1 目的
可靠性指標驗證是為考核產(chǎn)品在預期銷售使用的各個地域下的各種典型工作環(huán)境條件下的可靠性指標是否達到規(guī)定的可靠性指標要求，并對出現(xiàn)的故障采用FRACAS系統(tǒng)進行歸零管理，最終提供產(chǎn)品可靠性指標符合規(guī)定要求的證明。
2 適用對象
在研發(fā)單位指定的研發(fā)任務書中或相關國家行業(yè)標準中規(guī)定了可靠性指標要求的產(chǎn)品（包括成套設備和關鍵部件）均應開展可靠性指標驗證。
3 可靠性指標驗證開展時機
可靠性指標考核通常在正樣機定型前完成，由于可靠性指標考核相對功能性能測試、安規(guī)與電磁兼容測試、環(huán)境試驗等檢測試驗時間更長，因此，往往要求在這些（必要的）檢測試驗后再開展可靠性指標驗證。開展可靠性指標驗證前，產(chǎn)品之前的故障原則上應該完成了故障歸零，樣機和備件的技術狀態(tài)應基本固化且一致。
4 可靠性指標的必要性
以往，不少國家軍工裝備因為故障率高（即不可靠）導致部署后無法形成戰(zhàn)斗力、高昂的維修保障成本、甚至在戰(zhàn)場上掉鏈子。無論是世界發(fā)達國家還是我國，在軍工裝備可靠性方面吃過不少這樣的苦頭?？煽啃怨こ讨饕獜纳鲜兰o50年代開始，在德國、美國等軍事發(fā)達國家的軍工行業(yè)中得到快速發(fā)展和廣泛應用，并自上世紀90年代開始被中國軍工界逐步引入，經(jīng)過1990年至2005年間15年的努力得到推廣應用，對我國軍工裝備質量快速和大幅提升發(fā)揮了重大的作用。當前，世界軍事強國（包括我國）在裝備研制過程中，均重點管控研發(fā)裝備的可靠性水平是否達標，并嚴格要求無條件進行多層級、嚴格的可靠性指標的驗證。
針對民用市場，少數(shù)高安行業(yè)對可靠性也十分重視，如民用航空、高鐵、電網(wǎng)等。對很多行業(yè)而言，產(chǎn)品的可靠性問題不至于造成機毀人亡，但產(chǎn)品故障率高對企業(yè)品牌和信譽的侵蝕是巨大的，對售后維修保障造成的壓力是巨大的，也應該高度重視產(chǎn)品的可靠性。特別是高端產(chǎn)品領域，可靠性差距是中國制造與國際先進企業(yè)的最主要的一個差距，造成了連國內的大用戶對中國制造信心都不足。如截止2016年我國超過90%的醫(yī)用核磁、80的醫(yī)用CT/B超/放療裝備、70%工業(yè)機器人仍然依賴進口，而這些高端產(chǎn)品我國都有大量的供應廠商甚至不乏知名龍頭企業(yè)。在不少高端裝備和產(chǎn)品領域，這種大量依賴進口的局面雖然逐步在扭轉，但仍然比比皆是。由此可見，可靠性是我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)特別是高端工業(yè)產(chǎn)業(yè)轉型升級的一個重要抓手。
因此，無論相關國家行業(yè)標準是否具有相關可靠性指標要求或其高低水平如何，鼓勵研發(fā)單位特別是行業(yè)龍頭企業(yè)在新產(chǎn)品需求分析和論證過程中，應針對國內外主要競爭對手同類產(chǎn)品可靠性水平（通常以平均故障間隔時間（MTBF）來衡量）和用戶對產(chǎn)品可靠性的期望或要求，提出具有競爭力和滿足用戶需求的可靠性指標要求，作為研發(fā)管控的一個重要指標，以提升產(chǎn)品上市后的競爭力和客戶信任度。
5 可靠性指標參數(shù)的選取
5.1 平均故障間隔時間（MTBF）
通常對于可修復（能修復、值得修復、有修復價值）的產(chǎn)品采用?？尚迯偷漠a(chǎn)品在壽命周期內可以發(fā)生多次故障，每次故障修復后可繼續(xù)使用。電子設備是最典型的可修復產(chǎn)品，幾乎所有組成層級較高的產(chǎn)品和大系統(tǒng)均具有可修復性，因此，MTBF使用最為廣泛。
當然，平均故障間隔時間的時間是指廣義的時間單位，可能為小時、年、里程、次數(shù)、高壓時間等單位，那么這里面涉及到一個時間轉換問題。
如某品牌的電飯煲要求的平均故障間隔時間為５年，在實際考核過程中通常采用小時為單位進行試驗考核，如何轉換呢？通常地，一個電飯煲通常一天煮２頓飯，煮一頓飯時間約２小時，一天使用約４小時，按照１年365天計算，則該電飯煲的平均故障間隔時間可以轉換成365×4×5＝7300小時，當然這其中包含模擬煮飯次數(shù)為365×2×5＝3650次(意味著通斷電和工作狀態(tài)對應考核要求)。
又如，某品牌分析儀器要求平均故障間隔時間為2年，如何轉變成考核時間呢？我們分析下該分析儀器的典型使用場景，通常地，該儀器在實驗室使用，實驗室一年正常使用時間約為250天，每天工作期間開機8小時，則平均故障間隔時間２年對應的小時為250×2×8＝4000小時。即該儀器可按照MTBF≥4000小時進行考核。
5.2 平均失效前時間（MTTF）/使用壽命
通常對于不可修復（不能修復、不值得修復、沒有修復價值）的產(chǎn)品（儀器、醫(yī)療等行業(yè)通常作為耗材的一部分）采用。不可修復的產(chǎn)品在壽命周期內只有一次失效，一旦發(fā)生失效，該產(chǎn)品壽命就終結，不能再繼續(xù)使用。因此，通常也可稱作壽命。
5.3 任務可靠度（R）/成功率（P）
通常對于在長期壽命歷程中僅有短時間執(zhí)行任務且對任務成功要求高的情況下使用，如火箭發(fā)射、導彈發(fā)射、鉆探儀器鉆井等適合采用任務可靠度或成功率。對于可多次重復使用的產(chǎn)品通常采用任務可靠度（R），而對于一次性使用的產(chǎn)品通常采用成功率（P）。這兩個指標通常沒有嚴格區(qū)別，隨著技術的發(fā)展即便是一次性使用的產(chǎn)品也可以通過模擬技術實現(xiàn)多次重復執(zhí)行任務。
5.4 質保期內返修率
其實，在民用市場，最合理、最貼合企業(yè)需要的指標是質保期內返修率，如質保期1年內返修率要求不高于3%，意味著投出去的每100個產(chǎn)品在1年質保期內故障產(chǎn)品次數(shù)不應超過3次。筆者認為質保期內返修率指標是一個較為完美的可靠性指標，因為他有規(guī)定時間和可靠度雙重約束，與售后質量統(tǒng)計和成本管控結合得十分緊密。
但是該指標往往是一個統(tǒng)計指標，也就說說需要用大量在市場上用戶使用的產(chǎn)品進行驗證，才具有代表性。在研制階段，如果只能夠提供3、5個產(chǎn)品進行驗證，似乎得不出返修率指標。為什么說是似乎呢，返修率可看成不可靠度，根據(jù)R＝e^(λt)的可靠度函數(shù)關系，即t=質保期時，R＝1－返修率，則可以求解出λ，而MTBF＝1/λ，當然這個λ對應的故障應為不影響用戶使用不會導致返修的故障。由此可見，質保期內返修率可轉化成為MTBF進行考核。
為什么我們看到有些產(chǎn)品的MTBF要求很高甚至遠超出產(chǎn)品的使用壽命的原因，就是因為根據(jù)質保期內返修率作了MTBF轉換的結果。如某品牌手機質保期2年，質保期內返修率為3%，則意味著每100個手機在2年使用期后97個仍然完好，則其MTBF＝（97×2 3×1）÷3＝66年，在此假定了故障服從均勻分布，故障產(chǎn)品的使用時間均按質保期的一半時間進行計算。因此，考核一個手機的MTBF是66年，顯得似乎艱難了，當然，可以采用數(shù)臺樣機進行考核以縮短考核時間。
5.5 其它可靠性指標
當然，還有一些其它的可靠性指標參數(shù)，在此不一一列出，讀者如果感興趣，推薦閱讀《GJB 1909A-2009 裝備可靠性維修性保障性要求論證》標準，結合自身產(chǎn)品特點進行參數(shù)選取。
6 可靠性指標考核的差異
那么上述4類典型指標考核的差異在哪里呢，我們進行簡單說明。
6.1 平均故障間隔時間（MTBF）的考核
——允許拿多個產(chǎn)品累積時間計算MTBF，總累積時間達到事先選取的統(tǒng)計方案規(guī)定的時間要求（與可靠性指標相關）即可。增加產(chǎn)品數(shù)量可縮短試驗時間。其中，統(tǒng)計方案的選取可以參考GJB 899A（值得一提的是該標準采用最低可接受值（下限值）進行考核，用戶要求你的裝備最低應滿足規(guī)定的要求。而很多民用行業(yè)國家標準采用的是上限值進行考核，企業(yè)說自己的產(chǎn)品可靠性最好能達到什么水平。筆者推薦采用下限值進行考核，在民用領域可靠性還在起步階段甚至還未起步，少有企業(yè)開展嚴格的可靠性指標驗證，先別說最好達到什么水平，先看通過嚴格規(guī)范的考核能否達到最低可接受值。）
——產(chǎn)品發(fā)生故障后，經(jīng)過修復或采取糾正措施后可繼續(xù)投入試驗，接著累積試驗時間。
——試驗中關注的故障是責任故障（發(fā)生的與研發(fā)組織提供的產(chǎn)品有關的故障，通常需要研發(fā)組織采取改進措施）。
——產(chǎn)品數(shù)量的約束性沒有嚴格的規(guī)定，但實際上提供的樣機太少代表性不足，提供的樣機太多每個樣機試驗時間短也存在考核不足。我們說的MTBF通常是指規(guī)定壽命周期內的MTBF，試驗時間最好與壽命周期具有一定匹配性，避免試驗時間過短產(chǎn)品后期故障率升高使得考核結果失真，當然試驗時間也不應該超過規(guī)定的壽命周期?！禛B/T 1772-1979 電子元器件失效率試驗方法》標準中，要求對于失效率是10－5次方的產(chǎn)品，每個元器件的試驗時間不應低于總試驗時間要求的1/3, 失效率是10－6次方的產(chǎn)品，每個元器件的試驗時間不應低于總試驗時間要求的1/10。這個標準提出的試驗時間要求就考慮了試驗時間與使用壽命之間可能存在的匹配問題。
6.2 平均失效前時間（MTTF）或使用壽命的考核
——不允許拿多個產(chǎn)品累積時間計算MTTF或壽命。試驗時間通常不是根據(jù)統(tǒng)計方案而是根據(jù)工程經(jīng)驗選取規(guī)定壽命值的k倍（工程經(jīng)驗系數(shù)，通常取K＝1.0～1.5），應該將被試樣機均試驗至規(guī)定的K倍規(guī)定壽命時間。增加產(chǎn)品數(shù)量不能縮短試驗時間但可以提高統(tǒng)計結果真實性。
——產(chǎn)品發(fā)生失效后，產(chǎn)品退出試驗。
——試驗中關注的是失效（不可修復的產(chǎn)品）。也有可修復的高層級產(chǎn)品提出使用壽命考核的情況，這個時候關注的故障是不可修復、不值得修復的故障（也有說耗損型故障，但筆者認為不嚴謹，比如，一個高層級整機發(fā)生故障，可能是其中一個低層級元器件發(fā)生了耗損型失效，但顯然更換這個元器件后整機還是可以用的）。如在民用飛機行業(yè)有規(guī)定修理經(jīng)費超過采購成本一定比例時認為不值得修理，即產(chǎn)品到壽報廢。由此可見，壽命不只是有可靠壽命的概念，還要考慮技術壽命和經(jīng)濟壽命。
——產(chǎn)品數(shù)量的約束性沒有嚴格的規(guī)定，但如前所述，產(chǎn)品數(shù)量不能縮短試驗時間，增加數(shù)量可以提高考核的代表性和考核結果的可信程度。
MTTF驗證中需要解決的一些問題與MTBF具有類似性，可參照MTBF的方法進行解決。
6.3 任務可靠度/成功率的考核
——任務可靠度和成功率符合二項分布，通常采取模擬任務執(zhí)行次數(shù)進行考核，筆者建議參考《GB/T 4087-2009 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋 二項分布可靠度單側置信下限》國家標準，該標準給出了在要求的任務可靠度和允許失敗次數(shù)下需要實施模擬任務的次數(shù)。《GB 5080.5 設備可靠性試驗 成功率驗證的試驗方案》國家標準，盡管給出了試驗方案，但要預先給出成功率上限值，而上限值的預先給出具有主觀性，因此筆者不建議采用該標準。
——關注的故障主要是影響任務完成的故障，產(chǎn)品發(fā)生一些基本故障，只要不影響任務完成，不計入判定故障。
——在模擬執(zhí)行任務時，產(chǎn)品往往具有多種任務場景，應該考慮進行任務場景的組合，結合典型使用分配合適比例的任務場景進行模擬。
7 MTBF指標驗證方法詳細說明
MTBF指標驗證最值得參考的標準是《GJB 899A 可靠性鑒定和驗收試驗》，另外，《GB 5080.* 設備可靠性試驗》系列標準也可供參考。其它軍工和民用領域大量可靠性試驗標準均參考這兩個標準進行修改而來。
7.1 MTBF統(tǒng)計試驗方案
對可靠性指標（MTBF）的最低可接收值（θ1）進行驗證時，無論采取哪種可靠性指標驗證方式，均需選取某一個統(tǒng)計試驗方案來確定試驗時間。通常地，采取生產(chǎn)方和使用方風險相等的方案（即α＝β），所需的有效試驗時間為θ1的倍數(shù)K，判決的責任故障數(shù)為r，常用的可靠性統(tǒng)計試驗方案見表所示。
表1 MTBF驗證推薦統(tǒng)計方案
方
案
號
判決風險
鑒別比
有效試驗時間
判決責任故障數(shù)r0
生產(chǎn)方
α
使用方
β
D=θ0/θ1
θ1的倍數(shù)
拒收
≥r0 1
接收
≤r0
1
20%
20%
3.0
4.3
3
2
2
20%
20%
3.63
2.99
2
1
3
20%
20%
7.22
1.61
1
0
4
30%
30%
1.89
3.62
3
2
5
30%
30%
2.22
2.44
2
1
6
30%
30%
3.37
1.20
1
0
舉例說明：某儀器設備MTBF最低可接受值θ1≥1000h，如選取高風險統(tǒng)計方案6進行可靠性指標驗證試驗，則所需有效試驗時間應為1.2×1000＝1200h，允許出現(xiàn)責任故障數(shù)為0個；如選取中風險統(tǒng)計方案2,則有效試驗時間為2.99×1000＝2999h，允許出現(xiàn)責任故障數(shù)為1個。
無論采取單一評價方法，還是組合評價方法，還是綜合評價方法，各部分有效試驗時間之和應不低于K·θ1，MTBF應進行置信下限評估，選取的雙側置信度C不應低于40%（即單側置信度C’=(1 C)/2不低于70%）,如為壽命指標評價建議采取點估計。
無論采取哪種方法進行可靠性指標驗證，必須制定可靠性指標驗證大綱，在第三方實驗室或其現(xiàn)場監(jiān)督下進行試驗，嚴格管理可靠性信息，保證信息的完整、真實和準確性。
7.2 MTBF驗證方式介紹
可靠性指標驗證應根據(jù)儀器設備類型、自身特點和指標特點，通常有實驗室可靠性鑒定試驗、現(xiàn)場使用可靠性指標考核、內外場結合可靠性評估、基于研制過程信息的可靠性綜合評價、加速可靠性試驗等多種方法進行可靠性指標驗證。
1) 實驗室可靠性鑒定試驗：在實驗室模擬產(chǎn)品的典型使用環(huán)境條件（通常包括溫度、濕度、振動、電應力）下開展可靠性指標驗證。適用于體積合適、指標不高且能夠在實驗室可靠性試驗系統(tǒng)中開展試驗的儀器設備。實驗室試驗嚴格控制了環(huán)境應力的施加，試驗集中管理和規(guī)范管理，在具備條件時應優(yōu)先采用實驗室可靠性試驗方法。
2) 現(xiàn)場使用可靠性指標考核：結合測試、運行、聯(lián)試、試用、使用等現(xiàn)場使用開展可靠性指標考核。適用于體積龐大完全不具備實驗室試驗條件的產(chǎn)品，或十分貴重和精密、使用環(huán)境很好的產(chǎn)品?，F(xiàn)場使用可靠性指標考核環(huán)境條件未控制，代表了部分產(chǎn)品可能經(jīng)理的真實環(huán)境但覆蓋往往不全，使用場景和出現(xiàn)的故障往往比較真實，但通常現(xiàn)場使用較為分散，不便于規(guī)范管理。因此，現(xiàn)場使用考核方式往往與實驗室試驗相輔相成，在軍工裝備要求兩種驗證考核都開展，應盡可能不因現(xiàn)場考核而取消實驗室試驗。
3) 內外場結合可靠性評估：將實驗室試驗和現(xiàn)場使用兩部分結合起來評估可靠性，適用于因指標高、樣機數(shù)少而所需實驗室試驗時間長，或現(xiàn)場使用條件特殊不可完全依賴實驗室試驗進行指標考核的儀器設備。通常地，可將典型使用環(huán)境中常規(guī)的環(huán)境條件所占考核時間部分采用現(xiàn)場使用考核，而非常規(guī)（包括極端的非工作狀態(tài)和極端的工作狀態(tài)）環(huán)境條件所占考核時間部分采用實驗室試驗。
4) 基于過程信息的可靠性綜合評價：將成套儀器設備按研制特點劃分為沿用、改進、新研三種狀態(tài)，利用歷史使用或研制過程信息，分別采取統(tǒng)計評估、分析評估、試驗驗證的方法綜合評價各個部分的可靠性，得到成套儀器設備的可靠性是否滿足要求的結論。適用于大型復雜、指標要求高、樣機數(shù)少，但有相關可靠性信息數(shù)據(jù)的儀器設備。
5) 加速可靠性試驗：對于可靠性指標特別高的電子類儀器和關鍵部件以及部分機械機電儀器設備，如可提高施加應力量值（可能為機械載荷、電應力載荷或環(huán)境應力），可采用加速可靠性試驗評價其可靠性（或壽命）。加速試驗往往通過提高應力后達到1小時加速試驗等效于若干小時常規(guī)試驗，因而通過加速試驗縮短高可靠、長壽命指標的考核時間。開展加速試驗的前提是對象具有可加速性，包括能夠成熟高應力，而且該高應力會帶來加速效應，通常要求不因加速改變產(chǎn)品的失效機理。
無論采取哪種可靠性指標驗證方法，在試驗前都應制定《可靠性指標驗證大綱》，給出本次可靠性指標考核的要求和明確的方法；在大綱中都應明確統(tǒng)計方案，根據(jù)可靠性指標（MTBF）計算出要求的試驗時間和允許的責任故障數(shù)；考核過程中，都應嚴格管理可靠性信息，保證信息的完整、真實和準確性。
7.2.1 實驗室可靠性試驗
在開展實驗室可靠性試驗前，應先進行可靠性試驗周期設計，根據(jù)儀器設備的典型使用環(huán)境確定試驗應力時序、類型、大小及其組合。在實驗室可靠性試驗過程中，應嚴格控制試驗應力的施加。
根據(jù)國內外統(tǒng)計，溫度、濕度、振動是影響絕大多數(shù)產(chǎn)品可靠性的典型應力，現(xiàn)有的可靠性試驗設備通常以施加溫度、濕度、振動三綜合環(huán)境應力為主。
對于在實驗室環(huán)境條件下使用的多種類型的儀器設備（包括分析儀器、計量儀器、醫(yī)學科研儀器等）主要施加溫度應力，短時間施加濕度應力，不施加振動應力。在工作過程中承受振動環(huán)境條件的儀器設備則應施加振動應力。一個車載便攜式儀器的典型實驗室可靠性試驗周期見圖。
圖1 車載儀器設備可靠性試驗周期（示例）
通常地，在規(guī)定的總有效時間內，需要按照試驗周期剖面周而復始開展若干個周期可靠性試驗。如前所述，當對某個產(chǎn)品MTBF≥1000小時進行驗證時，根據(jù)統(tǒng)計方案選取0故障方案試驗時間不低于1200小時，按照上述試驗剖面12小時一個周期試驗，則需要按照試驗剖面開展100個周期試驗，每個周期中樣機要進行5次測試功能性能測試，則整個可靠性試驗中需要開展500次功能性能測試，而且500次測試均要合格，責任故障數(shù)才為0，試驗結果方才被接受。由此可見，可靠性試驗遠比大多數(shù)企業(yè)開展了的功能性能測試、環(huán)境試驗嚴酷、充分得多，各種質量檢測無法代替可靠性測試。
7.2.2 現(xiàn)場使用可靠性考核
現(xiàn)場使用過程中，環(huán)境條件是不可控的，且現(xiàn)場使用時間分散、難于管理、數(shù)據(jù)收集困難，數(shù)據(jù)有效性難控制，評估過程中應嚴格規(guī)范試驗數(shù)據(jù)的收集和管理。
現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)收集應滿足以下要求：
a) 收集數(shù)據(jù)應真實、完整、準確，嚴格進行數(shù)據(jù)管理；
b) 收集數(shù)據(jù)段內，樣機技術狀態(tài)應基本固化，并確定抽樣樣機對象；
c) 應制定規(guī)范的數(shù)據(jù)收集表格，用于收集時間、測試結果、故障信息；
d) 收集的數(shù)據(jù)應進行匯總，提交審核確認有效時間與故障性質后，進行統(tǒng)計分析；
e) 數(shù)據(jù)來源包括功能測試、老化測試、環(huán)境應力篩選、聯(lián)試、環(huán)境試驗、試用等環(huán)節(jié)；
f) 數(shù)據(jù)內部確認由單位質量檢驗人員把關，數(shù)據(jù)的外部審核由第三方實驗室進行把關。
僅依賴現(xiàn)場使用這一方法進行可靠性評估時，現(xiàn)場使用時間應不低于1.2倍θ1（MTBF最低可接受值），建議事先選擇統(tǒng)計試驗方案進行有計劃的現(xiàn)場試驗。
7.2.3 內外場結合可靠性評估
內外場結合可靠性評估根據(jù)選擇的統(tǒng)計試驗方案得到的有效試驗時間與允許故障數(shù)，一部分試驗安排在實驗室進行，一部分試驗安排在現(xiàn)場使用進行，兩部分試驗時間之和應達到統(tǒng)計試驗方案規(guī)定的有效試驗時間，兩部分出現(xiàn)的故障數(shù)之和應不超過統(tǒng)計試驗方案允許出現(xiàn)責任故障數(shù)，則試驗順利通過，說明可靠性指標達到要求。分別將兩部分試驗時間相加、故障數(shù)相加，可以參照統(tǒng)計方法進行可靠性指標評估。
內外場結合可靠性評估中，現(xiàn)場使用作為數(shù)據(jù)來源的一部分而不是全部，通?？梢猿Ｒ?guī)條件部分通過現(xiàn)場使用運行考核，而對于嚴酷環(huán)境通過實驗室試驗考核。兩部分完成后，累積試驗時間和責任故障數(shù)，再進一步評估是否達到規(guī)定可靠性指標的要求。當然，任何一部分責任故障數(shù)超出允許責任故障數(shù)均可提前結束試驗，或者兩部分責任故障數(shù)之和超出允許責任故障數(shù)后也可提前結束試驗，這兩種情況都屬于提前拒收。
7.2.4 基于過程信息的可靠性綜合評價
基于過程信息的可靠性綜合評價方法將產(chǎn)品技術狀態(tài)劃分成沿用、改進和新研三個部分，同時將整個產(chǎn)品的可靠性指標分配到這三個部分。采用研制過程定性信息和定量信息分別對這三個部分采取可靠性分析、評估、試驗等不同手段進行綜合評價，給出儀器設備的可靠性指標，方法如下：
a) 沿用部分可靠性統(tǒng)計評估：利用已有儀器設備技術狀態(tài)固化后的試驗信息、售后使用信息，評估沿用部分的可靠性指標，確認是否達到沿用部分分配的可靠性指標要求。
b) 改進部分可靠性分析評估：利用改進前儀器設備售后服務信息，進行可靠性統(tǒng)計評估，獲得改進前儀器設備的可靠性水平；并對改進前與改進后樣機的技術狀態(tài)差異進行比較，分析改進對可靠性的影響，并通過可靠性建模預計得到改進后的可靠性水平，確定樣機改進后是否能夠達到分配的可靠性指標要求。
c) 新研部分實驗室可靠性試驗：利用新研部分研制過程技術狀態(tài)基本穩(wěn)定后的環(huán)境試驗、聯(lián)合試驗、通電測試、試用等過程信息，采取貝葉斯統(tǒng)計分析方法，確認先驗分布參數(shù)，制定貝葉斯統(tǒng)計試驗方案，在實驗室補充完成新研部分可靠性試驗，評估新研部分的可靠性指標是否滿足要求。當新研部分可靠性指標分配值不高時，或者基于研制過程信息得到的先驗分布不理想時，也可采用全實驗室試驗方法評估新研部分的可靠性指標。
基于過程信息的可靠性綜合評價實施流程見圖。
圖2 可靠性綜合評價流程方法
7.2.5 加速試驗與快速評價
對于電子類儀器或關鍵部件，往往具有加速模型及其參數(shù)，可采取加速可靠性試驗方法。其他類型的儀器設備或關鍵部件，如果具有基本組成單元的加速模型及其參數(shù)數(shù)據(jù)，也可采用加速可靠性試驗方法。
典型的加速因子預先評估方法可以分成以下兩類：
a) 對于具有大量現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)和故障信息的類似對象，可以充分利用加速試驗與現(xiàn)場使用信息進行對比統(tǒng)計，獲得初步的加速因子；
b) 對于電子類儀器或關鍵部件，采用基于應力分析方法，可預先評估預期加速可靠性試驗條件下的加速因子，加速因子預先評估流程見圖。
根據(jù)獲得的加速因子和原有的試驗方案，可確定加速試驗所需時間和等效試驗時間的折算關系，利用加速試驗方法評估儀器設備的可靠性水平。
圖3 電子類儀器或部件加速因子評估方法
7.3 MTBF的統(tǒng)計評估方法
可靠性指標（MTBF）驗證合格與否，根據(jù)受試樣機總有效試驗時間、總的責任故障數(shù)進行判定。受試樣機達到累積總有效試驗時間T時，如果實際發(fā)生責任故障數(shù)小于等于統(tǒng)計方案允許的責任故障判定數(shù)（r0），則接受；在累積總有效試驗時間T內，如果責任故障數(shù)大于責任故障判定數(shù)（r0），則判為拒收。
進行平均故障間隔時間最低可接受值評估時，通常地，置信度C取值為C＝1－β，其中，β為生產(chǎn)方風險。當采用的定時截尾試驗方案時，采用單邊置信下限評估時，平均故障間隔時間（MTBF）的最低可接受值（θL）為：
式中：T——累積總有效試驗時間；
r——試驗中統(tǒng)計的責任故障數(shù)；
β——統(tǒng)計方案中的生產(chǎn)方風險；
r0——統(tǒng)計方案中允許責任故障數(shù)；
C——單邊置信度，對于定時截尾試驗方案，通常地，C＝1－β，C不應低于70%。
進行平均故障間隔時間最低可接受值評估時，通常地，置信度C取值為C＝1－β，其中，β為生產(chǎn)方風險。當采用的定時截尾試驗方案是，平均故障間隔時間（MTBF）的最低可接受值（θL）為：
筆者提醒大家，置信度C的取值值得注意，在GJB 899A《可靠性鑒定和驗收試驗》以及其它可靠性試驗標準中，通常地，取C＝1－β，對于發(fā)生責任故障數(shù)與允許責任故障數(shù)相同時，計算出的平均故障間隔時間（MTBF）最低可接受值恰好與規(guī)定可靠性指標要求一致。如果取C>1-β，則計算出的平均故障間隔時間（MTBF）最低可接受值會低于規(guī)定可靠性指標要求；如果取C<1- β，則計算出的平均故障間隔時間（MTBF）最低可接受值會高于規(guī)定可靠性指標要求。因此，建議最好取C＝1-β。當我們覺得置信度太低時，可以調整放棄高風險統(tǒng)計方案，采用β值小的低風險統(tǒng)計方案。
8 任務可靠度R指標驗證方法詳細說明
8.1 任務可靠度Ｒ驗證統(tǒng)計方案
如已知某產(chǎn)品的任務可靠度要求，在給定置信水平γ的情況下，可靠度考核可根據(jù)《GB/T4087-2009 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋 二項分布可靠度單側置信下限》標準 ，要求樣機執(zhí)行多次任務，統(tǒng)計每次任務的結果（成功或失敗），按照二項分布方法利用GB/T 4087進行查表，可查出滿足可靠度下限值的最低執(zhí)行任務次數(shù)。
如A、B產(chǎn)品任務可靠度分別為0.95和0.90，則在置信度水平γ＝0.95情況下，其任務可靠度考核所需的最低執(zhí)行任務考核次數(shù)（分別在允許發(fā)生0次、1次、2次任務失敗情況下）分別見下表。
表2 任務可靠度驗證統(tǒng)計方案示例
序
號
可靠度
下限值
0次失敗
達標試驗次數(shù)
1次失敗
達標試驗次數(shù)
2次失敗
達標試驗次數(shù)
備注
1
0.95
59
95
130
推薦采用59次任務執(zhí)行，允許0次失敗。
對應值0.9505
對應值
0.9510
對應值
0.9523
2
0.90
22
38
52
推薦采用22次任務執(zhí)行，允許0次失敗。
對應值0.9006
對應值
0.9015
對應值
0.9009
8.2 任務可靠度Ｒ驗證方式說明
任務可靠度驗證最好在現(xiàn)場真實使用場景下進行任務執(zhí)行，實驗室模擬往往難以較為真實全面地模擬任務執(zhí)行。如現(xiàn)場使用場景不足以執(zhí)行那么多次任務，則采取實驗室模擬任務執(zhí)行進行補充。
8.3 任務可靠度Ｒ的統(tǒng)計評估方法
任務可靠度合格與否，根據(jù)總任務次數(shù)（n）、總的失敗次數(shù)（F）進行判定。受試樣機達到規(guī)定任務次數(shù)（n0）時，如果任務失敗次數(shù)小于等于允許失敗次數(shù)（F0），則判為接受；如果完成規(guī)定任務次數(shù)（n0）前，任務失敗次數(shù)（F）已經(jīng)大于允許失敗次數(shù)（F0）則判為拒收。
任務可靠度（R）置信下限的計算為：
其中：γ——置信度；
N——執(zhí)行任務次數(shù)；
F——任務失敗次數(shù)。
由此可見，當失敗次數(shù)F＝0時，計算十分簡單；但當失敗次數(shù)F≥1時，計算較為復雜，需要采用差值或逼近求解。
9 可靠性指標驗證方法補充說明
最后，筆者提醒大家，可靠性計算分析無法代替可靠性驗證考核。
在電網(wǎng)、高鐵行業(yè)，筆者時常見到有供應商提供可靠性計算分析報告給總體單位，作為產(chǎn)品達到可靠性指標要求的證據(jù)。實際上，這樣的證據(jù)是不合理和不足為信的。
在方案設計階段時沒有樣機供實驗室試驗或現(xiàn)場運行考核，可靠性計算分析是方案設計階段的一個回答可靠性指標的重要手段。比如通過可靠性建模預計或通過可靠性仿真分析可以計算出產(chǎn)品基本失效率和任務失效率，進而可以求出產(chǎn)品的平均故障間隔時間和任務可靠度，這些手段成為設計方案對比、優(yōu)選、改進的一個重要手段。然而，無論是可靠性預計還是仿真，采用的失效率數(shù)據(jù)等基礎數(shù)據(jù)都為通用數(shù)據(jù)，并非體現(xiàn)每個供應商自身產(chǎn)品水平的真實數(shù)據(jù)。另外，可靠性預計和仿真手段，也沒有考慮制造和工藝因素，得出的只是固有可靠性水平計算結果。因此，可靠性預計和仿真得出的可靠性結果只有相對可比性，并無絕對準確性可言。
然而可靠性指標的驗證通常發(fā)生在經(jīng)過初樣、正樣研制和改進即將進行正樣機定型階段的一個重要工作，可靠性指標驗證往往要求開展實驗室試驗或現(xiàn)場運行考核。
科鑒可靠性簡介
科鑒可靠性實驗室是一家具有國家認可委CNAS、中國計量CMA和國防科技工業(yè)DILAC認可資質第三方檢測實驗室，專門從事可靠性專業(yè)服務，有可靠性科研協(xié)作、技術服務、檢測試驗和培訓教育等4大業(yè)務模塊，是可靠性領域一家典型的專業(yè)智力服務創(chuàng)新型高新技術企業(yè)，具有突出的為企業(yè)提供可靠性整體解決方案和打包服務的能力。
科鑒可靠性核心團隊擁有豐富的可靠性工程經(jīng)驗，可提供一站式第三方測試與可靠性技術服務，服務內容包括：功能性能測試、安規(guī)與電磁兼容測試、環(huán)境與可靠性試驗、產(chǎn)品可靠性快速提升、現(xiàn)場質量管理提升服務等。
