可靠性增長概述

 一、可靠性增長的基本概念通過不斷地消除產(chǎn)品在設(shè)計或制造過程中地薄弱環(huán)節(jié)，使產(chǎn)品可靠性隨時間而逐步提高的過程，稱為可靠性增長過程。可靠性增長是保證現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)投入使用后具有所要求的可靠性的一種有效途徑，貫穿于系統(tǒng)壽命周期地各個階段。在不同的壽命周期階段，可采用不同的方法及技術(shù)來實(shí)現(xiàn)可靠性增長。
二、可靠性增長試驗
1、有計劃地激發(fā)失效、分析失效原因和改進(jìn)設(shè)計，并證明改進(jìn)措施地有效性而進(jìn)行地試驗，稱為可靠性增長試驗。它是實(shí)現(xiàn)可靠性增長的一個正規(guī)途徑。
2、可靠性增長試驗的目的，就是通過試驗-分析-改進(jìn)-再試驗(test, analyze, and fix,簡稱TAAF)，解決設(shè)計缺陷，提高可靠性?？煽啃栽鲩L試驗是GJB450的一個工作項目，是增長可靠性的主要手段之一。
3、可靠性增長試驗作為工程研制階段的組成部分，是產(chǎn)品工程研制任務(wù)中單獨(dú)安排的一個可靠性工程項目。為了有效地完成規(guī)定任務(wù)，可靠性增長試驗通常安排在工程研制基本完成之后和可靠性鑒定試驗之前。在這個時期，產(chǎn)品的性能與功能己基本上達(dá)到設(shè)計要求，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與布局已接近批生產(chǎn)時的結(jié)構(gòu)與布局。同時，由于產(chǎn)品尚未進(jìn)入批生產(chǎn)，必要時還來得及對產(chǎn)品設(shè)計和制造進(jìn)行較為重大的更改。
4、可靠性增長試驗期間采用的環(huán)境條件及其隨時間變化情況，應(yīng)能反映受試產(chǎn)品現(xiàn)場使用和任務(wù)環(huán)境的特征，即應(yīng)選用模擬現(xiàn)場的綜合環(huán)境條件。如果條件不具備，可選擇一項或者幾項環(huán)境條件，所選條件應(yīng)慎重考慮，應(yīng)該選擇一項對產(chǎn)品可靠性影響最大或較大的環(huán)境條件。綜合環(huán)境試驗條件應(yīng)按照GJB899《可靠性鑒定和驗收實(shí)驗》的指導(dǎo)思想來確定。在應(yīng)力種類和應(yīng)力登記確定之后，應(yīng)根據(jù)受試產(chǎn)品現(xiàn)場使用時所遇到的工作模式、環(huán)境條件及其變化情況，確定一個試驗環(huán)境剖面，將所選的環(huán)境應(yīng)力及其變化按時間軸進(jìn)行安排。
5、可靠性增長試驗的核心是TAAF試驗，其工作步驟如下1)借助模擬實(shí)際使用條件的試驗誘發(fā)產(chǎn)品失效，充分暴露產(chǎn)品的問題和缺陷;(2)對失效定位，進(jìn)行失效分析，找出失效機(jī)理3)根據(jù)失效分析結(jié)果，對B類失效，制定出糾正措施;(4)制造新設(shè)計的有關(guān)硬件;(5)將新硬件重新投入試驗，以便驗證糾正措施的有效性，同時暴露產(chǎn)品的其他問題和設(shè)計缺陷。嚴(yán)格的可靠性增長試驗，必須在限定資源下，對TAAF試驗進(jìn)行計劃、跟蹤與控制，使產(chǎn)品可靠性達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

圖2可靠性增長試驗過程示例
6、可靠性增長試驗雖然是提高產(chǎn)品可靠性水平的一種有效手段，但因其費(fèi)用高、時間較長，通常只用于關(guān)鍵產(chǎn)品、高風(fēng)險或復(fù)雜的產(chǎn)品。對于結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度較高的產(chǎn)品，一般沒有必要進(jìn)行專門的增長試驗。所謂的關(guān)鍵產(chǎn)品應(yīng)是具備4個條件之一的產(chǎn)品：（1）對系統(tǒng)可靠性有重要影響的產(chǎn)品；（2）新研制的重要產(chǎn)品；（3）采購費(fèi)用較高的產(chǎn)品；（4）需做重大改型才能滿足使用要求的重要產(chǎn)品。
三、可靠性增長管理為了達(dá)到預(yù)定的可靠性指標(biāo)，對時間和其他資源進(jìn)行系統(tǒng)地安排，并在估計值與計劃值比較的基礎(chǔ)上依靠重新分配資源對增長率進(jìn)行的控制，稱為可靠性增長管理?？煽啃栽鲩L管理的基本內(nèi)容:進(jìn)行可靠性增長規(guī)劃;制定可靠性增長計劃;實(shí)施可靠性增長試驗;控制可靠性增長過程。1.進(jìn)行可靠性增長規(guī)劃，確定增長目標(biāo)可靠性增長規(guī)劃是可靠性增長管理的依據(jù)，也是產(chǎn)品研制計劃的組成部分。產(chǎn)品的可靠性增長目標(biāo)，應(yīng)根據(jù)工程需要與現(xiàn)實(shí)可能性，經(jīng)過全面權(quán)衡來確定。通常，可以根據(jù)合同或者研制任務(wù)書中的可靠性規(guī)定值來確定。此外，還需要考慮同類產(chǎn)品的國內(nèi)外可靠性水品、產(chǎn)品的固有可靠性、產(chǎn)品的可靠性增長潛力以及產(chǎn)品的可靠性預(yù)計值等各種因素。2.制定可靠性增長計劃，細(xì)化增長要求制定可靠性增長計劃，一般需要進(jìn)行下述幾項工作1)分析以往同類產(chǎn)品的可靠性狀況以及可靠性增長情況，掌握它們的可靠性水平、主要失效及其原因和頻度、增長規(guī)律、增長起點(diǎn)以及增長率等信息；(2)分析產(chǎn)品的研制大綱和可靠性大綱，了解有多少項研制試驗，掌握各項試驗的環(huán)境條件、工作條件及預(yù)計的試驗時間等信息;(3)選擇切合實(shí)際的增長模型，繪制可靠性增長的理想曲線和計劃曲線。3.實(shí)施可靠性增長試驗，進(jìn)行可靠性增長分析評估可靠性增長試驗的實(shí)施應(yīng)根據(jù)GJB1407《可靠性增長試驗》的規(guī)定，確定合適的試驗方案，選擇合適的試驗產(chǎn)品和分析手段，完善FRACAS系統(tǒng)，對TAAF各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和控制。在可靠性增長過程中，產(chǎn)品的可靠性是在不斷變化的。產(chǎn)品在各個時刻的失效數(shù)據(jù)，不是來源于同一母體，因此，需要應(yīng)用變動統(tǒng)計學(xué)的原理來建立產(chǎn)品的可靠性增長模型。產(chǎn)品的可靠性增長模型反映了產(chǎn)品可靠性在變化中的規(guī)律。利用可靠性增長模型可以及時地評定產(chǎn)品在變化中的任一時刻的可靠性狀態(tài)，常用的可靠性增長模型是AMSAA模型和Duane模型。4.控制可靠性增長過程，促進(jìn)可靠性增長實(shí)現(xiàn)為了保證產(chǎn)品地實(shí)際增長過程大致按照增長計劃進(jìn)行，必須對增長過程進(jìn)行跟蹤與控制。如果出現(xiàn)較大地偏差，就要分析原因，找到影響偏差的因素，作出相應(yīng)的對策，使產(chǎn)品地可靠性在預(yù)定的時間期限內(nèi)增長到預(yù)定的目標(biāo)。為了實(shí)施有效的控制，在增長過程中，應(yīng)及時地掌握產(chǎn)品的失效信息，及時地進(jìn)行可靠性評估，繪制出可靠性增長的跟蹤曲線，跟蹤曲線與計劃曲線的對比可為可靠性增長控制提供依據(jù)。
四、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
可靠性增長主要是指研制生產(chǎn)過程的可靠性增長，在使用過程中，產(chǎn)品的可靠性也有可能不斷增長，例如有些產(chǎn)品在小批量生產(chǎn)階段實(shí)行了可靠性增長?？煽啃栽鲩L試驗是工程試驗工作項目，它能夠使產(chǎn)品可靠性得到確實(shí)的提高，并能用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行評估?？煽啃栽鲩L技術(shù)的迅速發(fā)展，引起了國內(nèi)外工程界和從事可靠性研究的科技人員的廣泛關(guān)注。
1、國外可靠性增長技術(shù)的發(fā)展:
早在20世紀(jì)50年代，美國就已經(jīng)開始可靠性增長技術(shù)的研究。1956年，H. K. We i s s在Operations Research上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文“具有Poisson型失效模式的復(fù)雜系統(tǒng)中的可靠性增長估計”中，提出了第一個可靠性增長模型。
1962年，美國通用電器公司的工程師J. T. Duane分析了兩種液壓裝置及三種飛機(jī)發(fā)動機(jī)的試驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)只要不斷地對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，累計失效率與累計試驗時間在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上使一條直線。Duane的經(jīng)驗?zāi)Ｐ褪强煽啃栽鲩L技術(shù)發(fā)展中第一個重要的里程碑。
1972年，美國LU軍裝備系統(tǒng)分析中心的L. H. Crow在Duane模型的基礎(chǔ)上提出了可靠性增長的AMSAA模型或稱為Crow模型，Crow給出了模型參數(shù)的極大似然估計與無偏估計、產(chǎn)品MTBF的區(qū)間估計、模型擬合優(yōu)度檢驗方法、分組數(shù)據(jù)的分析方法及丟失數(shù)據(jù)時的處理方法，系統(tǒng)的解決了AMSAA模型的統(tǒng)計推斷問題。AMSAA模型時可靠性增長技術(shù)發(fā)展中的第二個重要里程碑。
1989年，國際電工委員會頒發(fā)國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61014《可靠性增長大綱》，2002年10月在國際電工委員會第66屆大會上對前兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研討，擬增加用于可靠性增長計劃Krasich模型和Bayes模型、用于可靠性增長評估的IBM/Rosner模型等。
2、國內(nèi)可靠性增長技術(shù)的發(fā)展:
1975年，錢學(xué)森同志向我國可靠性工程界指出:搞變動統(tǒng)計學(xué)的研究。后來進(jìn)一步指出:變動統(tǒng)計學(xué)時可靠性工程界的三大研究方向之一。
20世紀(jì)70年代末期，航天系統(tǒng)率先開展了可靠性增長技術(shù)的研究。
1992年5月，國防科工委頒發(fā)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB1407《可靠性增長試驗》，并指出該標(biāo)準(zhǔn)主要用語各類軍用電子系統(tǒng)或設(shè)備的工程研制階段，其它階段和其它設(shè)備也可參照執(zhí)行?？煽啃栽鲩L試驗時實(shí)現(xiàn)可靠性增長的一個正規(guī)途徑，其目的在于有計劃地激發(fā)故障、分析故障和改進(jìn)設(shè)計并證明改進(jìn)的有效性。
1994年8月，國家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15174《可靠性增長大綱》，等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61014a
1995年10月，國防科工委頒發(fā)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB/Z77《可靠性增長管理手冊》，主要參照美軍標(biāo)MIL-HDBK-189。后者指出，美國LU軍裝備系統(tǒng)分析中心(AMSAA)模型也可用于高可靠性的試驗次數(shù)足夠多的一次性使用產(chǎn)品的成敗型離散數(shù)據(jù)的可靠性增長分析。MIL-HDBK-189并沒強(qiáng)調(diào)限定詞“高可靠的試驗次數(shù)足夠多的”，直接給出了AMSAA模型方程選擇指南。但是，這兩者既沒有詳細(xì)討論成敗型離散數(shù)據(jù)庫與連續(xù)的時間故障數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系，也沒有給出成敗型離散數(shù)據(jù)應(yīng)用AMSAA模型的實(shí)例。 

高低溫沖擊試驗箱 技術(shù)規(guī)格：