通信設備可靠性通用試驗方法》YD/T 282-2000行業(yè)標準介紹
一、工作概況
1983年實施的《郵電通信設備可靠性通用試驗方法》YD282標準，由于編制時間較早，而且是在當時的技術水平和運營要求的條件下制定的，所以目前YD282-82所引用的一些概念和思想都比原標準有所發(fā)展，國內(nèi)外此類標準也得到了相應的發(fā)展和更新，如MIL-STD-781D (GJB899-90)，可靠性試驗的指導性標準GJB 450-88以及各分類標準均在1986年后進行了更新或修訂。而進入20世紀90年代后，我國的通信產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，通信的發(fā)展對相關的標準要求也提出了新的要求，需要具有更強的指導性的試驗標準和更加有效的可靠性設計和試驗來保證對產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品可靠性的要求。我們通過數(shù)年的可靠性試驗和研究，結合臺灣及國外有關的資料和試驗技術、結合我們的實際試驗經(jīng)驗，在傳統(tǒng)的可靠性試驗上使之更加工程化，操作更加容易。 新修訂的YD/T282標準主要修改內(nèi)容為：1.標準的題目《郵電通信設備可靠性通用試驗方法》，根據(jù)目前的發(fā)展，經(jīng)審查會討論通過，更改為《通信設備可靠性通用試驗方法》;2.對可靠性試驗進行了完整的分類說明;3.根據(jù)現(xiàn)代通信設備的實際要求對試驗的內(nèi)容、方法和故障判決、故障分類等進行了規(guī)定，使之更加工程化、切合實際和容易實施;4.根據(jù)可靠性工程的發(fā)展趨勢，增加了可靠性保證試驗及具體要求;5.對試驗中設備的故障進行了分級;6.介紹了現(xiàn)場試驗的條件和方法。
二、標準的主要內(nèi)容
本標準與原標準相比，在內(nèi)容上首先是將GJB450-88對可靠性試驗的分類引入，即根據(jù)試驗場所，把設備可靠性試驗分為實驗室試驗或現(xiàn)場試驗。實驗室可靠性試驗是在規(guī)定的、受控制的工作環(huán)境條件下進行的可靠性試驗，其工作環(huán)境可以模擬或不模擬現(xiàn)場條件?，F(xiàn)場可靠性試驗是在現(xiàn)場進行的可靠性驗證試驗或測定試驗。對現(xiàn)場的工作環(huán)境、維修及測量條件需加以記錄。根據(jù)通信設備在研制、生產(chǎn)、使用各階段的要求，從可靠性試驗的性質(zhì)分，主要有可靠性工程試驗和可靠性統(tǒng)計試驗。可靠性工程試驗由環(huán)境應力篩選(ESS)和可靠性增長試驗組成，在于暴露故障并加以排除，通常在研制階段進行，故本標準只介紹了相關的概念。可靠性統(tǒng)計試驗有可靠性驗證試驗和可靠性測定試驗，在于驗證設備是否符合規(guī)定要求和測定其所達到的可靠性值，一般在研制階段和生產(chǎn)階段進行。本標準適用于可靠性統(tǒng)計試驗。不適用于環(huán)境應力篩選和可靠性增長試驗。
本標準對可靠性統(tǒng)計試驗進行了系統(tǒng)的說明。首先說明了試驗的程序、試驗方案和選擇，試驗中的性能測試和維護，對故障的處理以及可靠性指標的計算等，并重點說明了故障分級和加權失效數(shù)以及總試驗時間、置信區(qū)間的計算?？煽啃栽囼灥某绦蛑攸c介紹了應進行的綜合環(huán)境試驗，提供了應進行的應力條件和時間要求?！ τ诰唧w的可靠性鑒定試驗、可靠性驗收試驗和可靠性測定試驗，則按試驗要求和方案選擇、試驗過程的管理、試驗結果的處理等逐步進行了說明，務求試驗的過程明確、精煉、可實施。
最后可靠性保證試驗是更加工程化的試驗手段，本標準系統(tǒng)介紹了該試驗的程序、要求和試驗時間?！ ‖F(xiàn)場試驗是通信設備較容易遇到的情況，而現(xiàn)場試驗的重點在于數(shù)據(jù)的收集是否完整，本標準也進行了簡要的說明。標準主要內(nèi)容如下。
1.可靠性試驗一般方案和要求
?、?試驗前的準備
進行可靠性試驗前須編寫可靠性試驗計劃，試驗計劃應充分利用研制和生產(chǎn)中的其他試驗來提供信息，避免試驗工作重復。依據(jù)試驗計劃和方案的要求進行試驗準備，并組織進行對試驗工作的評審，以確定是否已具備開始試驗的條件，并保證受試設備、試驗設備和所有輔助設備全處于準備開始試驗的狀態(tài)。試驗結束后應及時對試驗結果進行評審，以評定試驗結果是否真實、可信。為保證可靠性試驗的順利進行和結果的準確性，受試設備應經(jīng)過環(huán)境應力篩選。試驗設備和儀器應保證產(chǎn)生和保持試驗所需的綜合環(huán)境試驗條件，并按照有關規(guī)定進行定期校核和檢定。
?、?綜合環(huán)境試驗條件
綜合環(huán)境試驗條件及相應的時間應根據(jù)受試設備現(xiàn)場使用要求和任務環(huán)境特征來確定，時序地模擬受試設備在使用中經(jīng)歷的主要應力，模擬設備使用的環(huán)境條件和使用情況，試驗期間受試設備應在典型的工作條件和負載條件下工作。試驗條件可將應力綜合，或按設備技術標準或按合同中規(guī)定的試驗環(huán)境條件進行。
?、?統(tǒng)計試驗方案及選擇
本標準規(guī)定兩種試驗方案：即定時截尾試驗方案和截尾序貫試驗方案。定數(shù)截尾試驗方案的試驗時間是隨機的，但平均起來可以參考定時截尾試驗方案。
?、僭囼灧桨傅倪x擇
試驗方案選擇的一般原則：
當需要知道準確的總試驗時間和試驗費用時，則選用定時截尾試驗方案。
如果具有正常的生產(chǎn)方和使用方風險率(10%～20%)時，而且事先對總試驗時間準確性與否不嚴格要求時，對于質(zhì)量很好或質(zhì)量很壞或樣品很少的設備，可采用截尾序貫試驗。一般選取α=β。
?、谑茉囋O備的數(shù)量
受試設備母體必須是按同一設計文件和生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)的，受試設備可從母體中隨機抽取。抽樣數(shù)量一般至少兩臺，但若生產(chǎn)數(shù)量不足3臺時，抽樣允許量可為1臺。
?、?試驗中的性能測試和維護
試驗前和試驗后均應在GB/T 2421-1989中5.3規(guī)定的標準大氣條件下進行性能測試，并規(guī)定在試驗過程中應測試的項目和參數(shù)要求。
① 試驗前的性能測量應在受試設備裝入試驗設備后進行，以避免在安裝中引入故障。性能測試應符合受試設備的規(guī)范要求，并作為與試驗期間和試驗結束時測得的性能進行比較的基準。
有條件的宜采用連續(xù)測試。試驗期間如不能連續(xù)進行性能測試，應規(guī)定測量間隔時間，原則上應在極限條件下測試，在整個試驗期間測試次數(shù)不能少于兩次。
試驗結束時，應測量和記錄受試設備的性能，以確定受試設備性能是否符合其規(guī)范標準要求。
?、?試驗過程中的維護
在可靠性驗證試驗中，可以進行為受試設備規(guī)定的、列入試驗程序的預防性維護程序，但不允許進行額外的維護。為保證試驗完成，可以對試驗設備進行預防性維護。
?、?故障的分析、處理和糾正
① 故障分類是基于設備的任務可靠性。故障分為關聯(lián)故障和非關聯(lián)故障。非關聯(lián)故障不作為受試設備合格與否的依據(jù)，關聯(lián)故障應進一步分為責任故障和非責任故障。鑒于通信設備的復雜性，故障情況對設備完成其規(guī)定功能的影響不同，因此可以按對設備影響的嚴重程度分為以下三級。應根據(jù)以上規(guī)定的原則和受試設備功能、指標要求，在試驗前確定每類故障的等級。
?、?確定故障的時間要求
受試設備在不連續(xù)的檢測中發(fā)現(xiàn)同一故障時，如不能準確確定故障的時刻，則應認為該次故障是在上一次檢測時間內(nèi)發(fā)生的。
?、?故障報告、分析和糾正
應使用閉環(huán)系統(tǒng)來收集可靠性驗證，試驗期間出現(xiàn)的所有故障數(shù)據(jù)，分析這些故障發(fā)生的原因，采取糾正這些故障的措施及驗證，并作好記錄。
⑹總試驗時間和可靠性指標的計算
采用定時截尾試驗方案時，試驗設備總的試驗時間達到按規(guī)定的試驗方案規(guī)定的時間時就停止;或者總試驗時間雖未達到方案規(guī)定的時間，但故障數(shù)已大于或等于表中規(guī)定的拒收判決數(shù)，也可停止試驗。
采用序貫試驗時間，應根據(jù)最大允許試驗時間(截尾時間)來設計。可根據(jù)總的試驗時間和累計故障數(shù)與表中規(guī)定的接收、拒收標準進行比較，若能作出接收或拒收判決，即可停止試驗。
對于定數(shù)截尾試驗，是在確定失效數(shù)的情況下，當達到了規(guī)定的失效數(shù)，則試驗停止。
?、?加權故障數(shù)的計算
根據(jù)責任故障嚴重性分級，如在理論上可以推算出加權值時，按理論值加權，如無其它根據(jù)時，推薦以下加權值：
一級故障：W1=1;
二級故障：W2=0.2~0.5;
三級故障：W3=0.01~0.1。
?、?總試驗時間的計算
設備試驗的總時間T一般如下計算：抽取的n個樣品在規(guī)定條件下做壽命試驗，到規(guī)定的時間t 停止，則總時間應為全部的樣品試驗時間t的n倍。若在試驗中有樣品發(fā)生故障，立即修復后繼續(xù)試驗，如公式1;若不修復而為取出故障樣品，其它樣品繼續(xù)試驗，到規(guī)定的時間t停止，總時間如公式2。
T=nt (1)%
T=(n-r)t (2)
式中： n—— 試驗的樣品總數(shù)
t—— 試驗截尾時間
r—— 發(fā)生的故障樣品數(shù)
ti—— 故障樣品故障前的時間
?、?平均故障間隔時間(MTBF)的估計
如果有故障發(fā)生，用最后的試驗總時間除以加權故障數(shù)可以求出MTBF的觀測值 。
MTBF=T/rW (3)
式中： T——試驗總時間
rW——加權故障數(shù)
⑺ 試驗記錄與試驗報告
在可靠性驗證試驗中，應完整地記錄有關的試驗數(shù)據(jù)。試驗記錄應包括設備說明、試驗前后和試驗中的測試數(shù)據(jù)和結果，故障記錄、維修記錄以及糾正措施報告等。
2.可靠性試驗
根據(jù)可靠性統(tǒng)計試驗所采用的方法和目的，可靠性統(tǒng)計試驗可以分為可靠性驗證試驗和可靠性測定試驗?？煽啃詼y定試驗是為測定可靠性特性或其量值而做的試驗，通常用來提供可靠性數(shù)據(jù)?？煽啃则炞C試驗是用來驗證設備的可靠性特征值是否符合其規(guī)定的可靠性要求的試驗，一般將可靠性鑒定和驗收試驗統(tǒng)稱為可靠性驗證試驗。
⑴ 可靠性鑒定試驗
為了驗證設備設計是否符合規(guī)定的可靠性指標要求，用能代表具有批準的技術狀態(tài)的設備，在規(guī)定的綜合環(huán)境試驗條件下進行可靠性鑒定試驗?？煽啃澡b定試驗，是在設計完成后為確定設備在規(guī)定的環(huán)境及工作條件下是否達到規(guī)定的可靠性指標所進行的試驗。內(nèi)容包括試驗要求、試驗環(huán)境條件、受試設備要求、試驗方案的確定、試驗過程的管理 、故障處理、故障分類和判別、合格與否的判決等內(nèi)容。
?、?可靠性驗收試驗
可靠性驗收試驗是在規(guī)定條件下對交付的批生產(chǎn)的設備進行試驗，以驗證交付的設備滿足規(guī)定的可靠性要求。按生產(chǎn)條件構成檢驗批，并從檢驗批中隨機抽取設備，與可靠性鑒定試驗相同的綜合環(huán)境試驗條件下進行可靠性驗收試驗。包括試驗要求、試驗環(huán)境條件、受試設備要求、試驗方案的確定、試驗過程的管理、故障分類和判別、試驗后數(shù)據(jù)的處理、批接收與批拒收等內(nèi)容。
?、?可靠性測定試驗
可靠性測定試驗目的是測定設備的可靠性指標。內(nèi)容包括試驗要求、試驗中的性能測試和維護、試驗方案、可靠性特征值的估算方法，即無論有無故障設備的修理或替換，都可以通過試驗得到故障率、故障前平均時間及平均故障間隔時間的點估計值和置信區(qū)間。根據(jù)試驗時間和發(fā)生的故障數(shù)，可按公式(3)計算MTBF的觀測值。如果可靠性測定試驗是將一些設備投入沒有規(guī)定預定截尾程序的試驗，則根據(jù)累計試驗時間和故障數(shù)在任何時刻估算出可靠性。, I6 e: I. v) t0 Y. m
?、?可靠性保證試驗
當設備可靠性指標相當高，或者是設備的樣本量比較小，進行可靠性試驗時，進度計劃和費用都無法安排?；蛘弋斣O備具有相當?shù)某墒於?，質(zhì)量非常穩(wěn)定時，經(jīng)使用方同意，可靠性驗收試驗可以用可靠性保證試驗方案代替。
可靠性保證試驗是設備經(jīng)過環(huán)境應力篩選(ESS)之后所進行的可靠性驗收試驗。內(nèi)容包括試驗條件、無故障時間(t)確定及試驗程序。
?、?現(xiàn)場試驗
通信設備中，有些試驗必須在現(xiàn)場工作和環(huán)境條件下進行，可采用現(xiàn)場試驗。將現(xiàn)場使用作為現(xiàn)場試驗，統(tǒng)計、分析設備的使用運行數(shù)據(jù)，對設備的可靠性進行驗證。內(nèi)容包括試驗條件、數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)處理。
三、主要參考標準和文獻：
《海軍XXXX號艦系統(tǒng)和設備的可靠性驗證方法》 1993年6月
《可靠性設計手冊》
《可信性工程》何國偉 1997年3月
《可靠性維修性標準應用導引》 1995年
GB 5080.1-86 設備可靠性試驗 總要求
GB 5080.4-86 設備可靠性試驗 可靠性測定試驗的點估計和區(qū)間估計方法(指數(shù)分布)
GB 5081-85電子產(chǎn)品現(xiàn)場工作可靠性、有效性和維修性數(shù)據(jù)收集指南
GB 4798.1-86～4798.10-91 電工電子產(chǎn)品應用環(huán)境條件
GB/T 13426-92 數(shù)字通信設備的可靠性要求和試驗方法
GJB 150.1～150.20-86 軍用設備環(huán)境試驗方法
GJB 450-88 裝備研制與生產(chǎn)的可靠性通用大綱
GJB 451-90 可靠性維修性術語
GJB 841-90 故障報告、分析和糾正措施系統(tǒng)(FRACAS)
GJB 899-90 可靠性鑒定和驗收試驗
GJB 1032-90 電子產(chǎn)品環(huán)境應力篩選方法
GJB 1407-92 可靠性增長試驗
與以上標準相比，本標準更加注重試驗方法的可實施性，以保證標準內(nèi)容的正確性，對于試驗方法的探討則結合了有關的資料和經(jīng)驗，使得可靠性試驗方法能夠具有確實的指導意義。
四、標準實施的建議
由于YD282的內(nèi)容長期沒有更新，作為指導性的文件作用沒有真正體現(xiàn)。而當前通信行業(yè)發(fā)展又非常迅速，設備的使用要求也越來越高，對可靠性指標的確定實際上也存在著不同的意見，部分廠家的設備可靠性還是空白。因此本標準的推行建議首先在新的入網(wǎng)檢測中增加綜合環(huán)境試驗的考核，確保通信產(chǎn)品的基本使用能夠滿足電信網(wǎng)的要求，由各生產(chǎn)廠商根據(jù)本標準擬訂計劃逐步進行可靠性驗證試驗，普遍提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。同時對通信設備可靠性指標的確定和相關的維修性要求等還應進行較明確的指引，結合本標準的實施，可以真正滿足電信網(wǎng)的要求。
五、其它說明
由于通信設備種類很多，本標準只提供了通用的可靠性試驗方法和結果判定說明，但對具體的通信設備，其判定標準和要求無法進行說明，因此對于各具體的通信設備還須擬制相應的工作條件和失效判決的詳細要求。
