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來源：科鑒檢測4001089880

可靠性指標(biāo)驗(yàn)證是為考核產(chǎn)品在預(yù)期銷售使用的各個(gè)地域下的各種典型工作環(huán)境條件下的可靠性指標(biāo)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性指標(biāo)要求，并對出現(xiàn)的故障采用FRACAS系統(tǒng)進(jìn)行歸零管理，最終提供產(chǎn)品可靠性指標(biāo)符合規(guī)定要求的證明。

1.適用對象

在研發(fā)單位指定的研發(fā)任務(wù)書中或相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了可靠性指標(biāo)要求的產(chǎn)品（包括成套設(shè)備和關(guān)鍵部件）均應(yīng)開展可靠性指標(biāo)驗(yàn)證。

2.可靠性指標(biāo)驗(yàn)證開展時(shí)機(jī)

可靠性指標(biāo)考核通常在正樣機(jī)定型前完成，由于可靠性指標(biāo)考核相對功能性能測試、安規(guī)與電磁兼容測試、環(huán)境試驗(yàn)等檢測試驗(yàn)時(shí)間更長，因此，往往要求在這些（必要的）檢測試驗(yàn)后再開展可靠性指標(biāo)驗(yàn)證。開展可靠性指標(biāo)驗(yàn)證前，產(chǎn)品之前的故障原則上應(yīng)該完成了故障歸零，樣機(jī)和備件的技術(shù)狀態(tài)應(yīng)基本固化且一致。

3.可靠性指標(biāo)的必要性

以往，不少國家軍工裝備因?yàn)楣收下矢撸床豢煽浚?dǎo)致部署后無法形成戰(zhàn)斗力、高昂的維修保障成本、甚至在戰(zhàn)場上掉鏈子。無論是世界發(fā)達(dá)國家還是我國，在軍工裝備可靠性方面吃過不少這樣的苦頭。可靠性工程主要從上世紀(jì)50年代開始，在德國、美國等軍事發(fā)達(dá)國家的軍工行業(yè)中得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，并自上世紀(jì)90年代開始被中國軍工界逐步引入，經(jīng)過1990年至2005年間15年的努力得到推廣應(yīng)用，對我國軍工裝備質(zhì)量快速和大幅提升發(fā)揮了重大的作用。當(dāng)前，世界軍事強(qiáng)國（包括我國）在裝備研制過程中，均重點(diǎn)管控研發(fā)裝備的可靠性水平是否達(dá)標(biāo)，并嚴(yán)格要求無條件進(jìn)行多層級、嚴(yán)格的可靠性指標(biāo)的驗(yàn)證。

針對民用市場，民用航空、高鐵、電網(wǎng)等等行業(yè)對可靠性也十分重視。對很多行業(yè)而言，產(chǎn)品的可靠性問題不至于造成機(jī)毀人亡，但產(chǎn)品故障率高對企業(yè)品牌和信譽(yù)的侵蝕是巨大的，對售后維修保障造成的壓力是巨大的，也應(yīng)該高度重視產(chǎn)品的可靠性。特別是高端產(chǎn)品領(lǐng)域，可靠性差距是中國制造與國際先進(jìn)企業(yè)的最主要的一個(gè)差距，造成了連國內(nèi)的大用戶對中國制造信心都不足。如截至2016年我國超過90%的醫(yī)用核磁、80%的醫(yī)用CT/B超/放療裝備、70%工業(yè)機(jī)器人仍然依賴進(jìn)口，而這些高端產(chǎn)品我國都有大量的供應(yīng)廠商甚至不乏知名龍頭企業(yè)。在不少高端裝備和產(chǎn)品領(lǐng)域，這種大量依賴進(jìn)口的局面雖然逐步在扭轉(zhuǎn)，但仍然比比皆是。由此可見，可靠性是我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)特別是高端工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個(gè)重要抓手。

因此，無論相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是否具有相關(guān)可靠性指標(biāo)要求或其高低水平如何，鼓勵(lì)研發(fā)單位特別是行業(yè)龍頭企業(yè)在新產(chǎn)品需求分析和論證過程中，應(yīng)針對國內(nèi)外主要競爭對手同類產(chǎn)品可靠性水平（通常以平均故障間隔時(shí)間（MTBF）來衡量）和用戶對產(chǎn)品可靠性的期望或要求，提出具有競爭力和滿足用戶需求的可靠性指標(biāo)要求，作為研發(fā)管控的一個(gè)重要指標(biāo)，以提升產(chǎn)品上市后的競爭力和客戶信任度。

4.可靠性指標(biāo)參數(shù)的選取

4.1平均故障間隔時(shí)間（MTBF）

通常對于可修復(fù)（能修復(fù)、值得修復(fù)、有修復(fù)價(jià)值）的產(chǎn)品采用。可修復(fù)的產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)可以發(fā)生多次故障，每次故障修復(fù)后可繼續(xù)使用。電子設(shè)備是最典型的可修復(fù)產(chǎn)品，幾乎所有組成層級較高的產(chǎn)品和大系統(tǒng)均具有可修復(fù)性，因此，MTBF使用最為廣泛。

當(dāng)然，平均故障間隔時(shí)間的時(shí)間是指廣義的時(shí)間單位，可能為小時(shí)、年、里程、次數(shù)、高壓時(shí)間等單位，那么這里面涉及到一個(gè)時(shí)間轉(zhuǎn)換問題。

如某品牌的電飯煲要求的平均故障間隔時(shí)間為５年，在實(shí)際考核過程中通常采用小時(shí)為單位進(jìn)行試驗(yàn)考核，如何轉(zhuǎn)換呢？通常地，一個(gè)電飯煲通常一天煮２頓飯，煮一頓飯時(shí)間約２小時(shí)，一天使用約４小時(shí)，按照１年365天計(jì)算，則該電飯煲的平均故障間隔時(shí)間可以轉(zhuǎn)換成365×4×5＝7300小時(shí)，當(dāng)然這其中包含模擬煮飯次數(shù)為365×2×5＝3650次(意味著通斷電和工作狀態(tài)對應(yīng)考核要求)。

又如，某品牌分析儀器要求平均故障間隔時(shí)間為2年，如何轉(zhuǎn)變成考核時(shí)間呢？我們分析下該分析儀器的典型使用場景，通常地，該儀器在實(shí)驗(yàn)室使用，實(shí)驗(yàn)室一年正常使用時(shí)間約為250天，每天工作期間開機(jī)8小時(shí)，則平均故障間隔時(shí)間２年對應(yīng)的小時(shí)為250×2×8＝4000小時(shí)。即該儀器可按照MTBF≥4000小時(shí)進(jìn)行考核。

4.2平均失效前壽命（MTTF）

通常對于不可修復(fù)（不能修復(fù)、不值得修復(fù)、沒有修復(fù)價(jià)值）的產(chǎn)品（儀器、醫(yī)療等行業(yè)通常作為耗材的一部分）采用。不可修復(fù)的產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)只有一次失效，一旦發(fā)生失效，該產(chǎn)品壽命就終結(jié)，不能再繼續(xù)使用。因此，通常也可稱作壽命。

4.3任務(wù)可靠度(R)/ 成功率(P)

通常對于在長期壽命歷程中僅有短時(shí)間執(zhí)行任務(wù)且對任務(wù)成功要求高的情況下使用，如火箭發(fā)射、導(dǎo)彈發(fā)射、鉆探儀器鉆井等適合采用任務(wù)可靠度或成功率。對于可多次重復(fù)使用的產(chǎn)品通常采用任務(wù)可靠度(R)，而對于一次性使用的產(chǎn)品通常采用成功率(P)。這兩個(gè)指標(biāo)通常沒有嚴(yán)格區(qū)別，隨著技術(shù)的發(fā)展即便是一次性使用的產(chǎn)品也可以通過模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)執(zhí)行任務(wù)。

4.4質(zhì)保期內(nèi)返修率

其實(shí)，在民用市場，最合理、最貼合企業(yè)需要的指標(biāo)是質(zhì)保期內(nèi)返修率，如質(zhì)保期1年內(nèi)返修率要求不高于3%，意味著投出去的每100個(gè)產(chǎn)品在1年質(zhì)保期內(nèi)故障產(chǎn)品次數(shù)不應(yīng)超過3次。筆者認(rèn)為質(zhì)保期內(nèi)返修率指標(biāo)是一個(gè)較為完美的可靠性指標(biāo)，因?yàn)樗幸?guī)定時(shí)間和可靠度雙重約束，與售后質(zhì)量統(tǒng)計(jì)和成本管控結(jié)合得十分緊密。

但是該指標(biāo)往往是一個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，也就說說需要用大量在市場上用戶使用的產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證，才具有代表性。在研制階段，如果只能夠提供3、5個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證，似乎得不出返修率指標(biāo)。為什么說是似乎呢，返修率可看成不可靠度，根據(jù)R＝e^(λt)的可靠度函數(shù)關(guān)系，即t=質(zhì)保期時(shí)，R＝1－返修率，則可以求解出λ，而MTBF＝1/λ，當(dāng)然這個(gè)λ對應(yīng)的故障應(yīng)為不影響用戶使用不會(huì)導(dǎo)致返修的故障。由此可見，質(zhì)保期內(nèi)返修率可轉(zhuǎn)化成為MTBF進(jìn)行考核。

為什么我們看到有些產(chǎn)品的MTBF要求很高甚至遠(yuǎn)超出產(chǎn)品的使用壽命的原因，就是因?yàn)楦鶕?jù)質(zhì)保期內(nèi)返修率作了MTBF轉(zhuǎn)換的結(jié)果。如某品牌手機(jī)質(zhì)保期2年，質(zhì)保期內(nèi)返修率為3%，則意味著每100個(gè)手機(jī)在2年使用期后97個(gè)仍然完好，則其MTBF＝（97×2+3×1）÷3＝66年，在此假定了故障服從均勻分布，故障產(chǎn)品的使用時(shí)間均按質(zhì)保期的一半時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。因此，考核一個(gè)手機(jī)的MTBF是66年，顯得似乎艱難了，當(dāng)然，可以采用數(shù)臺樣機(jī)進(jìn)行考核以縮短考核時(shí)間。

4.5其他可靠性指標(biāo)質(zhì)保期內(nèi)返修率

當(dāng)然，還有一些其它的可靠性指標(biāo)參數(shù)，在此不一一列出，讀者如果感興趣，推薦閱讀《GJB 1909A-2009 裝備可靠性維修性保障性要求論證》標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自身產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)選取。