JB T 6214-1992 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则.pdf

1、中华人民共和国机械行业标准JB/ T 6214 - 92 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则1992一05-27发布1993- 04-01实施中华人民共和国机械电子工业部发布目次l 主题内容与实用范围. . . .,. ( 1 ) 2引用标准. . . . . . . ( 1 ) 3术语及符号. . . . . . . ( 1 ) 4可靠性验证试验的原则. (的5可靠性测定试喧的原则.(5 ) 6受试产品的抽样和统计试验方案. . . ( 5 ) 7试验条件.( 10) 8受试产品的性能及失效判别. .( 11 ) 9一般的试验程序.(12 ) 10现场试验规定.( 14 ) 1

2、1 试验记录和报告. .( 15 ) 附录A仪器仪表可靠性试验方案(补充件). . .( 18 ) 附录B给出自由度v和V，求X2(v; V )或X2(v:l-v)的表(补充件).(38) 附录CMTBF或MTTF的优选数系(参考件)(40) 附录D可靠性试验的举例(参考件). . . . . . . .( 41 ) 个JJ、二毛共和国机械行业标准仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则l 主题内容与适用范围JB/T 6214-92 本标准规定了寿命服从指数分布或近似服从指数分布的仪器仪表(以下简称产品)的可靠性验证试验及测定试验的一般原则和可靠性特征量的估计方法。本标准适用于产品以两

3、个相邻失效工作时间的均值，失效前工作时间的均值及失放率为可靠性特征量的可靠性试验。本标准适用于假定相邻失效间工作时间(对可修复产品)或失效前工作时间(对不可修复产品)的统计分布是服从指数分布(失效率为常数)的产品。2 引用标准ZB N04脱仪器仪表现场工作可靠性、有放性、维修性数据收集指南3 术语及符号3- 1 术语予1.1试验3- 1-1- 验证试验证明产品的特性或性能是否符合规定要求的试验。耳1-1-2 测定试验确定产品特性值或性能值的试验。3- 1-1-3 试验室试验在试验室规定与控制的条件下(模拟戎非模拟现场条件)所做的验证试验戎测定试验。3-1-1-4现场试验在工作、环境、维修和测量

4、条件均作记录的现场所进行的验证试验或测定试验。3- -2 可靠性特征量3- - 2- 平均寿命(m) 对可修复产品指两个相邻失放间工作时间的均值(MTBF)。对不可修复产品指失妓前工作时间的均值(M1TF) 0 3- 1- 2- 2 观测的MTBF(命)产品总工作时间除以关联失效数。3- 2- 3 验证的MTBF区间在试验条件下真实MTBF的可能范围，即在所规定的置信区间范围内对MTBF的区间估计。3- 1-2-4 试验的MTBF下限(ml)不合格的MTBF值。标准的试验方案只以高慨率拒收其真实MTBF接近(ml)的产品。3- 1-2- 5 试验的MTBF上限(mD) 机械电子工业部992一0

5、5一27批准1993-04 -01实施JB /T 6214 -92 合格的MfBF值。等于鉴别比乘以试验的MIBFf限(m.)。标准试验方案以高幌率接收其真实的MTBF接近(mo)的产品，该值(m川实际上可以根据以往的经验和掌握的信息来得到。3-1.2.6预计的MTBF(mp) 用可靠性预计的方法确定的MTBF值，它是产品设计和使用环境的函数，且在数值上应等于或大于( mo) .以保证产品可靠性试验期间能以高概率接收。3- 1. J凤险3- 1. 3- 1 生产方风险()产品MTBF的真值等于MTBF试验值的上限值时，产品被拒收的模率(合格产品被误判为不合格的概率)。当产品实际的MTBF值大于

6、试验值的上限值时，产品被拒收的概率将低于生产方风险。3-1.3-2使用方风险( ) 产品MTBF的真值等于MTBF试验值的下限值时，产品被接收的榄率(不合格产品被误判为合格的概率)。予1.予3鉴别比(D.) 试验的MTBF上限(mo)与试验的MTBF下限(md之比即D.=mo/m.o3-1.4置信区间和置信水平享1-4-1双侧置信区间若mL和mu是平均寿命观测值的两个函数.m是待估计的总体参数，摄率p( mLmmL)或p(m 847|0- 852 I 0- 856 I I 0- 86 1 ! 匹注:失效数为零时的MTBF估计值:MTBF的单倒下Flt估计值可由下式计算:口1L= 2T X2(C

7、; 2r+2) 则:当直信水乎为90%时，m=mL=T / 2.3 当直信水在为60%时，m= m L = T / 0- 917 失效数不为整数时，技.t值二去2十算:夫效数小于!时，按l计算。:11川9.491 3- 761 2. 722 2.293 2.055 1.切41.797 1.718 1.533 i 0.615 1.到4I 0- 627 1.478 I 0- 639 .456 ! 0.649 1.437 i 0- 659 1.733 1.689 1. 653 1.23 1.597 :;zl;:11:2 :zkillif一9 JB / T 62 i体11.6-4-2累积试验如果可靠性

8、测定试验是将大量产品技人没有预先规定的截尾试验，则可以在以累积试验时间和累积失妓敖为基础的任何时刻估计可靠性。对于寿命服从指数分布的情况，不一定要把所有产品同时投入试验或在同一时间周期进行试验，可以把所有时间周期的所有试验结果集中起来，用这些累.fJlJ占果计算出点估计值和置信区间。利用与6-4-1条规定的定时截尾试验相同的计算程序算出置信限。7 试验条件按本标准规定而采用的试验条件应尽可能反映受试产品的现场工作条件。试验条件包括工作条件及维修或替换)条件。如果试验目的是要验证产品可靠性水平不低于从安全角度来说的某一水平，则试验条件就不必超出使用条件所规定的假限应力水平。如果试验目的是要验证正

9、常工作条件下产品可靠性水平，则试验条件应当选择典型的工作条件。如果受试产品在现场受到不同的应力，则应制订一种综合的试验循环。在任何情况下，各种应力的严酷程度不得超过产品所能耐受的应力的极限值。一般不采用比工作条件更高的应力等级进行加速试验。对可靠性特征量主要决定于工作循环次数的产品，可考虑采用压缩日历时间的办法来加速。当试验过程中有数种工作条件时，一般来说，在一个相应的试验循环中，试验条件应该做周期性的反复。在产品的可靠性试验规范中应该规定试验循环周期，并列有图或者，表示试验中工作条件的存在、持续时间、时间间隔及这些条件之间的相互关系。试验循环的持续时间要足以短到不会对试验结果产生实质性的影响

10、，同时要长到足以使规定的试验条件得到稳定。在失效率为常数的情况下，试验循环的持续时间应该小于O-2mo。7- 1 工作条件7-1-1 功能模式产品可能具有若干种确定的和不同的功能模式，现场使用时，产品的工t防式决定于每种模式所占用的时间百分比。还决定着从一种模式转换为另一种模式的方式。按不同模式工作的产品，其可靠性也不相同，必顿事先确定功能模式。7-1-2输人信号在试验室试验时，为了模拟产品的现场工作状态，并能随时区别是受试产品故障，还是试验设备故障，应该规定输入信号特性(如正弦波、三角波等)要求，并对所有能够影响受试产品工作的输入信号规定可接受的误差(如幅值、频率、失真度等)。7-1-3负载

11、条件当电负载和机械负载是受试产品的应力时，必须规定受试产品的实际功率输出。7-4受试产品的实际操作在试验过程中，过分和不用控制的操作可能给受试产品增加额外的应力，在产品的可靠性试验规范中应该根据技术要求规定操作程序、操作要求。7-5动力在产品的可靠性试验规范中应按产品技术条件规定外部电源(气源)特性(如电压、气压、频率、谐波含量、纹波、气源的湿度等)的要求。-6温度、湿度和大气压力在产品的可靠性试验规范中应该按产品技术条件规定温度、湿度和大气压力的范围。7-1-7磁场和机械振动在产品的可靠性试验规范中应规定除地磁场外的其它外界磁场及机械摄动条件。nHV JB/T 6214 -92 7.1.8现

12、场工作环境往往是由许多环境因素组合的。精确地模拟现场工作环境，一般来说是不经济的，有时也是非常困难的，在试撞室试验过程中，可以单强地，也可以综合地对受试产品施加各种应却。7.2试验过程中的维修若产品技术规范要求将进行维修作为实际使用过理中的一项正常工序，则在其详细的可靠性试验规范中应该包括维修程序。无论什么情况下，试验过程中所进行的维修原则上应同现场实际使用时所进行的维修相恼。典型的维修项目是替换零部件)、调整、校准、润滑、清洗、重调、修复等。维修程序至少规定:a.应采取的维修措施zb维修的时间、时间间隔和决定维修需要的其它准则，并在试验开始之前，在详细的可靠性试验规范中规定好。维修理序应该包

13、括功能检查及需要替换的元器件和部件，其简单和复杂程序可和现场使用时维修要求一样。8受试产品的性能及失效判别在整个可靠性试验过程中，应该观测有关受试产品失效的关联试验时间，或在试验结束时观测关联失效数。因此，在详细的产品可靠性试塾规范中必须规定受试产品性能的监测时间、时间间隔和失效判别原则，并给出关联试验时间的计算公式。8-1受试产品性能的监测8-1-1 参数应该规定受试产品在试验过程中监测的性能参数。监测的参敖可以是产品技术条件中规定的所有参数，也可以是某些主要参数。8-1.2测量应该对每个监测的参数规定测量和监视方法以及测量的精确度(包括试验设备的精确度)。试验仪器应能使失妓前时间被精确地记

14、录下来。对试验仪器应在试验前经过校准、检查和通电运行，以及在讨量有效期内使用。8-1.3测量间隔监测必须连续进行或采用定时监测。如果不能连续地进行监测，则应规定测量之间的和在试验循环中进行测量的测量点之间的时间间隔，监测之间的时间间隔要尽量短到不致在本质上影响测量结果。在失效率是常致的情况下，累识的关联试验时间间隔应该小于()2m。8-2关联试验时间关联试验时间是指和受试产品关联失效数相联系起来，并用来验证可靠性要求或计算可靠性特征量的试验时间。试验过程中记录下来的关联试验时间是每个受试产品和关联失效有关的试验时间，或者是所有受试产品累职的(关联)试撞时间。该时间不得包括受试产品试验前的处理时

15、间、维修(或替换)时间和停机时间。若试验过程中有自动监测装置则关联试验时间可以精确地得到。在定时等问隔监测情况下，(t l ti)时间内有r小失效的第S个失效时间估计可用下式计算zt.tt- I . ( 8 ) l ri+l 式中:s-一在(t l ti)里第5个失效的序号，s= 1. 2,. ; r广一在(tlti)里佯品的失效数zt i.一一在(t l t i )里r个失效的第S个失效时间.h; l一定时测量时第1改测量的序号.I-. 2. . .。失妓的判别11 18 /T 6214 -92 受试产品的每4次失效应该叫升为关联戎非关取的失效。对现测到的关联失妓还应进一步区分是致命失放、非

16、致命失妓、重要失妓戎次要失放。若是致命失妓，无论失效数多少，将主即作出拒收的判定。若是主斐失妓则在计数时，每次重要失妓都应记作一次失放。若是次要失效，则可根据影响产品完成规定功能的情况，对每次失效乘以修正系数K(K是小于1的正敖)来计算失效致。在可靠性验证试验进行判定时和在可靠性测定试验确定点估计值和置信限时，应对试验过程中和试验结束时所观测到的受试产品的所有关联失效都加以考虑。在产品详细的可靠性试验规范中，针对具体情况还可补充规定如下的失妓种类。8- 3- 1 关联失效8-3- 1-1 设计或制造失效8-3-1-2零部件失效8-3-1-3易损零件失效8-3-1-4多重失效8-3- 1-5 间

17、歇失效怠3-1-6独立失效8-3-1-7反复失效忠3-1-8致命失妓8-3-1-9系统性失效8-3-1-10突然失效8- 3- 1-11 渐变失效8-3-1-12本质失效8- 3-H3所有受试产品不能按8-3-2条划人非关联失效的，都应作为关联失效。8- 3-2非关联失效8- 3- 2-1 直接由于试验设备安装不当或试验仪器、试验设备的失效所造成的失娃。8-3-2-2误操作失效8- 3- 2. 3从属失效8-予2-4在试验程序方面发生错误而造成的失效。8-3-2-5在同一部位第二次(及相继)出现的问歇失效。8-3-2-6在试验前的处理、寻找故障或修理过程中发生的失效。8- 3- 2-7产品内部

18、的某些不影响产品使用的照明线路的失效。8.3-2-8误用失效8.3.2.9在正常运行时，操作人员能在规定时间内，对受试产品实现技术要求所规定的调整，这种对产品迸行调整(应具体规定调整时间或次数)应该计作非关联失妓。9 一般的试验程序9- 1 试验前回准备9- 1-1 制订试验计划根据试验类型和要求可制订详细的试验讨划，其内容包括za-试验方案:b抽样数量EG累职试醒时间Ed.监测参数及失效判!如i原则:e-试单条件E12 f-试验设备及试验仪器;g-试验日程安排;h-参加试验人员。JB/T 6214-92 9-1-2试捡设备、试验仪器及试验室条件的检查实施本标准所用的试验设备、试验仪器及试验室

19、条件应能满足试验所要求的条件。所有的计量器具都变-经过tt量部门检定合格并在有妓期内方可使用。9-1-3一般规定-_ _,.r.,r. j _LYl:-_、fS:S :6 1:7 / Z A V J句/LL1.四卦。，尊重ZEs 且4O. 2 。 图A40方案5:5 作出判定的期望试验时间曲线实际的m(h) 2m. 1m. 5: 5 , v 巴，IJ J v , 1.1 眨15m. 10m. 5m, 军苔酬E胃实际的m(h) 2m. 1m. 图A41方案5:6 作出判定的期望试验时间曲线图A42方案5:7 作出判定的期望试验时间曲线实际的m(h) 实际的m( h) 2m. 2m, 5: 6 L

20、. 11 . 1000+ I-J y 一 LL.U 11110 1m. 5: 7 1/ , 萨阿坠，y Il 曲。期望时间.。号，n.m. 2m. 3. 1m. 1. 5m, JIII时间1. Om. JB /T 6214 -92 1. 0 v . 。.8 v v vv 画昏O. 6 截击K也4/ L1_ V J.I v . 2 v 1m. 期望时间s: a 缸n.1111111两b!JJd斗町1-V 1III lL -Uft11111卤4m. 2m. 1m. 期望时间5: 9 2. m. !咱-i- -1-/ , 伊1. 5m. 1. Om. v 。.5m, UI 1m. 期望时间生10,

21、8m. l r-JT r- r-国医v 曲回.J.t v 4m. v 2m. I.it 1m. i: :S sfq L-J J 图A43方案5:8. 5: 9. 5: 10 的工作特性曲线2m. 实际的m(h) 图A44方案5:8 2100 实际的m(h) 作出判定的!剧唱试验时间曲线图A45方案5:9 2m. 实际的m(h) 作出判定的期望试验时间曲线图A46方案5:10 2m. 实际的m( h) 作出判定的阴塑试嘘时间曲线J1 JB /T fi21 . -07 附录BI 求x2( V; Y )或X2(V;I-Y)的表l/x. (补充件) 院功给出自由度v和V，求X2(v;v)或X2v;1-

22、V)的表X (V;仆给出自由度v和y，-一表Bll-v 。50。30。25。20。10。05。025。020- 01 0- 50 川叩mmwmm川川机AVL2ZA甲。70wmm创阳跚GAVeLZ耳。75。1020- 575 1.213 1.923 2.674 。80。06420- 446 1.5 1.649 2.343 0- 90 。01580- 211 0- 584 1.064 1.610 0- ()1 393 。1030- 352 0- 711 1.145 。950- 975 也MWMM引向UJqMmJ&AUTOO-伊叫wnvnvnVAV 0- 98 OOA啼KMQJ吨4qhnu吨呼-qd

23、瓦UA宁，A哈匀，前呻AvonVAV 。mum叨un12U25 JNlrnvnv tA吨，句JA丛TZJv 5.348 6.346 7.到48.343 2R1.拒收批产品;DI-6关联试验时间和关联失放数若试验过程中记录到的关联失效数和关联试验时间:当r=1时.T=2虫页。h:r=到才.T=21)()h; 以后到试验结束不再发生其它失放。DI-7判定因为在累职试验时间内仅发生2次失效，根据判定原则该产品验证试验结果已达到产品可靠性指标要求，可以接收批产品。02若上述例子中的新研制产品已转入正常的批量生产，在正常生产过程中，按规定的时间要对产品可靠性指标进行验证，此时，试验步骤如下:D2-1 确

24、定试验类型本伊踊于生产过程中的可靠性验证试验。D2-2选取试验方案因为该产品的可靠性已有基础(如产品性能很好).在生产过程中进行验证试验，希望尽制陆判定，按6-3-2条原则可选择截尾序贯试验方案。查附录A表A2取方案4:7.=I).却.018=芽。D2-3计算累职试验时间由表A立方案4:耳导到m=mJ才作出判定的期望时间为T= l-Imo= 3页削h由表A9方案4:7合格判定表得到最小累职试验时间为T min= 0-8如no=267h 是挺累职试验时间为T m.x= 1- 5mo= 45(削h41 ，白，甲，.- J画/IOLI4-lJl.02.4 关联试验时间和关联失放敖若试验过程中记录到的

25、芙联失放数和关联试验时|同:当r=1时.T= 181h= 0-3mo r= 2M. T=4卫)()()h=1.4mo 02.5判定根据表A9或图A22.由上述试验数据分析得当r=1时.0-3moI.44mD小于接收要求，处于继续进行试验。当r=却才.O- I2m oI.40m oI.50m o .还需继续进行试验。如果试验持续到T=1.5mo时.r= 2.则可以判定该产品验证试验结果已达到产品可靠性指标要求，接收批产品。如果新研制产品很好，在工作到T;.o-脑no时，失效数为零，则试验可以提早(比定时截尾试验时时间短)古束，立即作出接收批产品的判定。如果新研制产品很差，在工作到T=0.12mo

26、时已有2个失效，则试验也可以立即停止，作出拒收批产品的:11定。.)3若在上述Dl例子的可靠性验证试验合格后，有关部门还需要提供该产品可靠性特征量的点估计和区间估飞此时的估计步骤如下:3- 1 确定试验类型此时可以将上述定时截尾试验看作为一个测定试验。3-2确定置信水平和置信区间根据产品的研制阶段、成熟程度、生产工艺水平以及使用方的要求选择合适的置信水平。本例考虑产品是，研制的情况，所以取严=0-20.则置信区间为60%.单侧置信水平为80%。呼3累若只试验时间和累积失效敖由Dl例子试验数据得到，试验结束时的累积试验时间为份制h.累积失妓数为2。3-4计算MTBF的观测值m命=T/r=43刷/

27、2=21唰hD 3- 5 MTBF的区间估计由累m次效敖2及置信区间60%查表骂导置信限系数:CL = 0- 467. Cu= 2.426 区间估计为:mL=fh-C lz21叹泊x0- 467= 10227. 3h mu=命.Cu= 21制x2.426= 53129- 4h 双侧区间表示为五=60% (10227. 3/53129. 4h) 单侧区间表示为旦=80% (10227. 3/h) 03-6结论根据得到的平均寿命观测值的区间估计表明该产品MTBF的真值落在(10227.3-53129. 4h)区间的慨率为60%.同样也表明是80%的概率使该产品MTBF真值大于或等于10227.弛，但也可能有20%的产品MTB填值小于1022弛，需要引起注意。42 如果要在某失效数时估计产品的MTBF值，同样可用上述方法查表2计算得到区间估计。附加说明:本标准由机械电子工业部上海工业自动化仪表研究所提出并归口。本标准由机械电子工业部上海工业自动化仪表研究所负责起草。本标准自实施之日起.ZBY320-85仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(扣敖分布)导则竹:废。