可靠性摸底試驗是可靠性研制試驗中的一種方法，也稱可靠性增長摸底試驗，在實際試驗過程中，到底“摸”什么呢？本文介紹一下可靠性摸底試驗的相關知識，供學習參考。

1、概述

可靠性摸底試驗是根據我國國情開展的一種可靠性研制試驗。它是一種以可靠性增長為目的，無增長模型，也不確定增長目標值的短時間可靠性增長試驗。其試驗的目的是在模擬實際使用的綜合應力條件下，用較短的時間、較少的費用，暴露產品的潛在缺陷，并及時采取糾正措施，使產品的可靠性水平得到增長，保證產品具有一定的可靠性水平和安全，同時為產品以后的可靠性工作提供信息。

可靠性摸底試驗一般在產品有了試驗件后就應盡早進行。

2、可靠性摸底試驗基本流程

可靠性摸底試驗流程主要包括：檢查試驗前產品狀況及相關工作、制定可靠性摸底試驗大綱、制定可靠性摸底試驗程序、試驗前準備工作評審、可靠性摸底試驗實施與監控、試驗中期評審、試驗改進措施與驗證、試驗結束受試產品檢測要求、編寫試驗報告、試驗結束后的評審和受試產品的整修等。其基本流程如圖1所示。

圖1 可靠性摸底試驗流程

3、制定可靠性摸底試驗大綱

試驗前應制定可靠性摸底試驗大綱。其內容主要包括：

a）試驗目的；

b）適用范圍；

c） 引用標準和文件；

d）受試產品的說明（包括受試產品的組成、功能、技術狀態、數量等）；

e）試驗設備及檢測儀器的說明和要求；

f） 試驗方案；

g）試驗條件（包括環境條件、工作條件及使用維護條件等）；

h）性能、功能的檢測要求（包括檢測項目、內容、方法等）；

i）  故障判據、故障分類和故障統計；

j）  試驗數據的收集、記錄和處理的要求；

k）受試產品的最后處理；

l）  試驗進度安排；

m) 組織機構及試驗管理的規定；

n）其他有關事項。

4、試驗對象

任何一個武器裝備的研制過程，都不可能對構成裝備的各項產品全部進行可靠性摸底試驗。因此，必須考慮產品本身的結構特點、重要度、技術特點、復雜程度以及經費的多少等因素綜合權衡來確定可靠性摸底試驗的對象。

（1）產品的結構特點

由于機械產品的壽命大多數呈非指數分布，其故障多發區一般集中在耗損階段，因此對其安排增長摸底試驗意義不大。電子產品壽命基本上服從指數分布，且試驗環境易于模擬。因此，可靠性摸底試驗的對象主要是電子產品。對于部分機電產品，如果試驗條件允許，也可安排可靠性摸底試驗。

（2）產品的重要度

對于重要度較高的關鍵產品，為了確保產品在研制初期具有一定的可靠性水平和安全，應安排可靠性摸底試驗。例如，航空機載II類或關鍵III類產品。對于重要度較低的產品(例如，航空機載一般III類或III類以下產品),其可靠度主要通過可靠性設計分析來保證，一般不必安排可靠性摸底試驗。

（3）產品的技術特點

對于采用了大量的新技術、新材料、新工藝，技術跨度大，缺乏繼承性等技術特點的新研產品，應安排可靠性摸底試驗，并根據增長摸底試驗的情況，確定可靠性較為薄弱的關鍵產品，進而安排可靠性增長試驗。對于采用新設計較少，技術跨度較小，繼承性較高，設計較為成熟，初始可靠性水平較高的產品，一般不安排可靠性摸底試驗。

（4）產品的復雜程度

對于所使用的電子元器件數量和種類較少的產品，其可靠性可通過設計過程的可靠性分析來保證。這種產品在短時間內發生故障的概率很低，對它們安排可靠性摸底試驗的意義不大；對于所使用的電子元器件數量和種類較多的關鍵復雜產品，應優先安排可靠性摸底試驗。

因此，建議可靠性摸底試驗以較為復雜的、重要度較高的、無繼承性的新研或改型電子產品為主要對象，類似的機電產品也可適當考慮。

     （5）試驗時間

應根據以往同類產品試驗時故障發生情況，以及新研產品在設計中可靠性工作的開展情況，來確定產品可靠性摸底試驗的時間。

根據我國目前產品可靠性水平及工程經驗，通?？煽啃悦自囼灥脑囼灂r間取100～200小時較為合適。可以對某一型號研制統一規定，也可以根據產品復雜程度、重要度、技術特點、可靠性要求等因素對各種產品分別確定試驗時間。若分別確定試驗時間，通?？扇≡O計定型最低可接受值的20%～30%左右。

     （6）試驗剖面

應模擬產品實際的使用條件制定試驗剖面，包括環境條件、工作條件和使用維護條件。由于可靠性摸底試驗是在產品研制階段的初期實施，不可能有實測數據。因此，一般按GJB 899-90《可靠性鑒定和驗收試驗》確定試驗剖面，具體方法見4.4章。在不破壞產品且不會有引起與現場使用時不相符的故障的前提下，可以使用加速應力。

     （7）受試產品

受試產品應具備產品規范要求的功能和性能。受試產品在設計、材料、結構與布局及工藝等方面應能基本反映將來生產的產品。

5、制定可靠性摸底試驗程序

可靠性摸底試驗程序是對可靠性摸底試驗大綱的實施，詳細說明可靠性摸底試驗中有關設備的使用方法，以及試驗的具體實施方法和步驟?？煽啃悦自囼灣绦蚬┦褂梅接脕碜鳛閷彶楹团鷾食兄品竭M行可靠性摸底試驗、監督試驗和評價試驗結果的依據之一。

可靠性摸底試驗程序的內容主要包括：

      a)   編寫試驗程序的目的；

      b)  適用范圍；

      c)   引用標準和文件；

      d) 受試系統的說明及要求（包括受試產品組成單元清單，擬安排試驗的單元清單、功能、最近的技術狀態以及獲準的更改、偏離、超差的說明或圖樣目錄等）；

      e) 試驗設備與檢測儀器（包括試驗設備與檢測儀器的名稱、型號、規格、制造廠家、技術指標、計量標定及全套試驗裝置、受試產品和檢測儀器的安裝布局簡圖等）；

      f) 試驗方案；

      g) 試驗條件（列出溫度、濕度、振動、電應力等具體的試驗應力施加方法，給出具體可操作的試驗剖面）；

      h) 性能、功能檢測（含檢測功能、性能參數的環境條件，檢測表格和內容、檢測內容的容差、檢測點的設置等）；

      i) 故障處理（含故障定位、故障處理步驟、采取糾正措施后重新投入試驗的要求等）；

      j) 試驗中出現重大事故的處理辦法；

     k) 試驗前準備工作，試驗中的工作內容及試驗后的要求等；

      l) 其他有關事項。

試驗程序應由產品承試單位編寫。對上述試驗程序的內容可以針對不同產品特點適當剪裁。

6、可靠性摸底試驗實施與監控

（1）試驗檢查要求

a）試驗前受試產品檢測要求

試驗前，受試產品功能和性能檢測應在受試產品裝入試驗設備后進行，檢測的功能和性能應符合受試產品技術規范的要求，并作為與試驗期間和試驗結束時檢測的功能和性能進行比較的基準；

b）試驗期間受試產品檢測要求

每一試驗循環期間，應測量和記錄受試產品的功能和性能，確定受試產品是否符合其技術規范的要求，并將檢測的結果與試驗前和試驗期間其他循環中檢測的結果進行比較，以確定受試產品是否具備應有的功能以及性能變化的趨勢。

（2）故障、故障分類、故障分析及其處理

      a）故障

就試驗而言，故障是指原先為合格的產品在規定的條件下，其一個或幾個功能喪失，或其指標超出了允許范圍；也包括影響設備功能的機械部件、結構部件或元器件的破裂、斷裂或損壞；

b）故障分類

若使用方無其他規定，則可靠性摸底試驗中出現的所有故障應按GJB451A《可靠性維修性保障性術語》規定分為關聯故障和非關聯故障。關聯故障應進一步分為責任故障和非責任故障；

c） 故障分析及處理

對試驗過程中出現的故障，應進行故障模式和故障機理分析，當產品故障定位已經確認到元器件，并需要進一步確定其故障機理時應進行元器件故障分析；

故障處理應按試驗程序的規定進行，一般是：

1）發生故障時，應予以記錄；

2）故障定位

故障定位，即如何層層分析、分解到故障發生的準確部位，得出定位的依據，確認定位的結果；

3）故障機理分析

故障機理是指引起故障的物理、化學、生物或其他過程。故障機理分析是指分析故障內在的原因；

4）故障復現

若無法定位或擔心故障定位不明確，可采用故障復現的方法協助定位；

5）措施及驗證情況

對已定位的故障應采取糾正措施，并說明所采取的糾正措施的確認和實施情況，進行驗證試驗的結果及有效性，糾正措施在文件上的落實情況（技術文件名稱和編號）等。

（3）預防性維修

凡是在技術條件中或現場的使用維修條例中，對把預防性維修作為實際使用過程中一項正常操作程序的產品，在其可靠性試驗中應包括此項預防性維修程序，但在可靠性摸底試驗期間和產品修理期間不允許進行其他額外的維修，除非試驗合同中另有規定。預防性維修應在試驗大綱中加以規定。

7、實施要點

（a）在可靠性摸底試驗前，必須完成可靠性預計、FMECA等可靠性設計工作，同批產品應完成所規定的環境試驗項目及環境應力篩選。

      （b）產品的技術狀態應滿足可靠性摸底試驗的要求。

      （c）試驗過程中的產品監測記錄應完整，以保證為分析故障原因提供準確、真實的信息。

8、案例

某型號研制過程中，在綜合權衡產品的結構特點、重要度、技術特點、復雜程度及經費等因素后確定若干個產品進行可靠性摸底試驗，并且統一規定了可靠性增長試驗的試驗時間為160小時。其中某電子產品進行的可靠性摸底試驗，按照試驗剖面每個循環為8小時，共進行20個循環。

受試產品屬于S型件，即產品的設計、材料、結構、布局與工藝等方面基本反映將來設計定型產品的技術狀態。

試驗前，受試產品已具備技術規范所要求的功能和性能；受試產品按GJB  299B和GJB 813的應力分析法，進行了可靠性預計，其預計值大于成熟期設計目標值；受試產品按GJB1391進行了故障模式影響及危害性分析（FMECA）；受試產品按GJB 1032進行了環境應力篩選，剔除了早期故障；同批產品按型號的研制要求完成了規定的環境試驗項目。

    該產品可靠性摸底試驗所用的試驗設備為綜合環境試驗系統。該試驗系統具備溫度應力，濕度應力，振動應力同時施加的能力，并具備施加應力量值、變化速率、時間順序等記憶與程序控制功能，能滿足試驗產品的綜合環境應力的施加要求。試驗用所有儀器均經計量部門鑒定合格，且在有效期內，其精度滿足被測參數容差的1/3。

本次試驗按照綜合環境試驗條件進行，綜合環境試驗條件的應力包括：溫度應力、濕度應力、振動應力。試驗剖面如圖2所示。

圖2 某電子產品可靠性摸底試驗剖面圖

試驗過程中，受試產品分別在11、19、21、29、89、122.5、146小時各出現一次故障，對每次故障進行分析，并采取糾正措施，使產品的固有可靠性得到了增長。