可靠性综合验证试验方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及可靠性验证技术领域，特别是涉及一种可靠性综合验证试验方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

可靠性是指装备产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力，是产品重要的通用质量特性之一。产品的可靠性包括基本可靠性与任务可靠性两种，其中基本可靠性指产品在规定的条件下，规定的时间内，无故障工作的能力，反映产品对维修资源的要求，任务可靠性指产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力，反映完成任务的能力。

相应地，装备的可靠性验证试验包括基本可靠性验证试验与任务可靠性验证试验两类。基本可靠性验证试验验证对象一般为装备的平均故障间隔时间mtbf，采用指数分布试验方案，任务可靠性验证试验验证对象一般为装备的任务可靠度rm，采用二项分布试验方案。由于两种不同参数验证试验的统计学原理和试验方法不同，往往单独开展，这将带来大量时间资源的浪费以及不可避免的重复性工作，同时对装备产品的交付以及投入使用造成延误。

技术实现要素：

基于此，有必要针对任务可靠性和基本可靠性验证试验单独开展造成资源浪费的问题，提供一种可靠性综合验证试验方法、装置、电子设备及存储介质。

一种可靠性综合验证试验方法，包括：

确定可靠性综合试验剖面；

根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长；

根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及所述第一试验时长确定第二试验时长，其中，所述第二试验时长大于所述第一试验时长；

基于所述可靠性综合试验剖面进行所述第一试验时长的基本可靠性验证以及所述第二试验时长的任务可靠性验证，且所述基本可靠性验证对应的时间段位于所述任务可靠性验证对应的时间段内。

在其中一个实施例中，所述确定可靠性综合试验剖面的步骤包括：

根据待测产品的使用条件确定若干任务剖面；

获取与若干所述任务剖面对应的若干环境剖面；

将若干所述环境剖面转化为若干可靠性试验剖面；

将若干所述可靠性试验剖面加权合成可靠性综合试验剖面。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：根据预设的所述基本可靠性验证方案确定第一目标参数，所述第一目标参数为基本可靠性验证对应的目标参数。

在其中一个实施例中，所述根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长的步骤之后，所述方法还包括：

根据所述第一试验时长和所述可靠性综合试验剖面的时长获取第一循环数；

所述根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及所述第一试验时长确定第二试验时长的步骤包括：

根据待验证的任务可靠性指标和预设的任务可靠性验证方案之间的预设条件，确定循环数与第二目标参数的数组；

从所述数组中获取大于等于所述第一循环数的循环数的最小值，以所述数组中大于等于所述第一循环数的循环数的最小值作为第二循环数，所述第二循环数为所述任务可靠性验证中循环验证的次数；

根据所述第二循环数以及所述可靠性综合试验剖面的时长确定第二试验时长。

在其中一个实施例中，在从所述数组中获取大于等于所述第一循环数的循环数的最小值，以所述数组中大于等于所述第一循环数的循环数的最小值作为第二循环数的步骤之后，所述方法还包括：从所述数组中获取与所述第二循环数对应的第二目标参数，以与所述第二循环数对应的第二目标参数作为任务可靠性验证对应的目标参数。

在其中一个实施例中，在基于所述可靠性综合试验剖面进行所述第一试验时长的基本可靠性验证的步骤之后，所述方法还包括：结合所述第一目标参数判断基本可靠性验证是否通过。

在其中一个实施例中，在基于所述可靠性综合试验剖面进行所述第二试验时长的任务可靠性验证的步骤之后，所述方法还包括：结合所述任务可靠性验证的目标参数判断任务可靠性验证是否通过。

在其中一个实施例中，在基于所述可靠性综合试验剖面进行所述第一试验时长的基本可靠性验证以及所述第二试验时长的任务可靠性验证的步骤之后，所述方法还包括：

根据基本可靠性验证结果对所述待验证的基本可靠性指标进行评估，以及根据任务可靠性验证结果对所述待验证的任务可靠性指标进行评估。

一种可靠性综合验证试验装置，包括：

第一确定单元，用于确定可靠性综合试验剖面；

第二确定单元，用于根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长；

第三确定单元，用于根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及所述第一试验时长确定第二试验时长，其中，所述第二试验时长大于所述第一试验时长；

验证单元，用于基于所述可靠性综合试验剖面进行所述第一试验时长的基本可靠性验证以及所述第二试验时长的任务可靠性验证，其中，所述基本可靠性验证对应的时间段位于所述任务可靠性验证对应的时间段内。

一种电子设备，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述的可靠性综合验证试验方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上述的可靠性综合验证试验方法。

上述可靠性综合验证试验方法，首先确定可靠性综合试验剖面，该可靠性综合试验剖面同时适用于基本可靠性验证和任务可靠性验证；然后根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长；再根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及第一试验时长确定第二试验时长，并且，第二试验时长大于所述第一试验时长；最后基于确定好的可靠性综合试验剖面进行第一试验时长的基本可靠性验证以及第二试验时长的任务可靠性验证，且基本可靠性验证对应的时间段位于任务可靠性验证对应的时间段内。即是说，基于同一个可靠性综合试验剖面，在第二试验时长内全程进行任务可靠性验证，在第二试验时长中的第一试验时长内同时进行基本可靠性验证，由此实现基本可靠性验证和任务可靠性验证的结合，无需单独开展基本可靠性验证和任务可靠性验证，节约了大量的试验时间，避免了资源成本的浪费。另外，第一试验时长和第二试验时长均是根据待验证的可靠性指标和预设的验证方案来确定的，因此同时保障了该综合验证验证方法的验证结果的准确性。

附图说明

图1为本申请一种实施例提供的可靠性综合验证试验方法的流程示意图；

图2为本申请提供的可靠性综合验证试验方法中步骤s20一种实施方式的流程示意图；

图3为本申请提供的可靠性综合验证试验方法中步骤s20一种实施方式对应的结构示意图；

图4为本申请提供的可靠性综合验证试验方法中形成的可靠性综合验证试验剖面的一个具体示例；

图5为本申请另一种实施例提供的可靠性综合验证试验方法的流程示意图；

图6为本申请一种实施例提供的可靠性综合验证试验方法的流程示意图；

图7为本申请一种实施例提供的可靠性综合验证试验方法的流程示意图；

图8为本申请一种实施例提供的可靠性综合验证试验装置的结构示意图；

图9为本申请一种实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供了一种可靠性综合验证试验方法，用于解决单独开展基本可靠性验证和任务可靠性验证导致的资源浪费的问题。

如图1所示，本实施例所提供的可靠性综合验证试验方法包括以下步骤：

步骤s20：确定可靠性综合试验剖面。

一般地，在可靠性验证领域中，包括任务剖面、环境剖面以及试验剖面等，其中，任务剖面指的是产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述；环境剖面指的是产品在贮存、运输、使用中将会遇到的各种主要环境参数和时间的关系，主要依据任务剖面来制定；试验剖面指的是直接供试验用的环境参数与事件的关系图。本实施例中所说的可靠性综合试验剖面指的是综合了环境参数、事件、时间以及产品实际执行任务的比例之后确定的试验剖面。

在其中一个实施例中，如图2和图3所示，步骤s20，即确定可靠性综合试验剖面的步骤具体包括以下步骤：

步骤s201：根据待测产品的使用条件确定若干任务剖面。实际应用中，可根据不同任务划分为多个任务剖面，同时记录各任务比例。

步骤s202：获取与若干任务剖面对应的若干环境剖面。实际应用中。可参考gjb899a-2009《可靠性鉴定和验收试验》中的试验剖面设计方法梳理产品实际执行任务时各个任务剖面所对应的环境剖面，还可以形成环境剖面数据表。

步骤s203：将若干环境剖面转化为若干可靠性试验剖面。将形成的环境剖面数据表转化为若干对应的可靠性试验剖面。

步骤s204：将若干可靠性试验剖面加权合成可靠性综合试验剖面。当获取到若干可靠性试验剖面后，可按照执行任务的比例加权合成可靠性综合试验剖面，转化后的可靠性综合试验剖面时间记为t。图4中示出了一个可靠性综合试验剖面的具体示例，其中t为4h。

上述形成的可靠性综合试验剖面既可适用于基本可靠性验证，又可适用于任务可靠性验证，兼容性较高。

步骤s40：根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长。

基本可靠性指产品在规定的条件下，规定的时间内，无故障工作的能力，其反映产品对维修资源的要求。基本可靠性验证试验的验证对象一般为产品的平均故障间隔时间mtbf，即，可将产品的平均故障间隔时间mtbf作为本实施例中待验证的基本可靠性指标。当然，也可以根据实际需求选择其他验证对象，对此不做绝对限制。

在确定了待验证的基本可靠性指标后，即可选取基本可靠性验证方案作为预设的基本可靠性验证方案。本文以平均故障间隔时间mtbf作为待验证的基本可靠性指标为例，优选地，以定时截尾试验方案作为预设的基本可靠性验证方案。具体地，根据产品的基本可靠性指标(mtbf)、试验经费等要求，从gjb899a-2009《可靠性鉴定和验收试验》中选取定时截尾试验方案，选取原则如下：

对于二级新研/改进产品，采用gjb899a中使用方风险为20％的统计试验方案；对于三级新研/改进产品，采用gjb899a中使用方风险为30％的统计试验方案。表1列出了具体示例：

表1定时截尾试验方案示例(gjb899a-2009)

在确定定时截尾试验方案后，即可根据平均故障间隔时间mtbf和定时截尾试验方案确定基本可靠性验证的时长，即第一试验时长。

在其中一个实施例中，根据下列公式确定第一试验时长：

t1＝m*mtbfl

其中，t1为第一试验时长；m为定时截尾试验方案中的试验时间倍数；mtbfl为平均故障间隔时间的下限值。

在其中一个实施例中，如图5所示，在确定了基本可靠性验证方案后，本申请实施例所提供的可靠性综合验证试验方法还包括以下步骤：

步骤s41：根据预设的基本可靠性验证方案确定第一目标参数，第一目标参数为基本可靠性验证对应的目标参数。

具体地，当确定了定时截尾试验方案后，可根据定时截尾试验方案中的判决故障数确定合格判定故障数，以该合格判定故障数作为第一目标参数。假设选择定时截尾试验方案20-2，判决故障数中的接收数为1，即合格判定故障数为1。第一目标参数可作为基本可靠性验证是否通过的参考标准。

步骤s60：根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及第一试验时长确定第二试验时长，其中，第二试验时长大于第一试验时长。

任务可靠性指产品在规定的任务剖面内完成规定功能的能力，反映产品完成任务的能力。任务可靠性验证试验的验证对象一般为产品的任务可靠度rm，即，可将产品的任务可靠度rm作为本实施例中待验证的任务可靠性指标。当然，也可以根据实际需求选择其他验证对象，对此不做绝对限制。

在确定了待验证的任务可靠性指标后，即可选取任务可靠性验证方案作为预设的任务可靠性验证方案，任务可靠性验证方案一般采用二项分布试验方案，本实施例中优选为定数截尾试验方案。

在确定定数截尾试验方案后，即可根据定数截尾试验方案、任务可靠度rm以及第一试验时长确定任务可靠性验证的时长，即第二试验时长。并且确定的第二试验时长大于第一试验时长，即任务可靠性验证时长大于基本可靠性验证时长。

步骤s80：基于可靠性综合试验剖面进行第一试验时长的基本可靠性验证以及第二试验时长的任务可靠性验证，且基本可靠性验证对应的时间段位于任务可靠性验证对应的时间段内。

整个综合验证试验时间段即为任务可靠性验证的时间段，即全程进行任务可靠性的验证，时长为第二试验时长，在整个综合验证试验时间段中的第一试验时长的时间段内同时进行基本可靠性验证，进而实现基本可靠性验证和任务可靠性验证的融合。

上述可靠性综合验证试验方法，基于同一个可靠性综合试验剖面，在第二试验时长内全程进行任务可靠性验证，在第二试验时长中的第一试验时长内同时进行基本可靠性验证，由此实现基本可靠性验证和任务可靠性验证的结合，无需单独开展基本可靠性验证和任务可靠性验证，节约了大量的试验时间，避免了资源成本的浪费。另外，第一试验时长和第二试验时长均是根据待验证的可靠性指标和预设的验证方案来确定的，因此同时保障了该综合验证验证方法的验证结果的准确性。

在其中一个实施例中，如图6所示，步骤s40，即根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长的步骤之后，本申请实施例所提供的可靠性综合验证试验方法还包括以下步骤：

步骤s50：根据第一试验时长和可靠性综合试验剖面的时长获取第一循环数。

具体地，可根据下列公式获得第一循环数：

n1＝t1/t

其中，n1为第一循环数，t1为第一试验时长，t为可靠性综合试验剖面的时长。

步骤s60，即根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及第一试验时长确定第二试验时长的步骤包括：

步骤s601：根据待验证的任务可靠性指标和预设的任务可靠性验证方案之间的预设条件，确定循环数与第二目标参数的数组。

具体地，待验证的任务可靠性指标为任务可靠度rm，预设的任务可靠性验证方案为定数截尾试验方案。采用最低可接受值方案，确定待验证的任务可靠性指标和预设的任务可靠性验证方案之间的预设条件如下所示：

其中，rml为任务可靠度下限值，β为定数截尾试验方案中的使用方风险，n为任务可靠性试验循环数。

对上式进行求解，得到满足要求的一组样本(n,c)，n为任务可靠性试验循环数，c为与任务可靠性试验循环数对应的第二目标参数，也即任务可靠性合格判定数。

步骤s603：从数组中获取大于等于第一循环数的循环数的最小值，以数组中大于等于第一循环数的循环数的最小值作为第二循环数，第二循环数为任务可靠性验证中循环验证的次数。

当确定了循环数与第二目标参数的数组后，可以从数组中选取出所有大于等于第一循环数的循环数，再从中挑选出最小的值作为任务可靠性验证所需的循环次数，记为第二循环数。

步骤s605：根据第二循环数以及可靠性综合试验剖面的时长确定第二试验时长。

具体地，可通过下式获得第二试验时长：

t2＝n2*t

其中，t2为第二试验时长，n2为第二循环数，t为可靠性综合试验剖面的时长。

以上获得的第二试验时长大于第一试验时长，既能保证任务可靠性验证，也能保证基本可靠性验证。

在其中一个实施例中，在步骤s603，即从数组中获取大于等于第一循环数的循环数的最小值，以数组中大于等于第一循环数的循环数的最小值作为第二循环数的步骤之后，本申请实施例所提供的可靠性综合验证试验方法还包括以下步骤：

s604：从数组中获取与第二循环数对应的第二目标参数，以与第二循环数对应的第二目标参数作为任务可靠性验证对应的目标参数。

当确定了第二循环数后，可以根据循环数与第二目标参数的数组确定与第二循环数对应的目标参数，即确定任务可靠性合格判定数。

在其中一个实施例中，如图7所示，在步骤s80，即基于可靠性综合试验剖面进行第一试验时长的基本可靠性验证的步骤之后，本申请实施例所提供的可靠性综合验证试验方法还包括以下步骤：

步骤s81：结合第一目标参数判断基本可靠性验证是否通过。以第一目标参数为合格判定故障数为例，当在第一试验时长内发生影响基本可靠性的责任故障次数不超过合格判定故障数，则可认定基本可靠性验证通过，否则不通过。

在其中一个实施例中，在步骤s80，即基于可靠性综合试验剖面进行第二试验时长的任务可靠性验证的步骤之后，本申请实施例所提供的可靠性综合验证试验方法还包括以下步骤：

步骤s82：结合任务可靠性验证的目标参数判断任务可靠性验证是否通过。以综合任务可靠性验证的目标参数为任务可靠性合格判定数为例，当在第二试验时长中每次循环内发生一次或超过一次影响任务可靠性的责任故障，则记该循环失败，统计所有循环中失败循环的次数，若失败循环的次数不超过任务可靠性合格判定数，则可认定任务可靠性验证通过，否则不通过。

在其中一个实施例中，在步骤s80，即基于可靠性综合试验剖面进行第一试验时长的基本可靠性验证以及第二试验时长的任务可靠性验证的步骤之后，本申请实施例所提供的可靠性综合验证试验方法还包括以下步骤：

步骤s83：根据基本可靠性验证结果对待验证的基本可靠性指标进行评估，以及根据任务可靠性验证结果对待验证的任务可靠性指标进行评估。即，根据基本可靠性的验证数据计算获得平均故障间隔时间，以及根据任务可靠性的验证数据计算获得任务可靠度。

下面结合一个具体示例对本申请所提供的可靠性综合验证试验方法进行说明：

形成可靠性综合试验剖面，其中，试验剖面时间为t，t为4h。

本示例中，某装备产品为二级新研产品，mtbfl为100h，rml为0.95。

首先设计定时截尾试验方案，使用方风险β取20％，选取gjb899a中的试验方案20-2，查表1可知试验时间倍数m为2.99，合格判定故障数为f’为1。因此基本可靠性试验时间t1＝2.99*100＝299h，n1＝299/4＝74.75。

然后设计定数截尾试验方案，使用方风险β取20％，rml为0.95，按照二项分布公式求解得到一组(n，c)，包括(32，0)、(59，1)、(85，2)……，大于n1的最小值为85，则n2＝85，c’＝2，任务可靠性试验时间，也即综合验证试验的时间t2＝n2*t＝85*4＝340h。

在340h内进行任务可靠性验证试验，同时在340h内的前299h内进行基本可靠性验证试验。

试验结束后，整理试验结果对相关参数进行评估，评估方法如下：

当fj>0时，mtbf置信下限为：

当fj＝0时，mtbf置信下限为：

式中：fj—责任故障数；c—置信度；—自由度为i的χ²分布的γ上侧分位数。

任务可靠度rm可用下式进行评估：

式中：n—产品的总试验循环数，cr—失败循环数，c为置信度。

求出的rlm即为任务可靠度rm的单侧置信下限估计值。

本示例中，fj＝1，cr＝1，按照上述评估方法进行计算得到：

mtbf置信下限估计值100.464h；rm置信下限估计值0.9652。

本申请实施例提供了一种可靠性综合验证试验装置，用于解决单独开展基本可靠性验证和任务可靠性验证导致的资源浪费的问题。

如图8所示，本实施例所提供的可靠性综合验证试验装置包括第一确定单元20、第二确定单元40、第三确定单元60以及验证单元80。

第一确定单元20用于确定可靠性综合试验剖面。

第二确定单元40用于根据待验证的基本可靠性指标和预设的基本可靠性验证方案确定第一试验时长。

第三确定单元60用于根据待验证的任务可靠性指标、预设的任务可靠性验证方案以及第一试验时长确定第二试验时长，其中，第二试验时长大于第一试验时长。

验证单元80用于基于可靠性综合试验剖面进行第一试验时长的基本可靠性验证以及第二试验时长的任务可靠性验证，其中，基本可靠性验证对应的时间段位于任务可靠性验证对应的时间段内。

关于上述单元的具体内容可参考可靠性综合验证试验方法中相应的描述，在此不赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，电子设备包括存储器100以及处理器200。其中，存储器100和处理器200之间互相通信连接，可以通过总线或者其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。

处理器200可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。处理器200还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器100作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的可靠性综合验证试验方法对应的程序指令。处理器200通过运行存储在存储器100中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器200的各种功能应用以及数据处理，即实现可靠性综合验证试验方法。

存储器100可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器200所创建的数据等。此外，存储器100可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器100可选包括相对于处理器200远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。