，提出了混合型可靠性试验的概念。混合 型可靠性试验是指将可靠性模拟试验和使用试验结合起来的一种试验方法，即在系统收 集、分析产品实际使用数据的前提下，将实验室模拟试验和实际使用数据在经论证满足一 定条件的前提下进行处理，获得准确的产品可靠性试验数据，从而快速、准确、经济地对产 品的可靠性水平作出正确的评价。
[0030] 混合型可靠性试验的技术难点在于：一是如何确定使用试验的数据可信度，以保 证使用试验的数据可以采纳；二是如何将使用时间与实验室模拟试验时间进行当量换算， 以综合两项试验的试验数据。本发明的发明人对船用机电产品的可靠性试验进行了认真研 宄，并参考现有技术相关内容，提出了使用试验的数据可信度的计算办法，以及确定了使用 试验时间的换算当量系数，从而实现了混合型可靠性试验方法。具体叙述如下。
[0031] 使用试验与实验室模拟试验中产品所处的环境条件以及经历的任务活动不同，对 可靠性的影响也不同。因此，应当让使用试验的环境条件与经历的任务活动尽可能接近真 实情况。船用产品所承受的环境应力类型主要包括气候应力、机械应力和电应力三种类型。 其中，气候应力主要指不同季节、海域、温度、湿度、盐雾、霉菌以及风雨、冰雪和太阳照射 等；机械应力主要指冲击和振动，摇摆和倾斜等；电应力主要指船上使用环境中的电力波 动。船舶历经各种气候环境和任务活动后，才能使气候应力、机械应力和电应力接近真实使 用情况，其试验数据才能用于评估产品可靠性。
[0032] 为反映使用试验的环境条件及经历的任务活动与产品真实使用情况的相似程度， 本发明提出了使用试验数据可信度的概念。使用试验数据可信度记为C，当C= 1时，表示 使用试验的环境条件及经历的任务活动与产品真实使用情况相一致。影响使用试验数据可 信度C的因素包括三个：使用时间可信度Cl，任务类型可信度c2，航行海域可信度c3，并且具 有以下关系：c=CiXc^Xc^。显然，当Ci= 1且(32= 1且。3= 1时，有C= 1。
[0033] 使用试验产品装船使用后，当船舶航行使用时间达到1年后，可认为产品已经完 整遍历夏天（高温）和冬天（低温）的温度变化，已覆盖所有的气候应力范围，则使用试验 数据的时间可信度Cl= 1 ;当船舶已执行所有任务类型后，如停泊、待机、航运等，则使用试 验数据的任务类型可信度c2= 1 ;当船舶已经历所有航行海区后，则使用试验数据的航行 海域可信度C3= 1。
[0034] 综上所述，如果在选定的产品可靠性使用试验区间内，船舶遍历了要求的日历时 间、任务类型和航行海域，那么就可以认为，其数据可信度C = 1，即可靠性使用试验部分的 各种应力条件已经得到了满足，足以达到"使用试验数据的可信度大于模拟试验数据"的水 平。
[0035] 为反映使用试验和实验室模拟试验中在可靠性试验中的对比数量关系，本发明引 入了使用试验当量系数的概念。使用试验当量系数记为E，指单位时间的使用试验时间相当 于实验室模拟试验的试验时间，即1小时的使用试验时间相当实验室模拟试验的小时数。
[0036] 二十世纪六十年代，美国ARINC研宄公司电子设备可靠性咨询小组为印第安纳州 克兰海军军械库进行了一项可靠性试验综合研宄，通过对比试验（Relationship between Acceptance Test and Operational Reliability, Nov, 1966)得出结论：在模拟试验期间 和在使用状态下所测得的航空电子产品可靠性数据之间，有确定的关系，对于100小时的 模拟试验结果，在产品实际使用中对应的MTBF数据是58小时，也就是说，在使用条件下所 测得的产品可靠性数据比可靠性模拟试验中的可靠性数据更可信，其当量系数E = 1. 72。
[0037] 本发明进一步从理论上分析，在使用试验数据的总可信度C = 1时，应有当量系数 E多1. 0,即产品实际使用时间lh，相当于实验室模拟试验时间的lh以上。根据对当量系数 的理论分析和现有技术的对比试验结果，结合已完成的部分产品的可靠性混合试验对比结 果进行判断，基于保守原则，本发明确定使用试验当量系数为在c = 1时，E = 1。
[0038] 在上述理论研宄成果的基础上，本发明提出了一种船用机电产品的混合型可靠性 试验方法，包括以下步骤：
[0039] 1)确定总试验时间。按照待试验的船用机电产品的可靠性指标MTBF确定总试验 时间。
[0040] 2)进行使用试验。当待试验的船用机电产品直接使用不影响船舶的安全和任务 时，将船用机电产品装船使用，并将装船使用过程作为使用试验过程，当满足使用数据的总 可信度c = 1时，使用时间按照当量系数E = 1计入使用试验时间。使用数据的总可信度 C计算公式为C = ClXc2Xc3，其中：Cl为使用时间可信度，c 2为任务类型可信度，c 3航行海 域可信度。
[0041] Cl、c2、(：3按如下方法确定：使用试验产品装船使用后，当船舶航行使用时间达到1 年后，则使用试验数据的时间可信度 Cl= 1，当船舶已执行所有任务类型后，则使用试验数 据的任务类型可信度c2= 1，当船舶已经历所有航行海区后，则使用试验数据的航行海域可 f目度。3= 1。
[0042] 步骤2)中，当船用机电产品装船使用的使用数据的总可信度C未达到1时，继续 使用所述船用机电产品直到总可信度达到1。
[0043] 步骤2)还包括在使用过程中收集使用试验数据，包括使用环境条件、使用时间、 责任故障次数等数据信息。表1是一个收集使用试验数据的实施例表格。
[0044] 表1型^设备实船使用情况信息汇总表
[0045]
【主权项】
1. 一种船用机电产品的混合型可靠性试验方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 确定总试验时间，按照待试验的船用机电产品的可靠性指标MTBF确定总试验时间； 2) 进行使用试验，当待试验的船用机电产品直接使用不影响船舶的安全和任务时，将 船用机电产品装船使用，并将装船使用过程作为使用试验过程，当满足使用数据的总可信 度C= 1时，使用时间按照当量系数E= 1计入使用试验时间，所述使用数据的总可信度C 计算公式为C=C1XC2XC3，其中：Cl为使用时间可信度，c2为任务类型可信度，c3航行海域 可信度； 当待试验的船用机电产品直接使用会影响船舶的安全和任务时，不进行使用试验，直 接进行步骤3); 3) 进行实验室模拟试验，实验室模拟试验的每台样品的试验时间t2按照下式确定： T1=t!Xn1 t2= (T-TJAi2 其中：T为试验总时间，1\为使用试验的总时间，t:为使用试验的每台产品的试验时间，H1为使用试验的产品数量，t2为实验室模拟试验的每台产品的试验时间，n2为实验室模拟 试验的产品数量； 4) 将使用试验和实验室模拟试验的试验数据综合，完成整个试验。
2. 根据权利要求1所述的一种船用机电产品的混合型可靠性试验方法，其特征在于所 述步骤2)的Cl、c2、C3按如下方法确定：产品装船使用后，当船舶航行使用时间达到1年及 以上的，则使用试验数据的时间可信度C1= 1，当船舶已执行所有任务类型后，则使用试验 数据的任务类型可信度C2= 1，当船舶已经历所有航行海区后，则使用试验数据的航行海域 可f曰度C3= 1。
3. 根据权利要求1或2所述的一种船用机电产品的混合型可靠性试验方法，其特征在 于所述步骤2)还包括：当船用机电产品装船使用的使用数据的总可信度C未达到1时，继 续使用所述船用机电产品直到总可信度C达到1。
4. 根据权利要求3所述的一种船用机电产品的混合型可靠性试验方法，其特征在于所 述步骤3)还包括：当船用机电产品装船使用的使用数据的总可信度C达到1，并且使用时 间等于或大于总试验时间时，则不再进行实验室模拟试验，直接完成可靠性鉴定混合试验。
5. 根据权利要求1所述的一种船用机电产品的混合型可靠性试验方法，其特征在于： 所述步骤1)的总试验时间按照定时截尾试验或序贯试验的方式来确定。
【专利摘要】本发明公开了一种船用机电产品的混合型可靠性试验方法，采用实验室模拟试验与使用试验相结合的方法，部分产品装船使用并保证使用数据的总可信度达到规定要求，部分产品进行实验室模拟试验，然后将两部试验数据按照当量系数折算综合得到最后的试验数据，既节约了实验室模拟复杂应力条件的昂贵成本，又能够真实反映实际使用状态的应力条件，保证了试验的可信度，还显著缩短了试验周期，节约了时间成本、减少了人力物力财力消耗，显著提高了试验效益，特别适用于难以进行常规可靠性模拟试验的船用机电产品，以及已装船使用但尚未进行可靠性试验的产品。
【IPC分类】G01D21-00
【公开号】CN104697568
【申请号】CN201510076480
【发明人】吕建伟, 陈霖, 谢宗仁, 徐一帆, 杨春辉, 杨建军
【申请人】中国人民解放军海军工程大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月13日