GB T 15647-1995 稳态可用性验证试验方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准稳态可用性验证试验方法GB/T 15647 -1 995 IEC 1070 -91 Compliance test procedures for steady-state availability 本标准等问采用国际标准IEC1070(稳态可用性且在证试验扩i去)(1991年版)。1 主题内容与适用范围中;标准规定了以梅、态可用性或稳态币可用价为可用附:指标、能给南维修的产品的叮用n验证试验方i法。本标准适用于满足F述条件、只有可用和不可用这两种状态的产品进行稳态可时性验证试验-a 单个可修理产品;b. 所街可用时间服从i司指数分布， 尽管预防维修时间有可能影响吁用传.但

2、它不11入不可用时间内;d. 所有不可用时间的项目须在要求或试验规范巾清楚地陈述;e. 口I靠性很高的产品需要特别长的时间去做验证试验;f. 验证试验方法采用稳态不可用性作补充。2 引用标准GB 2423 电工电子产品基本环境试验规程试验GB/T 3187 可靠性、维修性术语GB .1796 电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级GB 5080. 1 设备可靠4陀试验总要求GB 5080. 2设备叮靠性试验试验周期设计导则GB 5080. 6 设备可靠性试验tE.定失放率假设的有效性检验GB 5081 电子产品现场工作可靠性、有效性和维修性数据收集指南GB 6992 可靠性与维修陀管理，GB

3、 7288. 1设备可靠恍试验推荐的试验条件室内便携设备粗模拟GB 7288. 2设备可靠性试验推荐的出验条件固定使用在有气候防护场所改备精模拟G8/T 9114.1 设备维修性导则第4部分:维修性导言GB;T 9414. Z 设备维修性导则第三部分z规范与合同中的维修性要求GB/T 9414.3 役备维修性导则第二部分:维修Y.大纲GBjT 9111.5设备维修性导则第六部分:维修性检验GB/T 9414.6 设备维修性导则第一仁部分:维修性数据的收集、分析与去示3 术语与符号f拉标准的术语符合GB/T3187(oI靠性、维修性术语的规应。本标准使用如F的符号:国家技术监督局995-07-2

4、4批准322 996-03-01实施GB/T 15647-1995 J A(r) Re(r) D U, u (.lim u -0 A, A , F，-o(屿，片)md m n r TT t, Y y , /(1) E(t)、E(t)伽玛分布:生产方风险(第1类风险)使用方风险(第1类风险)序贯试验接收限序贯试验拒收限鉴别比:D=U11l口稳态不可用性给定的可接收值o=-l-A，稳态不可用性的不吁接收值，U=l-A，验证试验的拒收限标准正态分布的l分位数稳态可用性给定的可接收值稳态可用性的不可接收值自由度为1和吨的F分布的1二分i数，附录A(补充件)的表Al给出F分布的分位数平均不可用时间平均可

5、用时间样本量，即定数试验的失效数序贯试验的失妓数累积可用时间，T;定时试验的持续试验时间第2个可用时间，i=1，2，3，.累积不可用时间.Yy;第z个不可用时间，i=1，2，3，分布的概率密度函数分布的期望值，这里t表示时间变量或随机变量/(t) s(st)P-exp(Sl)! 1飞户)E(t) 户/sE(t) 户户十1)/52户是形状参数s 是尺度参数rc户tyP1时川dy是伽玛函数当户为整数时，r(p)(户-1)指数分布(为伽玛分布pl时的特殊情形)/(1) s exp(l _. SI) E (t) l/s E(I) 2/s 4 可用性试验的条件4, 1 可信性管理和规范产品要达到期望的可

6、用性目标有如下几个步骤za. 获得产品可用性要求的规范;b. 产品预期的可用性分析。这在产品设计阶段就要考虑，且包括系统总的可用性要求对其子系123 GB/T 15647 1995 统可用性要求的分配; 根据川36992和GB9114. 1 9414. 3等标准对产品实施可信性管理;d. 对产品进行稳态可用性试验.以验证产品是&达到给定的口J用性要求。本标准提供了试验方法。正如k所述，可用性验证试验的目的通常是为了验证产品是否达到规定的叮时性要求，因此.试验方法与产品的规范密切相关。如果试验是获得验证方法的必要部分，建议在产品规范中应包括试验的毕本大纲。在产品规范中应考虑如下的项曰:a. 所采

7、用的可用性指标;b. 状态、时间和1失娥的定义， 试验的条件;d. 采用的试验类型，即定数试验、定时试验或序贯试验，e. 拒收时的后果。经济惩罚(或奖惩)或要求拟订新的设计。当生产方和使用方同，意引用本标准时，必须明确指出是引用本标准的全部还是标准中的某些最条。4.2 统计过程的条件本标准的验证试验方案预先假定所布的可用时间是同一齐次泊松过程的独立观察(所有呵用时间是同一指数分布的现实)，所有的不可用时间是同一伽玛分布(或指数分布)的独立现实。在第6.2条中给出了数据没有趋势的检验方法。如果趋势存在.检验的结果仍是有参考价值的，它为可靠性增长、维修人员学习曲线等采取预防性措施提供了信息。4.3

8、 状态的定义可用性试验方案是对连续工作的产品实施可用性试验而制定.这里，可用性指标是总试验时间的的数。如果它们应用于iI连续使用的产品，就必须考虑在非要求的维修时间里对产品进行维修的问题。可用性指标一般要求定义产品合格的功能模式.即要规定产品的可用状态和不可用状态。本标准的试验方法仅适用于具有两种状态(可用/不可用)的产品进行可用性验证试验。对含有冗余子系统的高可靠产品，在规定的青信水平下.在适当的时间周期内完成可用性验证试验证明是不可能的回这个问题往往通过将系统总的可用性要求分配给各个子系统，再分别对各个子系统进行试验来解决。如果这样的话，适当考虑至少-次试验需要经受失败的更大可能性。4.4

9、 时间的分类在产品要求的规范中，必须明确规定产品采用的可用性指标是固有可用性还是王作可用性。可用性指标的选取将影响到不可用时间的分类，是采用关联不可用时间还是采用非关联不可用时间。因此，在可用性试验开始前，不可用时间的分类必须详细规定。预防性维修时间，无论是定期的还是不定期的，当规定的可用性是固有可用性时，常将它划归为非关联不可用时间;而当规定的可用性是:r:作可用性时，如果根据期望的预防性维修时间修改其可接收值.则预防性维修时间也划归为非关联不可用时间。本标准的试验方案考虑由于根据规定的可用性指标来修改定期维修而引起的中断。除了作关联失效引起的修复性维修时间外，用于实际修复性维修的时间总是划

10、归为关联不可用时间。实际修复性维修时间包括故障诊断时间、技术延误(如冷却等)日们词、故障修复时间和核查时间。后勤延迟和管理延迟不包括在实际维修时间内，且在固有可用性情形下，它主u归为非关联不可用时间。在工作可用性场合，延迟时间的分类要明确规定，例如，从最近的补给仓库运送必需的备件所需的时间被划归Jg关联不可用时间。如果规定的是同有可用性，由于缺乏维修保障而引起的任何延迟均划归为非关耳其不可用时间。当规定的是工作可用性，与不可用时间有关的后勤延迟时间应明确定义。4.5 失效的分类产品的可用性指标都是以可用时间和不叮用时间的定义为基准。因此，把产品可能的状态划分J相32.1 GB/T 15647-

11、1995 应的口J用状态和不口rJHJ状态是必需的。如果某类失效作为非关联失效计算，双方应预先商定。根据产品及其规范，失效分类多少有些复杂。失效分类可着重于产品的功能而不考虑其硬件配置。例如，输电线路可看作只要满足输电要求这个功能(在线路额定的最大功率内h另一方面，失效分类可从主要的技术细节进行.从顶层的口J用状态出发，直到清楚地确定由硬件或软件失效所引起各种状态的分类JJ止。4.6 试验的条件产品合同规定了可用性，其主要目的是使产品在最终使用中得以实施。试验的条件，其目的是在技术上使试验条件下的可用性与考虑有关人员培训、单元替换周期等因素的使用条件下的可用恢达到良好的e致性。这种一致性是不容

12、易实现的.但是，通过对影响产品可靠性、维修性和维修保障性的各科l肉素的详细研究，将有助于设计出尽可能符合实际的试验。选取试骏室试验或现场试验由受试产品自身的特点所决定。打算供普遍市场流通的中型产品可在试验室中进行可用性试验，而大型的产品，在使用方场所安装的单一系统只能在安装场所进行试验.即现场可用性试验。对试验室试验，在设计试验周期时，各种主要因素应包括在符合实际的试验方法中。对现场试验，可以控制的主要因素应给出实际的严酷度，其他主要因素应作记录并根据它们的关系做出判断。如果试验条件超出产品的实际使用极限，试验应中断，直到可接收的试验条件重新出现时再继续试验。所考虑的因素可分为工作条件、环境条

13、件和维修条件三大类。4.6.1 工作条件规定影响产品可靠性的工作条件。试验期间的工作条件应尽可能接近工作使用时所规定的条件。细节见GB5080. 1和GB5080.2。4.6.2 环境条件规定影响产品可靠性的环境条件。环境条件可能很复杂，它随着年、月以及产品的功能模式和受试产品其他有关的活动状态而变化。这些环境条件通常分为气候条件、力学条件和其他条件。在GB4796中给出相当完整的环境条件分类，在GB2423中给出了详细的环搅试验方法a应用这些标准设计试验循环见GB7288.1和GB7288.20 4. 6. 3 维修条件在叮用性试验期间，所有相关的维修条件应代表在正常操作情形下的维修条件。根

14、据预防性维修和修复性维修来考虑这些维修条件，。a. 预防性维修在实际应用中，预防性维修应采用常规的预防性维修计划、维修指南和维修工具，并由经常规培)11的人员进行维修。b. 修复性维修修复性维修应采用常规的修理指南、修理工具和故障检修设备，并由经常规培训的人员进行修理。 包括维修保障的后勤保障确定受试产品运行和维护所需资源的供给。在固有可用性场合，替换单元、备件的供给和其他维修资源的保障应当是充裕的3而当给定的是工作可用性时，资源的供给与保障也应当是正常的。5 数据收集可用性验jjE试验要求收集叮靠性数据、维修性数据和维修保障性数据。从现场试验或实际使用巾收集数据是非常必要的，生产方和使用方应

15、在早期就此取得一致意见。现场试验可包括产品按预先规定的程序运行，或产品随着规定的事件和时间正常使用。在现场试验巾必须花费足够的努力去保证数据记录的正确性。在双方意见取得一致的情况f.对关联的或非关联的可用时间和不可用时间做出正确的分类。特别注意的是，与固有可用性或工作吁用性有关的延迟时间的325 GB/T 15647 -19 9 5 不同分类。所有的数据收集.将集中在通过试验达到估汁产品叮用性指标所必需的数据L要求太多的附加数据叮能使报告无效和不I正确。试验性的数据收集是推荐检奇和改进敬据收集的方法。对产品的口IHJ时间、不时用时间及发生的事件进行连续观察是推荐的数据收集方法。推荐使用L作同志

16、或类似的记录本按时间顺序记录观察结果。这时受试产品不同状态之间转换的H川时|町、维修情况和!皮肉都需作记录。从试验室试验和现场试验巾收集可靠性数据的方法见Gll5080. 1，维修性数据的收集GB 9414. 59414. 6，现场数据的收集见GH50S1 , 6 时间分布受试产品被认为或者处于可用状态或茜处于不可用状态。试验Tf始时咽产品处I可用状态。经过段时间后，出现了第一个尖效使产品进入不可用状态，修理工作开始。当修理完成后，产品恢复到日J用状态，个新的可用不可用循环开始。这一过程的现实见图1。第.1.4条给出f根据所选择的可用性指标，即恬i有时用性或工作可用性，如何划分关联不口J用时间

17、的指南。状态t叩f用y , y, 1、IlTJl IH 111) 图i试验过程的典咽现实在第6.1条中给出了口I用时间和不可用时间统计分布的选择指南。本标准的试验方案是基于这样的假设，所街的可用时间是油立同分布的随机变量，所有的不可用时间也是独古;同分布的随机变量。在第6.2条巾给出了这些假设有效性的趋势检验。在第6.3条中给出了有关分布或稳态假设万J无效时的备选决策。6. 1 分布假设有关可用时间和不可用时间分布的假设应以先前的经验为基础。某些情况下.分布假设可参考受试产品罔有的物理变化过程所提供的信息。本标准提供的试验方案仪对可用时间为指数分布和不口I闲时间为伽玛分布时有效。指数分布是伽1

18、玛分布在形状参数pl时的特殊情形。伽玛分布和指数分布的概率密度函数在第3章所列的符号中起给出。如果产品具有恒定失效率，则可用时间服从指数分布并且具有恒定失效强度。这时产品般不是损耗割的(例如电子设备)。如果没有关于时间分布的信息可利用，则可用指数分布作第4级近似。王lT检验所有的可用时间是否来自同一指数分布可作如下的处理a 首先按第6.2条的趋势检验进行是否有趋势的检验。如果没有趋势，则做b项;b. 战GB5080. 6对叮用时间的数掘进行恒定失效率检验。这两个前提是应用本标准所必需的。试验h案中使用的统计参数主要依赖于不可用时间分布的期望值。伽玛分布的假设是为了数学上326 GB/I、156

19、47-1995处理的方便，而不要求是决定性的。伽玛分布含有两个参数，它能代表各种形状的概率密度曲线。对任何修复卒函数的不可用时间通常用伽玛分布近似。-般来说.即使真实分布是对数正态分布，从实际应用出发，月1伽玛分布近似也是足够好的。6. 2 趋势检验对i:o-:1，2.n (这呕n=总的观察失效数).记计112T ,=t, +1川十t，二1.-n号Er 272(，21)号s= 了，巳二11312L 12 J 这里I到试验在预先给定的总试验时间T截止.II型试验在总失效时间T截止。( r型)( I 1,10 当n至少为5时.s近似于正态分布，因此.s的计算值1世与附录A(补光件中表A2的临界值相

20、比较。6.3 假设无处时的备选决策如果稳态假设不成立，这种情况必须对个别事件进行判断。例如.若平均可用性是叮接收的，但可用时间却有增加的趋势.恩然产品是可接收的。然而，在解释这些结果时的难点可能必须延长试验。7 注，生产方与使用方吁同意不做趋势检验和分布假设检验，而是规定并同意分布假设。这样，高关可用性试验结果解释的不一致就可避免。验证试验的设计受试产品的真实稳态叮用性是否满足规定的可接收值儿，可用性验证试验的结果将作出肯定或否定的回答。作出判决与给定的风险水平和奋关。验证试验呵接如F的方法进行改计a. 在要求的规范中.对可用饨指标、失效的定立、试验的条件和作出拒收判决的后果应与稳态不叮用性的

21、可接收值U。一起给予明确的规定，寞中Uo=l-Ao;b. 根据产品规范的内容和生产方与使用方的协议，对不可用时间伽玛分布的形状参数户值作出选择。通常.1Ulim电则作出拒收判决;其中lu,-J)(1 -Ul十1_1/1) (1 -DU，)丁fyunl二U(，X :一川ttiAltru十u，-1 ,fIT (1 - DU,) 其他情形作出接收判决。8, 3 试验厅案3U/1111 .则作出拒收判决。民rtt(l.rn是试验HiJT峙的函数，可从表A3查到。真他情形则作出接收判决。8.4 试验方案一序贯试验方案试验方案的持续试验时间依赖于产品在试验期间所观察的可用性。每当修理完成，判决规则给出试验是截止还是继续的指南。决策限依赖于在某时刻所出现的失效数ro判决规则2若y!TRc (r) X U ,! (1 -U,) ，则作出拒收判决。;告Y!T.1443.则拒绝Uoo附加说明z本标准由中华人民共和国电子工业部提出。本标准由全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会归口。本标准由电子工业部第五研究所负责起草。本标准主要起草人丁以华、f古志礼、王淑君、金云程。138