讲解掌握可靠性试验1备课讲稿.ppt

单击此处编辑母版标题样式*Reliability Prediction1第九讲可靠性试验ReliabilityText 一、可靠性试验概述1.可靠性试验的定义 了解、评价、分析和提高产品（包括系统、设备、零部件及材料）可靠性而进行的试验的总称2.可靠性试验的目的(1)发现产品设计、工艺方面的缺陷、为产品的改进提供依据(2)获取评价产品的可靠性水平所需的数据资料，验证可靠性指标(3)为改善产品的战备完好性、提高任务成功性、减维修及保障费用提供信息Date2Reliability Prediction可靠性试验的全阶段性Date3Reliability Prediction可靠性试验的分类(二)按试验场地分类 内场(实验室) 可靠性试验；外场(现场)可靠性试验 实验室(内场)试验 在实验室内模拟产品的现场（实际）使用条件 或在规定的工作及环境条件下进行的试验 优点： 可测得产品的固有可靠性； 试验(故障)可以再现； 由于试验条件可以控制，所以试验结果具有可比性； 数据收集和分析较方便 缺点： 不能完全模拟现场使用真实条件； 试验费用大； 子样少Date5Reliability Prediction可靠性试验的分类 现场（外场）可靠性试验在使用现场实际使用状态下进行的可靠性试验优点：可获得产品的使用可靠性；真实的使用条件(包括环境条件、工作条件、使用维护条件）；费用小；子样大；缺点：数据收集和分析较困难，信息丢失多、数据准确性和完整性差；不能严格控制试验条件，随机性大；试验（故障）再现的可能性低；组织管理工作复杂。

Date6Reliability Prediction可靠性试验的分类（三）根据试验截止情况分类a.全数寿命试验:样本全部失效才停止试验这种试验可以获得较完整的数据，统计分析结果也较为可信但是所需试验时间较长，甚至难以实现b.定时截尾寿命试验：试验到规定的时间，不管样本已失效多少，试验就截止c.定数截尾寿命试验：试验到规定的失效数时试验就截止若规定失效数为全部试样n，即为全数寿命试验Date7Reliability Prediction定时截尾寿命试验1.事先规定试验截尾时间（图示说明）2.有替换、无替换3.优点： 事先已确定最大累积试验时间，便于计划管理； 可以对产品MTBF的真值进行估计，应用广泛4.缺点 无论对于质量很好或很差的产品，做出判断都要经最大的累积试验时间或故障数Date8Reliability Prediction定时截尾寿命试验Date9Reliability Prediction定数截尾试验(1)事先规定试验截尾的故障数tr（图示说明）(2)有替换Vs.无替换(3)缺点不易事先估计所需试验时间，实际应用较少Date10Reliability Prediction序贯截尾试验1、按事先拟定的接收、拒收及截尾时间线，在试间，对受试产品进行连续地观测，并将累积的相关试验时间和故障数与规定的接收、拒收或继续试验的判据做比较（图示说明）2、优点做出判断所要求的平均故障数和平均累积试验时间最小，常用于可靠性验收试验3、缺点随产品质量不同，总的试验时间差别较大，尤其对于产品，由于不易做出判断，最大累积试验时间或故障数可能会超过相应的定时截尾试验方案Date11Reliability Prediction序贯截尾试验Date12Reliability Prediction可靠性试验分类（四）按抽样方式1.全数试验产品批每个产品都进行试验，如环境应力筛选试验2.抽样试验在产品批中按事先规定好的试验方案，随机抽取有限数量的样品进行试验，如可靠性鉴定试验、可靠性验收试验Date13Reliability Prediction二、环境应力筛选试验（ESS）1、目的 在产品交付使用前发现和排除不良元器件、制造工艺和其他原因引入的缺陷造成的早期故障。

2、时机 产品研制阶段、生产（如装配前）阶段和使用（如大修后）阶段3、原理 利用加剧的应力，在短时间内将产品内部的一些潜在缺陷加速扩大，使其变成故障Date14Reliability Prediction环境应力筛选试验（ESS）Date15Reliability Prediction环境应力筛选试验（ESS）注意事项1）不应改变产品失效机理2）不必准确模拟产品真实环境条件，但也不能超过规定值，只是剔除早期故障，不能引入故障3）筛选不直接提高可靠性，只有通过改进设计或工艺才能提高固有可靠性4）关键设备，要实施3级100%的筛选5）不能代替鉴定试验、验收试验Date16Reliability Prediction三、可靠性增长试验（RGT）1、定义 指在研制阶段，产品性能基本达到规定要求之后所进行的暴露缺陷、分析和改进设计，以提高产品可靠性所做的试验2、目的 通过对产品施加适当的环境应力、工作载荷，寻找产品中的设计缺陷，以改进设计，提高产品的固有可靠性水平3、时机 产品的研制阶段后期，产品的技术状态大部分已经确定4、适用 新研复杂产品、关键产品（其它一般新研和沿用产品采取一般RG）Date17Reliability Prediction可靠性增长试验（RGT）Date18Reliability Prediction实现可靠性增长的要素1、通过分析和试验发现故障源2、发现问题的反馈3、根据发现的问题，采取有效的改正措施可靠性增长的速度取决于上述三个要素实现的完善程度Date19Reliability Prediction可靠性增长的方法Date20Reliability Prediction对比分析：一般RG 与 RGTDate21Reliability Prediction对比分析：RGT Vs. RQTDate22Reliability Prediction可靠性增长试验注意事项1）根据产品特点、重要程度、经费、进度等条件，权衡分析确定RGT方法，不一定都进行。

2）试验本身只能暴露问题，不能提高产品的固有可靠性，必须采取改正措施防止故障的再现3）必须建立健全的FRACAS（故障报告、分析和纠正措施系统），监控可靠性增长情况4）试验应模拟产品真实环境5）应在设计定型前做6）试验样品应能反映小批生产时的技术状态及生产过程，并已通过了ESS和环境鉴定试验7）强调：可靠性增长试验是一个试验分析改进试验（TAAF）的过程，不能狭义地理解为某次试验Date23Reliability Prediction可靠性增长试验的试件要求1、具有规定的功能，并检查合格2、通过环境试验3、通过必要的环境应力筛选4、具有最新状态（结构、布局、设计和工艺更改、）5、试验件数1件，最好2件Date24Reliability Prediction可靠性增长摸底试验定义： 为了了解产品的可靠性与规定要求的差距所进行的试验 目的：通过短时间的试验，暴露产品设计、工艺等方面缺陷，进行分析，采取有效的改进措施，使产品可靠性得到增长，并具有一定的可靠性水平 用于：研制阶段中期 “可靠性增长摸底试验”属于可靠性研制试验的范畴（GJB450A工作项目402）Date25Reliability Prediction可靠性增长摸底试验应用情况 九十年代初，为了以较少的费用，暴露设计和工艺过程的缺陷，采取有效的改进措施，确保XX飞机首飞和调整试飞的顺利进行，根据“七五”期间大量可靠性试验结果统计发现，产品在100小时左右的试验时间内能发现50%的故障，因此在使用方的大力支持下，在XX飞机首飞前，对火控系统和电源系统总共20余项产品进行了100小时的可靠性增长摸底试验。

该试验不验证产品可靠性指标，只是暴露问题并及时改进实践证明，效果是显著的后来其它型号都采用了此方法Date26Reliability Prediction可靠性增长试验的效益Date27Reliability Prediction可靠性增长试验的效益Date28Reliability Prediction可靠性增长的数学模型定义： 是一个数学式，描述了产品在可靠性增长试验过程中产品可靠性的增长规律或总趋势目的：1、使可靠性增长做到有计划（试验时间和增长速度）2、能动态评估当前的可靠性水平3、能预测将来的可靠性水平种类，近十种： 图分析法杜安（Duane）模型：简单易于理解 统计分析法AMSAA模型：坚实的统计学基础Date29Reliability PredictionDuane模型可修产品Date30Reliability PredictionAMSAA模型1、前提假设 AMSAA模型把可修产品在RGT过程中关联故障的累积过程建立在随机过程理论基础上，认为关联故障的累积过程是一个特定的非齐次Poisson过程2、AMSAA模型是Duane模型的概率解释3、AMSAA模型建立在严格的随机过程理论基础上，在评估RGT试验结果时有一系列的统计分析方法增长趋势检验；模型参数点估计；拟合优度检验；最终MTBF估计，Date31Reliability Prediction四、寿命试验1、目的 验证产品在规定的条件下的使用寿命、储存寿命是否达到规定的要求。

发现产品中可能过早发生耗损的零部件，以确定影响产品寿命的根本原因和可能采取的纠正措施2、时机 产品设计定型阶段，产品已通过环境鉴定试验，产品的技术状态已固化3、前提条件：具有耗损特性的产品Date32Reliability Prediction产品的寿命参数用于度量产品的耐久性 首次大修期限（首翻期） 使用寿命 大修间隔期（翻修间隔期） 总寿命 储存寿命（储存条件下） 可靠寿命（给定可靠度）寿命单位可以是时间单位，也可以是循环次数、里程等Date33Reliability Prediction寿命试验的分类1、使用寿命试验（模拟使用状态）验证首翻期、使用寿命等指标2、储存寿命试验（模拟储存条件，如导弹类产品）验证储存寿命指标3、加速寿命试验（恒定应力、步进应力、序进应力）Date34Reliability Prediction加速寿命试验（ALT）1、用加大应力，而又不改变故障机理的办法，使产品的故障发生得到加速，称之为ALT；2、根据ALT结果可以外推正常使用条件下的产品寿命；3、尤其对于长寿命、高可靠产品，只能ALTDate35Reliability Prediction五、可靠性试验的实施 可靠性试验的实施要素1、试验条件2、故障和故障判据3、剖面（寿命、任务、环境、试验）4、可靠性试验大纲（计划）5、可靠性试验标准6、Date36Reliability Prediction试验条件 既要考虑到受试产品的固有特性，还有考虑到影响受试产品故障出现的其他因素。

工作条件，如：功能模式（多种功能模式应按典型情况模拟）；输入/输出信号；负载条件（电负载、机械负载）；电源特性（电压、频率、波形、瞬变等及容差）；产品的启动特性，工作循环等 环境条件：如温度、湿度、振动、低气压、霉菌、盐雾等国内外故障统计表明，航空机载设备有52%左右的故障是由环境因素引起的而其中温度占42%，振动占27%，湿度占19%这三种应力引起的故障占环境因素引起故障（52%）的82%左右，故一般可靠性试验常采用上述三种环境应力，若需要还可以加低气压应力 使用维护条件：应与现场使用时的维护项目与要求相一致，不进行维护或额外的维护都会影响试验结果的准确性试验中把预防性维护作为一项正常操作程序，并规定维护的内容Date37Reliability Prediction故障及故障判据Date38Reliability Prediction综合试验剖面的制定Date39Reliability Prediction可靠性试验大纲（计划）内容1、产品的可靠性要求2、可靠性试验的条件3、可靠性试验的进度计划及费用概算4、可靠性试验的方案5、受试产品的要求6、可靠性试验中对产品性能的监测要求7、可靠性试验用的设备、仪表8、试验结果的数据处理方法9、试验报告的内容Date40Reliabi。