在復(fù)雜裝備的研制與鑒定中，同時(shí)驗(yàn)證產(chǎn)品的壽命與可靠性指標(biāo)往往耗費(fèi)巨大。本次解析“壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)法”。該方法并非簡單疊加，而是通過精密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與條件控制，在一次試驗(yàn)中同步考核產(chǎn)品的壽命與可靠性，顯著提升驗(yàn)證效率和經(jīng)濟(jì)效益。文章系統(tǒng)闡述了該方法的適用前提（如雙指標(biāo)要求、試驗(yàn)剖面兼容性）、核心實(shí)施要素（包括壽命指標(biāo)驗(yàn)證的兩種路徑、試驗(yàn)剖面制定的優(yōu)先原則、關(guān)鍵試驗(yàn)時(shí)間的確定邏輯、樣本量考量、獨(dú)特的故障判據(jù)與處理流程），并特別探討了當(dāng)壽命與可靠性試驗(yàn)時(shí)間差異顯著時(shí)的優(yōu)化策略（如調(diào)整統(tǒng)計(jì)方案或分階段試驗(yàn)）。對(duì)于面臨產(chǎn)品長壽命、高可靠性驗(yàn)證挑戰(zhàn)的工程師和管理者，本文提供了極具操作性的指導(dǎo)，給您高效、精準(zhǔn)地完成產(chǎn)品綜合驗(yàn)證任務(wù)有所幫助。
采用綜合驗(yàn)證試驗(yàn)法具備的條件
當(dāng)產(chǎn)品同時(shí)具備以下條件時(shí)，可以應(yīng)用壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)方法（以下簡稱：綜合驗(yàn)證試驗(yàn)法），通過一次試驗(yàn)給出產(chǎn)品的壽命值和可靠性驗(yàn)證值：
（a）該產(chǎn)品既有可靠性指標(biāo)要求，又有壽命指標(biāo)要求，且有關(guān)合同規(guī)定該產(chǎn)品要進(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)；
（b）經(jīng)分析判定，所施加的試驗(yàn)條件（剖面）能夠同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的壽命和可靠性進(jìn)行驗(yàn)證考核；
（c）經(jīng)權(quán)衡分析判定，進(jìn)行壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)，比分別進(jìn)行可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)更為經(jīng)濟(jì)、有效的產(chǎn)品。
采用綜合驗(yàn)證試驗(yàn)法具備的條件
用綜合驗(yàn)證試驗(yàn)法對(duì)產(chǎn)品壽命指標(biāo)的驗(yàn)證評(píng)估通常采用以下兩種方法：
一是如前所介紹的工程經(jīng)驗(yàn)法，該方法是目前國內(nèi)航空產(chǎn)品用得最多的一種定延壽方法。這種方法通常采用定時(shí)截尾試驗(yàn)。
二是分析法（定時(shí)截尾試驗(yàn)），在產(chǎn)品故障分布服從正態(tài)分布的假設(shè)前提下，可應(yīng)用分析法。分析法給出的壽命評(píng)估結(jié)果較工程經(jīng)驗(yàn)法精確，但所需的受試品樣本量較大（不少5臺(tái)），且要求70%的受試產(chǎn)品在試驗(yàn)截止時(shí)間前已發(fā)生耗損故障，故試驗(yàn)時(shí)間也較長。
試驗(yàn)條件
產(chǎn)品壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)條件（剖面）應(yīng)按以下要求：
（1）為了使試驗(yàn)結(jié)果能夠真實(shí)地反映產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)使用的情況，其試驗(yàn)條件（剖面）應(yīng)能模擬產(chǎn)品的主要使用環(huán)境，包括工作應(yīng)力、環(huán)境應(yīng)力及維護(hù)使用條件等。但通過分析如能證明產(chǎn)品的壽命長短與可靠性高低主要取決于使用環(huán)境中的部分環(huán)境應(yīng)力與工作應(yīng)力，而與其它環(huán)境應(yīng)力與工作應(yīng)力不相關(guān)，或關(guān)系不大，則試驗(yàn)條件（剖面）中應(yīng)只保留對(duì)產(chǎn)品的壽命與可靠性影響較大的那些環(huán)境應(yīng)力和工作應(yīng)力。
（2）試驗(yàn)條件（剖面）應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的壽命剖面（含任務(wù)剖面）來確定。
（3）優(yōu)先選用產(chǎn)品在實(shí)際使用中的實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)來制定試驗(yàn)條件（剖面）。如無實(shí)測(cè)應(yīng)力，可使用根據(jù)處于相似位置，具有相似用途的產(chǎn)品在執(zhí)行相似任務(wù)剖面時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后確定的應(yīng)力。如實(shí)測(cè)應(yīng)力和相似產(chǎn)品的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均無法得到，可以應(yīng)用GJB899《可靠性鑒定與驗(yàn)收試驗(yàn)》附錄B中的數(shù)據(jù)、公式和方法導(dǎo)出相應(yīng)的振動(dòng)、溫度、濕度等環(huán)境應(yīng)力。
試驗(yàn)時(shí)間
壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)一般采用定時(shí)截尾試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間取決于受試產(chǎn)品的壽命與可靠性指標(biāo)、產(chǎn)品的重要度以及可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案的參數(shù)等因素。
（1）壽命試驗(yàn)所需的最少試驗(yàn)時(shí)間TL如采用工程經(jīng)驗(yàn)法，壽命指標(biāo)驗(yàn)證所需的最少試驗(yàn)總時(shí)間TL可按下公式確定：
試驗(yàn)總時(shí)間 TL≥n·K·T0
式中：n——受試品數(shù)量
T0——受試產(chǎn)品規(guī)定的壽命
K——工程經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由承制方與訂購方視產(chǎn)品的重要度及相似產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)等因素共同確定。
如采用分析法對(duì)壽命指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，為保證評(píng)估的精度，應(yīng)在70℅的試品出現(xiàn)故障時(shí)定為試驗(yàn)截止時(shí)間TZ。
試驗(yàn)總時(shí)間 TL≥n·TZ
式中：n—受試品數(shù)量
TZ —n的70℅受試品出現(xiàn)故障時(shí)的時(shí)間。
（2）壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)總時(shí)間TLR
壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)總時(shí)間TLR應(yīng)取TL與TR（可靠性試驗(yàn)最少試驗(yàn)總時(shí)間）兩者中的較大值。
如果TL> TR，且大得較多，則可根據(jù)TL值，重新調(diào)整可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)參數(shù)值，選取更小的α、β、或d，適當(dāng)增加TR，從而在不增加試驗(yàn)成本的前提下，進(jìn)一步降低試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并提高可靠性估計(jì)值的置信度。
如果TR> TL，且大得較多，則可將壽命指標(biāo)驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)成兩個(gè)階段：
第一階段，仍按原先規(guī)定的產(chǎn)品壽命規(guī)定值T0的要求進(jìn)行試驗(yàn)，定時(shí)截尾試驗(yàn)時(shí)間為K·T0（或TZ）。該階段試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)給出產(chǎn)品能否達(dá)到規(guī)定的壽命值T0的結(jié)論。如所有受試品在K·T0（或TZ）內(nèi)均未出現(xiàn)關(guān)聯(lián)故障，則可進(jìn)行第二階段試驗(yàn)。
第二階段，將單臺(tái)試驗(yàn)截止時(shí)間延至（TR／n）小時(shí)，則總試驗(yàn)時(shí)間最多為TR小時(shí)。該階段試驗(yàn)結(jié)束后，連同第一階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以對(duì)受試產(chǎn)品的壽命值進(jìn)行評(píng)估，從而為該產(chǎn)品的延壽提供依據(jù)。
受試品數(shù)量
（a）受試品數(shù)量一般不應(yīng)少于2臺(tái)。
（b）如用分析法對(duì)壽命指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，則受試品失效數(shù)r應(yīng)至少等于5，故受試品數(shù)量亦至少為5臺(tái)。
（c）在采用增加受試品數(shù)量有利于降低總成本（試品價(jià)格＋試驗(yàn)成本）的前提下，可適當(dāng)增加受試品數(shù)量，使TL =n·K·T0盡量接近TR，但仍應(yīng)保證每臺(tái)試品的試驗(yàn)截止時(shí)間不得少于規(guī)定的（K·T0）小時(shí)。
故障判據(jù)
對(duì)產(chǎn)品壽命指標(biāo)的考核與對(duì)可靠性指標(biāo)的考核，其故障判據(jù)是不相同的?？己藟勖笜?biāo)的故障判據(jù)是：
對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品，在壽命試驗(yàn)期間，凡引起產(chǎn)品更換的所有偶然失效和耗損故障均判為產(chǎn)品故障。對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品，其故障只計(jì)及引起產(chǎn)品翻修的耗損性故障，如磨損、老化、疲勞斷裂等。
對(duì)壽命指標(biāo)的評(píng)估
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，可用相應(yīng)評(píng)估方法對(duì)壽命指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。分析方法有工程經(jīng)驗(yàn)法以及分析法（定時(shí)截尾試驗(yàn)）。
預(yù)防性維修
在壽命與可靠性綜合驗(yàn)證試驗(yàn)期間，只允許進(jìn)行產(chǎn)品使用期間規(guī)定的，和已列入經(jīng)批準(zhǔn)的試驗(yàn)程序中的預(yù)防性維修措施，如定時(shí)更換易損件，定時(shí)進(jìn)行潤滑、清洗、校準(zhǔn)等。
故障處理
（a）試驗(yàn)中發(fā)生故障，應(yīng)立即停止試驗(yàn)，并將故障情況詳細(xì)予以記錄。
（b）撤出故障件進(jìn)行故障分析。在此期間，其它試件是繼續(xù)試驗(yàn)，還是等故障件（可修復(fù)產(chǎn)品）修好后再裝入試驗(yàn)箱內(nèi)與其它未發(fā)生故障的試品同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)？可視情況決定。但只要未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，每臺(tái)試品至少要試驗(yàn)到截止時(shí)間TZ（TZ=K·T0）才能終止；
（c）故障分析結(jié)果表明，發(fā)生的故障如屬于關(guān)聯(lián)故障，則該試件用于考核壽命指標(biāo)的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束。如果因可靠性指標(biāo)考核的需要，仍需將該試件修復(fù)，并重新投入試驗(yàn)的話，必須更換所有故障零部件，其中包括由其它零部件故障引起應(yīng)力超出允許額定值的零部件；（d）故障分析結(jié)果表明，發(fā)生的故障屬非關(guān)聯(lián)責(zé)任故障，則應(yīng)將由于此非關(guān)聯(lián)責(zé)任故障對(duì)試件所造成的影響予以消除，并經(jīng)證實(shí)其修理有效后，才能繼續(xù)試驗(yàn)；
（e） 除非事先規(guī)定或經(jīng)訂購方批準(zhǔn)，不應(yīng)隨意更換未出故障的模塊或部件。
試品處理
產(chǎn)品作為有壽件，試品經(jīng)試驗(yàn)后，不管是否發(fā)生過故障，一般不再交付使用。但對(duì)于價(jià)格昂貴的可修復(fù)產(chǎn)品，在進(jìn)行充分論證的基礎(chǔ)上，如認(rèn)為有必要進(jìn)一步挖掘其使用潛力，可按規(guī)定的要求與程序?qū)κ茉嚻愤M(jìn)行大修，使其恢復(fù)到規(guī)定的技術(shù)狀態(tài)后，可作為該產(chǎn)品翻修間隔期壽命試驗(yàn)的試件，繼續(xù)投入試驗(yàn)。
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