GB T 5080.1-2012 可靠性试验.第1部分：试验条件和统计检验原理.pdf

1、ICS 03.120. 10;03. 120.30 L 05 道国中华人民ft J庐、和国国家标准GB/T 5080. 1-20 12/IEC 60300-3-5: 200 1 代替GBjT5080.1-1986 可靠性试验第1部分:试验条件和统计检验原理Reliability testing一Part 1 : 1rest conditions and statistical test principles (IEC 60300-3-5: 2001 , Dependability management Part 3-5: Application guide-Reliability test c

2、onditions and statistical test principles, IDT) 2012-11-05发布2013-02-15实施二J州附eF立:1:;三、时v中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 目次前言.v 啕wu112267778890111666677899011222246 1iTi-咱i咱i咱i咱ii咱i唱i1i咱i咱inLqLnLnLnLnLOLnLnL则修范原维规语u川口尾型般性件测提略的类一复条监Huu截.晴目类用验验验的修验类的即法持川口的分案利试试试件和试范

3、分能间组方件轩义UU验验方的的定较条件境规效性时品的析文点定号uu试试验范果分验测比验条环件失品别析验析产品据型分用义和语符性性试规结区试性性试验和条和产类分试分理产数模和引定语略表求言靠靠计验验的证靠靠件择试作修集试效效关据修理效效具性和术缩图要绪可可统试试目验可可条选预工维收受失失相数不修失失工围范语般据验据验计于范规术JJJ-JJJJJJ根JJJ试JJJA数JJJA试JJJJ统=仨qdqdquAtd哇A哇A哇A且XA哇EJVFDFURUAU民uauq吁q，。，。000。0002Hdti吗LqdaaFHUFUntoonuGB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200

4、1 9.1 工具描述.269.2 各工具之间的关系.27 9.3 分析方法.299.4 最终结论和可能采取的措施.31 10 试验报告.32 10.1 试验日志和数据记录.32 10.2 试验条件和观测记录.32 10.3 失效报告.33 10.4 失效的摘要资料.34 10.5 失效的更换产品和备件清单(可选的). . 34 10.6 最终报告.35附录A(资料性附录数据筛选.A. 1 失效模式分类.36 A. 2 故障分类.37 A. 3 不同失效模式混合.37 A.4 不同母体混合.37 A. 5 故障诊断.38 A.6 试验设施故障.39 附录B(资料性附录一般示例.40 B.1 概述

5、 40 B.2 HPP(齐次泊松过程)的验证试验.40 B.3 威布尔分布的测定试验. 40 B.4 幕律模型的测定试验(例。.40 B.5 恒定失效强度的比较试验. 41 B.6 成功/失败率的验证试验.41 B.7 幕律模型的测定试验(例2). 41 B.8 失效率和失效强度的区别. 41 参考文献.43 图1相同风险率下截尾序贯试验与定时/定数截尾试验之间的比较.12 图2作出判决的期望累计相关试验时间是产品真实MTBF的函数.13 图3试验方案B.5和B.8的oc曲线(lEC61124: 1997的例子.14 图4失效前时间例子.22 图5定时/定数截尾例子.23 图6多重截尾例子.2

6、3 图7单个修理产品失效间工作时间例子.24 图8单个修理产品失效间隔时间递增趋势例子(失效强度). . . . 25 图9具有恒定失效强度的单个修理产品累计失效数与工作时间关系例子.25 图10不修理产品适用的分析类型.28 图11修理产品适用的分析类型.28 图12估计适用的工具.29 E GB/T 5080. 1-2012/IEC 60300-3-5:2001 图13验证试验适用的工具.30 图14比较试验适用的工具.31 图A.1排列图例子.36 图A.2故障分类例子. . . 37 图A.3不同失效模式混合例子.37 图A.4母体混合例子.38 图A.5诊断问题例子.38 图A.6数

7、据聚集例子.39 表1统计试验方案类型.12 表2统计试验方案比较.13 表3假设检验中各种情况汇总(以IEC61124:1997中的试验方案B.5为例.14表4失效数据分析适用模型一览表.25 表5拟合优度检验方法.26 表6可靠性特征量的点估计和区间估计方法. . . . 27 表7可信性特征量的验证试验方法.27 表8比较试验方法.27 表9不修理产品适用的工具.29 表10修理产品适用的工具.30 表11验证试验适用的工具.30 表12比较试验适用的工具.31而且 飞工/ / , 、/ / , 飞1 r / GB/T 5080. 1-2012/IEC 60300-3-5:2001 .o

8、.c. -目tl1=1 GBjT 5080(可靠性试验分为六个部分z一一第1部分z试验条件和统计检验原理z第2部分z试验周期设计;第4部分z指数分布情况下的点估计、置信区间、预测区间和容许区间统计方法;一一第5部分z成功率的验证试验方案;一一第6部分z恒定失效率假设的有效性检验E一一第7部分z恒定失效率假设下的失效率与平均元故障时间的验证试验方案。注z上面所列之所以缺少第3部分，是因为对应于IEC的相应部分是国家标准GB/T7288. 1-1987c英文版。与本部分中规范性引用的国际标准有一致性对应关系的我国国家标准如下z一一GBjT5080. 5-200 X 可靠性试验成功率的验证试验方案。

9、EC61123: 1991 , IDT) 一-GBjT5080. 7-200 X 可靠性试验恒定失效率和恒定失效强度的验证试验。EC61124: 1997 ,IDT) 一一GBjT5081-200 X 现场可信性数据收集(lEC60300-3-2: 1993 , IDT) 一-GBjT7829-200 X 故障树分析(FTA)程序。EC61025 :1 990 ,IDT) 上述国家标准已经在修订中。本部分与IEC60300-3-5 :2001相比存在差异如下z在规范性引用文件中增加GBjT7288(所有部分的引用。本部分的3.1术语和定义的条编号作了编辑性修改，即由于IEC60300-3-5:

10、 2001的3.1.6determination test和3.1. 8 estimation test两个术语，在汉语上是一个术语测定试验，且定义是一致的，因此将它们合并成本部分的3.1. 6测定试验determinationtestj estimation V GB/T 5080. 1-2012/IEC 60300-3-5: 200 1 test。本部分的3.1术语与定义的条编号3.1. 83. 1. 41对应于IEC60300-3-5: 2001的3.1 Terms and definitions的条编号3.1. 93. 1. 420 一一在参考文献中增加GB/T9414(所有部分)、G

11、B/T15174-1994和IEC61704的标准文献。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会(SAC/TC24)归口。本部分起草单位z工业和信息化部电子第五研究所、北京航空工程技术研究中心。本部分主要起草人:Jl志礼、李新样、张藤、梅文华。本部分所代替标准的历次版本发布情况z一一-GB/T5080. 1-1986。 、 / / / / / / / / / / / , 飞 / 二_-/_-卢，/ M GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 引GB/T 5080的本部分是有关可靠性试验条件，以及用于修理产

12、品或不修理产品可靠性试验数据分析统计工具系列标准的应用指南。本部分是恰当选择有关试验条件和统计分析适用标准的指南。本部分也是可靠性试验设计、实施和数据处理的通用指南。利用本部分，使用者能够为一个具体可靠性试验的设计、实施及其数据分析选择适宜和必需的其他各种标准。因此，本部分涉及到处理恒定、非恒定失效强度和失效率，以及其他如成功率/失败率量度的统计工具。本部分与一些适用的环境条件、工作条件和统计方法标准一起使用。引EGB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 可靠性试验第1部分:试验条件和统计检验原理1 范围GBjT 5080的本部分为可靠性试验设计、实施和利用统计

13、方法分析试验数据提供指南。本部分阐述的试验涉及修理产品和不修理产品，以及检验产品是否具有恒定失效强度或失效率。本部分造用于z一一当根据合同明确或隐含的要求进行可靠性试验时z当设计可靠性试验时z在可靠性试验期间;一一当对可靠性试验数据进行分析和编制可靠性试验报告时。当合同或试验方案指定使用统计方法的国家标准，而没有指定参考特定的标准时，本部分也适用。在一个新产品研制、设计验证、设计定型期间，需要进行不同的试验。这些试验的目的是发现产品在设计中存在的缺陷，并且消除这些缺陷，从而提高产品的性能、质量、安全性、健壮性、可靠性、可用性，同时降低费用。虽然有关试验条件、试验设计和试验文件编制等指南均适用于

14、大多数试验，但本部分仅涉及使用统计方法分析试验数据的内容。尽管本部分对可用性试验、维修性试验和可靠性增长试验有所论述，但因为它们是个十分重要的论题，所以它们在各自的标准中有更为详细的介绍z可用性试验(见GBjT15647-1995)，维修性试验(见GBjT 9414(所有部分川，可靠性增长试验(见GBjT15174-1994、IEC61164:1995)。本部分不包含软件测试(见IEC61704)，但是本部分适用于包含硬件和软件的产品。因此本部分适用的产品范围十分广泛，它包括民品、工业产品、军品以及航空产品。本部分包含了对验证、测定、比较以及成功率/失败率评估的分析，并在第9章中给出了一个进行

15、可靠性试验数据统计处理指南的流程图。本部分虽然没有对环境试验、加速步进应力试验和过应力试验进行详细描述，但是一些做法和统计工具可用于这些试验。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GBjT 24212424(所有部分电工电子产品环境试验。EC60068(所有部分)GBjT 2900. 13-2008 电工术语可信性与服务质量(lEC60050 (191) :1990 ,IDT) GBjT 5080.2-2012 可靠性试验第2部分z试验周期设计(lEC605-2:

16、1994 , IDT) GBjT 5080.4-1985 设备可靠性试验可靠性测定试验的点估计和区间估计方法(指数分布CidtlEC 60605-4: 1978) GBjT 5080.6-1996 设备可靠性试验恒定失效率假设的有效性检验。EC60605-6:1997 ,IDT) GBjT 6992. 2-1997 可信性管理第2部分z可信性大纲要素和工作项目(lEC60300-2: 1995 , IDT) 1 GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 GB/T 7826-1987 系统可靠性分析技术失效模式与效应分析(FMEA)程序。EC60812 :1 98

17、5 , IDT) GB/T 7288.1-1987设备可靠性试验推荐的试验条件室内便携设备粗模拟(IEC60605-3-1: 1986 , IDT) GB/T 7288.2一1987设备可靠性试验推荐的试验条件固定使用在有气候防护场所设备精模拟(lEC60605-3-2 :1 986 ,IDT) GB/T 15647一1995稳态可用性验证试验方法(lEC61070 :1 991 , IDT) IEC 60300-3-2: 1993 可信性管理第3-2部分z现场可信性数据收集(Dependability management-Part 3: Application guide-Section

18、2: Collection of dependability data from the field) IEC 60300-3-4: 1996可信性管理第3-4部分z应用指南可信性要求规范指南(Dependabilitymanagement-Part 3: Application guide-Section 4: Guide to the specification of dependability require ments) IEC 60300-3-7: 1999 可信性管理第3-7部分z应用指南电子产品可靠性应力筛选(Dependability management-Part 3: Ap

19、plication guide-Section 7: Reliability stress screening of electronic hardware) IEC 61025: 1990 故障树分析(FTA)(Fault tree analysis(FT A) IEC 61078 :1 991 可信性分析技术可靠性方框图法(Analysistechniques for dependability-Re liability block diagram methods) IEC 61123: 1991可靠性试验成功率的验证试验方案(Reliabilitytesting 一Compliancet

20、est plans for success ratio) IEC 61124:1997可靠性试验恒定失效率和恒定失效强度的验证试验(Reliabilitytesting Compliance tests for constant failure rate and constant failure intensity) IEC 61164 :1 995 可靠性增长统计试验和估计方法CReliabilitygrowth-Statistical test and es timation methods) IEC 61649: 1997 威布尔分布数据的拟合度检验、置信区间和置信下限CGoodness

21、 of fit tests, confidence intervals and lower confidence limits for Weibull distributed data) IEC 61650: 1997 可靠性数据分析技术两个恒定失效率和两个恒定失效强度比较方法(Reliability data analysis techniques-Procedures for comparison of two constant failure rates and two constant failureC event) intensities) IEC 61710:2000幕律模型拟合优

22、度检验和估计方法CPowerlaw model-Goodness of fit and estimation methods) ISO 11453: 1996 数据的统计解释关于比例的检验和置信区间CStatistical interpretation of data-Test and confidence intervals relating to proportions) ISO 3534-1: 1993统计词汇和符号第1部分E概率与统计术语CStatistics-Vocabulary and symbols-Part 1 :Probability and general statisti

23、cs terms) 3 术语和定义、符号和缩略语3. 1 术语和定义GB/T 2900. 13-2008、ISO3534-1 :1993界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1. 1 2 验收试验acceptance t臼t在产品的一个设计或生产批被用户接受之前，为验证产品可信性量度所进行的试验。注2用户可能是内部的，或者是公司其他部门，或者是其他外部的用户.GB/T 5080. 1-20 12/IEC 60300-3-5: 200 1 3. 1.2 截尾censoring 出现一定数量的失效或者试验一定的时间后，有些产品仍未失效而试验终止。3. 1. 3 比较试验comparison

24、test 比较两个可信性量度的试验。3. 1.4 验证试验compliance test 证明产品的特性或性能是否符合其规定可靠性要求的试验。注z改写GB/T2900. 13-2008，定义191-14-02.3. 1.5 可信性试验dependability t四t为估计、验证或比较产品一个或多个设计和/或生产批可信性量度的试验。注:本部分在可信性试验中包括可靠性试验。3. 1.6 测定试验determination test/ estimation test 确定产品的特性值或性能值的试验。注2改写GB/T2900. 13-2008，定义191-14-03.3. 1.7 鉴别比discri

25、mination ratio 比率D(Dl)，表征试验方案区分可接受可信性量度和不可接受可信性量度的能力。注2鉴别比是试验方案的优良指数。3. 1. 8 失效failure 产品终止完成规定功能的能力的事件。注z改写GB/T2900.13-2008，定义191-04-01.3. 1.9 失效判据failure criteria 判定所看到的现象是否可以称为失效的准则。3. 1. 10 (瞬时失效率(instantaneous) failnre rate 设产品在时刻t处于可用状态，在时间区间(t，t+.t)内出现失效的条件概率与区间长度.t之比，当.t趋于0时的极限(如果存在。注z改写GB/T

26、2900.13-2008，定义191-12-02.3. 1. 11 (瞬时失效强度(instantaneous) failure intensity 修理的产品在时间区间。，t+.t)内的平均失效数与区间长度.t之比，当.t趋于0时的极限(如果存在)。注z改写GB/T2900.13-2008，定义191-12-04.3. 1. 12 失败率failure ratio 产品在规定条件下出现失效或者试验不成功的概率。注s观测失败率是指在整个试验中产品出现故障次数或者试验不成功次数，与试验总产品数或总试验次数的比率.3 GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 3.

27、1. 13 精模拟high degree of simulation 试验条件尽可能接近产品在实际使用中遇到的真实环境类型和工作应力。3. 1. 14 假设零假设或备择假设)hypothesis(null or a1temative) 关于一个或多个可靠性量度，或者分布的统计表述，它需借助统计检验的方法进行检验。3. 1. 15 产品item 泛指任何元器件、零部件、组件、设备、分系统或系统。注2改写GB/T2900.13-2008，定义1911囚。一个产品可能是一个系统、设务功能单元、元器件、零部件、组件，可是指硬件、软件或两者的结合，在特殊情/ / 况下，也包括人，历/;/ 、丁、3. 1

28、. 16 寿命试验Iifej位st为了估计，验或就拉产品各种寿命所进行的试验。注2当不修酬产品例达到定百分数时的时间眼理的产品的失效强度增问规义为产品使用萍命的到阕终止3. 1. 17 11 1/ - 粗模拟!JIowjld咿eeof si.,hulation / 、 试验条件尽可能接近呻某特定环境条件和某特定m情况。注2环绕1广泛t3. 1. 18 误使注23. 1. 19 不基注23. 1. 20二不修理产晶non-repaired item 失效后不修理的产品。注:GB/T 2900. 13-2008，定义191-01-03.3. 1. 21 工作时间operating time 产品处

29、于工作状态时的时间区间，注:GB/T 2900. 13-2008，定义191-09-01.3. 1. 22 生产试验production test 为估计，验证或者比较一个或多个生产批的产品可信性量度的试验。注g生产试验目的通常是研究制造和组装工艺对产品的可信性量度的影响(原材料、元器件和工艺变化的健壮性4 GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 3. 1. 23 周期失效r四urrentfailure 两次或更多次失效发生在相同的部位F相同零部件在不同部位的但是相似的应用;同一类型和制造的零部件;试验循环中的相同点但不同时。3.1.24 关联失效releva

30、nt failure 在解释试验或工作结果或者计算可靠性量值时应计人的失效。注=计人的准则应加以规定。GB/T 2900. 13-2008，定义191-04-13.3.1.25 可靠性增长试验reliabili句growthtest 可靠性增长试验的目的是通过试验、失效鉴别、失效分析、纠正，在试验中落实纠正措施并继续试验而改进产品可靠性的一个过程。3.1.26 可靠性试验reliability t创对产品可靠性量度或性质进行测量、定量或分类所实施的试验。注1:可靠性试验不同于环境试验，环境试验的目的是证明产品能经受得住在存储、运输和使用中极端环境的试验。注2:可靠性试验可包括环境试验.3. 1

31、.27 修理产品repaired item 失效后实际上加以修理的可修理产品。注:GB/T 2900. 13-2008，定义191-01-02.3. 1. 28 凤险(统计的)riskCstatistical) 在统计检验中作出错误决策的概率。错误决策或者是假设为真时而拒收零假设(第I类错误，也叫作生产方风险，显著性水平)，或者是假设为假时而接收零假设(第E类错误，也可以叫做使用方风险，显著性水平同。3. 1.29 从属失效secondary failure 由另一个产品的失效或故障直接或间接引起的产品的失效。注:GB/T 2900.13-2008，定义191-04-16.3. 1. 30 步

32、进应力试验step-str邸恼t在相同持续时间里，按次序地给产品施加应力逐段增加的试验。注=步进应力试验的目的通常是确定产品在工作和环撞最恶劣条件下与产品在试验中应力强度之间的裕度.因此，试验中对产品逐渐提高应力条件直到产品失效，并且此时的应力条件指标替代时间作为试验结果.3. 1. 31 随机的stochastic 偶然结果的性质。3. 1.32 分层stratification 把总体分成互不相交并完备的子总体，这种考虑是因为研究的特征在子总体中比整个总体来说更均匀。5 GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 3. 1. 33 成功率succratio 产

33、品在规定条件下完成要求功能或者试验是成功的概率。注z观测成功率是指，试验中没有故障的产品数与参加试验的总产品数的比率，或者是整个试验中成功的试验次数与试验总次数的比率。3. 1.34 试验条件test conditions 除试验产品自身内部特性外，任何能影响试验产品出现失效的因素或活动。试验条件包括工作条件、环境条件和预防性维修。3.1.35 三在试验期间，若干个意立确的和可再现的工作条件、环撞条件和L/ / / - 试验循环test cycle 化的工作条件是模拟实际使用中且阴间变化的工作条件和环境条机3. 1. 40 失效间隔时间time between failure 修理的产品相邻两

34、次失效间的持续时间。注:GB/T 2900. 13-2008.定义191-10-03.3. 1.41 趋势trend 件周期性重复。随时间变等)，并进一步在剔除随机误差和周期影响后，观测值按照观测次序进行作图形成的一种向上或向下趋向。3.2 缩瞄语下列缩略语适用于本文件。MTBF: 平均失效间工作时间CMeanOperating Time Between Failures) MTTFF: 平均首次失效前时间CMeanTime to First Failure) 6 GB/T 5080. 1-2012月EC60300-3-5: 200 1 ANOVA: 方差分析(Analysisof Variance) HPP: 齐次泊松过程(HomogeneousPoisson Process) NHPP: 非齐次泊松过程(Non-homogeneousPoisson Process) PWA: 印制线路板组件(PrintedWiring Assembly) PWB: 印制线路板(PrintedWiring Board) PCB: 印制电路板(PrintedCircuit Board) PCA: 印制电路板组件(PrintedC