Испытания надежности в условиях окружающей среды: полное руководство (1)

Введение

Тестирование надежности является критически важным процессом в разработке и производстве оборудования, гарантирующим, что устройства соответствуют указанным стандартам производительности в ожидаемых условиях эксплуатации. В зависимости от среды тестирования тестирование надежности можно разделить на лабораторные испытания и полевые испытания. Лабораторные испытания надежности проводятся в контролируемых условиях, которые могут имитировать или не имитировать реальные сценарии, тогда как полевые испытания надежности проводятся в реальных эксплуатационных условиях.

Исходя из целей и этапов разработки продукции, испытания на надежность можно разделить на:

• Испытания на надежность (включая проверку на воздействие окружающей среды (ESS) и тестирование роста надежности) — направлены на выявление и устранение неисправностей, обычно проводятся на этапе разработки.
• Статистические тесты надежности (включая тесты проверки надежности и тесты измерения надежности) — используются для подтверждения соответствия продукта требованиям надежности или для оценки показателей его надежности, обычно выполняются на этапах разработки и производства.

В этой статье основное внимание уделяется Статистическое тестирование надежности, охватывающий процедуры тестирования, методологии, мониторинг производительности, обработку неисправностей и расчеты показателей надежности.

1. Общий план испытаний и требования

(1) Подготовка к тестированию

Перед проведением испытаний на надежность необходимо План испытаний надежности должны быть разработаны, используя существующие данные испытаний, чтобы избежать избыточности. Ключевые подготовительные шаги включают:

• Готовность оборудования: убедитесь, что тестируемое устройство (DUT), испытательное оборудование и вспомогательные приборы правильно настроены и откалиброваны.
• Проверка на воздействие окружающей среды (ESS): Испытуемое устройство должно пройти проверку на воздействие окружающей среды, чтобы исключить отказы на ранних этапах эксплуатации.
• Обзор теста: Предварительный обзор теста должен подтвердить, что выполнены все условия для признания теста действительным.

(2) Условия комплексных испытаний на воздействие окружающей среды

Испытательная среда должна имитировать реальные эксплуатационные нагрузки, включая:

• Комбинация напряжений: Последовательное моделирование основных напряжений, возникающих в реальных условиях эксплуатации.
• Условия эксплуатации: Тестируемое устройство должно работать при типичной рабочей нагрузке и условиях окружающей среды.
• Соответствие стандартам: Условия испытаний должны соответствовать техническим стандартам или договорным требованиям.

(3) Статистические планы испытаний и выбор

Определены два основных плана испытаний:

• План сокращенного тестирования с фиксированным временем: подходит, когда требуется точная продолжительность тестирования и оценка стоимости.
• Последовательный усеченный план испытаний: предпочтителен, когда риски производителя и потребителя (10–20%) приемлемы, особенно для устройств с высокой или низкой надежностью или когда размеры выборки невелики.

Выборка образца:

• Испытуемое устройство должно быть выбрано случайным образом из партии, произведенной в идентичных условиях конструкции и производства.
• Рекомендуется использовать не менее двух образцов, хотя допускается использование одного образца, если доступно менее трех единиц.

2. Типы статистических тестов надежности

(1) Квалификационный тест надежности

Цель: Проверить, соответствует ли конструкция заданным требованиям надежности.

Ключевые аспекты:

• Проводилось в условиях, имитирующих реальные условия эксплуатации.
• Требуются репрезентативные образцы утвержденной технической конфигурации.
• Включает определение условий испытаний, классификацию неисправностей и критерии прохождения/непрохождения испытаний.

(2) Приемочные испытания на надежность

Цель: Обеспечить соответствие серийно выпускаемых устройств стандартам надежности перед поставкой.

Ключевые аспекты:

• Выполнено на случайно выбранных образцах из производственных партий.
• Использует те же условия окружающей среды, что и при квалификационных испытаниях.
• Включает критерии приемки/отклонения партии на основе результатов испытаний.

(3) Тест измерения надежности

Цель: Для оценки показателей надежности, таких как Интенсивность отказов (λ), среднее время между отказами (MTBF), и среднее время до отказа (MTTF).

Ключевые аспекты:

• Нет предопределенного времени усечения; надежность можно оценить на любом этапе.
• Для вычисления точечных оценок и доверительных интервалов используются статистические методы.

(4) Проверка надежностиt

Цель: Альтернатива приемочным испытаниям для высоконадежных или зрелых продуктов, где традиционное тестирование нецелесообразно.

Ключевые аспекты:

• Проводится после ESS.
• Основное внимание уделяется продолжительности безотказной работы (t).
• Требуется соглашение между производителем и потребителем.

Заключение

Испытания надежности в условиях окружающей среды имеют важное значение для обеспечения долговечности и производительности продукта. Внедряя структурированные планы испытаний — будь то квалификационные, приемочные, измерительные или гарантийные испытания — производители могут проверять показатели надежности, оптимизировать конструкции и поставлять высококачественную продукцию.

Испытания на надежность в условиях окружающей среды можно проводить с помощью камер для испытаний на воздействие окружающей среды, которые имитируют реальные условия для оценки характеристик продукции, что значительно сокращает время испытаний и повышает эффективность.

Lab-Companion имеет более чем 20-летний опыт в производстве оборудования для испытаний на воздействие окружающей среды. Благодаря обширному практическому опыту и поддержке при установке на месте мы помогаем клиентам преодолевать реальные проблемы в тестовых приложениях.