可靠性摸底试验是可靠性研制试验中的一种方法，也称可靠性增长摸底试验，在实际试验过程中，到底“摸”什么呢？本文介绍一下可靠性摸底试验的相关知识，供学习参考。

1、概述

可靠性摸底试验是根据我国国情开展的一种可靠性研制试验。它是一种以可靠性增长为目的，无增长模型，也不确定增长目标值的短时间可靠性增长试验。其试验的目的是在模拟实际使用的综合应力条件下，用较短的时间、较少的费用，暴露产品的潜在缺陷，并及时采取纠正措施，使产品的可靠性水平得到增长，保证产品具有一定的可靠性水平和安全，同时为产品以后的可靠性工作提供信息。

可靠性摸底试验一般在产品有了试验件后就应尽早进行。

2、可靠性摸底试验基本流程

可靠性摸底试验流程主要包括：检查试验前产品状况及相关工作、制定可靠性摸底试验大纲、制定可靠性摸底试验程序、试验前准备工作评审、可靠性摸底试验实施与监控、试验中期评审、试验改进措施与验证、试验结束受试产品检测要求、编写试验报告、试验结束后的评审和受试产品的整修等。其基本流程如图1所示。

图1 可靠性摸底试验流程

3、制定可靠性摸底试验大纲

试验前应制定可靠性摸底试验大纲。其内容主要包括：

a）试验目的；

b）适用范围；

c） 引用标准和文件；

d）受试产品的说明（包括受试产品的组成、功能、技术状态、数量等）；

e）试验设备及检测仪器的说明和要求；

f） 试验方案；

g）试验条件（包括环境条件、工作条件及使用维护条件等）；

h）性能、功能的检测要求（包括检测项目、内容、方法等）；

i）  故障判据、故障分类和故障统计；

j）  试验数据的收集、记录和处理的要求；

k）受试产品的最后处理；

l）  试验进度安排；

m) 组织机构及试验管理的规定；

n）其他有关事项。

4、试验对象

任何一个武器装备的研制过程，都不可能对构成装备的各项产品全部进行可靠性摸底试验。因此，必须考虑产品本身的结构特点、重要度、技术特点、复杂程度以及经费的多少等因素综合权衡来确定可靠性摸底试验的对象。

（1）产品的结构特点

由于机械产品的寿命大多数呈非指数分布，其故障多发区一般集中在耗损阶段，因此对其安排增长摸底试验意义不大。电子产品寿命基本上服从指数分布，且试验环境易于模拟。因此，可靠性摸底试验的对象主要是电子产品。对于部分机电产品，如果试验条件允许，也可安排可靠性摸底试验。

（2）产品的重要度

对于重要度较高的关键产品，为了确保产品在研制初期具有一定的可靠性水平和安全，应安排可靠性摸底试验。例如，航空机载II类或关键III类产品。对于重要度较低的产品(例如，航空机载一般III类或III类以下产品),其可靠度主要通过可靠性设计分析来保证，一般不必安排可靠性摸底试验。

（3）产品的技术特点

对于采用了大量的新技术、新材料、新工艺，技术跨度大，缺乏继承性等技术特点的新研产品，应安排可靠性摸底试验，并根据增长摸底试验的情况，确定可靠性较为薄弱的关键产品，进而安排可靠性增长试验。对于采用新设计较少，技术跨度较小，继承性较高，设计较为成熟，初始可靠性水平较高的产品，一般不安排可靠性摸底试验。

（4）产品的复杂程度

对于所使用的电子元器件数量和种类较少的产品，其可靠性可通过设计过程的可靠性分析来保证。这种产品在短时间内发生故障的概率很低，对它们安排可靠性摸底试验的意义不大；对于所使用的电子元器件数量和种类较多的关键复杂产品，应优先安排可靠性摸底试验。

因此，建议可靠性摸底试验以较为复杂的、重要度较高的、无继承性的新研或改型电子产品为主要对象，类似的机电产品也可适当考虑。

     （5）试验时间

应根据以往同类产品试验时故障发生情况，以及新研产品在设计中可靠性工作的开展情况，来确定产品可靠性摸底试验的时间。

根据我国目前产品可靠性水平及工程经验，通常可靠性摸底试验的试验时间取100～200小时较为合适。可以对某一型号研制统一规定，也可以根据产品复杂程度、重要度、技术特点、可靠性要求等因素对各种产品分别确定试验时间。若分别确定试验时间，通常可取设计定型最低可接受值的20%～30%左右。

     （6）试验剖面

应模拟产品实际的使用条件制定试验剖面，包括环境条件、工作条件和使用维护条件。由于可靠性摸底试验是在产品研制阶段的初期实施，不可能有实测数据。因此，一般按GJB 899-90《可靠性鉴定和验收试验》确定试验剖面，具体方法见4.4章。在不破坏产品且不会有引起与现场使用时不相符的故障的前提下，可以使用加速应力。

     （7）受试产品

受试产品应具备产品规范要求的功能和性能。受试产品在设计、材料、结构与布局及工艺等方面应能基本反映将来生产的产品。

5、制定可靠性摸底试验程序

可靠性摸底试验程序是对可靠性摸底试验大纲的实施，详细说明可靠性摸底试验中有关设备的使用方法，以及试验的具体实施方法和步骤。可靠性摸底试验程序供使用方用来作为审查和批准承制方进行可靠性摸底试验、监督试验和评价试验结果的依据之一。

可靠性摸底试验程序的内容主要包括：

      a)   编写试验程序的目的；

      b)  适用范围；

      c)   引用标准和文件；

      d) 受试系统的说明及要求（包括受试产品组成单元清单，拟安排试验的单元清单、功能、最近的技术状态以及获准的更改、偏离、超差的说明或图样目录等）；

      e) 试验设备与检测仪器（包括试验设备与检测仪器的名称、型号、规格、制造厂家、技术指标、计量标定及全套试验装置、受试产品和检测仪器的安装布局简图等）；

      f) 试验方案；

      g) 试验条件（列出温度、湿度、振动、电应力等具体的试验应力施加方法，给出具体可操作的试验剖面）；

      h) 性能、功能检测（含检测功能、性能参数的环境条件，检测表格和内容、检测内容的容差、检测点的设置等）；

      i) 故障处理（含故障定位、故障处理步骤、采取纠正措施后重新投入试验的要求等）；

      j) 试验中出现重大事故的处理办法；

     k) 试验前准备工作，试验中的工作内容及试验后的要求等；

      l) 其他有关事项。

试验程序应由产品承试单位编写。对上述试验程序的内容可以针对不同产品特点适当剪裁。

6、可靠性摸底试验实施与监控

（1）试验检查要求

a）试验前受试产品检测要求

试验前，受试产品功能和性能检测应在受试产品装入试验设备后进行，检测的功能和性能应符合受试产品技术规范的要求，并作为与试验期间和试验结束时检测的功能和性能进行比较的基准；

b）试验期间受试产品检测要求

每一试验循环期间，应测量和记录受试产品的功能和性能，确定受试产品是否符合其技术规范的要求，并将检测的结果与试验前和试验期间其他循环中检测的结果进行比较，以确定受试产品是否具备应有的功能以及性能变化的趋势。

（2）故障、故障分类、故障分析及其处理

      a）故障

就试验而言，故障是指原先为合格的产品在规定的条件下，其一个或几个功能丧失，或其指标超出了允许范围；也包括影响设备功能的机械部件、结构部件或元器件的破裂、断裂或损坏；

b）故障分类

若使用方无其他规定，则可靠性摸底试验中出现的所有故障应按GJB451A《可靠性维修性保障性术语》规定分为关联故障和非关联故障。关联故障应进一步分为责任故障和非责任故障；

c） 故障分析及处理

对试验过程中出现的故障，应进行故障模式和故障机理分析，当产品故障定位已经确认到元器件，并需要进一步确定其故障机理时应进行元器件故障分析；

故障处理应按试验程序的规定进行，一般是：

1）发生故障时，应予以记录；

2）故障定位

故障定位，即如何层层分析、分解到故障发生的准确部位，得出定位的依据，确认定位的结果；

3）故障机理分析

故障机理是指引起故障的物理、化学、生物或其他过程。故障机理分析是指分析故障内在的原因；

4）故障复现

若无法定位或担心故障定位不明确，可采用故障复现的方法协助定位；

5）措施及验证情况

对已定位的故障应采取纠正措施，并说明所采取的纠正措施的确认和实施情况，进行验证试验的结果及有效性，纠正措施在文件上的落实情况（技术文件名称和编号）等。

（3）预防性维修

凡是在技术条件中或现场的使用维修条例中，对把预防性维修作为实际使用过程中一项正常操作程序的产品，在其可靠性试验中应包括此项预防性维修程序，但在可靠性摸底试验期间和产品修理期间不允许进行其他额外的维修，除非试验合同中另有规定。预防性维修应在试验大纲中加以规定。

7、实施要点

（a）在可靠性摸底试验前，必须完成可靠性预计、FMECA等可靠性设计工作，同批产品应完成所规定的环境试验项目及环境应力筛选。

      （b）产品的技术状态应满足可靠性摸底试验的要求。

      （c）试验过程中的产品监测记录应完整，以保证为分析故障原因提供准确、真实的信息。

8、案例

某型号研制过程中，在综合权衡产品的结构特点、重要度、技术特点、复杂程度及经费等因素后确定若干个产品进行可靠性摸底试验，并且统一规定了可靠性增长试验的试验时间为160小时。其中某电子产品进行的可靠性摸底试验，按照试验剖面每个循环为8小时，共进行20个循环。

受试产品属于S型件，即产品的设计、材料、结构、布局与工艺等方面基本反映将来设计定型产品的技术状态。

试验前，受试产品已具备技术规范所要求的功能和性能；受试产品按GJB  299B和GJB 813的应力分析法，进行了可靠性预计，其预计值大于成熟期设计目标值；受试产品按GJB1391进行了故障模式影响及危害性分析（FMECA）；受试产品按GJB 1032进行了环境应力筛选，剔除了早期故障；同批产品按型号的研制要求完成了规定的环境试验项目。

    该产品可靠性摸底试验所用的试验设备为综合环境试验系统。该试验系统具备温度应力，湿度应力，振动应力同时施加的能力，并具备施加应力量值、变化速率、时间顺序等记忆与程序控制功能，能满足试验产品的综合环境应力的施加要求。试验用所有仪器均经计量部门鉴定合格，且在有效期内，其精度满足被测参数容差的1/3。

本次试验按照综合环境试验条件进行，综合环境试验条件的应力包括：温度应力、湿度应力、振动应力。试验剖面如图2所示。

图2 某电子产品可靠性摸底试验剖面图

试验过程中，受试产品分别在11、19、21、29、89、122.5、146小时各出现一次故障，对每次故障进行分析，并采取纠正措施，使产品的固有可靠性得到了增长。