可靠性增长可靠性研制试验和可靠性增长试验及其相互关系分析
王建刚
2004年发布的GJB 450A《装备可靠性工作通用要求》中，将可靠性工作项目从原G．IB 450中规定的】8个工作项目扩展到了32个工作项目，其中．可靠性试验与砰价系列增加了可靠性研制试验、可靠性分析评价和寿命试验3个项目。下面重点晓明可靠性增长的基本概念和途径，可靠性研制试验及其与可靠性增长试验的关系，进而说明这两个试验与可靠性增长的关系
1 可靠性增长
l.l 可靠性增长的基本概念
应当指出，只要对发现的缺陷进行了设计改进井验证r改正措施的有效性，产品的固有可靠性就得到了提高，就实现了可靠性增长。可靠性增长的过程通常是反复进行的，一般包括以下5个步骤：
·发现故障源和，或问题
·将确定的问题反馈给设计人员。
·设计人员对问题进行分析并确定改正措施，进行再设计；
·按更改的设计再制造产品，
·用再制造的产品验证改正措施的有效性。上述5个步骤中，发现故障源是实现可靠性增长的关键和前提。发现故障源的方法和途径多种多样，遍及产品寿命期的各个阶段。FMECA，性能试验、环境试验．外场使用等过程都能发现故障，因而都有机会改进产品的可靠性，直至使产品达到最终的可靠性目标，即产品成熟期的可靠性要求。
1．2可靠性增长的途径
可靠性增长工作贯穿于产品全寿命的各个阶段。从理论E讲，产品寿命期的各个阶段都可以实现可靠性增长，但是对于各阶段所进行的可靠性增1圭，在经济性和及时性方面又部各不相同。
1．2．1产品寿命周期早期阶段进行的可靠性增长产品寿命周期早期阶段实现可靠性增长的主要优点是费用低，更改设计方便、及时。其不足之处是早期设计更改所依据的信息往往包含许多未知因素，如工作条件及元器件之间的相互影响，因而实现可靠性增长的确实性较差。
早期阶段进行可靠性增长的主要信息来源有3个方面
一是外部经验。包括现役相似系统使用信息、历史经验数据、技术经验、各种数据库及出版物。这些信息在方案论证阶段就可利用，以通过更改早期设计
来实现可靠性增长，因此具有很好的及时性和经济性。
二是分析信息。指对新研制系统进行分析、研究及评审所获得的信息，如可行性研究、权衡分析、可靠性预计、FMEA、故障树分析、热分析、潜在通路分析以及设计评审等所获得的信息。利用分析信息实现可靠性增长的优点是及时性和经济性较好，特别是对于高可靠性要求的产品，可以减少或避免某些费时和昂贵的试验。
三是试验信息。寿命周期早期阶段可利用的试验信息种类多、范围广。研制过程各个阶段、各个层次
的产品在各种环境条件下进行各种类型的试验都能提供有价值的信息。应当指出，试验信息是实现可靠性
增长最为通用的信息源，利用试验信息实现可靠性增长的主要优点是具有很高的确实性。试验信息的经济
性则主要取决于产品的特性。对于复杂的高可靠性要求的产品而言，通过试验实现可靠性增长的费用较
高；对于可靠性要求较低的产品而言，组成该产品的零部件或元器件故障易于进行分析，通过试验实现可
靠性增长的费用较低，效益较高。尽管试验费用是影响利用试验信息实现可靠性增长的主要障碍，但是，在实现可靠性增长的过程中，最经济有效的方法仍是在研制阶段合理安排各种可靠性试验，即可靠性研制试验和可靠性增长试验。这两种试验与可靠性验证试验相比，便于在产品研制早期确定故障模式，设计更改更容易，试验费用和风险更低，具有更好的及时性和经济性。其与环境试验及性能试验相比，具有更系统、全面和深入发现故障，确实性好，效费比更高的优点，因此，可靠性研制和增长试验是目前国外在实现可靠性增长过程中广泛采用的方法。
1．2．2在产品寿命周期后期阶段进行的可靠性增长
在产品寿命周期后期阶段(包括生产和使用阶段)实现可靠性增长具有很好的确实性，因为在此阶段，硬件设计日趋成熟，未知信息越来越少，对于设计更改更易控制。在产品寿命周期后期阶段实现可靠性增长的主要途径是充分利用生产经验和使用经验以及部分试验所获得的信息。
(1)利用生产经验及有关试验信息实现可靠性增长产品在生产过程中的各个检验和试验环节都可以暴露制造工艺缺陷以及设计的薄弱环节，通过剔除制造工艺缺陷及设计薄弱环节便可实现可靠性增长。
(2)利用使用经验及有关的试验信息实现可靠性增长产品服役之后，可利用使用中发现的设计缺陷，采取纠正措施，更改局部设计实现可靠性增长。其存在的主要问题是更改费用较高、经济性较差。尽管如此，在实践过程中，特别是对研制中未全面深入开展可靠性工作的复杂系统(如军用飞机)，也经常采用这种方法。依据采取纠正措施的方式、内容和时机等因素，利用外场信息实现可靠性增长的方法大致可分为以下4类：
a．自然增长
自然增长是利用外场使用所获得的数据，提出工程修改建议，然后制定改进计划送至承制厂进行改进
或改装的过程。这一过程可随着故障的不断出现而反复进行，从而不断地实现可靠性增长。这是一种被动
的、无计划的自然增长，其增长周期较长、效果差而且风险较大。美国20世纪50年代后期之前使用的武
器系统均采用这种方法，例如，用了5年多的时间才使B一36飞机的使用可靠性增长了82％。
b．通过可靠性改进计划实现可靠性增长这种类型的可靠性增长是根据武器系统在外场使用和使用试验中发现的可靠性问题(故障)，专fqN定可靠性改进计划(包括改进设计及工艺)，从而提高整个武器系统的可靠性，提高战备完好性，降低维修和保障费用。由于采用专门的改进计划，其增长速度比自然增长要快，可在较短的时间内达到所要求的可靠性水平。例如，美国B一58飞机是1952年开始研制，1956年首次试飞的，1959年开始服役并于1962年退役的轰炸机。针对该机在试飞后存在的可靠性问题，美国空军和通用动力公司于1959年实施了一项可靠性改进计划，至1961年3月，其可靠性就增长了72％，其增长速度比B．36飞机采用自然增长的方法高出数倍。
C．通过改进改型实现可靠性增长改进改型指的是根据外场使用经验对系统的某些关键分系统或设备进行重新设计，以提高系统的性能和可靠性。在产品的改进改型中，它与可靠性改进计划的主要差别在于对被改进的分系统或设备是通过实施正式的TAAF过程来提高可靠性，即按照规定的试验程序及方法进行试验和评估。因此，能在较短的时间内以较快的速度提高产品的可靠性，节省试验费用，减少试验时间。
