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通信設備可靠性通用試驗方法YD/T 282-2000行業標準
通信設備可靠性通用試驗方法》YD/T 282-2000行業標準介紹
一、工作概況
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1983年實施的《郵電通信設備可靠性通用試驗方法》YD282標準，由于編制時間較早，而且是在當時的技術水平和運營要求的條件下制定的，所以目前YD282－82所引用的一些概念和思想都比原標準有所發展，國內外此類標準也得到了相應的發展和更新，如MIL－STD－781D （GJB899－90），可靠性試驗的指導性標準GJB 450－88以及各分類標準均在1986年后進行了更新或修訂。而進入20世紀90年代后，我國的通信產業得到了飛速發展，通信的發展對相關的標準要求也提出了新的要求，需要具有更強的指導性的試驗標準和更加有效的可靠性設計和試驗來保證對產品質量及產品可靠性的要求。我們通過數年的可靠性試驗和研究，結合中國臺灣及國外有關的資料和試驗技術、結合我們的實際試驗經驗，在傳統的可靠性試驗上使之更加工程化，操作更加容易。 新修訂的YD/T282標準主要修改內容為：1.標準的題目《郵電通信設備可靠性通用試驗方法》，根據目前的發展，經審查會討論通過，更改為《通信設備可靠性通用試驗方法》；2.對可靠性試驗進行了完整的分類說明；3.根據現代通信設備的實際要求對試驗的內容、方法和故障判決、故障分類等進行了規定，使之更加工程化、切合實際和容易實施；4.根據可靠性工程的發展趨勢，增加了可靠性保證試驗及具體要求；5.對試驗中設備的故障進行了分級；6.介紹了現場試驗的條件和方法。( R3 j$ m/ n y0 H
二、標準的主要內容' s0 w, O8 `! M- M3 K
本標準與原標準相比，在內容上首先是將GJB450－88對可靠性試驗的分類引入，即根據試驗場所，把設備可靠性試驗分為實驗室試驗或現場試驗。實驗室可靠性試驗是在規定的、受控制的工作環境條件下進行的可靠性試驗，其工作環境可以模擬或不模擬現場條件。現場可靠性試驗是在現場進行的可靠性驗證試驗或測定試驗。對現場的工作環境、維修及測量條件需加以記錄。根據通信設備在研制、生產、使用各階段的要求，從可靠性試驗的性質分，主要有可靠性工程試驗和可靠性統計試驗。可靠性工程試驗由環境應力篩選（ESS）和可靠性增長試驗組成，在于暴露故障并加以排除，通常在研制階段進行，故本標準只介紹了相關的概念。可靠性統計試驗有可靠性驗證試驗和可靠性測定試驗，在于驗證設備是否符合規定要求和測定其所達到的可靠性值，一般在研制階段和生產階段進行。本標準適用于可靠性統計試驗。不適用于環境應力篩選和可靠性增長試驗。
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本標準對可靠性統計試驗進行了系統的說明。首先說明了試驗的程序、試驗方案和選擇，試驗中的性能測試和維護，對故障的處理以及可靠性指標的計算等，并重點說明了故障分級和加權失效數以及總試驗時間、置信區間的計算。可靠性試驗的程序重點介紹了應進行的綜合環境試驗，提供了應進行的應力條件和時間要求。 對于具體的可靠性鑒定試驗、可靠性驗收試驗和可靠性測定試驗，則按試驗要求和方案選擇、試驗過程的管理、試驗結果的處理等逐步進行了說明，務求試驗的過程明確、精煉、可實施。
zui后可靠性保證試驗是更加工程化的試驗手段，本標準系統介紹了該試驗的程序、要求和試驗時間。 現場試驗是通信設備較容易遇到的情況，而現場試驗的重點在于數據的收集是否完整，本標準也進行了簡要的說明。標準主要內容如下。" W, w7 m5 f# v$ z, t+ l: ~
1.可靠性試驗一般方案和要求) n p2 A( A4 T& T/ l: M8 j; q4 \
⑴ 試驗前的準備9 Q; H; ]6 {! j* Q- K9 g' f S
進行可靠性試驗前須編寫可靠性試驗計劃，試驗計劃應充分利用研制和生產中的其他試驗來提供信息，避免試驗工作重復。依據試驗計劃和方案的要求進行試驗準備，并組織進行對試驗工作的評審，以確定是否已具備開始試驗的條件，并保證受試設備、試驗設備和所有輔助設備全處于準備開始試驗的狀態。試驗結束后應及時對試驗結果進行評審，以評定試驗結果是否真實、可信。為保證可靠性試驗的順利進行和結果的準確性，受試設備應經過環境應力篩選。試驗設備和儀器應保證產生和保持試驗所需的綜合環境試驗條件，并按照有關規定進行定期校核和檢定。
⑵ 綜合環境試驗條件8 _; y( V% T* b0 ~# a6 X: o
綜合環境試驗條件及相應的時間應根據受試設備現場使用要求和任務環境特征來確定，時序地模擬受試設備在使用中經歷的主要應力，模擬設備使用的環境條件和使用情況，試驗期間受試設備應在典型的工作條件和負載條件下工作。試驗條件可將應力綜合，或按設備技術標準或按合同中規定的試驗環境條件進行。
⑶ 統計試驗方案及選擇
本標準規定兩種試驗方案：即定時截尾試驗方案和截尾序貫試驗方案。定數截尾試驗方案的試驗時間是隨機的，但平均起來可以參考定時截尾試驗方案。 ! n- B9 y7 w0 n' s7 R
①試驗方案的選擇
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試驗方案選擇的一般原則：( R$ C) J( W0 {, N0 n0 ^' `! L
當需要知道準確的總試驗時間和試驗費用時，則選用定時截尾試驗方案。
如果具有正常的生產方和使用方風險率（10%～20%）時，而且事先對總試驗時間準確性與否不嚴格要求時，對于質量很好或質量很壞或樣品很少的設備，可采用截尾序貫試驗。一般選取α=β。+ C5 y$ A1 \" q/ b! R- L
②受試設備的數量
受試設備母體必須是按同一設計文件和生產工藝進行生產的，受試設備可從母體中隨機抽取。抽樣數量一般至少兩臺，但若生產數量不足3臺時，抽樣允許量可為1臺。
⑷ 試驗中的性能測試和維護
試驗前和試驗后均應在GB/T 2421－1989中5.3規定的標準大氣條件下進行性能測試，并規定在試驗過程中應測試的項目和參數要求。1 d% V1 m- e: k! ~4 B
① 試驗前的性能測量應在受試設備裝入試驗設備后進行，以避免在安裝中引入故障。性能測試應符合受試設備的規范要求，并作為與試驗期間和試驗結束時測得的性能進行比較的基準。' T- Q. I* p1 j5 F) P: M
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有條件的宜采用連續測試。試驗期間如不能連續進行性能測試，應規定測量間隔時間，原則上應在極限條件下測試，在整個試驗期間測試次數不能少于兩次。
試驗結束時，應測量和記錄受試設備的性能，以確定受試設備性能是否符合其規范標準要求。 + e2 X ^+ a N6 D8 B2 ^. j
② 試驗過程中的維護
在可靠性驗證試驗中，可以進行為受試設備規定的、列入試驗程序的預防性維護程序，但不允許進行額外的維護。為保證試驗完成，可以對試驗設備進行預防性維護。
⑸ 故障的分析、處理和糾正) W- I( L- e9 _- A6 V0 O
① 故障分類是基于設備的任務可靠性。故障分為關聯故障和非關聯故障。非關聯故障不作為受試設備合格與否的依據，關聯故障應進一步分為責任故障和非責任故障。鑒于通信設備的復雜性，故障情況對設備完成其規定功能的影響不同，因此可以按對設備影響的嚴重程度分為以下三級。應根據以上規定的原則和受試設備功能、指標要求，在試驗前確定每類故障的等級。 i2 p5 ~) `; t; S. \
② 確定故障的時間要求
受試設備在不連續的檢測中發現同一故障時，如不能準確確定故障的時刻，則應認為該次故障是在上一次檢測時間內發生的。
③ 故障報告、分析和糾正3 {/ Y" Y k/ U2 P
應使用閉環系統來收集可靠性驗證，試驗期間出現的所有故障數據，分析這些故障發生的原因，采取糾正這些故障的措施及驗證，并作好記錄。: D8 _- W$ O- W, U
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⑹總試驗時間和可靠性指標的計算* ^1 @% D. q8 P" T7 M, p
采用定時截尾試驗方案時，試驗設備總的試驗時間達到按規定的試驗方案規定的時間時就停止；或者總試驗時間雖未達到方案規定的時間，但故障數已大于或等于表中規定的拒收判決數，也可停止試驗。# w' B+ F5 P+ v# W
采用序貫試驗時間，應根據zui大允許試驗時間（截尾時間）來設計。可根據總的試驗時間和累計故障數與表中規定的接收、拒收標準進行比較，若能作出接收或拒收判決，即可停止試驗。 % P2 s" D" a a$ u _
對于定數截尾試驗，是在確定失效數的情況下，當達到了規定的失效數，則試驗停止。 + b! I" Y( U. D: t: i% U6 v" l: l
① 加權故障數的計算
根據責任故障嚴重性分級，如在理論上可以推算出加權值時，按理論值加權，如無其它根據時，推薦以下加權值：9 p3 {$ o1 A7 B0 g0 `
一級故障：W1=1；) g1 f1 y$ b S7 @0 i1 V
二級故障：W2=0.2~0.5；
三級故障：W3=0.01~0.1。
② 總試驗時間的計算
設備試驗的總時間T一般如下計算：抽取的n個樣品在規定條件下做壽命試驗，到規定的時間t 停止，則總時間應為全部的樣品試驗時間t的n倍。若在試驗中有樣品發生故障，立即修復后繼續試驗，如公式1；若不修復而為取出故障樣品，其它樣品繼續試驗，到規定的時間t停止，總時間如公式2。5 x* j! k `+ V* l7 s
T=nt (1)% L F, Y/ ~7 y8 C4 x) N) m" A2 T
T=(n-r)t+ (2)
式中： n—— 試驗的樣品總數2 w' D8 Z2 R9 u( |3 |7 f# F0 }
t—— 試驗截尾時間
r—— 發生的故障樣品數1 K5 ], s6 ?, n9 N
ti—— 故障樣品故障前的時間
③ 平均故障間隔時間（MTBF）的估計
如果有故障發生，用zui后的試驗總時間除以加權故障數可以求出MTBF的觀測值 。
MTBF=T/rW (3)
式中： T——試驗總時間 y$ f2 s# {: \3 J
rW——加權故障數( j4 k u' ]! K
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⑺ 試驗記錄與試驗報告
在可靠性驗證試驗中，應完整地記錄有關的試驗數據。試驗記錄應包括設備說明、試驗前后和試驗中的測試數據和結果，故障記錄、維修記錄以及糾正措施報告等。
2.可靠性試驗
根據可靠性統計試驗所采用的方法和目的，可靠性統計試驗可以分為可靠性驗證試驗和可靠性測定試驗。可靠性測定試驗是為測定可靠性特性或其量值而做的試驗，通常用來提供可靠性數據。可靠性驗證試驗是用來驗證設備的可靠性特征值是否符合其規定的可靠性要求的試驗，一般將可靠性鑒定和驗收試驗統稱為可靠性驗證試驗。8 b. {3 `) b7 W2 G/ N
⑴ 可靠性鑒定試驗
為了驗證設備設計是否符合規定的可靠性指標要求，用能代表具有批準的技術狀態的設備，在規定的綜合環境試驗條件下進行可靠性鑒定試驗。可靠性鑒定試驗，是在設計完成后為確定設備在規定的環境及工作條件下是否達到規定的可靠性指標所進行的試驗。內容包括試驗要求、試驗環境條件、受試設備要求、試驗方案的確定、試驗過程的管理 、故障處理、故障分類和判別、合格與否的判決等內容。
⑵ 可靠性驗收試驗
可靠性驗收試驗是在規定條件下對交付的批生產的設備進行試驗，以驗證交付的設備滿足規定的可靠性要求。按生產條件構成檢驗批，并從檢驗批中隨機抽取設備，與可靠性鑒定試驗相同的綜合環境試驗條件下進行可靠性驗收試驗。包括試驗要求、試驗環境條件、受試設備要求、試驗方案的確定、試驗過程的管理、故障分類和判別、試驗后數據的處理、批接收與批拒收等內容。 2 y1 K% Y- G$ u: \# _9 }6 y
⑶ 可靠性測定試驗8 _6 E8 ]8 U1 R% [
可靠性測定試驗目的是測定設備的可靠性指標。內容包括試驗要求、試驗中的性能測試和維護、試驗方案、可靠性特征值的估算方法，即無論有*設備的修理或替換，都可以通過試驗得到故障率、故障前平均時間及平均故障間隔時間的點估計值和置信區間。根據試驗時間和發生的故障數，可按公式(3)計算MTBF的觀測值。如果可靠性測定試驗是將一些設備投入沒有規定預定截尾程序的試驗，則根據累計試驗時間和故障數在任何時刻估算出可靠性。 , I6 e: I. v) t0 Y. m
⑷ 可靠性保證試驗
當設備可靠性指標相當高，或者是設備的樣本量比較小，進行可靠性試驗時，進度計劃和費用都無法安排。或者當設備具有相當的成熟度，質量非常穩定時，經使用方同意，可靠性驗收試驗可以用可靠性保證試驗方案代替。
可靠性保證試驗是設備經過環境應力篩選（ESS）之后所進行的可靠性驗收試驗。內容包括試驗條件、*時間（t）確定及試驗程序。
⑸ 現場試驗
通信設備中，有些試驗必須在現場工作和環境條件下進行，可采用現場試驗。將現場使用作為現場試驗，統計、分析設備的使用運行數據，對設備的可靠性進行驗證。內容包括試驗條件、數據的收集、數據處理。
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三、主要參考標準和文獻：1 v$ |3 F- T; f v: j: Z9 D+ X
《*XXXX號艦系統和設備的可靠性驗證方法》 1993年6月
《可靠性設計手冊》 E# D% [6 O' W; H/ i7 M Q' h ^# P
《可信性工程》何國偉 1997年3月 p0 W; c# n( y
《可靠性維修性標準應用導引》 1995年% \3 X; e0 e) ]. j
GB 5080.1－86 設備可靠性試驗 總要求$ S. \) ~9 \ }0 L) I
GB 5080.4－86 設備可靠性試驗 可靠性測定試驗的點估計和區間估計方法（指數分布） q( ]$ M; R" r
GB 5081－85 電子產品現場工作可靠性、有效性和維修性數據收集指南
GB 4798.1－86～4798.10－91 電工電子產品應用環境條件
GB/T 13426－92 數字通信設備的可靠性要求和試驗方法
GJB 150.1～150.20－86設備環境試驗方法* S2 p+ `0 X) S2 O+ n8 M$ S
GJB 450－88 裝備研制與生產的可靠性通用大綱
GJB 451－90 可靠性維修性術語
GJB 841－90 故障報告、分析和糾正措施系統（FRACAS）
GJB 899－90 可靠性鑒定和驗收試驗1 M$ }% ?+ l. I
GJB 1032－90 電子產品環境應力篩選方法% [% t* p8 G! D/ a
GJB 1407－92 可靠性增長試驗1 g% M( x4 J8 `
與以上標準相比，本標準更加注重試驗方法的可實施性，以保證標準內容的正確性，對于試驗方法的探討則結合了有關的資料和經驗，使得可靠性試驗方法能夠具有確實的指導意義。, l( G% q1 q @$ t1 U \" u5 S
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四、標準實施的建議
由于YD282的內容長期沒有更新，作為指導性的文件作用沒有真正體現。而當前通信行業發展又非常迅速，設備的使用要求也越來越高，對可靠性指標的確定實際上也存在著不同的意見，部分廠家的設備可靠性還是空白。因此本標準的推行建議首先在新的入網檢測中增加綜合環境試驗的考核，確保通信產品的基本使用能夠滿足電信網的要求，由各生產廠商根據本標準擬訂計劃逐步進行可靠性驗證試驗，普遍提高產品的穩定性。同時對通信設備可靠性指標的確定和相關的維修性要求等還應進行較明確的指引，結合本標準的實施，可以真正滿足電信網的要求。 / | `- ~7 s1 C' S5 p, q
五、其它說明5 e1 y* J m6 e% \( ?7 F
由于通信設備種類很多，本標準只提供了通用的可靠性試驗方法和結果判定說明，但對具體的通信設備，其判定標準和要求無法進行說明，因此對于各具體的通信設備還須擬制相應的工作條件和失效判決的詳細要求。/ V3 D. {9 [. A+ D
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