GB T 13426-1992 数字通信设备的可靠性要求和试验方法.pdf
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1、中华人民共和国国家标准数字通信设备的可靠性要求和试验方法发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准数字通信设备的可靠性要求和试验方法国家技术监督局批准实施主题内容与适用范围本标准规定了数字通信设备的可靠性的一般要求和可靠性试验方法本标准适用于以平均无故障工作时间为指标预期寿命服从指数分布或近似指数分布的数字通信设备以下简称设备的可靠性验证试验和可靠性测定试验本标准推荐的可靠性试验方法适用于设备的任何一个或几个阶段研制样机试生产批量生产及现场使用这些试验可以列入初始鉴定程序设计定型重新鉴定程序生产定型以及正常生产过程批量生产的验收程序这些试验方法适用于实验室试验及现场试验本标准不适用于可靠
2、性增长试验引用标准电工电子产品基本环境试验规程可靠性基本名词术语及定义统计学名词及符号设备可靠性试验总要求设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级周期检查计数抽样程序及抽样表数值修约规则可靠性鉴定试验和验收试验方法电子设备可靠性验证试验统计试验方案术语及符号一般考虑本标准未加定义的名词术语按以及的规定平均无故障工作时间平均无故障工作时间假设值的下限值不可接受的平均无故障工作时间当设备平均无故障工作时间的真值接近时标准试验方案以高概率拒收设备平均无故障工作时间假设值的上限值可接受的平均无故障工作时间当设备平均无故障工作时间的真值
3、接近时标准试验方案以高概率接收设备平均无故障工作时间的观测值平均无故障工作时间的观测值等于设备的总工作时间或承受规定的试验应力的累计时间除以责任失效数其中总工作时间除以责任失效数以表示它定义为设备工作时的平均无故障工作时间的观测值承受规定的试验应力的累计时间除以责任失效数以表示它定义为设备不工作但承受规定的应力的平均无故障工作时间的观测值平均无故障工作时间的验证值规定的条件下平均无故障工作时间真值的可能范围用或乘以上下限因子可分别得到或的上下范围值平均无故障工作时间的预计值预计值是按照设备的设计及使用环境用可靠性预计的方法确定的平均无故障工作时间在数值上应大于或等于以保证在可靠性鉴定试验中试验
4、方案以高概率接收设备鉴别比鉴别比是验证平均无故障工作时间统计试验方案的参数之一判决风险率使用方风险率设备平均无故障工作时间的真值等于平均无故障工作时间假设值的下限值时设备被接收的概率生产方风险率设备平均无故障工作时间的真值等于平均无故障工作时间假设值的上限值时设备被拒收的概率加权系数加权系数表示某一责任失效对受试设备实现规定功能影响的程度它是一个等于或小于的实数加权失效数加权失效数表示经加权处理后的累计责任失效数它最终应以生产方与使用方同意的条件取整失效失效应采用下述一般定义失效是指原先合格的产品在规定条件下其一个或几个功能参数不能保持在规定的上下限之间失效也包括引起产品在工作条件下失效的机械
5、结构部件或元件的破裂断裂或损坏状态在产品标准中或试验程序中必须说明有关失效判据的各种细节包括所需功能及性能参数的上下限责任失效受试设备的每一关联的独立失效以及由此引起的任何从属失效算作一次责任失效未证实失效尚未证实的预期现场一定不会发生的责任失效反复失效同一种失效反复发生时称反复失效此类失效必须采取有效措施后才可使可靠性试验顺利进行特殊失效使得可靠性试验不得不中止的失效它又分为反复失效和立即作出拒收的失效两类可靠性要求某一设备的工作可靠性要求应从整个系统考虑加以确定并以便于应用的指标来表示这些要求应涉及到使用条件的所有范围包括工作环境及维修条件及保持设备良好性能的整个时间范围就验证试验来说设备
6、的可靠性要求应在有关试验条款中加以规定并力求使试验得出可靠性特征值与实际使用条件下的可靠性特征值之间达到一致然而必须了解实现试验与使用可靠性的完全一致是困难的当可靠性要求需经试验证实时实际使用条件下的可靠性要求总是被转换为适用于可靠性验证试验的要求对本标准来说即平均无故障工作时间对测定试验来说由于没有预定的定量可靠性要求则规定即为适用的可靠性特征对各种数字通信设备的要求的推荐值如表所示表含元器件数只适用环境固定室内陆用固定室外陆用车载移动通信车载方仓设备船用舱内设备船用舱外设备机内空用设备空用吊舱设备可靠性试验方法可靠性试验类型原则上可靠性试验分为可靠性验证试验和可靠性测定试验两大类但按一般在
7、科研生产中常遇到情况又可分为如下三种类型可靠性鉴定试验试验目的是为了验证设备的设计能否在规定的条件下满足规定的可靠性要求试验应在具有代表性的产品样品上进行可靠性鉴定试验结果可以作为判断产品是否达到设计或生产定型的可靠性要求的依据该试验适用于设计定型生产定型主要设计工艺变更后的鉴定可靠性验收试验试验目的是验证连续生产过程中的设备产品在规定条件下能否满足规定的可靠性要求该试验一般以抽样方式进行全数可靠性验收试验如有必要亦可采用全数验收试验全数可靠性试验可取代一般的可靠性验收试验及鉴定试验以上三种试验一般应采用实验室可靠性试验也可直接采用现场可靠性试验在采用实验室试验时应尽量模拟现场的工作及环境条件
8、可靠性试验的原则和要求设备分类数字通信设备按工作环境分为以下四类见表表类别代号说明陆用设备船用设备车载设备包括移动通信和可搬式通信设备机载设备受试设备的数量可靠性鉴定试验的受试设备数量应在产品标准或有关合同文件中规定一般至少两台但若生产量不足三台时允许一台可靠性验收试验的受试设备数量按批量抽样进行抽样办法按中有关条文规定进行全数可靠性验收试验的受试设备数量为百分之百试验时间采用序贯试验方案时实际的试验时间以方案判决标准作出判决时为准试验时间安排应根据最大允许时间截尾时间来设计而不应按预期判决时间来设计采用定时截尾试验方案时应进行到总的设备小时数或总的设备失效数能按规定的方案作出接收或拒收判决时
9、为止采用全数可靠性验收方案时应一直进行到作出拒收或所有设备都通过试验时为止试验时间按试验目的和要求的不同分别定义为设备通电工作时间或设备承受各种规定应力的受试时间一般情况下应以设备通电工作累计时间计算值并以表示如果需要也可以用设备承受规定应力的累计时间计算值并应标明试验的检测应使设备失效前的时间能被准确地记下来每台设备的试验时间至少应为所有受试验设备平均试验时间的一半可靠性鉴定试验前应具备的条件可靠性预计鉴定试验之前对设备应作可靠性预计预计时应采用生产和使用双方共同确认的数据要求预计值大于或等于值否则必须改进设备的可靠性设计或调整试验方案的参数值热惯性检查应找出设备中具有最大热惯性的部件并确认
10、最大热惯性点及其稳定时间一般情况是如果最大热惯性部件的最高温度与试验下限值之差不超过其变化率低于则认为温度已经稳定较大设备之温度容差可增大至振动检查找出共振点以便在正式试验中避开它老炼预处理试验样品应在试验前进行的常温加电或的老炼预处理老炼预处理的时间不应计入试验时间对可靠性指标考核的要求受试设备必须在试验方案和方品标准规定的技术条件下或本标准规定的推荐应力条件下处于正常状态时才能进行可靠性指标的考核受试设备可靠性考核必须以试验结果为依据并符合产品标准的规定现场试验中的工作和环境条件一般要比模拟试验复杂得多详细的现场可靠性试验方案应合理地规定所有工作和环境条件严酷程度的极限特别注意那些对设备可
11、靠性有重要影响的因素凡因超出规定极限范围所引起的失效和超出极限的时间都不应计入平均无故障工作时间值的计算测试条件标准大气条件温度气压相对湿度仲裁条件当被测参数取决于温度气压相对湿度而它们之间的依赖关系又不明确时应采用仲裁条件温度气压相对湿度测试要求对设备与电参数值的测试和功能的检查方法应按各产品标准的规定进行并将测试数据详细记入可靠性试验报告的数据表中见附录补充件应确实保证所使用的测试仪器仪表对受试设备测量的影响不能超过设备本身的抗干扰能力受试设备的工作条件功能模式按设备功能模式不同应将数字通信设备分类例如数字电话数字电视中继传输数字传真设备等等不同类型的设备的功能及在现场工作的方式都要在可靠
12、性试验中分别进行模拟当设备具有主备双机并联使用自动倒换功能时在可靠性试验中应将倒换选择开关置于主用位置同时在试验过程中按预先规定的比例对手动倒换也应模拟输入信号依照各产品标准规定输入信号的特征和大小应能影响设备工作中的信号参数使之在合理的误差范围内整套设备的工作可靠性试验模拟现场工作以自环方式实现负载条件在可靠性试验时受试设备应该加上符合产品标准规定的额定负载或等效负载工作能源受试设备的工作能源必须满足设备产品标准中规定的特性和容差受试设备的操作应尽量模拟现场使用时操作人员对设备的实际操作并符合设备产品标准规定的操作规程应力条件可靠性试验中通常施加电应力温度湿度和机械振动四种应力这些应力应模拟
13、现场按比例地循环施加或同时施加试验应力的等级及大小应符合产品标准的规定推荐的电应力电源电压受试设备产品标准规定的额定值电压幅度变化规定值的电压循环变化周期时间比例额定值占上限值占下限值占电冲击电源通断试验在每电压循环同期内进行两次推荐的温度应力各类设备推荐的温度应力见表表类别低温高温室内工作存放室外工作存放舱内工作存放舱外工作存放厢内工作存放厢外工作存放机内工作存放推荐的湿热应力经用户方同意可靠性试验中可加入湿热应力其推荐应力为温度相对湿度推荐的机械振动应力推荐的机械振动应力见表表类别频率范围最大加速度单振幅机械振动应力施加方式受试设备按正常安装方式置于振动台上不加电振动经使用方同意若已在环境
14、试验时进行了相应的振动试验在可靠性试验中免做振动试验设计试验周期的原则每一个试验周期的时间不能太长以致重复次数太少对试验结果产生实质性影响也不能太短以致规定的试验条件达不到稳定推荐的试验周期推荐的试验周期之一如图所示其中不加电振动试验开始工作稳定时间低温工作时间前加比电源标称值高出百分之十的电应力后加比电源标称值低百分之十的电应力常温工作或根据用户要求加湿热应力高温工作时间前加比电源标称值高出百分之十的电应力后加比电源标称值低百分之十的电应力常温工作前加比电源标称值高出百分之十的电应力后加比电源标称值低百分之十的电应力每电压应力循环开始电源开关次以上每为一个试验工作循环即试验周期图推荐的试验周
15、期之一示意图注图内时间关系未按比例绘出推荐的试验周期之二如图所示其中开始为低温存放低温工作低温向高温过渡工作高温工作高温存放湿热工作整个循环试验周期共其中电源电压通断循环及振动应力的施加方法在图中示意说明图推荐的试验周期之二示意图注图中时间关系未按比例绘出仅作示意图统计试验方案本标准采用的统计试验方案同试验方案的选择和设计试验方案选择的一般原则是如果事先知道精确的试验时间和费用可选用定时截尾试验方案如果试验的时间关系不大可选用序贯截尾试验方案序贯试验在相同条件下一般较定时截尾试验方案节约时间当产品可靠性水平较高或较低时尤其如此当必须对每台设备进行判决时应采用全数试验方案经使用方同意当条件允许情
16、况下对长寿命高可靠生产数量不多的设备进行可靠性试验时可以设计利用环境试验性能试验等试验数据的试验方案也可以将可靠性试验与这些试验综合以充分利用信息但在整个试验开始前生产方和使用方应共同确定试验要求试验程序数据处理方法并作详细的试验记录推荐的试验方案推荐的试验方案见表表试验方案名称试验方案编号方案见附录补充件中的图和表定时截尾试验方案表表表标准型概率比序贯试验方案表表图图表表图图全数试验方案表图图对试验设备仪器和实施实验的要求试验设备应能提供试验环境要求的各种条件试验前设备和检测仪器应经过校准在试验期间试验设备仪器仪表按规定要求进行及时的检修和校准受试设备应按现场安装方式或产品技术标准的要求正确
17、地安装在试验设备中并应保证受试设备试验设备和试验人员的安全试验箱房温度控制误差应不超过考虑到某些受试设备过于庞大箱房内温控误差还可以适当放宽但要在试验条件中说明对失效设备的修理与预防维修的要求修理原理在试验过程中修理仅限于按产品标准将失效了的设备恢复到正常状态受试设备的组成单元部件除修理过程中临时代用外不准进行改变修理质量等级的永久性更换预防性维护有预防性维护要求的受试设备试验前可按产品标准要求和现场维护原则由生产使用双方共同商定试验中的维护项目和具体办法此外不允许任何额外的预防性维护受试设备的复原试验结束后生产方应将受试设备复原到符合产品标准要求的状态对于试验中失效的包括性能退化但未完全失效
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