣品有效受試時(shí)刻的總和，即（5.2）當(dāng)產(chǎn)品為可修復(fù)時(shí)，其修復(fù)后的參試時(shí)刻及故障次數(shù)都應(yīng)累加。關(guān)于置信區(qū)間可能，又細(xì)分為單邊區(qū)間可能與雙邊區(qū)間可能，可依照需要選定。在可靠性試驗(yàn)中我們常用MTBF單邊下限可能。當(dāng)置信度選定為時(shí)，其單邊下限可能值（定時(shí)截尾）（定數(shù)截尾）（5.3）其中可由表5.1查得。當(dāng)需要進(jìn)行雙邊區(qū)間可能時(shí)，若置信度仍選為,則其下限可能值為：（定時(shí)截尾）（5.4）（定數(shù)截尾）而定時(shí)截尾與定數(shù)截尾的雙邊上限可能值都為（5.5）其中和仍可由表5.1查得。特不應(yīng)指出的是，在采納定時(shí)截尾進(jìn)行可靠性測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，若出現(xiàn)故障數(shù)情況時(shí)，我們?nèi)钥捎茫?.3）式對(duì)產(chǎn)品的MTBF作出單邊置信下限可能，而現(xiàn)在我們卻無(wú)法對(duì)產(chǎn)品的MTBF作點(diǎn)可能或置信上限可能。7．3指數(shù)分布的假設(shè)檢驗(yàn)方法關(guān)于一般的產(chǎn)品，若要采納指數(shù)分布的點(diǎn)可能或區(qū)間可能方法，則必須先對(duì)其故障數(shù)據(jù)進(jìn)行指數(shù)分布的假設(shè)檢驗(yàn)，看其是否符合指數(shù)分布，否則就不能應(yīng)用指數(shù)分布相關(guān)的點(diǎn)可能或區(qū)間可能方法，這是一個(gè)值得引起注意的問(wèn)題。嚴(yán)格地講，在對(duì)電子設(shè)備可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理時(shí)，也必須首先對(duì)其進(jìn)行指數(shù)分布的假設(shè)檢驗(yàn)，如此得到的點(diǎn)可能、區(qū)間可能，乃至鑒定試驗(yàn)結(jié)果才是有效的。這一點(diǎn)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60605-6和國(guó)標(biāo)GB5080·6《設(shè)備可靠性試驗(yàn)——恒定失效率假設(shè)的有效性檢驗(yàn)》中都有嚴(yán)格規(guī)定。表5.1MTBF置信區(qū)間可能及指數(shù)分布假設(shè)檢驗(yàn)用表雙邊=0.4雙邊=0.6雙邊=0.8雙邊=0.9(0.7,m)(0.7,m)(0.8,m)(0.8,m)(0.9,m)(0.9,m)(0.95,m)(0.95,m)11.2040.3571.6090.2232.3030.1052.9960.05122.4391.0972.9940.8243.8900.5324.7440.35533.6161.9144.2791.5355.3221.1026.2960.81844.7622.7645.5152.2976.6811.7457.7531.36655.8913.6346.7213.0907.9932.4339.1541.97067.0054.5177.9063.9049.2743.15210.512.61378.1115.4109.0764.73310.533.89511.843.28689.2096.31210.235.57611.774.65613.153.981910.307.22011.386.42912.995.43314.434.6451011.398.13312.527.28914.216.22215.715.4261112.479.05113.658.15715.417.02116.966.1691213.559.97214.789.03116.607.82918.216.9241314.6210.9015.909.91017.788.64619.447.6901415.7011.8217.0110.7918.969.47020.678.4641516.7712.7518.1311.6820.1310.3021.899.2471617.8413.6919.2312.5821.3011.1323.0910.041718.8914.6220.3313.4722.4611.9824.2910.831819.9615.5621.4314.3723.5912.8225.5011.641921.0216.4922.5415.2724.7713.6726.6912.442022.0817.4423.6416.1725.9114.5227.8913.253032.6126.9134.4825.3237.2223.2439.5321.60設(shè)受試產(chǎn)品總數(shù)為個(gè)，為發(fā)生第次故障時(shí)所有參試產(chǎn)品的累積有效試驗(yàn)時(shí)刻（=1,2,…,），為試驗(yàn)終止時(shí)所有受試產(chǎn)品累積總有效試驗(yàn)時(shí)刻?？梢姡?dāng)試驗(yàn)采納定時(shí)截尾時(shí)，有；當(dāng)試驗(yàn)采納定數(shù)截尾時(shí)，有。由此，首先按下式求出統(tǒng)計(jì)量的值（5.6）其中（當(dāng)時(shí)）（當(dāng)時(shí)）選定檢驗(yàn)顯著性水平,那個(gè)地點(diǎn)取雙邊置信度值，建議取90%。假如則拒絕指數(shù)分布假設(shè)，現(xiàn)在產(chǎn)品的故障率專門可能是遞增的。假如則也拒絕指數(shù)分布假設(shè)，現(xiàn)在產(chǎn)品的故障率專門可能是遞減的。需要講明的是，在工程上，當(dāng)出現(xiàn)時(shí)，則認(rèn)為指數(shù)分布假設(shè)已成立。另外，當(dāng)故障數(shù)時(shí)，由于檢驗(yàn)精度已專門低，因此也自然認(rèn)為假設(shè)成立，不再作檢驗(yàn)。8．可靠性鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)產(chǎn)品的可靠性鑒定試驗(yàn)與可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)，從統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的角度看，其采納的方法是完全一樣的，區(qū)不僅僅在于工程實(shí)施的時(shí)期不同。鑒定試驗(yàn)是產(chǎn)品在完成各項(xiàng)研制任務(wù)后，技術(shù)狀態(tài)凍結(jié)時(shí)，驗(yàn)證其是否已達(dá)到研制合同要求的可靠性指標(biāo)而進(jìn)行的試驗(yàn)，因此它一般在產(chǎn)品定型時(shí)開展；驗(yàn)收試驗(yàn)是經(jīng)歷過(guò)可靠性鑒定試驗(yàn)的產(chǎn)品，在完成生產(chǎn)后產(chǎn)品交付時(shí)，為驗(yàn)證其可靠性指標(biāo)是否仍保持鑒定時(shí)的狀態(tài)而進(jìn)行的試驗(yàn)，因此它一般在產(chǎn)品批生產(chǎn)時(shí)開展。與可靠性測(cè)定試驗(yàn)一樣，目前常用的可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)，大多差不多上在摸擬環(huán)境條件下進(jìn)行的，試驗(yàn)所采納的環(huán)境應(yīng)力條件一般差不多上依照其任務(wù)剖面轉(zhuǎn)化得來(lái)的，這在前面已有敘述。而與測(cè)定試驗(yàn)不一樣的是，在統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案上，鑒定試驗(yàn)與驗(yàn)收試驗(yàn)通常采納統(tǒng)計(jì)學(xué)上的“一次抽樣檢驗(yàn)”方案進(jìn)行。8.1一次抽樣檢驗(yàn)方案的差不多原理8.1.1一次抽樣檢驗(yàn)的一般程序抽個(gè)樣品檢驗(yàn)/試驗(yàn)比較r與c不合格合格r≤cr>c圖5.3一次抽樣檢驗(yàn)操作程序序序一次抽樣檢驗(yàn)的一般過(guò)程是先從總數(shù)為的一批產(chǎn)品中（有時(shí)是未知數(shù)）隨機(jī)抽取個(gè)樣品（），然后對(duì)那個(gè)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)（或試驗(yàn)）。將次品（故障）數(shù)記為，與事先確定的合格判定數(shù)作比較，若抽個(gè)樣品檢驗(yàn)/試驗(yàn)比較r與c不合格合格r≤cr>c圖5.3一次抽樣檢驗(yàn)操作程序序序8.1.2抽樣方案的制定原理首先考慮一次抽樣檢驗(yàn)方案與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系。產(chǎn)品質(zhì)量一般由次品率p和良品率q=1-p構(gòu)成，在樣本量為的樣品中，可能出現(xiàn)個(gè)次品的概率為=0,1,2,…,（5.7）其中，二項(xiàng)系數(shù)，。當(dāng)較大時(shí)，（5.7）式可由下式近似得到：（5.8）依照檢驗(yàn)程序，當(dāng)出現(xiàn)任意時(shí)，都認(rèn)為產(chǎn)品為合格，則能夠接收該產(chǎn)品，因此稱L()為方案{n、c}的接收概率，即（5.9）顯然，關(guān)于一個(gè)確定的抽樣檢驗(yàn)方案，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量不一樣時(shí)其接收概率也是不一樣的。例如，關(guān)于一個(gè){20,2}的檢驗(yàn)方案，當(dāng)被檢驗(yàn)的產(chǎn)品，其次品率分不為1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%或50%時(shí)，按圖5.3所示的程序，經(jīng)抽樣檢驗(yàn)產(chǎn)品被接收的可能性L()分不為：L(1%)=0.9990L(5%)=0.9245L(10%)=0.6769L(15%)=0.4049L(20%)=0.2061L(25%)=0.0913L(30%)=0.0208L(40%)=0.0020L(50%)=0.0002若將L()值與次品率用函數(shù)曲線劃出，就得到該檢驗(yàn)方案的抽樣特性曲線，即所謂OC曲線（見圖5.4）。504030201001L(p)p(%)504030201001L(p)p(%)11圖5.4方案｛20，2｝OC曲線由此能夠發(fā)覺(jué)，當(dāng)采納上述方案對(duì)產(chǎn)品實(shí)施抽樣檢驗(yàn)時(shí)，不同質(zhì)量的產(chǎn)品實(shí)際上都有通過(guò)檢驗(yàn)的可能，即出現(xiàn)的情況，而被判為合格，只只是被判的概率有大有小而已。換句話講，當(dāng)采納抽樣方法對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，再差的產(chǎn)品也有被判為合格的可能；而再好的產(chǎn)品也有被判為不合格的可能，出現(xiàn)這種情況，我們稱之謂“誤判”，這確實(shí)是抽樣檢驗(yàn)存在的必定弊病。因此在進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要操縱這種“誤判”情況。一個(gè)理想的檢驗(yàn)方案應(yīng)該是當(dāng)產(chǎn)品的次品率大于某一規(guī)定值時(shí)，就判定產(chǎn)品不合格，而小于這一值時(shí)就為合格，因此我們稱圖5.5為理想的抽樣特性曲線。但前面差不多講過(guò)，用抽樣檢驗(yàn)方法是不可能實(shí)現(xiàn)這種理想特性的，我們只能要求當(dāng)次品率達(dá)到上限L(L()1010圖5.5理想的OC曲線0L(p)βα1L(p0)L(p1)p0p1p值p1時(shí)，檢驗(yàn)方案僅以較小的概率β判其為合格，而當(dāng)次品率達(dá)到下限值p0時(shí)，檢驗(yàn)方案又以較大的概率判其為合格，即以較小的概率α被判為不合格，如圖5.6所示。在實(shí)際工程應(yīng)用中β被稱為“使用方風(fēng)險(xiǎn)”，因?yàn)樗枋隽嗽摍z驗(yàn)方案會(huì)造成使用方在產(chǎn)品質(zhì)量不行時(shí)（p1），仍以將β的概率接收它；而α0L(p)βα1L(p0)L(p1)p0p1p9圖5.6有用的檢驗(yàn)方案OC曲線該檢驗(yàn)方案，既使在產(chǎn)品質(zhì)量專門好時(shí)（），也會(huì)有α的概率被拒收，這就造成了生產(chǎn)方的損失。因此作為一個(gè)好的抽樣檢驗(yàn)方案，需要專門好的操縱這兩個(gè)“風(fēng)險(xiǎn)”，顯然是越小越好。另外為了能使構(gòu)造的方案抽樣檢驗(yàn)特性更接近于理想，則選擇鑒不比d=/越接近于1越好。當(dāng)我們選定了產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的上、下限和，以及生產(chǎn)方與使用方各自承擔(dān)的檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)α和β后，一個(gè)有用的抽樣檢驗(yàn)方案｛n、c｝，可由下列聯(lián)合方程解得：(5.10)即(5.11)工程上常用于質(zhì)量檢驗(yàn)的抽樣方案，其d值取1.5、2或3左右，α和β取5%、10%或20%左右。由于那個(gè)地點(diǎn)采納的抽樣檢驗(yàn)方案是計(jì)數(shù)型的，因此要求方程（5.11）給出正整數(shù)解才有工程意義，故一般只能得到上述聯(lián)合方程的近似解，這會(huì)造成實(shí)際使用該方案時(shí)，所引起的生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)和使用方風(fēng)險(xiǎn)與要求的α和β值發(fā)生一些偏離。產(chǎn)品的成功率試驗(yàn)方法在日常生活中，產(chǎn)品的質(zhì)量在某些情況下，是以一次使用的成功率表征的，如火箭、導(dǎo)彈、魚雷等武器裝備,以及評(píng)價(jià)某些產(chǎn)品啟用（或開箱）的合格率?，F(xiàn)在，就可用所謂“成功試驗(yàn)方法”進(jìn)行，其檢驗(yàn)方案可直接利用上述計(jì)數(shù)型一次抽樣方案原理求出。為幸免使用時(shí)求解方程的繁鎖，國(guó)標(biāo)GB5080.5已給出了詳細(xì)的可滿足各種使用需要的抽樣檢驗(yàn)方案，表5.2選擇了部分常用的成功率試驗(yàn)方案。例如，訂購(gòu)方要求某產(chǎn)品在開箱啟用時(shí)的合格品率不應(yīng)低于q1=97%，而供貨方認(rèn)為它的產(chǎn)品通常能達(dá)到q0=99%左右，由于產(chǎn)品的批量較大，因此采納抽樣檢驗(yàn)的方法進(jìn)行進(jìn)貨檢驗(yàn)，同時(shí)雙方商定情愿各自承擔(dān)10%的風(fēng)險(xiǎn)。由此可知，這時(shí)不合格品率上限=1-q1=3%，而=1-q0=1%，因此d=/=3，而那個(gè)地點(diǎn)要求α=β=10%。由表5.2可直接查得抽樣方案應(yīng)取n=308，C=5。即實(shí)施檢驗(yàn)時(shí)，可從交付的產(chǎn)品批中隨機(jī)抽取308個(gè)產(chǎn)品，其中不合格品數(shù)r≤5時(shí)，則可認(rèn)為該產(chǎn)品的開箱合格品率不低于97%，可予接收；否則，將拒收該批產(chǎn)品。8.3標(biāo)準(zhǔn)型定時(shí)截尾可靠性鑒定試驗(yàn)方案前面差不多提到，關(guān)于大部分電子設(shè)備我們都以指數(shù)分布的假設(shè)來(lái)描述其壽命分布，并鑒于電子設(shè)備發(fā)生故障后通常是可修復(fù)的，因此可采納MTBF（即平均故障間隔時(shí)刻）來(lái)反映其可靠性水平。然而在制定MTBF值的抽樣試驗(yàn)方案時(shí)，必須對(duì)前面采納的計(jì)數(shù)抽樣方案進(jìn)行必要的變換。在式（5.8）中代表了樣本為的樣品中存在的次品的平均個(gè)數(shù)。關(guān)于可靠性試驗(yàn)，能夠證明，當(dāng)產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布，其平均故障間隔時(shí)刻MTBF=θ時(shí)，在總累積試驗(yàn)時(shí)刻內(nèi)，其發(fā)生故障的平均次數(shù)為，因此，參照（5.8）式，我們能夠得