维修性试验的计划及重要内容

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：维修性试验无论是与产品功能试验、可靠性试验结合进行，还是单独进行，其工作的一般程序是一样的。维修性试验计划一般包括如下内容：①试验的目的要求。⑧订购方参加试验的有关规定和要求。但被试品的数量不宜过多，因维修性试验的特征量是维修时间，样本量是维修作业次数，而不是被试品（产品）的数量，且它与被试品数量无明显关系。当在实际工作中不能肯定维修时间服从对数正态分布时，可以先将试验数据用对数正态概率进行检验。

维修性试验无论是与产品功能试验、可靠性试验结合进行，还是单独进行，其工作的一般程序是一样的。

（一）制订维修性试验计划

试验之前应根据国军标的要求，结合装备的类型，试验与评价的时机、种类及合同的规定，制订试验计划。维修性试验计划一般包括如下内容：

①试验的目的要求。包括试验与评价的依据、目的、类别和要评价的项目。若维修性试验是与其他工程试验结合进行，应说明结合的方法。

②试验与评价的组织。包括领导、参试单位、参试人员分工及人员技术水平和数量的要求，参试人员的来源及培训等。

③受试品及试验场、资源的要求。包括对受试品的来源、数量、质量要求；试验场及环境条件的要求；试验用的保障资源的数量和质量要求。

④试验方法。包括选定的试验方法及判决标准、风险率或置信度等。

⑤试验实施的程序和进度。包括采用模拟故障时，故障模拟的要求及选择维修作业的程序；数据获取的方法和数据分析的方法与分析的程序；特殊试验、重新试验和加试的规定；试验进度的日程安排等。

⑥评价的内容和方法。包括对装备满足维修性定性要求程度的评价、定量要求程度的评价以及维修保障资源的定性评价等。

⑦试验经费的预算和管理。

⑧订购方参加试验的有关规定和要求。

⑨试验过程监督与管理的要求。

⑩试验及评价报告的编写内容、图表、文字格式、完成日期等要求。

（二）选择试验方法

维修性定量指标的试验验证，在GJB 2072—1994《维修性试验与评定》中规定了11种方法（表3-29）可供选择，表中的自然故障是指装备在功能试验、可靠性试验、环境试验或其他试验及使用中发生的故障。选择时，应根据合同中要求的维修性参数、风险率、维修时间分布的假设以及试验经费和进度要求等诸多因素综合考虑，在保证满足不超过订购方风险的条件下，尽量选择样本量小、试验费用省、试验时间短的方法。由订购方和承制方商定，或由承制方提出经订购方同意。

表3-29　维修性试验方法汇总表

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（三）确定被试品

维修性试验所用的被试品，应直接利用定型样机或从提交的所有被试品中随机抽取，并进行单独试验。也可以同其他试验结合用同一样机进行试验。

为了减少延误时间，保证试验顺利进行，允许有主试品和备试品。但被试品的数量不宜过多，因维修性试验的特征量是维修时间，样本量是维修作业次数，而不是被试品（产品）的数量，且它与被试品数量无明显关系。当为模拟故障时，在一个被试品上进行多次或多样维修作业就产生了多个样本，这和在多个被试品上进行多次或多样维修作业具有同样的代表性。但在同一个被试品上也不宜多次重复同样的维修作业，否则会因多次拆卸使连接松弛，而丧失代表性。

（四）培训试验人员

参试人员的构成要按核查、验证和评价的不同要求分别确定。参试人员应达到相应维修级别维修人员的中等技术水平。选择和培训参加维修性试验的人员一般要注意以下几点：

①应尽量选用使用单位的维修技术人员、操作手，由承制方按试验计划要求进行短期培训，使其达到预期的工作能力，经考核合格方能参试。

②承制方的人员，经培训后也可参加试验，但不宜单独编组，一般应和使用单位人员混合编组使用，避免因心理因素和熟练程度不同而造成实测维修时间的较大偏差。

③参试人员的数量，应根据装备使用与维修人员的编制或维修计划中规定的人数严格规定。

（五）确定和准备试验环境及保障资源

维修性试验应在具备装备实际使用条件的试验场所或试验基地进行，并按维修计划所规定的维修级别及相应的维修环境条件下分别准备好试验保障资源，包括试验室、检测设备、环境控制设备、专用仪表、运输与贮存设备以及水、气、动力、照明、成套备件、附属品和工具等。

（六）确定样本量

维修作业样本量按所选取的试验方法中的公式计算确定，也可参考表3-29中所推荐的样本量。某些试验方案，在计算样本量时还应对维修时间分布的方差做出估计。

（1）表3-29对不同试验方法列有推荐的最小样本量，这是经验值。如果样本量过小，会失去统计意义，导致错判，这会使订购方和承制方的风险都增大。

（2）维修时间随机变量的分布一般取对数正态分布。当在实际工作中不能肯定维修时间服从对数正态分布时，可以先将试验数据用对数正态概率进行检验。若不是对数正态分布时可采用表中无假设的非参数法确定样本量，以保证不超过规定的风险。对于对数正态分布的参量要取对数进行标准化处理。

（3）一些方法要求时间对数标准差σ或时间标准差d为已知或取适当精度的估计值 pagenumber_ebook=244,pagenumber_book=232 或（σ法）。其已知值σ（或d）或适当精度的估计值（或 pagenumber_ebook=245,pagenumber_book=233 ）是利用近期10～20组一批数据的标准差或极差进行估计求得的。即算出每组数据的样本标准差S，再计算出这批样本标准差的平均值，那么，批标准差σ可由σ=/C计算得出，其中C为依赖于每组样本大小的系统。

当样本n＞30时，C=1，即σ= pagenumber_ebook=245,pagenumber_book=233 （可参见GB/T 8054—1995《平均值的计量标准型一次抽样检查程序及样表》）。这样求得的σ或d就已满足统计学上对σ或d为已知的要求。

（4）当σ或d未知时，根据计量或计数标准型一次抽检方案计算可知，样本量要比已知时大。若新研制产品确实无数据可查时（甚至连研制中的维修资料也缺乏时），也可选用σ未知的（S法）检验方案进行。此方案可分为两种情况：

①未知σ或d，可由订购方与各承制方根据以往经验商定出双方可接受的σ或d值求出样本量，然后用S进行判决（如试验方法2）。当然，也可根据类似产品的数据，确定该产品维修时间方差的事前估计值。但是，这两种产品的维修性设计、维修人员的技术水平、试验设备、维修手册和维修环境方面也应是类似的。

②未知σ或d，可由订购方和承制方先商定一个合适的试抽样本量n1（一般取所用试验方法要求的最小样本量，如用试验方法1，则先取n1=30）进行试验，求出样本标准差S，作为批标准差的估计值，再计算所需的样本量n，这时可能有两种情况：

a.当n＜n1时，再随机抽取差额Δn=n1-n个样本予以补足，之后再计算均值和标准差进行判决；

b.当n＞n1时，不再抽样，即以试抽样本量进行试验、计算判决。

若小于试验方法要求的最小样本量时，则应以要求的最小样本量进行计算判决。

（七）选择与分配维修作业样本

1.维修作业样本的选择

对于修复性维修的试验可使用以下两种方法产生的维修作业：一是优先选用自然故障所产生的维修作业；二是选用模拟故障产生的维修作业。选用自然故障产生的维修作业，如果次数足以满足所采用的试验方法中的样本量要求时，则应优先采用这些维修作业作为样本，如果对上述自然故障产生的维修作业在实施时是符合试验条件要求的，当时所记录的维修时间也可以作为有效的数据用于维修性验证时的数据分析和判决，否则这些数据只能在核查中使用，而在进行正式维修性验证时应重复进行自然故障产生的那些维修作业，严格按规定操作并准确记录维修时间，供分析判决和评估时使用。当自然故障所进行的维修作业次数不足时，可以通过对模拟故障所进行的维修作业次数补足。

预防性维修应按维修大纲规定的项目、工作类型及其间隔期确定试验样本。

为了缩短试验时间，经承制方和订购方商定也可采用全部由模拟故障所进行的维修作业作为样本。

2.维修作业样本的分配方法

当采用自然故障所进行的维修作业次数满足规定的试验样本量时，就不需要进行分配了。当采用模拟故障时，在什么部位，排除什么故障，需合理地分配到各有关零部件上，以保证能够尽可能客观地验证其维修性。

维修作业样本的分配属于统计抽样的应用范围，是以装备的复杂性、可靠性为基础的。如果采用固定样本量试验法检验维修性指标，可运用按比例分层抽样法进行维修作业分配。如果采用可变样本量的序贯试验法进行检验，则应采用按比例的简单随机抽样法。

（八）故障模拟与排除

1.故障的模拟

一般采用人为方法进行故障的模拟。常用的模拟故障的方法有：

①用故障件代替正常件，模拟零件的失效或损坏；

②接入附加的或拆除不易察觉的零、元件，模拟安装错误和零、元件丢失；

③通过故障造成零、元件失调变位。

对于电器和电子设备的故障可用下列方法模拟：

①人为制造断路或短路；

②接入失效元件；

③使部、组件失调；

④接入折断的连接件、插脚或弹簧等。

对于机械的和电动机械的设备故障可用下列方法模拟；

①接入折断的弹簧；

②使用已磨损的轴承、失效的密封装置、损坏的继电器和断路、短路的线圈等；

③使部、组件失调；

④使用失效的指标器、损坏或磨损的齿轮，拆除紧固件或使紧固件连接松动等；

⑤使用失效或磨损的零件等。

对于光学系统的故障可用下列方法模拟：

①使用脏的反射镜或有霉雾的透镜；

②使零、元件失调变位；

③引入损坏的零件或元件；

④使用有故障的传感器或指标器等。

总之，模拟故障应尽可能真实、接近自然故障。基层级维修以常见的故障模式为主。参加试验的维修人员应在事先不了解所模拟故障的情况下去排除故障，但可能危害人员和产品安全的故障不得模拟（必要时应经过批准，并采取有效的防护措施）。

2.故障的排除

由经过训练的维修人员排除上述自然的或模拟的故障，并记录维修时间。完成故障检测、隔离、拆卸、换件或修复原件、安装、调试及检验等一系列维修活动，称为完成一次维修作业。在排除的过程中必须注意：

①只能使用试验规定的维修级别所配备的备件、附件、工具、检测仪器和设备。不能使用超过规定范围的或使用上一维修级别所专有的设备。

②按照本维修级别技术文件规定的修理程序和方法。

③应由专职记录人员按规定的记录表格准确记录时间。

④人工或利用外部测试仪器查寻故障及其他作业所花费的时间均应记入维修时间中。

⑤对于用不同诊断技术或方式（如人工、外部测试设备或机内测试系统）所花费的检测和隔离故障的时间应分别记录，以便判定哪种诊断技术更有利。

（九）预防性维修试验

预防性维修时间常被作为维修性指标进行专门试验。产品在验证试验间隔期间也有必要进行预防性维修，其频率和项目应按预防性维修大纲的规定进行。为节约试验费用和时间可采用以下办法：

①在验证试验的间隔时间内，按规定的频率和时间所进行的一般性维护（保养），应进行记录，供评定时使用。

②在使用和贮存期间内，间隔时间较长的预防性维修，其维修频率和维修时间以及非维修的停机时间，都应记录，以便验证评价预防维修性指标时作为原始数据使用。

（十）维修性数据的收集、分析与处理

收集试验数据是维修性试验中的一项关键工作。试验方应建立数据收集系统，包括成立专门的数据资料管理组，制订各种试验表格和记录卡，并规定专职人员负责记录和收集维修性试验数据。此外，还应收集包括在功能试验、可靠性试验、使用试验等各种试验中的故障、维修与保障的原始数据，建立数据库供数据分析和处理时使用。

在试验中需要收集的数据，应由试验目的决定。维修性试验的数据收集不仅是为了评定产品的维修性，而且还要为维修工作的组织和管理（如维修人员配备、备件储备等）提供数据。在试验中必须系统地收集反映下列情况的数据：总体的、工作条件的、产品故障的、维修工作的。

此外还应把不属于设计特性所引起的延误时间（如行政管理时间、工具设备零（元）件供应的延误时间、工具仪器设备因故障所引起的维修延误时间等）记录下来，作为研究产品或系统的使用可用度时，计算总停机时间的原始资料。一些用于观察数据的辅助手段，如高速摄影、静物照相、录像、秒表的精度和型号也要记录，以供分析时参考。试验所积累的历次维修数据，可供该产品维修技术资料的汇编、修改和补充之用。

收集的维修性数据要加以鉴别区分，保留有用的、有效的数据，剔除无用的、无效的数据。原则上所有的直接维修停机时间或工时，只要是记录准确有效的，都是有用数据，供统计计算时使用。但由于以下几种情况引起的维修时间，不能作为统计计算使用：

①不是承制方提供的或同意使用的技术文件规定的维修方法造成差错所增加的维修时间；

②试验中意外损伤的修复时间；

③不是承制方责任的供应与管理延误的时间；

④使用了超出规定配置的测试仪器引起的维修时间；

⑤在维修作业实施过程中安装非规定配置的测试仪器的时间；

⑥产品改进的时间；

⑦在试验中有争议的问题，经试验专家组裁定认为不应计入的时间。

维修性试验的计划及重要内容

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