在开展装备的可靠性工作中,可靠性试验是其主要工作内容,可靠性试验工作贯穿于装备的全寿命周期,虽然在花费的时间上占研制周期的比例较长,所花费用也较大,但是从提高和保证产品质量的角度来说,效费比是比较高的,开展可靠性试验的经济效益和社会效益都十分显著。因此,现代装备的可靠性试验工作越来越多,在了解装备可靠性、分析装备故障、提高装备可靠性、评价装备可靠性水平等工作中,大量开展了环境应力筛选、可靠性摸底试验、可靠性强化试验、可靠性增长试验、可靠性鉴定试验、正常使用应力寿命试验或加速寿命试验等工作。在这些可靠性试验工作中,经常出现这样那样的问题,通过不断改进,逐步积累了较多的可靠性试验工作的实践经验,这是人们智慧的凝聚,这是一笔宝贵的财富,对今后开展可靠性试验工作具有重要的指导作用。

一、高低温冷热冲击环境应力筛选的实践经验

1.环境应力筛选主要适用于电子产品,也可用于电气、机电、光电和电化学产品。

2.环境应力筛选主要用于产品的研制阶段和生产阶段。

3.电子产品的环境应力筛选以GJB 1032为基础,根据受筛产品特点进行适当的剪裁。非电子产品环境应力筛选尚没有相应的标准,其筛选应力种类和量值只能借鉴GJB 1032并结合产品结构特点确定。对于已知脆弱、经受不住筛选应力的硬件,可以降低应力或不参与筛选,不参与筛选的硬件必须在适当的文件中说明。

4.环境应力筛选的效果主要取决于施加的环境应力、电应力水平和检测仪表的能力。施加的环境应力和电应力的大小决定了能否将潜在缺陷变为故障;检测能力的大小决定了能否将已变成故障的潜在缺陷准确地找出来。因此,环境应力筛选可看作是质量控制检查过程的延伸。

5.环境应力筛选应在每一组装层次上100%地进行,以剔除低层次产品组装成高层次产品过程中引入的缺陷和接口方面的缺陷,对备件也应实施相应层次的环境应力筛选。

6.环境应力筛选所使用的环境条件和应力施加程序应着重于能发现引起早期故障的缺陷,而不需对使用环境应力进行准确模拟。环境应力一般是依次施加,并且环境应力的种类和量值在不同装配层次上可以调整。

7.应制定环境应力筛选大纲,大纲中应确定每个产品的最短环境应力筛选时间、无故障检验时间,以及每个产品的最长环境应力筛选时间。

8.东莞市赛思检测设备有限公司对研发阶段的环境应力筛选结果应进一步深入分析,作为制定生产中环境应力筛选大纲的基础。对生产阶段环境应力筛选的结果及实验室试验和使用信息也应定期进行对比分析,以便及时调整环境应力筛选大纲,始终保持进行最有效的筛选。

二、高低温冷热冲击可靠性研制试验的实践经验

可靠性研制试验包括可靠性增长摸底试验(或可靠性摸底试验)、可靠性强化试验(RET)或高加速寿命试验(HALT),也包括结合性能试验、环境试验而开展的可靠性试验。但以时间短、效率高、费用低的可靠性强化试验(RET)或高加速寿命试验(HALT)为主。

1. 在研制阶段应尽早开展可靠性研制试验,通过试验、分析、改进(TAAF)过程来提高产品的固有可靠性。

2. 可靠性研制试验是产品研发试验的组成部分,应尽可能与产品的研发试验结合进行,以便节约试验时间、提高试验效率、降低试验费用。

3. 应制定可靠性研制试验方案,并对可靠性关键产品,尤其是新技术含量较高的产品实施可靠性研制试验。

4. 可靠性研制试验尽可能采用加速应力进行,即开展可靠性强化试验(RET)或高加速寿命试验(HALT),以尽快找出产品的薄弱环节或验证设计余量。

5. 可靠性强化试验(RET)或高加速寿命试验(HALT)可以采用三轴六自由度振动与高温变率的强化试验设备,也可采用常规的温度、湿度、振动三综合试验设备。

三、高低温冷热冲击可靠性增长试验的实践经验

1. 可靠性增长试验应有明确的增长目标和增长模型,重点是进行故障分析和采取有效的设计改进措施。

2. 可靠性增长试验必须在受控的条件下进行。由于可靠性增长试验的时间长、费用高,所以要选择试验对象、要有充足的研制周期、要有足够的试验经费。

3. 为了提高任务可靠性,应把纠正措施集中在对任务有关键影响的故障模式上;为了提高基本可靠性,应把纠正措施的重点放在频繁出现的故障模式上。如果要同时达到任务可靠性和基本可靠性预期的增长要求,应该权衡这两方面的工作。

4. 成功的可靠性增长试验可以代替可靠性鉴定试验。

四、高低温冷热冲击可靠性验证试验的实践经验

可靠性验证试验包括可靠性鉴定试验和可靠性验收试验,也都是统计试验。工程上开展较多的是可靠性鉴定试验。

1.可靠性鉴定试验所需的试验时间长、试验费用高,不可能要求系统中的所有产品均进行可靠性鉴定试验,一般仅对影响系统安全或任务完成的新研、有重大改进的关键产品。其中多数是电子产品和机电产品。

2.能组成系统的尽量按系统考核,对于不能在实验室进行鉴定试验的分系统,可对其中关键组件(如外场可更换单元(LRU))进行实验室可靠性鉴定试验,其他组件的可靠性可利用外场使用数据进行综合评估,以确定产品是否达到规定的可靠性指标。

3.对于可靠性鉴定试验一般采取定时截尾方案,而对于可靠性验收试验一般采用定时截尾试验方案或序贯截尾试验方案。使用方风险和承制方风险一般选取20%;对于可靠性指标非常高的产品(如MTBF大于1000小时),而承制单位可靠性控制严格,对产品可靠性有把握,为了节约经费和进度,使用方风险和承制方风险可以选取30%,或用实验室试验和外场使用数据结合进行综合评估。

4.可靠性验证试验剖面应尽可能模拟产品真实的使用环境,包括环境应力和工作应力。

5.遵循试验应力的确定准则。在制定试验方案时,应按照实测应力→估计应力→参考应力这样一个顺序来选取,次序不能颠倒,即有充足的实测数据时,应优先选取实测应力;在无法得到实测应力时,方可采用相似产品测得并经分析处理后的估计应力;只有在无法得到实测应力或估计应力时,方可采用GJB899A-2009给出的应力或GJB899A-2009提供的数据与公式计算出的参考应力。

6.可靠性验证试验过程中如发生故障,只能修复,一般不能进行设计改进。否则,试验应从新开始。

7.无论试验最终结果是接受,还是拒收,对试验中发生的所有故障都应予以高度的重视,并积极采取相应的措施。

8.可靠性验证试验得出的可靠性特征量的置信度很大程度上取决于检测的准确性、检测手段的完善程度以及受试产品被检测的次数。由于检测是确定产品是否故障及相关的工作时间所必需的,因此在产品的试验大纲中要规定检测方法、检测的时间间隔和要求等。

五、高低温冷热冲击寿命试验的实践经验

1. 产品寿命试验是一项周期长,需要较多投入的工作。因此,研发过程中,应对所选择的配套产品进行重要性分析,对于影响系统使用安全和严重影响任务完成的产品开展寿命试验。

2. 寿命试验考核的是产品的寿命指标,而不是产品的保证期。产品保证期是承制方对其产品实行包修或包换的责任期限,不应与产品的寿命混为一谈。

3. 当前有相当多的产品,制定其寿命试验条件的依据不足,寿命试验量值过高或过低,均可能导致寿命试验达不到预期目的。因此,应加强根据产品的寿命剖面,科学、合理地确定产品试验剖面方法的研究。

4. 目前基于失效的加速寿命试验得到人们的高度重视,但要合理地选择加速的应力、建立准确的物理化学模型,现仍处于应用研究阶段。实际应用时应进行权衡分析,开展专项评审,慎重开展工作。

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