1、中华人民共和国国家标准GB/T 15174-94 可靠性增长大纲Programmes for reliability growlh 本标准等效采用国际标准lEC1014(1989只可靠性增长大纲队1 主题内容和适用范围本标准规定了编制可靠性增长大纲的要求和导则。为使可靠性增长，需暴露和排除在硬件和软件中的薄弱环节。当规范要求设备(电子、机电、机械硬件及软件)有个可靠性大纲，或者已知设计不成熟，若不进行改进便不能满足验证试验的要求时，使用本标准是合适的。在阐述基本概念之后.接着叙述f所要求的管理、计划、试验(实验室和现场试验7、失效分析和改进技术。为了估计增长后达到的可靠性水平，还简要概述了数学
2、模型。本标准适用于通过试验进行可靠性改进的场合，其一般原则也同样可适用于其他活动。改进工作可以在以下各项结果的基础上进行2理论研究(例如故障模式及影响分析h现场试验，使用者的经验;主要目的不是致力于可靠性改进的项目。2 引用标准GB 3187 可靠性、维修性术语GB 5080. 1 设备可靠性试验总要求GB 5080.2设备可靠性试验试验周期设计导则GB 5080.4 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)GB 6992 可靠性和维修性管理GB 7288.2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3 术语本标准所用的基本可靠性术语符合GB3187。
3、要求在本标准中专门定义或说明的术语叙述如F。除非另有说明，这些术语既适用于只有硬件构成的产品，也适用于含有软件或以软件为主的产品。区分开GB3187中的失效强度(failureintensty) (对可修复的产品和失效率(failure ra te ) (对不修复或一次性产品)两个术语是非常重要的。3. 1 可靠性改进reliability improvement 通过排除系统性失效的原因和(或)减少其他失效发生的概率来实现改进可靠性特征量的一种过程。注2本标准所描述的方法是进行纠正性更改，以达到减少果统性薄弱环节的目的.唱:对任何产品而言，由于可行性、经济性等原因，能获得的增长都是有限度的。
4、国家技术监督局1994-08-20批准1995-04-01实施307 GB/T 1 51 74- 94 3- 2 可靠性增长relability growth 表示产品可靠性特征量随时间遥渐改进的种过程。3-3 薄弱环节失效weakness failure 当施加的应力在产品规定能力之内时，由于产品本身的薄弱环节而引起的失效。注:Ci)蜻弱环节可以是固有的，也可以是诱发的。薄弱环节是产品中任种已知或未知的缺陷，它可以引起个或多个薄弱环节失效。在统计意义上假设每种类型的薄弱环节是相互独立的。3. 4 系统性薄弱环节systematic weakness 只有通过更改设计、制造工艺、操作方法、文件
5、或其他有关因素，或者通过排除劣质的元器件批，才能排除的或减少其影响的薄弱环节。注=没有改进措施，只作修理和更换(在软件情形作重复运行)很可能导致同类失效再现。由)软件薄弱环节都是桌统性的。3. 5 残余性薄弱环节residual weakness 非系统性薄弱环节。注t这种情况下，在预期的试验时间内，同类失效再现的风险可以忽略不计囚软件的薄弱环节不可能是残余性的。3. 6 关联失效relevant failure 在解释试验或运行结果时，或在计算可靠陀特征量值时应包括的失效。注2应列出关联失效的判据。关联失效的判据见7.2条e3. 7 非关联失效nonrelevant failure 在解释试
6、验或运行结果时，或在计算可靠性特征量值时不应包括的失效。注，CD gi罚IJIfj非关联失效的判掘。非关联失效的判据见7.1条。3.8 系统J性失效systematc failure 与某种原因直接有关的失效，而这些失效只能采取更改设计、制造工艺、操作方法、文件或其他相关因素的方法才能排除。注e没有更改的修复性维修通常不能排除失效原因。来用模拟失效原因的方法能诱发主统性失效。在本标准中，系统性失效被认为是由革统性薄弱环节引起的失效。3. 9 残余性失效residual failure 由残余性薄弱环节引起的失效。3. 10 A类失效failure category A 由于费用、时间、技术上的
7、限制或其他原因，由管理者决定不作纠正性更改的那类系统性失效。3. 11 B类失效failure category B 由管理者决定需作纠正性更改的那类系统性失效。3. 12 瞬时可靠性量度instantaneous reliability measure 在可靠性增长程序中的某一给丘吉时刻IJ(过去或现在)对产品进行的可靠性量度。吕CD常用的可靠性量度为(瞬时)失效强度或平均失妓I8J隔时间(MTBF)以及瞬时失效率或平均失效前时间(MTTF)。用可靠性增长模型估计得到这些重度值。3.13 外推可靠性结度extrapolatcd relability measure 在可靠性增长的全过程巾，能
8、及时进行纠正性更改的产品，在未来某一给定时刻估n获得的吁在性量度。30币 GB/T 1 51 74-94 注.GB3187中的修饰词外推的定义适用于此，但仅限于时间外推。恨设前面的试验条件和纠F.性更改程序，维持不变。倍、悄设今后有1，)样的趋势.可以利用以往的数据用可靠性增长模型来估计可靠性特征量。41常用可靠性量度为(瞬时失效强度或平均失效间隔时间(MTBFl以及(瞬时失效率或平均失效前时间(飞1TTF)。J 14 计划的可靠性量度projected retiabitity measure 同时引入多个纠正措施后所预测到的产品可靠性量度。注更改往往是在增长大纲的两个连续阶段之间进行。常用的
9、时靠性量度为(瞬时失效强度或平均失效间隔时间(MTBF)以及(瞬时)失效率或平均失放前时间(MTTFlo 用呵靠性增民模型估计得到这些量度值。4 基本概念在可靠性增长大纲中，通常采取实验室或现场试验来激发并暴露产品的薄弱环节以便改进系统、设备、元器件或类似产品的可靠性。如果出现了失效，就要进行诊断、修理或更换，然后继续进行试验。与此同时对于已经出现的失效，应该进行分析并找出其失效的根本原因，当找到了确实的原因之后，就要对其设计、其他有关程序或可靠性增长发展过程中的结果进行适当的更改，从而促使产品的可靠性逐步增长。这种程序既适用于纯硬件，也适用于与之配套的软件囚对于不修理的或一次性使用的产品或元
10、器件的可靠性增长程序，应该提供不断改进的样品，而每次改进设计后的样品都应该比以往的样品更为可靠。软件的可靠性增长不受实际环境(例如温度和湿度)的制约，不受可靠性筛选的影响，但可能会受其他环境(例如使用和维护的影响。硬软件可靠性特征量的估计，只能通过对失效的观测、监控和记录来获得。可靠性特征量的估计会受到为暴露薄弱环节而进行的性能试验能力的影响。为了包含各种特殊的和未知条件的以及在实际使用中可能遇到的各种组合条件，可靠性增长试验应尽可能采用在实际使用中可能出现的综合环境条件。4. 1 薄弱环节与尖效在没有出现失效以前，薄弱环节通常是未知的。在一些对产品有影响的操作中，由于无意识的人为差错，薄弱环
11、节可能在个可观察到的失效发生以前已经存在了。换句话说，产品的薄弱环节是材料固有的，或者是由于制造工艺不完全受按而造成的。产品的可靠性增长通常只与降低系统性薄弱环节的影响有关。系统性薄弱环节与残余性薄弱环节从开始到被排除的过程如阁1所示。:( 111 4.2 系统性薄弱环节GB/T 15174 - 94 增长过程系统性稽弱环节系统性失娥修理或更缺(相间类想失般可能会量l!出现)8 果取改进措施降低失效噩噩ji!尊姓增长i又作修理咙余性越弱t个节钱余性失彼修理9lJl!I负精向集型失敛不可能重量出现1A 坷.性无增长图1增长与修理过程的比较系统性薄弱环节般与设计或类似的程序有关。各种类型的薄弱环节
12、往往受下列因素的影响2 规定使用环境或条件的准确性，b. 设汁、制造过程或使用的新颖性、复杂性或关键性g 约束条件，如研制或生产时间过紧、经费不足、尺寸重量或性能要求过严gd. 人员培训水平和技术熟练程度。系统性薄弱环节会同时存在于硬件和软件中，也会产生广泛的影响，同原因可能会使产品带来相似的薄弱环节。用来消除系统性薄弱环节的改进措施本身也有可能会引进新的系统性薄弱环节。4.3 残余性薄弱环节残余性薄弱环节通常只与产品或零部件的制造有关。上述4.2条所述的因素对产生残余性薄弱环节也有影响，但这些影响可以通过对人员培训、不断熟练的过程以及质量控制来减少。残余性薄弱环节只存在于硬件中。与系统性薄弱
13、环节不同，残余性薄弱环节可局限于单件产品1:0产品中的大部分残余性薄弱环节可以通过可靠性筛选来加以排除。而剩余的薄弱环节将会保留下来，在产品的寿命期内可能随机地引起失效。任何大范围的修理、更换或改进都隐含着寻|入新的残余性薄弱环节的风险。4.4 可靠性增长过程的失效模式可靠性增长过程中，由F产品的故障强度随着每次成功的改进而降低，所以不能用恒定失效率的假设来估计增长过程的故障强度或MTBF。本标准叙述了用来估计已有的增长和作计划的可靠性数学模型的原理。在可靠性改进计划中，为了达到规定的可靠性目标，可以采用有关的技术来估计试验所需要的时间。各种可靠性评估方法的准确性都取决于如何有效地控制试验环境
14、、监控程序、失效报告以及被记录的试验时间，因此实验室数据比现场试验或非正式试验方案所获得的数据更加可靠。如果对控制程度有怀疑，即控制不得力就不要使用数学模型，然而即使是在控制不得力，不得不放弃数学模型时，本标准310 GB/T 15174千94所描述的改进过程，总会使可靠性得以增长，认识到这L点很重要.因此，即使对增长结果不能进行定量估计，仍然要执行可靠性增长大纲。在图2中，曲线(1)是一条理想化的阶梯曲线，1:表示了各种系统性薄弱环节所产生的首次失效的累积数目相对于试验时间的曲线，这条曲线呈指数理，反映了一定数量的固有系统性薄弱环节所形成的曲线趋势。曲线(2)是钱余性薄弱环节相对于观测时间的
15、特性曲线，在早期失效期结束后，它是呈直线型的。曲线(3)是曲线(1)和曲线(2)之和，它表示了产品关联失效的总数，曲线(3)最终趋向予直线化。如果改进措施不力或推迟，相同类型系统性失效叮能会重复出现。图2的曲线是基于下列假设条件的2a. 已经排除了早期失效，否则曲线(2)在开始时将会呈现非线性;b. 不包括在增长期因修理或更改等原因产生新的薄弱环节。例如在修理或更改中可能引入这种新的薄弱环节: 不包括由正常或容许的磨损而产生的失效;d. 在整个增长过程中，环境、工作方式、试验的纵深程度都保持不变;任何试验周期应是短期的.而前后保持-致;e 准确监控试验时间。剖栩栩啦川队峰山战士wm/ -r 二
16、二-(!) 一J 卢卢r r 二F r r r 一r r z二_( 2) 自ii其联民辑时til图2关联失效与试验时间的关系同曲线(l)各类系统性薄弱环节的首次失效4曲线(2)残余性失敖s曲线(3)曲线(1)和曲线(2)之和5 管理概述为执行可靠性大纲，成建立管理程序，并且在试验活动与相应的纠正性更改活动之间建立重要的信息联络网。5. 1 管理程序管理程序的框图如图3所示。311 GB/T 1 51 74- 94 准k1式特-一叫UJ:.飞制Jit Ii,IJ 性能出刷A竹梭L己公!II t4，人占1义妓检测、:毛晰检修赠反陆、跟眈植增UKMEFt 建句1;儿!k坡吵阶段作报古tJh受联络网a
17、丸放I剧ft!JE终拟:L措施敬学根!-!因3可靠饨增长大纲总体图为了安排计划应有个准备阶段(见第6章).需妥让所有工作人员熟悉受试设备，并要求在试验机构与设计机构之间建立正式的或非正式的信息联络网(见5.2条)。在第6章中详述了试验的耍求，在第7章中详述了失效分类，第8章中详述了纠正措施，图5归纳了这三部分内容u只有发生了具有统计意义的失效数之后，才可以应用数学模型(见第9章)。由于改造过程比增长估计更加重要，因此，若不具备建模条件，就不要建模，以免胃得出错误结论的风险。构成报告的基础应该由详细日常记录、对设计的反馈和用户报告所组成。关于这部分的详细内容可见第10章。5.2 信息联络网单靠文
18、件本身往往不会有效地促成采取必要的措施，因此旨在消除系统性薄弱环节的纠正性更改.通常都需要可靠性工程师亲自去督促和实施。可靠性工程师应与失效信息有关人员及负责排除系统性薄弱环节的工作人员保持密切的联系。失续数据的主要来源有z8. 可靠性改进试验，b. 可靠性筛选， 可靠性验证;d. 环境鉴定试验se. 验收试验;f 现场试验;g 操作使用。可靠性改进试验吁认为是最有意义的信息来源.由于它的目的在于改进，它要求对环境及数据收集进行严格控制。但就失效分类方面，其他方面的信息也能提供有益的背景材料。具奋检索分类功能的计算机数据库，能够对各种不同来源的相同失效类型进行归类。需要跟踪的范围包括:a 设汁
19、研if!;b. 元器件供w:方及转承包单位;t 绘图主;d. 技术规范se. 生产计划，f 制造s3i2 GB/T 1 51 74 - 94 E 可靠性筛选;h. 验收试验zE 技术手册，j-操作维护说明书pk 培训11; 1. j主输装卸，m. 用户。图1说明了信息联络网的基本联络关系。改相吃产_ti I地 队怕严川生Nm 如wt( 攸源尖bwFJU也职句b:ll/才例M护你附于试始程师/ ./ 立工立f一寸叫:1软仲功能川物理化纱布f仇!，愤拙约I1中凶输Jl; 件试验l可靠n改进叫11:性验M上nf V括性的般件t!; f负汁IJ Jt.他分忻t被汁牺iI j趴民国4联络网与功能示意民l
20、5.3 人力及费用由于产品以及Z工-程的种类和规模相当广泛所以j这主里只能给出-般的原则。就小工程而言，可J靠工程师只需要利用部分时间就可以完成上述5.2条叙述的任务，而在其他场合，还需要有其他有有一关人岚来协助他的工作0对人力的安排，应考虑可靠性工程师和查找薄弱环节所需设计能力这两方面的力量，如果没有可可靠性增长大纲，有哩薄弱环节是难以发现的，在失效分析及改进设计方而应该能够吸收设计和l其他方面有意义的成果。般来说，受试产品及试验设备是可以回收的，如果这些产品叮以交货或修整后口I充作其他用途，则他们对总的试验费用并没有什么影响。没有使用过的备件同样也是可以回收的。5.4 费用效益对口J靠性增
21、长计划进行投资，可以大大节省产品在稳个寿命周期内的维护费用。这些节省取决于许多因素，其中包括产品总数(或单个产品的失效单元数)，延长寿命周期、降低平均修理费用以坟减少对现场维护设施的投资等等。6 可靠性增长大纲计划应该承认，在一定的有效时间内经过努力，并不能消除所有的薄弱环节。某些系统性的和残余性的薄弱环节仍然存在并将影响着工程实际的失效强度。用于可靠性改进的总试验时间的长短与所要求的改进程度有关，通常是在几千台时之内。为了及时地交付所需完成的产品和设备，应在口1靠性增长大纲的早期阶段就着于制订试验计划。在制订试验计划时应确定以下内容Ea 每类受试产品的数量和它们的设汁标准;b. 试验设备(标
22、准和规范); :n飞i 备用产品(组合件和元器件hd. 试验条件和环境试验设备，G8/T 15174 94 e 预期的大纲持续时间，包括工作时间和日历时间，f. 投入调试、试验、联络、修理、分析、调查和更改的人力。6. 1 受试产品的数量增加同时受试产品的数量，使其对总体更具有代表性。通常对那些简单的和不太复杂的产品具有较低的费用和较高的可靠性。因而在适当的时间内，为产生足够的失效数需投入史多的受试样品进行试验。因为每个产品费用较低而且实际尺寸较小，所以可以接受这一方案。6.2 试验应力通常由于只有出现失效才能揭示薄弱环节，可靠性改进大纲的_作既包括激发失效又包括排除暴露出的系统性薄弱环节。然
23、而.般情况下在试验室街计划的激发失效比在现场激发失效好。用于激发失效所选用的环境应力应以GB5080. 1、GB5080.2、GB7288.2巾的内容作为指导。主l使激发失效尽可能快，应采用设计规范所允许的最严酷的环境和强化使用条件(是运行状态，而不是贮存状态同样，产品重复进行系列真实的功能试验，以便设计给出产品的最大允许应力。环境应力和工作模式并不要求严格对应于产品的实际使用条件，而应采用能加速激发潜在薄弱环节的使用条件。应注意不得寻|入在正常使用中不典型的失效机理，以免使数学模型不能反映实际情况。如果执行极限环境条件下单独的鉴定试验，可以提供附加的失效数据。采用的激发类型和严酷程度咽随产品
24、的不同结构层次而异。6.3 大纲持续时间为保证检测出所有失效，根据试验规范列出综合性的和经常性的性能试验进度表。这里产品包插软件，此试验进度表应包括所有期望的工作模式和它们的可能组合。借助于可靠性增长模型，根据过去的经验(公开或秘密的).可以预测出为达到个给定可靠性目标所要求的持续时间。数学模型为预测关联失效数提供了方法，它是根据以前经验假设的模型参数的基础上作出的，然后采用附加失效数(如，非关联失效，以及仍然存在的由薄弱环节引起的系统性失效的重复)来加以修正。估计用于修理和更改的平均日历时间，同时也估计设备偶然发生的损坏所需的平均日历时间。整个大纲的日历时间总数构成如下sa. 要求的总工作时
25、间，根据每周(或每月)最大的工作小时数转变成日历时间gb. 修理所有预期故障的总停工时间;C. 对所有预期系统性薄弱环节进行更改所需总的停工时iaJ, 允许发生偶然事件的日历时间。6.4 计划的增长和增长监控受试设备可靠性量度的目标值通常由用户规定。在大纲执行过程中，为了评估可靠性增长水平的进展情况，应拟定一计划的增长曲线。这条曲线可以用日历时间或试验时间指出大纲中某些时刻预期的可靠性水平。如果在不同的时间阶段执行大纲，那么增长曲线的这些点应与每个相应的阶段的末尾重台。绘制计划的整个增长模式或绘制理想的增长曲线，通常可用一个可接受的数学模型来构成(见第9章).模型中的参数要结合过去经验反映出实
26、际的增长率。若有不同的阶段，须确定每一阶段的各个目标，见图8。在大纲中的规定时刻应根据模型估计出实际可靠性增长并与计划的增长(增长监控)进行比较。6.5 对不修理的或一次性使用产品以及对元器件的特殊考虑般而言，用于可修理产品的可靠性增民大纲的原则，通常也适用于不修理的或A次使用产品或元器件的可靠性增长大纲。然而这些产品的吁靠性增长大纲与设备的可靠性增长大纲有一些不同。在此31 1 GB/T 1 51 74- 94 情况f.常用的可靠性量度是失效率和MTTF。肘子试验的问型号产品的每个样品，经受试验的项目应尽可能多。不提供样品去更换失效样品时.大体上样品数不会有明显减少。为f进步暴露出未发现的固
27、有薄弱环节，在试验的同时内进行系统性失效分析。通常在出现系统性失效后接着要对产品采取改进措施。对所有受试样品都要立即更改为改进型式，并重新开始试验以验证更改的有效性并进一步暴露新的未知的薄弱环节。如果产品的磨损是严重的，改进工作叮以延民产品的寿命期。因为许多系统性薄弱环节的数量和更改数未必有统计意义.所以用可靠性增长数学模咽评估并不一定是切实可行的或可靠的。然而.如果样品数足够多，其他的方法，如威布尔分析也是适用的(见GB5080.4)。7失效分类本章所述的失效分类，不象第4章所述的按设计或结构等基本因素分，并与改进措施、增长模型和评价无关。进行分类的第一步是鉴别和排除非关联失效，第二步是将关
28、联失效再分成系统性的手u残余性的回分类过程要求根据调杏获得的许多信息进行工程判断。失效分类要力图追溯4.1条所述的失妓概念的顺序，即根据失效到薄弱环节进一步追寻失效的原因。7.1 非关联失效的划分一般情况下的非关联失效已在GB5080.1的9.3条中描述。根据大纲的特殊要求(在相应的规范或计划中定义).f在下面的所有失效型式都可以划分在不要求纠正性更改类中。在可靠性增长评估中(见9章).也可以作为非关联失效。下面ff种扩大了的不可靠性因素，例如:界面、设备接口或试验装置等，即使在大纲中对主要产品是非关联的，对纠正性更改，它们可以是关联的。7. 1. 1 从属失效一一见GB5080. 1的9.3
29、. 1条如果认为从属失效是系统性的，那么这些失效是关联的。7. 1.2误用失效见GB5080. 1的9.3. 2条如果认为误用失效是系统性的，那么这些失效是关联的。7. 1. 3纠正过程中的失效，或者通过设计更改已经排除的失效见GB5080.1的9.3.3条当数学模型用于可靠性增长评估时，应单独说明这些失效是否排除。7. 1.4 间歇失效任一种类型失效第一次出现之后，这些失效可认为是非关联的。潜在薄弱环节如是系统性的，则是关联的。7. 1. 5 需要操作人员调整或维护的失效(仪仪一-般操作人员使用过程中发生的失效)通过调整和维护等手段可以纠正的失效可认为是非关联的。如果认为是系统性的，那么这些
30、失效是关联的。7.1.6 不满足试验规范要求但满足特定使用功能要求的元器件失效如果在整个运行中不影响设备的性能，在调查中可以检测出的失效，可认为是非关联的。7. 1. 7 可接收寿命之后的失放在规定最小寿命期之后，产品磨损失效，可认为是非关联的。7. 1. 8 在可靠性筛选过程中的失效对可靠性增长评估而言，在可靠性筛选过程中出现的失妓，是非关联的。但是，在可靠性筛选中暴露出来的新的系统性薄弱环节的失效，总是需要进行调查并尽可能采取纠正性更改。7.2 关联失效的划分把关联失效分为系统饨的或残余性的，有两个目的za 为f决定是否需要采取纠正性更改:GB/T 1 51 74- 94 b 由于-些可靠
31、性增长模型需要分别输入不同的失效类型。下述基本原则对失效分类是有用的a. 系统性失效根据实际情况或设计分析之后，显示出有可能重复出现的失效，这可以在长时间试验后由真实再现的失效结果加以证实。例如，元器件在足够长时期内处于适度的过应力下可以显示出由于设汁错误引起的重复失效。b. 残余性失效残余性尖效不会再现，假设它再现是不可能的。例如，偶而漏检的元器件或偶然的工艺失娱造成的失效。必须经常按最新发生的失效事件对失效分类进行审杏，这样可为重新分类提供新的证据，特别是1B类系统性失效更应如此(见7.3条)。7.3关联失效的种类系统性失效应按以下说明分为A类或B类:a. A类按3.10条规定的那些不必进
32、行纠正性更改的失效;b. B类按3.11条规定的那些必需进行纠正性更改的失效，目的在于防止失效再现。8可靠性改避过程图5表明了失效诊断、修理或更换、分类，以及在适当时候的进步调查及纠正性更改的顺序。当信息来源于一个非正式的大纲或个与初始目标不同的活动时，上述流程是适用的。为了减少试验中断时间，试验进行到只要发生一个失效，足以诊断、修理或更换的时刻即可暂停。在进行试验的同时，应尽可能地对系统性失效作调查分析并加以改进。若薄弱环节仍然存在，就会冒相同类型失效重复出现的风险。对B类系统性失效应采取纠正性更改。当更改措施提出后，应尽早选择恰当时机(例如在发生另一个失效后或出现其他原因中断时)对样品进行
33、更改。然而，如果大纲分为不同阶段，而且某些(特别是L作量大时)更改推迟到每个阶段结束时进行，则可能收到更好的效果。图8给出了这样的示例。用备件去复原失效样品的性能，可以更换模块或其他可更换单元。允许对独立的备件单元进行眨改，这样可以大大缩短试验停止时间。因此有-套这样的备用零件是有益的，备用零件必须是预先作好更改的，否则这些备件只能临时性使用。只有在试验时间几倍于这类特定的薄弱环节所造成的第次失效时间后，才能了解更改的效果。这不仅表明是否已经成功地减少或消除了特定的薄弱环节的影响，而且也表明是否引进另种系统性薄弱环节。为了暴露由于生产过程的差错和使用新的零部件所引入的新的残余性薄弱环节，也要求
34、运行个时期(它类似于可靠性筛选的时期)。9数学模型( 17. U食I关联A_攸iF.:敬甜lw.，l.:Q民36是杂性尖做，一GB;T 1 51 74 -, 9 4 Jf始(IA!. .1拿)，毛联1人放( 条i ._ -丁后米川I能的r-一一吨新分类L二.，UI L一-1_!埠且Iw.2条A免失也1;岐措胞U录敏据B免失放设计变。复旧式也以图5可靠性改进流程图每事续试验现黎民技暂悴试验古晰.一修理我更换试份参竿H茧胞贬改本章叙述了以失效强度或MTBF为可靠性恃征量的数学模型。对于其他可靠性特征量，如失效率、MTTF或成功率则可采用其他数学模型。可靠性增长模型使能以定量的方式估汁增长计划结束时
35、戎过程中间点上已经达到j或将要达到的可靠性特征量。这兽口J靠性特征量可用以1、形式a, 大纲中给定点t的瞬时失效强度或MTRF;b 大纲中若干个未来点上的外推失效强度或MTBF;c 延缓更改或停止改进之后的计划失效强度MTBF。在大纲进行过程中，瞬时或外推失效强度是最有用的，在每4阶段或大纲结束时，计划度量值作为最终估计是最有价值的。此外，可估计下列比值2比上面所列的最度值与大纲开始时的量度值的比值;b, 所暴露的系统性薄弱环节数与用模型估计的固有总数的比值; 更改的系统性薄弱环节数与固有的总数比值。317 GB/T 1 5 1 74- 94 早期失效期的长度可由失效数据通过观察失效数及时间的
36、特性或通过其他手段来直接估计。在进行可靠性增长叫算时，该时期内的失效和时间应不包括在内。9. 1 模型的性质与日标可靠饨增长模型使用数学函数，当它的变量或参数对一组数据4持最优值时，这个踊数可以准确地重现这组数据的特性。如图2所示，累汁关联失效和对应于每一个失效的累积试验时间组成一个原始数据组，这个数据组可以最好地表达这样的函数与特性。模型的函数口J分为连续型号高散型。离散骂过模111更真实地描述f各阶段的失效，在评估时，离散咽模电!通常需耍比连续型模型更多的试驹阶段。选择模型时要在简单性、可评估性与真实性之间权衡。大多数模型不超过两个参数，因为参数多会使坪估工作复杂化。为了获得参数的极大似然
37、估计或最小二乘法估计，往往必须解方传.把参数f击计(方程的解)代入模型中，从而可以获得本章所叙述的可靠性特征量。增长模型的两个重要要求z8. 有充分的数据;b. 试验环境保持不变。不能认为使用数学模型是绝对可靠的，应用模型时要慎重c使用模型仅作为统计五具来帮助王程仁作判断。9.2 模型中所使用可靠性特征量的概念9.2.1 瞬时失效强度如图2的曲线(3)中已经表明的那样，总的关联失放相对于试验时间的特性一般可用图日中的实曲线表示。在任何a点瞬时失效强度是曲线在该点的切线斜率，图6给出了起始点和中间点屿，nj)处的切线咱这切线的斜率代表了这个产品(或一批产品)的瞬时失效强度。用数学模型进行拟合币，
38、呵以把斜率估计出来。者舔楼长， 费二瞌祟iI 英联试验时l间图6瞬时失效强度和外推失效强度的特性原点与(t，币，)处的切线斟率是瞬时失效强度;(t2.n2)处的切线斜率是外推失效强度然而，如果在整个试验时间的后期进行更改，可能得不到足够长的时间用模型来反映增长的结果。因此，真正的瞬时失效强度是低于估计值的。如果多数或全部更改被推迟到试验结束时(或特定的试验阶段)进行，则产生个特别的问题，即，不能使用这种方法评估可靠性，只有按照下面所叙述的方法来估汁计划失效强度。9.2.2 外推失放强度.11 .s GB/T 15174-94 罔6中点(12，叫)处曲线的切线斜旦在就是屿，nl)这点外推的失效强
39、度。若在整个增长大纲中，不改变试验条件和及时更改的做法，则用积累到屿，n1)点的失效数据的模型参数同样将继续适用于仇，rl2)点。这种外推的失效强度是在将来某一阶段或在增长大纲结束时预期可靠性水平的估计值或预测值。然而，必须注意若改变了试验条件或更改程序，这种外推则无效。9.2.3 计划的失放强度计划失效强度是指采用一个增长大纲之后所预期达到的失效强度。包括若干个同时更改的大纲将会导致如图8所示的跳跃式的可靠性增长，而不是连续增长。在可靠性增长大纲结束时来估计预测失效强度，假定环境相同，则预测失效强度与现场操作有关。预测是较间接的，与估计瞬时失效强度或外推失效强度相比.它要求有更多的王程判断。
40、在进行估计时，不能根据试验来证明所有的改进都提高f产品的可靠性，使其达到预期目的而没有引进新的薄弱环节。完全有效的吏改是少数的，更改有效性系数用来描述减少预期失效强度的百分比.这个更改有效性系数可以通过工程判断，或按总体平均值来确定(典型值为O.7)。预测技术假定在早期失效期后每个相同类型的系统恪薄弱环节具有恒定的失效强度。如果这个类型重复失效足够多的话，就可以证明这点，当然，由于及时和成功的更改，估计这个失效强度只使用每个失效类型的第一次失效时间。所进行的步骤如下za. 使用所有系统性失效的首次失效时间，用模型估计每种已知系统性失效类型的失效强度;b. 使用更改有效性系数，C. 用模型来估计
41、由于尚未发现的系统性薄弱环节导致的总失效强度;d. 由于假设残余性失效强度为一个常数，它可以用总的残余性的失效数除以累积关联民验时间直接得到;e. 总计划失效强度是用以F各种薄弱环节失效强度之和来估计的=准备改进或不准备改进的已知系统性薄弱环节p尚未发现但用模型可以预测的未知系统性薄弱环节，残余性薄弱环节。图7描述了上述这些概念。这些原理适用于硬件，也适用于软件。但对软件来说残余性失效强度总是为零。出验期!?l | 系统哈明强度| , . 队川! 、rrm呢!il UJ蚓 I、I .、. lal+O飞1 . l I 姥余性失妓强度飞、-_、E 一-一二气了一二斗明民计英联试驰时间将来时间图7用
42、模型伯汁的计划失效强度(al A类失妓强度，(b)B类失效强度;(c) 战余性失效强度; 1 q 15174-94 GB/T 9.2.4 其他估计在增长大纲中的某一个阶段或在整个增长过程中，作为增长特征量的失效强度比率，可用j.划失效强度的估计值除以大纲开始时的瞬时失效强度值得到。对于估计固有系统性薄弱环节的总数的模型来说(包括那些未检测到的系统性薄弱环节)，已经检测到并加以改进的那部分薄弱环节数，可从试验信息中导出来。进一步说，已经更改的那部分薄弱环节可以通过己知的B类失效数得到。所有更改的布效性和选择改进有效性系数的准确性只能通过进、步的试验或现场试验来确定。计划1守在树UWTBFl 外推
43、1靠件(MTBF) 自f延迟更改j I J兰的盹跃第二阶段使1( k_性很自1/ 第附段现场试验延缓改进. 4比均同ev酬陆百智斗苯据官司在附陆试验在试验t攻时改进1累计关联试畹时luJ增长曲线和跳跃的示例图8报告和文件10 编制可靠性增长大绵的文件应采用以下格式:a 试验计划。通常由生产方制订由使用方认可，试验计划要详细说明构成可靠性增长大纲的全部工作项目、环境和试验设备，这些工作项目包括试验准备、安装、试验进程，监控、文件资料及失效后所来取的措施。同时要求绘制计划的增长曲线(见6.4条)。b. 试验规范。应详细规定对产品性能的监测。 试验记录。该日志用来记录试验结果、失效和其他有意义的事件
44、。d. 失效报告。用来记录和说明每种关联失效或非关联失效曰由生产方使用标准的数据文件格式.以便很容易把失效数据存入数据库。失效分析报告。给出对失效调查和分析结果，适用时，提出因失效而采取的措施。若有要求，在规定阶段提出阶段报告，绘制实际的增长勺计划增长的比较(见图的。最终报告，它叙述整个大纲中所有的基本结果、措施和结论，包括应用数学模型作出的可靠性e. f. 自估计u注上述d和e条两个文件应有统一的编号方法，以便与其他有关的项目或产品的每个失效进行相关的分析。适合新情况的近期报告应参考以前所有的报告。般性可靠性试验报告的-般详细要求见GB5080.1第12章。, 1 1. GB/T 15174-94 附加说明z本标准由中华人民共和国电子工业部提出。本标准由全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会归口。本标准由电子工业部电子标准化所负责起草。本标准主要起草人苏德清、玉淑君、陈昭宪、周心才等。 311
