如何选择可靠性试验方案？

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：若无其他规定，则至少要用两台装甲车辆样车进行可靠性鉴定试验。对于试验方案的选择，一般应遵循以下原则：①若合同或设备规范要求进行可靠性试验，提供MTBF的验证值，并且有固定的截止试验时间时，必须选用定时截尾试验方案。因此一般可靠性验收试验选用此种方案。⑤对以可靠度或成功率为指标的产品，可采用成功率试验方案。

为了验证装甲车辆设计是否符合规定的可靠性要求，应用能代表具有批准的技术状态的车（机）在规定的综合环境试验条件下进行可靠性鉴定试验。若无其他规定，则至少要用两台装甲车辆样车进行可靠性鉴定试验。试验中采用的统计试验方案应是订购方规定或同意的方案。

（一）试验方案选择原则

可靠性试验中所采用的统计试验方案应在合同或设备规范中规定，并在可靠性试验方案中详细规定。对于试验方案的选择，一般应遵循以下原则：

①若合同或设备规范要求进行可靠性试验，提供MTBF的验证值，并且有固定的截止试验时间时，必须选用定时截尾试验方案。

②如果仅需以预定的判决风险率（α、β）对假设的MTBF值（θl、θu）做出判决，不需要事先确定总试验时间时，则可选用序贯试验方案。因此一般可靠性验收试验选用此种方案。

③如果由于试验时间（或经费）限制，且生产方和使用方都愿意接受较高的风险率，可采用高风险率定时截尾或序贯截尾试验方案；一般部件鉴定试验及模拟器、维修检测设备等的试验多采用此类试验方案。

④当必须对每台产品进行判决时，可采用全数试验方案，如航空母舰、核潜艇、运载火箭等产品。

⑤对以可靠度或成功率为指标的产品，可采用成功率试验方案。该方案不受产品寿命分布的限制。如激光测距仪、装弹机等产品多用成功率试验方案。

同时，统计试验方案的选择是研制方和使用方共同关心的问题，因此，无论选择哪种统计试验方案，均必须由双方协商确定。为具体设备的可靠性试验选择统计试验方案时，应综合考虑下列因素：

①设备的成熟程度及预期的寿命；

②经费；

③设备的进度要求及可做试验的时间；

④试验设施的准备程度；

⑤决策风险；

⑥鉴别比对MTBF检验上限θ0的影响；

⑦类似设备的MTBF预计值或验证值；

⑧费用-时间的权衡。

针对复杂系统的现场可靠性鉴定试验，一般与性能试验、环境适应性试验等工程试验结合进行，使得在选择试验方案时，必须考虑工程试验样本、进度、经费等制约条件的影响，应综合考虑产品研制任务书中有关可靠性定量要求、任务剖面和上述影响因素，以确定合理、可行的统计试验方案。

（二）试验方案步骤

装甲车辆定型试验是将可靠性、维修性以及性能试验、地区适应性试验等综合在一起进行的，目前最适用的是定时截尾与定数截尾相结合的试验方案。

部件系统通常随整车一起进行试验，采用的是定时截尾试验方案。对于进行定时截尾试验的整车或部件，定时试验方案分为标准型试验方案和短时高风险试验方案两种。标准型试验方案采用的生产方风险和使用方风险为10%～20%，短时高风险试验方案采用的生产方风险和使用方风险为30%。

用GJB 899—1990选定试验方案时的步骤如下：

①研制方根据自己产品的可靠性质量与使用方希望的极限质量进行磋商，参考试验时间，定下θ1、d、α、β值（θ1为最低可接收值，d=θ0/θ1为鉴别比，α为研制方风险，β为使用方风险）。

②根据θ1、d、α、β值查表，得到相应的试验时间θ1（的倍数）、接收数Ac以及拒收数Re=Ac+1值。

③根据使用方规定的MTBF的验证区间或置信区间（θl、θu）的置信度γ（一般取γ=1-2β），由试验数据或现场数据估出（θl、θu）和点估计值。当试验结果做出接收判决时（该试验停止前出现的责任故障数一定小于或等于接收判决的故障数Ac，试验必定是在达到规定的试验时间而停止的），此时根据定时截尾公式进行估计。

试验过程中若故障数达到拒收的判决故障数Re时即可停止试验，并做出拒收判决，这实质上是根据预定的Re定数截尾判决，此时根据定数截尾公式进行估计。

（三）试验条件的控制

1.地区环境及道路的关系

根据GJB 848—1990《装甲车辆设计定型试验规程》中要求，整车的自然环境包含常温、湿热、高寒、高原沙漠地区，路面包含铺面路、沙碎石路、起伏土路、冰雪路、沙漠、高原公路及其他路面，其关系如图3-131所示。

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图3-131　地区与路面关系图

试验地区条件控制依据主要军标有GJB 59.22—1989《装甲车辆试验规程严寒地区适应性试验总则》、GJB 59.26—1991《装甲车辆试验规程湿热地区适应性试验总则》、GJB 59.30—1991《装甲车辆试验规程沙漠地区适应性试验总则》、GJB 59.58—1995《装甲车辆试验规程高原地区适应性试验总则》、GJB 59.67—2004《装甲车辆试验规程第67部分：海上适应性试验》。

2.车辆使用状态

车辆使用状态包括行驶速度、系统运行状态等。对于整车及系统部件，车辆的行驶速度对其可靠性的影响均很大，行驶速度快，道路振动频率高，故障率就高，可靠性下降；行驶速度慢，所受振动影响小，故障率低，可靠性提高。但是可靠性试验不是随意的，行驶速度应该达到部队使用的常用使用状态，那么根据任务的不同，行驶速度也有变化，但为了方便在可靠性鉴定试验中执行，行驶速度应同时满足两个要求：

①不小于道路安全行驶的最低要求行驶。

②不小于合同中平均速度要求行驶。

3.试验室环境条件

整车试验包含高温、低温、电磁兼容等试验，系统部件试验除随整车的试验条件外，还可能处于盐雾、浸渍、高湿、低气压、霉菌、砂尘、冲击振动、淋雨、太阳辐射等环境中。试验室环境条件相对整车地区试验，应力加载单纯、周期短，但强度大，属于一定程度的强化试验，其试验条件依据为GJB 150《军用设备环境试验方法》系列25项军标。

（四）试验剖面的选择

可靠性试验的过程一般贯穿产品的全寿命。而在产品寿命期间内，所经历的不同过程，称为剖面。对于装甲车辆，剖面分寿命剖面（Life Profile）和任务剖面（Mission Profile）两种，其中寿命剖面定义见GJB 451A—2005《可靠性维修性保障性术语》2.1.6.4项，是指产品从交付到寿命终结或退役这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述；任务剖面定义见GJB 451A—2005《可靠性维修性保障性术语》2.1.6.5项，产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述，其中包括任务成功或致命故障的判断准则。一个寿命剖面包括一个或几个任务剖面。不同的试验也面对不同的试验剖面要求。

装甲车辆整车可靠性试验以及同整车寿命相同的系统部件如车体的可靠性试验，可以直接按照GJB 848—1990《装甲车辆设计定型试验规程》的方法进行即可。但各地区、路面的先后顺序未做严格要求，一般根据接车时间而定。上半年接车的即先展开热区试验，下半年接车的就先展开寒区试验，但是故障的出现有时不是瞬发的，故障的机理甚至也是综合因素的积累，所以在不同地区试验出现的故障的统计分析就显得尤为重要，有的时候故障不能及时暴露出来，在后期的其他地区才积累显现，这就需要在故障出现时特别是不同地区之间衔接的一段时间里，特别关注一些部件的检查。对于整车来说，有些故障的爆发需要排查相当长的时间，甚至试验剖面的先后顺序也决定着故障是否出现及出现的程度，这也是整车试验的难点。

如何选择可靠性试验方案？

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