可靠性試驗的分類

1.1  電子裝備壽命期的失效分布

    目前我們認為電子裝備壽命期的典型失效分布符合“浴盆曲線”，可以劃分為三段：早期失效段、恒定（隨機或偶然）失效段、耗損失效段?？蓞㈤唸D1.2.1。

    早期失效段，也稱早期故障階段。早期失效出現(xiàn)在產(chǎn)品壽命的較早時期，產(chǎn)品裝配完成即進入早期失效期，其特點是故障率較高，且隨工作時間的增加迅速下降。早期故障主要是由于制造工藝缺陷和設計缺陷暴露產(chǎn)生，例如原材料缺陷引起絕緣不良，焊接缺陷引起虛焊，裝配和調(diào)整不當引起參數(shù)漂移，元器件缺陷引起性能失效等。早期失效可通過加強原材料和元器件的檢驗、工藝檢驗、不同級別的環(huán)境應力篩選等嚴格的質(zhì)量管理措施加以暴露和排除。

  失效率  

     早期                            耗損

      失效     偶然失效段            失效

                                           時間

圖1.2.1 電子裝備壽命期失效分布的浴盆曲線示意

    恒定失效段，也稱偶然失效段，其故障由裝備內(nèi)部元器件、零部件的隨機性失效引起，其特點是故障率低，比較穩(wěn)定，因此是裝備主要工作時段。

    耗損失效段，其特點是故障率迅速上升，導致維修費用劇增，因而報廢。其故障原因主要是結(jié)構(gòu)件、元器件的磨損、疲勞、老化、損耗等引起。

1.2  試驗類型及其分布曲線的變化

    針對電子裝備壽命期失效分布的三個階段，人們在設計制造和使用裝備時便有針對地采取措施，以提高可靠性和降低壽命周期的費用。在設計制造階段，要盡量減少設計缺陷和制造缺陷，即便如此仍然會存在早期失效和隨機失效。為此，承制方需要運用工程試驗的手段來暴露和消除早期失效，降低隨機失效的固有水平。通過這些措施，可以改變產(chǎn)品的壽命分布曲線的形狀，可參閱圖1.2.2。在耗損階段，用戶可通過維修和局部更新的手段延長裝備的使用壽命。

    圖 1.2.2 示意了兩組產(chǎn)品壽命失效率分布曲線，圖中表明產(chǎn)品B的可靠性水平比產(chǎn)品A的優(yōu)良，因為B的恒定失效率比A的低，B的早期失效段比A的短。如果曲線A和B是同一種產(chǎn)品的不同階段的失效率分布，則表明該產(chǎn)品經(jīng)過了可靠性增長試驗，取得成效，因此曲線B的恒定失效率大為降低。曲線B的早期失效段示意了B和B’兩條，它們表明B比B’的早期失效率為低，顯示其工藝和元器件、原材料的缺陷比B’的少，環(huán)境應力篩選所需的資源也可較少。

   失效率

               產(chǎn)品A的壽命失效分布

    B’          

       B        產(chǎn)品B的壽命失效分布

                                                時間  

  圖1.2.2  裝備可靠性試驗結(jié)果對失效分布曲線形狀影響

1.3  裝備可靠性試驗分類

1.3.1 裝備可靠性試驗項目分類

    由裝備可靠性試驗的目的出發(fā)，我們把它分為可靠性工程試驗和可靠性驗證試驗兩大類，每類試驗又包括幾種試驗項目。

    (1) 可靠性工程試驗，其目的在于暴露產(chǎn)品故障以便人們消除它，由承制方進行，試驗樣品從研制樣機中取得?？煽啃怨こ淘囼灠ōh(huán)境應力篩選和可靠性增長試驗。從試驗性質(zhì)來分析，現(xiàn)行的老煉也屬于工程試驗項目；由環(huán)境應力篩選發(fā)展起來的可靠性保證試驗也可歸納于此。工程試驗的出發(fā)點是：盡量地暴露產(chǎn)品的問題、缺陷，并采取措施糾正，再驗證問題得到解決、缺陷得到消除與否。經(jīng)過工程試驗的產(chǎn)品，其可靠性自然會提高，滿足用戶要求的可能性也必然增大。可見，可靠性工程試驗是產(chǎn)品的可靠性基礎工作，是產(chǎn)品研制生產(chǎn)的工藝過程。

    (2) 可靠性驗證試驗，從試驗原理來說，要應用統(tǒng)計抽樣理論，因此又稱統(tǒng)計試驗。其目的是為了驗證產(chǎn)品是否符合規(guī)定的可靠性要求，由承制方根據(jù)有關(guān)標準和研制生產(chǎn)進度制訂方案和計劃，經(jīng)定購方認可；重點型號裝備的驗證試驗方案還需報上級機關(guān)批準，由有關(guān)各方組織聯(lián)合試驗小組。驗證試驗包括產(chǎn)品研制的可靠性鑒定試驗和批量生產(chǎn)的可靠性驗收試驗。這類試驗必須能夠反映裝備的可靠性定量水平，因此試驗條件要盡量接近使用的環(huán)境應力；試驗結(jié)果要作出接收或拒收的判斷，因此對試驗時間和發(fā)生的故障應作詳細記錄，經(jīng)過與失效判據(jù)的對比分析后，試驗各方統(tǒng)一認識后才能作出最后的結(jié)論。

1.3.2  裝備可靠性試驗項目的區(qū)別

    產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程除進行可靠性試驗之外,一般還要進行環(huán)境（鑒定）試驗，各種試驗的目的不同，不能相互取代，它們的區(qū)別可參閱表1-2-1。