一、什么是可靠性研制試驗

可靠性研制試驗Reliability development test（RDT），即通過向受試產品施加應力將產品中存在的材料、元器件、設計和工藝缺陷激發成為故障，進行故障分析定位后，采取糾正措施加以排除，這實際也是一個試驗、分析、改進（TAAF）的過程。可靠性研制試驗的最終目的是使產品盡快達到規定的可靠性要求，但直接的目的在研制階段的前后有所不同。研制階段的前期，試驗的目的側重于充分地暴露缺陷，通過采取糾正措施，以提高可靠性，因此，大多采用加大環境和工作應力的方式激發故障，暴露設計缺陷。而研制的后期，試驗的目的側重于了解產品可靠性與規定要求的接近程度，并對發現的問題，通過采取糾正措施，進一步提高產品的可靠性，因此，試驗條件應盡可能模擬實際使用條件，大多采用綜合環境條件，例如可靠性增長試驗和可靠性摸底試驗就是這種類型。在工程研制階段，還可以結合性能試驗，開展對產品功能故障邏輯關系以及故障傳播影響的包容能力進行驗證，例如通過故障注入影響的試驗，可以物理試驗方式開展，也可以半物理半仿真方式開展，其也屬于可靠性研制試驗的范疇。

二、可靠性研制試驗的種類

主要包含可靠性強化試驗、可靠性增長試驗以及可靠性摸底試驗等。

1、可靠性強化試驗

可靠性強化試驗（RET）的基本目的是使產品設計得更為健壯，其通過施加步進應力，不斷發現設計缺陷，找到產品的工作極限和破壞極限，并進行改進和驗證，使產品耐環境和工況的能力達到最高，直到現有材料、工藝、技術和費用支撐能力無法進一步改進為止，因此可視為在研制階段前期進行的一種可靠性研制試驗。可靠性強化試驗，又稱為高加速壽命試驗（HALT），詳細試驗方法可參考GB/T 29309《電工電子產品加速應力試驗規程高加速壽命試驗導則》。

HALT試驗對產品施加的應力主要是溫度和振動應力，也可考慮施加濕度等常見環境應力。除此之外，還要考慮在HALT期間可以向產品施加的所有可能的應力，比如可以考慮通電循環、電壓變化、頻率變化、電流等可以激發產品相關設計或工藝問題的應力。

2、可靠性摸底試驗

可靠性摸底試驗是根據我國國情開展的一種可靠性研制試驗，它是一種以可靠性增長為目的，無增長模型，也不確定增長目標值的短時間可靠性試驗。其試驗的目的是在模擬實際使用的綜合應力條件下，用較短的時間、較少的費用，暴露產品在設計、材料、元器件和工藝方面的潛在缺陷，并及時采取糾正措施，使產品的可靠性水平得到增長，保證產品具有一定的可靠性水平和安全，同時為產品以后的可靠性工作提供信息。關于可靠性摸底試驗試驗對象的選擇，主要結合產品本身的結構特點、重要度、技術特點、復雜程度以及經費的多少等因素綜合權衡。① 結構特點：機械產品的壽命大多數呈非指數分布，其故障多發區一般集中在耗損階段，因此對其安排摸底試驗意義不大。電子產品壽命基本上服從指數分布，且試驗環境易于模擬。因此，可靠性摸底試驗的對象主要是電子產品。② 重要度：對于重要度較高的關鍵產品，為了確保產品在研制初期具有一定的可靠性水平和安全，應安排可靠性摸底試驗。對于重要度較低的產品，其可靠度主要通過可靠性設計分析來保證，一般不必安排可靠性摸底試驗。③ 技術特點：對于采用了大量的新技術、新材料、新工藝，技術跨度大，缺乏繼承性等技術特點的新研產品，應安排可靠性摸底試驗，并根據試驗情況，確定可靠性較為薄弱的關鍵產品，進而安排可靠性增長試驗。對于采用新設計較少，技術跨度較小，繼承性較高，設計較為成熟，初始可靠性水平較高的產品，一般不安排可靠性摸底試驗。④ 復雜程度：對于所使用的電子元器件數量和種類較少的產品，其可靠性可通過設計過程的可靠性分析來保證。這種產品在短時間內發生故障的概率很低，對它們安排可靠性摸底試驗的意義不大；對于所使用的電子元器件數量和種類較多的關鍵復雜產品，應優先安排可靠性摸底試驗。因此，可靠性摸底試驗主要以較為復雜的、重要度較高的、無繼承性的新研或改型電子產品為主要對象，類似的機電產品也可適當考慮。試驗剖面的選擇，應模擬產品實際的使用條件，包括環境條件、工作條件和使用維護條件。一般按照GJB899A《可靠性鑒定和驗收試驗》確定試驗剖面，在不破壞產品且不會有引起與現場使用時不相符的故障的前提下，可以使用加速應力。

3、可靠性增長試驗

可靠性增長試驗是可靠性增長管理中的一個重要手段，它是一種有計劃的試驗、分析和改進的過程，可按照GB/T 15174《可靠性增長大綱》和GJB 1407《可靠性增長試驗》的要求進行。由于可靠性增長試驗不僅要找出產品中的設計缺陷和采取有效的糾正措施，而且還要達到預期的可靠性增長目標，因此，可靠性增長試驗必須在受控的條件下進行。為了達到既定的增長目標，并對最終可靠性水平作出合理的評估，要求試驗前評估出產品的初始可靠性水平，確定合理的增長率，選用恰當的增長模型并進行過程跟蹤，對試驗中所使用的環境條件嚴格控制，對試驗前準備工作情況及試驗結果進行評審，必要時還應進行試驗過程中評審。如下圖為一個理想的可靠性增長過程，可靠性增長就是通過逐步改正產品設計和制造中的缺陷，不斷提高產品可靠性的過程。①研制階段（A點到B點）：主要針對設計缺陷采取糾正措施，通過設計優化使可靠性不斷增長；②試生產階段（C點到D點）：主要針對設計不足和元器件方面的缺陷，采取改進措施提升可靠性；③批生產和使用階段（E點到F點）：主要針對工藝缺陷、裝配缺陷和質量控制問題，逐項解決不斷提升可靠性。

試驗開始前，應根據增長模型繪制一條試驗計劃曲線（如下圖），作為試驗監控的依據。其中m代表可靠性增長率，增長率的確定應綜合考慮研制計劃、經費及技術水平等。m的可能范圍在0.3~0.6之間，在0.1~0.3時，表明改正措施不太有力，而在0.6~0.7時，表明采取了強有力的故障分析和糾正措施，是增長率的極限值。

試驗過程中，應一直監控增長曲線，不斷地將觀測的MTBF值和計劃的增長值進行比較，以對增長率和資金進行再分配和控制。當試驗進行到規定的總時間，利用試驗數據估計的MTBF值已達到要求時，可以結束試驗；如果試驗過程中一直沒有出現故障，假設其壽命服從指數分布，可以以90%置信水平確信受試設備的MTBF已達到要求，從而提前結束試驗。由于可靠性增長試驗要求采用綜合環境條件，需要綜合試驗設備，試驗時間較長，需要投入較大的資源，因此，一般只對那些有定量可靠性要求、任務或安全關鍵的、新技術含量高且增長試驗所需的時間和經費可以接受的產品進行可靠性增長試驗。

三、應用對象

可靠性研制試驗適用于所有的研制產品。需要指出的是，產品按設計圖紙制成硬件后，要經歷功能、性能和環境試驗、安全性試驗乃至電磁兼容性試驗，這些試驗中必然會發現一些設計和工藝缺陷，通過對這些缺陷采取糾正措施，不僅可促使產品達到這些試驗考核的目標，同時也可提高產品的可靠性。這些試驗可以看作是研制試驗的組成部分，但并不是可靠性研制試驗。

四、應用時機

從理論上講，可靠性研制試驗的最佳應用時機應是在制造出樣機之后，而且其功能和性能在實驗室環境條件(常溫、靜態)下滿足設計規范要求和經過環境鑒定試驗之后進行。鑒于產品的可靠性和環境適應性均與環境應力和載荷應力密切相關，而且環境適應環境與可靠性性高的產品必然可靠，因此，在工程實踐中，常常將環境適應性研制試驗和可靠性研制試驗一起進行，從而在樣機制成且其功能和性能在實驗室條件下滿足規范要求后，與環境適應性研制試驗一起開始進行可靠性研制試驗。研制早期階段的環境適應性研制試驗及可靠性研制試驗實質上都屬于工程研制試驗。兩者的區別在于傳統的環境適應性研制試驗有一組環境極值(環境適應性要求)作為目標，但無論是環境應力和可靠性水平，可靠性研制試驗均無具體的目標值或約束條件。

五、試驗所用應力

可靠性研制試驗的應力可以根據產品特性、可靠性的提高幅度、試驗設備條件、經費和進度等資源確定。一般采取用溫度應力、振動應力、濕度應力和產品特別敏感的其他應力進行依次單獨、組合或綜合施加的方式，可以模擬或不模擬真實環境，也可以使用不加速或加速應力。但為了快速激發產品的內在缺陷，一般采用不模擬實際環境的加速應力。以往的可靠性研制試驗，其施加應力一般不會超過規范或合同環境適應性要求中規定的最大環境應力，但近年來，施加應力已遠遠超出規定的應力值，且又不會激發出現場使用中不會出現的故障，這一思路已在高加速壽命試驗中得到廣泛應用。

六、基本要求

1) 承制方在研制階段應盡早開展可靠性研制試驗，通過試驗、分析、改進（TAAF）過程來提高產品的可靠性。

2)可靠性研制試驗是產品研制試驗的組成部分，應盡可能與產品的研制試驗結合進行。

3)承制方應制定可靠性研制試驗方案，并對可靠性關鍵產品，尤其是新技術含量較高的產品實施可靠性研制試驗。必要時，可靠性研制試驗方案應經訂購方認可。

4) 可靠性研制試驗可采用加速應力進行，以盡快找出產品的薄弱環節或驗證設計余量。

5) 對試驗中發生的故障均應納入故障報告、分析和糾正系統（FRACAS），并對試驗后產品的可靠性狀況作出說明。

檢測試驗找彭工136-9109-3503。