從某正樣機的鑒定試驗談可靠性試驗設(shè)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(chǎn)品或系統(tǒng)在其壽命周期條件內(nèi)，在指定的時間段內(nèi)執(zhí)行預(yù)期功能（沒有故障并在指定的性能范圍內(nèi)）的能力[1]。可靠性試驗按有關(guān)標準分為兩大類：環(huán)境應(yīng)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(tǒng)計試驗兩大類。環(huán)境應(yīng)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(tǒng)計試驗類。可靠性鑒定試驗是為確定產(chǎn)品可靠性特征量是否達到所要求的水平而在規(guī)定條件下所做的試驗[2]。可靠性鑒定試驗的目的是為了驗證產(chǎn)品的可靠性，可靠性鑒定試驗一般用于產(chǎn)品（系統(tǒng)和設(shè)備）的定型。我國GJB 899《可靠性鑒定和驗收試驗》規(guī)定了系統(tǒng)和設(shè)備進行可靠性鑒定試驗的要求，并提供了有關(guān)的方案和方法。

某正樣機是依據(jù)該項目研制任務(wù)書進行研制出的樣機，集戰(zhàn)場偵察、炸點探測、詢問答應(yīng)和定位授時等功能于一體的多功能電子設(shè)備。為了定型，需對該產(chǎn)品進行可靠性鑒定試驗，通過對試驗數(shù)據(jù)分析，確定產(chǎn)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(shè)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(yīng)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(shè)備的可用性；可開發(fā)利用的人力和時間；試驗樣品的代表性；可靠性預(yù)計的結(jié)果；環(huán)境試驗、性能試驗是否合格。

2.2 制訂可靠性試驗計劃

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

2.3 規(guī)定試驗程序

試驗程序應(yīng)包括的內(nèi)容：受試產(chǎn)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(tài)（包括獲準的的更改、偏離、超差的文件資料和預(yù)處理結(jié)果）；適用的試驗設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，包括其制造廠家、型號及設(shè)備和夾具調(diào)試結(jié)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(jiān)控和溫度穩(wěn)定的說明；結(jié)合綜合環(huán)境試驗條件，實施升溫、降溫、加濕、加振、通風(fēng)冷卻的保證要求和方式；受試產(chǎn)品所允許的調(diào)整和正常檢查程序；要測量的性能參數(shù)，測量頻率，要使用的方法和測量性能參數(shù)時的環(huán)境條件；試驗進行期間的預(yù)防性維修措施（這種維修應(yīng)限制在產(chǎn)品規(guī)范所允許的維修范圍及次數(shù)之內(nèi)）；故障判據(jù)列出用于確定故障是否發(fā)生的性能參數(shù)的極限值以及非關(guān)聯(lián)故障類型；試驗期間要記錄的數(shù)據(jù)，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(gòu)圖、值班安排及試驗監(jiān)督和管理說明。

2.4 進行全面的可靠性試驗和環(huán)境試驗

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

可靠性試驗和環(huán)境試驗應(yīng)遵循以下原則：

1）可靠性試驗和環(huán)境試驗應(yīng)該在正樣機設(shè)計指標范圍內(nèi)進行，不能超過正樣機的設(shè)計極限；

2）對于印制板（或單元件）、分系統(tǒng)、正樣機應(yīng)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(xù)通電老化試驗中，應(yīng)該盡量完全模仿正樣機實際的工作環(huán)境條件進行。

3 正樣鑒定試驗

3.1 試驗內(nèi)容

某正樣機鑒定試驗分別在室內(nèi)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(tài)測試、動態(tài)測試、環(huán)境試驗等試驗。

3.1.1 靜態(tài)測試試驗

靜態(tài)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(shù)據(jù)。如天線方向圖、增益等，部分孤立的測試內(nèi)容也繼承了分系統(tǒng)交驗數(shù)據(jù)。試驗中所有測試結(jié)果全部滿足指標要求。

3.1.2 動態(tài)測試試驗

動態(tài)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(qū)，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(shù)據(jù)表明該正樣設(shè)備可和模擬設(shè)備以100%的識別概率完成詢問、應(yīng)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(fā)現(xiàn)，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)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(jié)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(jié)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(jié)果表明正樣機可進行10批以上目標跟蹤，但跟蹤過程不穩(wěn)定，算法還需進一步完善。

3.1.3 環(huán)境適應(yīng)性試驗

環(huán)境適應(yīng)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(huán)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(huán)境適應(yīng)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(lián)調(diào)、鑒定試驗中，質(zhì)量和可靠性較好，工作比較穩(wěn)定，但也出現(xiàn)過一些故障，故障分析和處理情況見表2。

5 對正樣機質(zhì)量的評價

正樣機的主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標達到了設(shè)計要求。技術(shù)狀態(tài)比較穩(wěn)定，圖紙資料齊套，標準化程度較高，有成熟的生產(chǎn)工藝，可以指導(dǎo)生產(chǎn)，外協(xié)配套單位均在有效合格供方名錄內(nèi)，外協(xié)配套設(shè)備及器材的供貨渠道有保障。因此，該設(shè)備正樣機已具備出所質(zhì)量評審的條件。正樣機主要戰(zhàn)術(shù)指標符合情況見表3。

6 結(jié)論

通過上述論述，可以得到以下結(jié)論。

1）依據(jù)有關(guān)標準，科學(xué)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(guī)定試驗程序，進行全面的可靠性試驗和環(huán)境試驗，無疑將使產(chǎn)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(huán)境試驗、分機和整機綜合應(yīng)力篩選試驗、可靠性鑒定試驗，分析、論證產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的可靠性工作情況，確定樣機是否達到規(guī)定的要求。同時對不符合規(guī)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(jié)果分析，經(jīng)出所檢驗和正樣試驗驗證正樣機在連續(xù)工作時間、環(huán)境適應(yīng)性等使用性能方面滿足研制任務(wù)書規(guī)定的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)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(zhàn)術(shù)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(zhàn)術(shù)技術(shù)指標要求。

[1]MICHAEL G P，KAILASH C K.可靠性工程基礎(chǔ)[M].康銳，張叔農(nóng)，譯.北京：電子工業(yè)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(yè)集團公司.質(zhì)量檢驗人員培訓(xùn)教材光電[M].北京，國防工業(yè)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(guī)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].