可靠性试验技术概述
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环境应力筛选(401)
可靠性研制试验(402) 可靠性增长试验(403)
可靠性鉴定试验(404)
可靠性验收试验(405)
北京航空航天大学
3
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期
产品的研制阶段－设计定型阶段－批生产阶段－使用阶段
MTBF
研制阶段
设计定型 批生产 使用阶段 (小批生产)
用于：
航空产品常用于首飞前和调整试飞中。
北京航空航天大学
23
按抽样方式分类
抽样试验
抽取产品作样品进行试验，如可靠性鉴定和验收试验
全数试验
每台产品都进行试验，如环境应力筛选
北京航空航天大学
24
按试验方式分类
截尾试验
试验到中途某一规定的时间或出现规定的故障数， 停止试验。 定时截尾：有替换、无替换 定数截尾：有替换、无替换 常用于可靠性鉴定试验。
对设备应按GJB1032进行ESS，有条件时也可按
GJB/Z34进行定量ESS。除纯机械产品以外的非电 产品可参考GJB1032进行ESS。
北京航空航天大学
6
研制中期
可靠性研制试验
通过对产品施加适当的环境应力、工作载荷，寻找
产品中的设计缺陷，以改进设计，提高产品的固有 可靠性水平。
包括：
北京航空航天大学
8
设计定型阶段
可靠性鉴定试验（RQT）
验证产品的设计是否达到了规定的可靠性要求。
它是向使用方提供的一种合格证明。
北京航空航天大学
9
批生产阶段
可靠性验收试验（RAT）
验证批生产产品的可靠性是否保持在规定的水平。
验证产品可靠性不随生产期间工艺、工装、工作流程 等的变化而降低。
北京航空航天大学
准确性。试验中把预防性维护作为一项正常操
作程序，并规定维护的内容。
北京航空航天大学
32
试验条件的重要性
试验条件对产品可靠性有直接影响；
实验室应尽可能模拟产品的实际使用条件；
过应力或欠应力会使可靠性评估不准确。
北京航空航天大学
33
试验方案
根据试验目的不同，选择不同的试验方案。
a．统计试验方案
鉴定/验收 定时、定数、序贯 GJB899给出了21个序贯和定时试验方案
寿命(t)
4
北京航空航天大学
研制初期
失效率试验
研制初期→可靠性预计→需要失效率数据→数据来源 ①标准、手册给出 ②由试验获得
元器件筛选(老炼)试验
剔除质量低劣的元器件
插件板或部件筛选
北京航空航天大学
5
研制中期
设备环境应力筛选（ESS）
发现和排除不良元器件、制造工艺和其它原因引入
的缺陷造成的早期故障。如电子设备的虚焊、松脱、 断裂、短路、开路等。
b．工程试验方案
环境应力筛选 -GJB1032、可靠性增长试验-GJB1407
根据试验方案，确定试验参数和试验时间。
鉴定试验：θ1 、θ0 、 α、β、d、c、T
增长试验：增长率m、增长起始点、增长目标值、总试验 时间。
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34
故障判据
故障定义—如何定义故障
功能故障 参数故障
故障分类
责任
环境条件 工作条件 使用维护条件
试验方案
规定的 试验参数 和试验时间
北京航空航天大学
故障判据
是否构成故障 的界限值
29
环境条件
主要包括：温度、湿度、振动、低气压、炮振、霉菌 、盐雾等。 国内外故障统计表明，航空机载设备有52%左右的故 障是由环境因素引起的。而其中温度占42%，振动占 27%，湿度占19%。这三种应力引起的故障占环境因 素引起故障（52%）的82%左右，故一般可靠性试验 常采用上述三种环境应力，若需要还可以加低气压应 力。
可靠性试验技术
——概述
北京航空航天大学 姜同敏
北京航空航天大学
1
内容提纲
1 2 3 4
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期 可靠性试验目的 Click to e 可靠性试验分类 可靠性试验考虑的主要因素
北京航空航天大学
2
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期
可靠性试验：广义而言，凡是为了了解、评价、 分析和提高产品可靠性而进行的试验都可以称之 为可靠性试验。GJB450A在可靠性工作项目中规 定了五种可靠性试验
10
使用阶段
使用维护阶段—现场使用试验（外场试验） 了解产品现场使用可靠性。
北京航空航天大学
11
可靠性试验的目的
发现产品在设计、材料和工艺方面的缺陷; —发现缺陷 确认是否符合可靠性定量要求 —验证指标 为评估产品的战备完好性、任务成功性、维修 人力费用和保障资源费用提供信息； —提供信息
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②不能严格控制试验条件，随机性大；
③试验（故障）再现的可能性低； ④组织管理工作复杂。
北京航空航天大学
15
按试验目的分类
环境应力筛选（ESS） 目的：
发现和排除不良元器件、制造工艺和其它原因引入的 缺陷造成的早期故障。
用于：
产品研制阶段和生产阶段。
北京航空航天大学
16
按试验目的分类
可靠性增长试验（RGT） 目的：
北京航空航天大学
30
工作条件
功能模式(多种功能模式应按典型战斗任务和使
用情况模拟)
输入/输出信号
负载条件(电负载、机械负载)
电源特性(电压、频率、波形、瞬变等及容差) 产品的启动特性，工作循环等
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31
使用维护条件
应与现场使用时的维护项目与要求相一致，
不进行维护或额外的维护都会影响试验结果的
关联 故障 非关联
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35
非责任
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36
④数据收集和分析较方便；
缺点：
①不能完全模拟现场使用真实条件； ②试验费用大； ③子样少。
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14
按试验场合(地点)分类
现场可靠性试验一在使用现场进行可靠性试验
优点： ①可获得产品的使用可靠性； ②真实的使用条件(包括环境条件、工作条件、使用维护条件）； ③费用小；
④子样大；
缺点： ①数据收集和分析较困难，信息丢失多、数据准确性和完整性差；
用于：设计定型、设计和工艺重大变更后的鉴定
可靠性鉴定试验方案常用: 定时、定数、 成功率。
GJB899A给出了定时方案
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20
按试验目的分类
可靠性验收试验（RAT）
目的：验证批生产产品的可靠性是否保持在规定的水平
用于：批生产阶段
可靠性验收试验方案常用序贯截尾试验方案
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21
环境应力筛选（ESS）
高加速应力筛选（HASS）
加速寿命试验(ALT-Accelerated Life Test) 加速退化试验(ADT-Accelerated Degradation Test)
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28
可靠性试验考虑的主要因素
在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。
试验条件
可靠性工程试验与可靠性统计试验
可靠性工程试验：
环境应力筛选
可靠性研制试验 可靠性增长试验
可靠性统计试验：
可靠性鉴定试验
可靠性验收试验
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22
Biblioteka Baidu
按试验目的分类
可靠性增长摸底试验
目的：
在研制阶段中期，为了以较少的费用，寻找故障， 并采取有效的改进措施，保证产品具有一定的可靠性 水平和安全。
通过对产品施加模拟实际使用环境的综合环境应力暴 露产品中的潜在缺陷并采取纠正措施，使产品的可靠
性达到规定的要求
用于：
产品研制阶段
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17
按试验目的分类
可靠性增长与可靠性增长试验
可靠性增长贯穿于产品的全寿命周期之中。
可靠性增长试验是指在研制阶段，产品性能基本 达到规定要求后所进行的暴露缺陷，并进行分析和采 取有效的措施改进设计，使产品固有可靠性得到不断 提高的一种试验。可靠性增长试验是一种可靠性工程 试验。
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18
按试验目的分类
可靠性增长试验方法
a.图分析法―利用杜安(Duane)模型 b.统计分析法―利用AMSAA (Army Material System Analysis Activity)模型或Crow 模型
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19
按试验目的分类
可靠性鉴定试验（RQT）
目的：验证产品的设计是否达到规定的可靠性要求
序贯试验
试验中，根据累积的故障数和累积的试验时间，按 试验方案判断，确定接收、拒收、继续试验。 用于验收试验
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25
按试验方式分类
r 拒收区 T(R)=sr-h0
继续试验区
接收区 T(A)=sr+h0
序贯试验示意图
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T
26
按施加应力强度分类
模拟试验（正常应力试验）
模拟产品实际使用中所承受的应力强度而进行的试验
可靠性增长摸底试验（可靠性摸底试验） 可靠性强化试验（RET） 高加速寿命试验（HALT）
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7
研制后期
可靠性增长试验（RGT）
通过试验，激发产品的缺陷，进行分析，采取有效
的纠正措施，使产品的可靠性得到增长，并达到规 定的要求。
它是一个“试验一分析一改进”（TAAF）过程。
GJB1407规定的可靠性增长试验可视为一种特定的 可靠性研制试验
12
可靠性试验分类
按试验场合(地点)分类 按试验目的分类 按抽样方式分类 按试验方式分类 按施加应力强度分类
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13
按试验场合(地点)分类
实验室(内场)试验—模拟产品的现场使用条件 在实验室进行
优点：
①可测得产品的固有可靠性； ②试验(故障)可以再现；
③由于试验条件可以控制，所以试验结果具有可比性；
加速试验
用加大应力的方法，加速产品暴露缺陷，缩短试验时
间的试验
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27
按施加应力强度分类
加速试验
加速应力试验(AST—Accelerated Stress Test)
可靠性强化试验(RET—Reliability Enhancement Test) 高加速寿命试验(HALT—Highly Accelerated Life Test)
可靠性研制试验(402) 可靠性增长试验(403)
可靠性鉴定试验(404)
可靠性验收试验(405)
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3
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期
产品的研制阶段－设计定型阶段－批生产阶段－使用阶段
MTBF
研制阶段
设计定型 批生产 使用阶段 (小批生产)
用于：
航空产品常用于首飞前和调整试飞中。
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按抽样方式分类
抽样试验
抽取产品作样品进行试验，如可靠性鉴定和验收试验
全数试验
每台产品都进行试验，如环境应力筛选
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24
按试验方式分类
截尾试验
试验到中途某一规定的时间或出现规定的故障数， 停止试验。 定时截尾：有替换、无替换 定数截尾：有替换、无替换 常用于可靠性鉴定试验。
对设备应按GJB1032进行ESS，有条件时也可按
GJB/Z34进行定量ESS。除纯机械产品以外的非电 产品可参考GJB1032进行ESS。
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6
研制中期
可靠性研制试验
通过对产品施加适当的环境应力、工作载荷，寻找
产品中的设计缺陷，以改进设计，提高产品的固有 可靠性水平。
包括：
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8
设计定型阶段
可靠性鉴定试验（RQT）
验证产品的设计是否达到了规定的可靠性要求。
它是向使用方提供的一种合格证明。
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9
批生产阶段
可靠性验收试验（RAT）
验证批生产产品的可靠性是否保持在规定的水平。
验证产品可靠性不随生产期间工艺、工装、工作流程 等的变化而降低。
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准确性。试验中把预防性维护作为一项正常操
作程序，并规定维护的内容。
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32
试验条件的重要性
试验条件对产品可靠性有直接影响；
实验室应尽可能模拟产品的实际使用条件；
过应力或欠应力会使可靠性评估不准确。
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33
试验方案
根据试验目的不同，选择不同的试验方案。
a．统计试验方案
鉴定/验收 定时、定数、序贯 GJB899给出了21个序贯和定时试验方案
寿命(t)
4
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研制初期
失效率试验
研制初期→可靠性预计→需要失效率数据→数据来源 ①标准、手册给出 ②由试验获得
元器件筛选(老炼)试验
剔除质量低劣的元器件
插件板或部件筛选
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5
研制中期
设备环境应力筛选（ESS）
发现和排除不良元器件、制造工艺和其它原因引入
的缺陷造成的早期故障。如电子设备的虚焊、松脱、 断裂、短路、开路等。
b．工程试验方案
环境应力筛选 -GJB1032、可靠性增长试验-GJB1407
根据试验方案，确定试验参数和试验时间。
鉴定试验：θ1 、θ0 、 α、β、d、c、T
增长试验：增长率m、增长起始点、增长目标值、总试验 时间。
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34
故障判据
故障定义—如何定义故障
功能故障 参数故障
故障分类
责任
环境条件 工作条件 使用维护条件
试验方案
规定的 试验参数 和试验时间
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故障判据
是否构成故障 的界限值
29
环境条件
主要包括：温度、湿度、振动、低气压、炮振、霉菌 、盐雾等。 国内外故障统计表明，航空机载设备有52%左右的故 障是由环境因素引起的。而其中温度占42%，振动占 27%，湿度占19%。这三种应力引起的故障占环境因 素引起故障（52%）的82%左右，故一般可靠性试验 常采用上述三种环境应力，若需要还可以加低气压应 力。
可靠性试验技术
——概述
北京航空航天大学 姜同敏
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1
内容提纲
1 2 3 4
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期 可靠性试验目的 Click to e 可靠性试验分类 可靠性试验考虑的主要因素
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2
可靠性试验贯穿于产品全寿命周期
可靠性试验：广义而言，凡是为了了解、评价、 分析和提高产品可靠性而进行的试验都可以称之 为可靠性试验。GJB450A在可靠性工作项目中规 定了五种可靠性试验
10
使用阶段
使用维护阶段—现场使用试验（外场试验） 了解产品现场使用可靠性。
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11
可靠性试验的目的
发现产品在设计、材料和工艺方面的缺陷; —发现缺陷 确认是否符合可靠性定量要求 —验证指标 为评估产品的战备完好性、任务成功性、维修 人力费用和保障资源费用提供信息； —提供信息
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②不能严格控制试验条件，随机性大；
③试验（故障）再现的可能性低； ④组织管理工作复杂。
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15
按试验目的分类
环境应力筛选（ESS） 目的：
发现和排除不良元器件、制造工艺和其它原因引入的 缺陷造成的早期故障。
用于：
产品研制阶段和生产阶段。
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16
按试验目的分类
可靠性增长试验（RGT） 目的：
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30
工作条件
功能模式(多种功能模式应按典型战斗任务和使
用情况模拟)
输入/输出信号
负载条件(电负载、机械负载)
电源特性(电压、频率、波形、瞬变等及容差) 产品的启动特性，工作循环等
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31
使用维护条件
应与现场使用时的维护项目与要求相一致，
不进行维护或额外的维护都会影响试验结果的
关联 故障 非关联
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35
非责任
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36
④数据收集和分析较方便；
缺点：
①不能完全模拟现场使用真实条件； ②试验费用大； ③子样少。
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14
按试验场合(地点)分类
现场可靠性试验一在使用现场进行可靠性试验
优点： ①可获得产品的使用可靠性； ②真实的使用条件(包括环境条件、工作条件、使用维护条件）； ③费用小；
④子样大；
缺点： ①数据收集和分析较困难，信息丢失多、数据准确性和完整性差；
用于：设计定型、设计和工艺重大变更后的鉴定
可靠性鉴定试验方案常用: 定时、定数、 成功率。
GJB899A给出了定时方案
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20
按试验目的分类
可靠性验收试验（RAT）
目的：验证批生产产品的可靠性是否保持在规定的水平
用于：批生产阶段
可靠性验收试验方案常用序贯截尾试验方案
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21
环境应力筛选（ESS）
高加速应力筛选（HASS）
加速寿命试验(ALT-Accelerated Life Test) 加速退化试验(ADT-Accelerated Degradation Test)
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28
可靠性试验考虑的主要因素
在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力。
试验条件
可靠性工程试验与可靠性统计试验
可靠性工程试验：
环境应力筛选
可靠性研制试验 可靠性增长试验
可靠性统计试验：
可靠性鉴定试验
可靠性验收试验
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按试验目的分类
可靠性增长摸底试验
目的：
在研制阶段中期，为了以较少的费用，寻找故障， 并采取有效的改进措施，保证产品具有一定的可靠性 水平和安全。
通过对产品施加模拟实际使用环境的综合环境应力暴 露产品中的潜在缺陷并采取纠正措施，使产品的可靠
性达到规定的要求
用于：
产品研制阶段
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按试验目的分类
可靠性增长与可靠性增长试验
可靠性增长贯穿于产品的全寿命周期之中。
可靠性增长试验是指在研制阶段，产品性能基本 达到规定要求后所进行的暴露缺陷，并进行分析和采 取有效的措施改进设计，使产品固有可靠性得到不断 提高的一种试验。可靠性增长试验是一种可靠性工程 试验。
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18
按试验目的分类
可靠性增长试验方法
a.图分析法―利用杜安(Duane)模型 b.统计分析法―利用AMSAA (Army Material System Analysis Activity)模型或Crow 模型
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19
按试验目的分类
可靠性鉴定试验（RQT）
目的：验证产品的设计是否达到规定的可靠性要求
序贯试验
试验中，根据累积的故障数和累积的试验时间，按 试验方案判断，确定接收、拒收、继续试验。 用于验收试验
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25
按试验方式分类
r 拒收区 T(R)=sr-h0
继续试验区
接收区 T(A)=sr+h0
序贯试验示意图
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T
26
按施加应力强度分类
模拟试验（正常应力试验）
模拟产品实际使用中所承受的应力强度而进行的试验
可靠性增长摸底试验（可靠性摸底试验） 可靠性强化试验（RET） 高加速寿命试验（HALT）
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7
研制后期
可靠性增长试验（RGT）
通过试验，激发产品的缺陷，进行分析，采取有效
的纠正措施，使产品的可靠性得到增长，并达到规 定的要求。
它是一个“试验一分析一改进”（TAAF）过程。
GJB1407规定的可靠性增长试验可视为一种特定的 可靠性研制试验
12
可靠性试验分类
按试验场合(地点)分类 按试验目的分类 按抽样方式分类 按试验方式分类 按施加应力强度分类
北京航空航天大学
13
按试验场合(地点)分类
实验室(内场)试验—模拟产品的现场使用条件 在实验室进行
优点：
①可测得产品的固有可靠性； ②试验(故障)可以再现；
③由于试验条件可以控制，所以试验结果具有可比性；
加速试验
用加大应力的方法，加速产品暴露缺陷，缩短试验时
间的试验
北京航空航天大学
27
按施加应力强度分类
加速试验
加速应力试验(AST—Accelerated Stress Test)
可靠性强化试验(RET—Reliability Enhancement Test) 高加速寿命试验(HALT—Highly Accelerated Life Test)