可靠性试验分类及重要点说明

可靠性试验，就是”为验证、评价与分析产品的可靠性而进行的各种试验”。它是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。

可靠性试验的结果为产品的故障分析、判断产品是否达到指标要求提供依据。产品在设计完成后，各项性能指标和可靠性指标均已确定，而后根据方案论证结果选择最佳方案。在对最佳方案进行模型试验的同时，还要进行可靠性验证试验;产品在投产前，要在规定环境下进行可靠性鉴定试验。将这些试验的结果进行数据分析和处理.得到可靠性特征量，并确定产品是否符合规定的可靠性指标，以便作为产品是否合格的依据。

可靠性试验尽可能在使用现场进行，也可以在实验室进行模拟试验·此时试验的环境应尽量接近实际使用状况。为达到实验要求，需要定出合理的抽检方案.计算出适宜的抽样数。因而，在进行可靠性试验之前，应制定出完整的试验计划.内容包括目的、要求、规模、项目、试验方法、抽检方案、数据处理方法等;试验完成后，进行数据处理，并作出判断和得出结论。

可靠性试验的目的

可靠性试验是评价产品可靠性水平的重要手段。目前把测定、验证、评价、分析等为提高产品可靠性而进行的试验，统称为可靠性试验。可靠性试验是时开展产品可靠性工作的重要环节。可靠性试验一般是在产品的研究开发阶段和大规模生产阶段进行。研发阶段，可靠性试验主要用于评价设计质量、材料和工艺质量。在大规模市场阶段，可靠性试验的目的则是质量保证或定期考核管理。用于阶段不同，其目的也不尽相同，归纳起来包括以下几点:

(1)在研制阶段，可靠性试验用以暴露试制产品各方面的缺陷.评价产品可靠性达到预定指标的情况，通过可靠性试验确定产品的可靠性特征值。可靠性试验暴露出的是在设计、材料、工艺阶段存在的问题和相关数据，对设计者、生产者和使用者都有重要意义。

(2)通过可靠性鉴定试验，可以全面考核产品是否达到预定的可靠性指标。

(3)通过可靠性试验，暴露和分析产品在不同环境和应力条件下的失效规律及有关的失效模式和失效机理，以便采取措施，提高产品可靠性。

(4)生产阶段为监控生产过程提供信息。

(5)为改进产品可靠性，制定和改进可靠性试验方案，为用户选用产品提供依据。一般产品在出厂前，都要进行简单的验收试验，包括性能试验、环境适应性试验等，称为例行试验。可靠性试验不仅包括例行试验的全部内容，还包括上述可靠性试验目的的全部要求。

可靠性试验的分类

可靠性试验从不同的角度来看，分类方法也不同。根据国内外学者的总结概括，主要包括以下几种

1.按照可靠性试验结果分类

可分为定性试验与定量试验两种。

1)定性试验

当可靠性试验数据少、以往经验不易活用时，或者必须在短时间发现产品的弱点或潜在缺陷、确认其质量保证程度所实施的可靠性试验称为定性可靠度试验。定性可靠度试验的结果无法具体、客观地以统计分析方法获得试件数字化的定量可靠度值，但能配合其他数据、主观预测可靠度范围。此类试验包括应力筛选试验、环境试验、阶梯或步进应力试验等。

2)定量试验

所谓定量试验，就是根据试验结果所获得的可靠性数据及产品的可靠度模式可以直接推测试件的可靠度值，此类试验包括寿命试验、耐久度试验、MTBF试验、失效率试验等。

2.按可靠性试验技术分类

可靠性试验按执行试验所使用的技术特性，可以分为以下几类。

(1)性能或功能试验。

(2)环境应力筛选试验。

(3)环境试验。

(4)寿命或可靠度试验。

(5)加速或加严试验。

3.按试验目的分类

可靠性试验按其目的可分为下列三种。

(1)改善型可靠度试验: 包括环境发展试验、可靠度发展/成长试验、设计验证试验、零件/材料鉴定试验、加严或加速寿命试验、阶梯或步进应力试验、失效应力或设计强度试验等。

(2)选别型可靠性试验: 包括零件可靠度筛选、制程环境应力筛选、成品可靠度保证试验、出厂验收试验、环境接收试验等。

(3)确认型可靠度试验: 包括可靠度鉴定试验、失效率试验、MTBF试验、寿命试验、耐久试验。

4.按试件的组合层次分类

1)零件试验

包括进料试验、零件鉴定试验、零件可靠度筛选等。

2)组件试验

制程环境应力筛选、制程功能试验等。

3)系统/产品试验

出厂验收试验、环境接收试验、可靠度鉴定试验、环境鉴定试验、生产可靠度试验、环境查证试验等

5.按物品研发程序分类

1)发展试验

包括工程发展试验、功能发展试验、环境发展试验、可靠度发展/成长试验等。

2)鉴定试验

包括功能鉴定试验、环境鉴定试验、可靠度鉴定试验等。

3)接收试验

包括功能接收试验、环境查证试验、生产可靠度试验等。

综上所述，可靠性试验的分类方法可总结为:环境试验、寿命试验、筛选试验、现场使用试验、鉴定试验。

可靠性试验的要素

之前介绍了可靠性的定义，即产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可见，可靠性实施最重要的是”三个规定”,即“规定条件”、”规定时间”、“规定功能”。但在具体规划可靠性试验时，还应考虑试验条件、失效判据和试验方案这三个因素。所以，一般认为，可靠性试验最重要的四个要素为:试验条件、试验剖面、故障判据和性能检测方法。

1.试验条件

试验条件的正确选择是产品可靠性试验结果能否真实反应产品可靠性水平的重要因素之一

试验条件的确定取决于产品的种类及其工作的自然环境、安装位置及产品对各环境因素的敏感情况。工作条件由产品的特性、功能和性能决定，在试验中应尽可能体现产品的所有工作条件。

选择试验条件应考虑的因素包括以下几个方面。

(1)试验目的:试验条件是根据不同的试验目的来选择的。一般要求产品的可靠性要高于某一临界水平，则试验条件应考虑最恶劣的使用条件。如果是鉴定试验，则应考虑正常使用条件下的典型环境条件。如果是强化试验，则应选取超出规定容许范围但不改变产品失效机理的应用条件。

(2)现场实际使用条件:包括环境条件、工作条件和使用维护条件。

(3)使用条件下不同应力因素引起故障的可能性。

(4)试验设备条件及试验时间。

2.试验剖面

在可靠性试验中，剖面包括寿命剖面、任务剖面、环境剖面、试验剖面四个方面。

1)寿命剖面

产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。它涉及产品寿命周期内的每一个重要时间，如试验、检验、运行、运输等及其他可能事件。寿命剖面是确定产品环境条件的基础。

2)任务剖面

任务剖面是对产品完成规定任务经历的全部重要事件和状态的时序描述。它是寿命剖面的一-部分，一种产品可用于执行单一任务，也可用于执行多项任务。因此，任务剖面可以是一个，也可以是多个。

3)环境剖面

环境剖面是产品在运输、储存、使用中遇到的各种主要环境参数的时序描述，它主要依据任务剖面确定.同时兼顾运输和储存。每个任务剖面对应一个环境剖面，因此环境剖面可以是一个，也可以是多个。任务剖面与环境剖面一一对应。

4)试验剖面

试验剖面是直接供试验用的环境参数与时间的关系图，是按照一定的规则对环境剖面进行处理后得到的。试验剖面还应考虑任务剖面以外的环境条件。对设计用于执行一种任务的产品，试验剖面与环境剖面、任务剖面是一一对应的关系;对设计用于执行多项任务的产品，则应按照一定的规则将多个试验剖面合并成为一个综合试验剖面。

3.故障判据

可靠性试验是围绕故障展开的，故可靠性研究问题即是故障研究问题。因此，在可靠性试验中，产品故障的判定及故障的分析和处理是最关键、最重要的工作之一，它直接关系到试验结果的准确性以及试验的效果。

4.性能检测

可靠性试验过程中，试件产品必须通电工作且必须对其进行性能检测，最好采用自动监测，这样可以得到试件产品发生故障的准确时间。若采用人工测试，则应在每个试验循环设置若干测试时间点。这些测试点在试验大纲中要事先规定。

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