從某正樣機(jī)的鑒定試驗(yàn)談可靠性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

楊喜存，單軍勇

（西安電子工程研究所，西安 710100）

1 可靠性試驗(yàn)

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(shí)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]?？煽啃栽囼?yàn)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類：環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)和可靠性增長試驗(yàn)、可靠性鑒定試驗(yàn)和可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)。按GJB 450標(biāo)準(zhǔn)的分類，可靠性試驗(yàn)可分為工程試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)兩大類。環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)和可靠性增長試驗(yàn)屬于工程試驗(yàn)類；可靠性鑒定試驗(yàn)和可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)屬于統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)類?？煽啃澡b定試驗(yàn)是為確定產(chǎn)品可靠性特征量是否達(dá)到所要求的水平而在規(guī)定條件下所做的試驗(yàn)[2]。可靠性鑒定試驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性，可靠性鑒定試驗(yàn)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(yàn)收試驗(yàn)》規(guī)定了系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)的要求，并提供了有關(guān)的方案和方法。

某正樣機(jī)是依據(jù)該項(xiàng)目研制任務(wù)書進(jìn)行研制出的樣機(jī)，集戰(zhàn)場(chǎng)偵察、炸點(diǎn)探測(cè)、詢問答應(yīng)和定位授時(shí)等功能于一體的多功能電子設(shè)備。為了定型，需對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)，通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，確定產(chǎn)品可靠性特征量是否達(dá)到所要求的水平。

2 正樣機(jī)鑒定試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 編制《某正樣機(jī)可靠性鑒定試驗(yàn)大綱》

編制《某正樣機(jī)可靠性鑒定試驗(yàn)大綱》應(yīng)考慮如下因素：對(duì)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(yàn)而能獲得可靠性保證的可靠性；可靠性試驗(yàn)的費(fèi)用；可靠性設(shè)備的可用性；可開發(fā)利用的人力和時(shí)間；試驗(yàn)樣品的代表性；可靠性預(yù)計(jì)的結(jié)果；環(huán)境試驗(yàn)、性能試驗(yàn)是否合格。

2.2 制訂可靠性試驗(yàn)計(jì)劃

根據(jù)產(chǎn)品可靠性大綱的要求，制訂可靠性試驗(yàn)計(jì)劃。它包括下述內(nèi)容：試驗(yàn)的對(duì)象及其內(nèi)容；試驗(yàn)的目的和進(jìn)度；試驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的條件；決定試驗(yàn)場(chǎng)所；設(shè)置評(píng)審點(diǎn)；其他項(xiàng)目（故障判據(jù)及試驗(yàn)報(bào)告等要求）。

2.3 規(guī)定試驗(yàn)程序

試驗(yàn)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(yàn)的單元清單及最近的狀態(tài)（包括獲準(zhǔn)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(yàn)設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，包括其制造廠家、型號(hào)及設(shè)備和夾具調(diào)試結(jié)果說明；以圖表形式對(duì)試驗(yàn)開始前溫度測(cè)定要求的說明，對(duì)建立監(jiān)控和溫度穩(wěn)定的說明；結(jié)合綜合環(huán)境試驗(yàn)條件，實(shí)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(cè)量的性能參數(shù)，測(cè)量頻率，要使用的方法和測(cè)量性能參數(shù)時(shí)的環(huán)境條件；試驗(yàn)進(jìn)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(yàn)期間要記錄的數(shù)據(jù)，所要使用的報(bào)告格式或試驗(yàn)日志的格式；試驗(yàn)要使用的計(jì)算機(jī)軟件說明；試驗(yàn)組織機(jī)構(gòu)圖、值班安排及試驗(yàn)監(jiān)督和管理說明。

2.4 進(jìn)行全面的可靠性試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn)

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

可靠性試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)遵循以下原則：

1）可靠性試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)該在正樣機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍內(nèi)進(jìn)行，不能超過正樣機(jī)的設(shè)計(jì)極限；

2）對(duì)于印制板（或單元件）、分系統(tǒng)、正樣機(jī)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(yàn)中，應(yīng)該盡量完全模仿正樣機(jī)實(shí)際的工作環(huán)境條件進(jìn)行。

3 正樣鑒定試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)內(nèi)容

某正樣機(jī)鑒定試驗(yàn)分別在室內(nèi)和試驗(yàn)基地進(jìn)行。按照《某正樣機(jī)可靠性鑒定試驗(yàn)大綱》，進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試、動(dòng)態(tài)測(cè)試、環(huán)境試驗(yàn)等試驗(yàn)。

3.1.1 靜態(tài)測(cè)試試驗(yàn)

靜態(tài)測(cè)試試驗(yàn)主要在西安電子工程研究所進(jìn)行，部分總裝后無法進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目采用了總裝前分機(jī)的交驗(yàn)數(shù)據(jù)。如天線方向圖、增益等，部分孤立的測(cè)試內(nèi)容也繼承了分系統(tǒng)交驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)中所有測(cè)試結(jié)果全部滿足指標(biāo)要求。

3.1.2 動(dòng)態(tài)測(cè)試試驗(yàn)

動(dòng)態(tài)試驗(yàn)在外場(chǎng)某試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)進(jìn)行了作用距離試驗(yàn)、測(cè)量精度試驗(yàn)、分辨力試驗(yàn)、跟蹤能力試驗(yàn)等。其中正樣機(jī)威力試驗(yàn)時(shí)，利用卡車代替中型坦克，取某一距離范圍作為通透區(qū)，進(jìn)行試驗(yàn)。

敵我識(shí)別最大作用距離試驗(yàn)在外場(chǎng)某試驗(yàn)基地某距離完成。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明該正樣設(shè)備可和模擬設(shè)備以100%的識(shí)別概率完成詢問、應(yīng)答功能。

炸點(diǎn)威力試驗(yàn)時(shí)，由于場(chǎng)地限制，采用某型號(hào)榴彈在距雷達(dá)某距離處進(jìn)行靜爆，可100%發(fā)現(xiàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)信噪比分析，可滿足某距離的探測(cè)威力。精度試驗(yàn)是利用某公里左右的固定地物進(jìn)行波束測(cè)角精度和測(cè)距精度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明正樣機(jī)測(cè)角測(cè)距精度滿足要求。

分辨力是在某公里處，兩個(gè)人在橫向和縱向分別距一定的距離移動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明滿足指標(biāo)要求。跟蹤能力試驗(yàn)是利用地面大量活動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明正樣機(jī)可進(jìn)行10批以上目標(biāo)跟蹤，但跟蹤過程不穩(wěn)定，算法還需進(jìn)一步完善。

3.1.3 環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)

環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)分2段完成，分別進(jìn)行了高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)和淋雨試驗(yàn)。所有試驗(yàn)均在西安電子工程研究所可靠性與環(huán)境試驗(yàn)中心進(jìn)行。試驗(yàn)嚴(yán)格按鑒定試驗(yàn)大綱進(jìn)行，驗(yàn)證了正樣機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)滿足要求。

3.2 試驗(yàn)順序及試驗(yàn)條件

正樣機(jī)鑒定試驗(yàn)的順序及條件見表1。

4 正樣機(jī)鑒定試驗(yàn)分析

在整個(gè)聯(lián)調(diào)、鑒定試驗(yàn)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(duì)正樣機(jī)質(zhì)量的評(píng)價(jià)

正樣機(jī)的主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。技術(shù)狀態(tài)比較穩(wěn)定，圖紙資料齊套，標(biāo)準(zhǔn)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(jī)已具備出所質(zhì)量評(píng)審的條件。正樣機(jī)主要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)合理地編制《某正樣機(jī)可靠性鑒定試驗(yàn)大綱》。制訂可靠性試驗(yàn)計(jì)劃，規(guī)定試驗(yàn)程序，進(jìn)行全面的可靠性試驗(yàn)和環(huán)境試驗(yàn)，無疑將使產(chǎn)品的可靠性以相當(dāng)高的置信度得到保障。

2）試驗(yàn)驗(yàn)證手段。按照計(jì)劃參加性能試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)、分機(jī)和整機(jī)綜合應(yīng)力篩選試驗(yàn)、可靠性鑒定試驗(yàn)，分析、論證產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的可靠性工作情況，確定樣機(jī)是否達(dá)到規(guī)定的要求。同時(shí)對(duì)不符合規(guī)定和不合理的問題進(jìn)行反饋、改進(jìn)和歸零。

3）通過對(duì)鑒定試驗(yàn)結(jié)果分析，經(jīng)出所檢驗(yàn)和正樣試驗(yàn)驗(yàn)證正樣機(jī)在連續(xù)工作時(shí)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(biāo)

表2 正樣機(jī)鑒定試驗(yàn)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(jī)主要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)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(jī)功能及主要性能滿足戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)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(tuán)公司.質(zhì)量檢驗(yàn)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(dá)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(yàn)收試驗(yàn)[S].GJB 899—90，Reliability Qualification and Acceptance Test[S].