可靠性鉴定和验收试验

可靠性鉴定试验（RQT)是为验证产品的设计是否达到了规定的可靠性要求，由认购方认可的单位按选定的抽样方案，抽取有代表性的产品在规定条件下所进行的试验。可靠性鉴定试验是产品可靠性的确认试验，也是研发产品进入量产前的一种验证试验。可靠性验收试验（RAT)/是为验证批生产产品是否达到规定的可靠性要求，在规定条件下所进行的试验。可靠性鉴定试验和验收试验属于验证试验，也都是统计试验。一、统计试验方案类型及其适用范围统计试验方案是根据生产方风险、使用方风险、可靠性检验上限或可靠性检验下限、鉴定比参数，确定试验总时间T或样本数n、接收数或拒收数。按产品寿命分布特点，统计试验方案可分为两大类，即成败型统计试验方案和连续型统计试验方案；按截尾方式，统计试验方案可分为三大类，即定时截尾试验方案、定数截尾试验方案和序贯截尾试验方案。指数分布统计试验方案主要适用于可靠性指标用时间度量的电子产品、部分机电产品及复杂的功能系统。二项分布统计试验方案主要适用于可靠性指标用可靠度或功率度量的成败型产品，但采用该试验方案需要足够多的受试样本。只有在指数分布统计试验方案和二项分布试验方案都不适用的情况下，才考虑采用其他统计试验方案，如威布尔分布统计试验方案。定时截尾试验方案是目前可靠性鉴定试验中使用较多的试验方案。统计试验方案如图1所示。各统计试验方案的优缺点及适用范围如表1所示。

图1

表1二、统计试验方案的有关概念和参数1、定时截尾试验：事先规定试验时间，一旦到达试验截止时间，立即终止试验，记录出现的故障次数。2、定数截尾试验：事先规定允许出现的故障数r0，一旦发生了r0次故障，立即终止试验，记录试验时间t。3、序贯截尾试验：按事先拟定的接收、拒收及截尾时间线，在试验期间对受试产品进行不断的观测、比较，按判据随时做出接收、继续试验、拒收的决定。4、全数试验：对一批中的每个产品都进行可靠性试验。5、抽样特性曲线：这是表示抽样方式的特性曲线，或称OC曲线。从OC曲线可直观看出抽样方式对检验产品质量的保证程度。6、可靠性的度量（指数分布）(1)平均故障间隔时间（MTBF）的验证区间demonstrated MTBF interval（θL ，θu）: 在试验条件下真实 MTBF的可能范围，即在所规定的置信度下对MTBF的区间估计。(2)MTBF的观测值（点估计）observed MTBF（ θ^ ）: 设备 总工作时间除以关联(责任)故障数。(3)MTBF的检验下限 lower test MTBF（θ1）:拒收的MTBF值。统计试验方案以高概率拒收MTBF真值接近θ1的设备。(4)MTBF的检验上限（θ0）upper test MTBF（θ0):可接收的 MTBF值。它等于鉴别比d乘以MTBF检验下限θ1。统计试验方案 以高概率接收MTBF真值接近θ0的设备。(5)MTBF的预计值（θp）predicted MTBF（θp）:用规定的可靠性预计方法确定的MTBF值。它取决设备设计和使用环境，数值上应等于或大于θ0  ，以保证设备在可靠性试验期间能以高概率接收。7、判决（决策）风险 decision  risk由使用方风险、生产方风险和鉴别比组成。（1）使用方风险（β）consumer’s  risk（β）MTFB的真值等于其检验下限θ1时设备被接收的概率。当MTBF真值低于θ1时设备被接收的概率将低于β。（2）生产方风险（α）producer’s  risk（α）MTFB的真值等于其检验上限θ0时设备被拒收的概率。当MTBF真值大于θ0时设备被拒收的概率将低于α。（3）鉴别比（d） discrimination  ratio（d）MTBF的检验上限θ0与检验下限θ1的比值。d=θ0/θ18、关于决策风险说明关于决策风险详见图2。

图2从图中可看出鉴别比太大给产品设计带来困难，因要求预计值θp≥θ。三、指数分布统计试验方案1、定时截尾统计试验方案定时截尾统计试验方案是根据使用方风险、生产方风险、θ1及鉴定比确定试验时间T和试验中允许出现的责任故障数，当试验进行到累积时间达到预定值T*时截止，设在试验过程*出现r次故障。如果r≤Ac(接收数)，认为批产品可靠性合格，可接收；如果r≥Rc(拒收数)，认为批产品可靠性不合格，拒收。其方框图如图3。θ1即为所验证产品的可靠性指标中MTBF的较低可接受值。

图3定时截尾试验方案分为标准型方案和短时高风险方案两种。标准型试验方案采用正常的生产方风险和使用方风险，为10%~20%。短时高风险试验方案所采用的生产方和使用方风险为30%。

图4 标准型定时试验方案简表(GJB899)

图5 短时高风险定时试验方案简表(GJB899)由图4和图5进行分析可知：1）当α、β及θ1给定时，总试验时间T随着鉴定比d的减少而增加，若要缩短总试验时间，应增大鉴定比；2）当θ1和d给定时，总试验时间T随着风险率的减少而增加。反之，为了减少生产方和使用方的风险，就要增加总试验试验。由于定时截尾试验可以预先知道总试验时间T，便于计划，因此在产品可靠性鉴定试验方面广泛采用。2、定数截尾统计试验方案从一批产品中，随机抽取n个样品，当试验到事先规定的截尾故障数r时，停止试验，r个故障的时间分别为：t_1≤t_2≤⋯≤t_r,则抽验规则为：当θ^≥c时产品合格，接收；当θ^<c时产品不合格，拒收，其中c为合格判定数。示意图如图6所示。

图63、序贯截尾统计试验方案每次从批产品中抽取一个或一组受试产品，检验后按某一确定规则做出接收该批产品或拒收该批或继续试验的决定，称为序贯抽样检验。概率比序贯试验（PRST）方案简称序贯试验方案，分为标准型试验方案及短时高风险方案两种。当希望采用正常的生产方风险和使用方风险（10%~20%）时，应采用标准型序贯试验方案。若采用短时高风险方案，则试验时间可以缩短，但生产方和使用方都要承担较高的决策风险。在使用方风险、、生产方风险和鉴定比相同的情况下，与定时试验方案相比，序贯试验方案通常能较快地做出接收或拒收判决。进行序贯可靠性试验，如为可靠性验收试验，每批产品至少应抽2台产品试验，样本量建议为批产品的10%，但较多不**过20台。进行试验时，将受试产品的试验T及故障数r逐次和相应的判决值进行比较：

图7 序贯截尾试验判决示意图四、二项分布统计试验方案服从二项分布的产品可靠性试验，称为成败型统计试验方案，主要用于可靠度或成功率的验证试验。服从二项分布的成败型产品一般有两种试验方案选择：定数试验方案和序贯试验方案。1、定数试验方案二项分布的定数试验方案是由可接受的可靠度或成功率R_0、鉴定比D_R、双方风险α、β等参数，确定样品数n_f和拒收数R_e或接受数A_c。D-R=1-R_1/1-R_0抽验规则：随机抽取一个样本量为n的样本进行试验，假设有r个失败。规定合格判定数A_c和不合格判定数A_e：如果r<=A_c，认为批产品可靠性合格，接受；如果r>=A_e，认为批产品可靠性不合格，拒收。

图8 二项分布定数试验方案示意图2、序贯截尾试验方案二项分布的序贯截尾试验判决示意图见图9，与指数分布的判决类似。

图9 二项分布的序贯截尾试验判决示意图

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