正確評定設(shè)備的可靠性
評定設(shè)備可靠性的特征量可以是平均無故障工作時間（MTBF)。一般來說，設(shè)備的‘ 平均無故障工作時間越長，可靠性水平越高。但是我們在評定某一種設(shè)備的可靠性水平 時，或者在比較各類設(shè)備的可靠性水平時，還不能單從MTBF數(shù)值的大小上來衡量，還要 做一些具體分析。例如，統(tǒng)一規(guī)定置信度為80%，電視的MTBF驗ffi值的下限值普遍在 1000?3000小時以上,有些公司的某些產(chǎn)品已達到7000?10000小時，有些移動通信設(shè) 備才達到800小時左右，某些航空通信設(shè)備及雷達僅達到幾十?幾百小時。能否說這些 通信機和雷達的可靠性水平就比電視機的可靠性水平低呢？顯然不能。又如三家電視機 廠，甲工廠說它的電視機MTBF驗ffi值是4000小時，乙工廠說它的電視機MTBF驗證 值是3000小時，丙工廠說它的電視機MTBF驗證值是2000小時,能否說這三家電視機 廠的電視機可靠性甲廠比乙廠的好，乙廠又比丙廠的好嗎？顯然也不能。嚴(yán)格地講，對不 同類型的電子設(shè)備或同一種類型的電視機僅看MTBF數(shù)值是沒有可比性的，它不能完全 客觀地評定設(shè)備的可靠性水平。其根本原因在于影響設(shè)備可靠性及影響設(shè)備可靠性試驗 結(jié)果的因素是很多的，應(yīng)根據(jù)具體的情況進行的分析和評價。現(xiàn)就幾個主要方面做 簡單闡述。
①電子設(shè)備的復(fù)雜程度不一樣，對設(shè)備的可靠性要求也不一樣。例如12英寸黑白電 視機一般只不過有300?400個元器件，某些航空通信設(shè)備有4000多個元器件，而某些雷 達就有30000?40000個元器件。電視機的MTBF驗證值的下限值可以做到2000小時、 5000小時甚至10000小時，但是就不能用這個數(shù)值去衡量和要求航空通信設(shè)備或雷達的 可靠性。
②使用的環(huán)境條件不同，或者說試驗時施加的應(yīng)力條件不同,MTBF驗證值的數(shù)值 也不一樣，例如電視機是單項(高溫)應(yīng)力可靠性試驗。某移動通信設(shè)備施加了溫度、電應(yīng) 力、振動、潮熱四種基本應(yīng)力。而某航空通信設(shè)備施加了溫度、振動、潮熱等七種應(yīng)力做可 靠性試驗。這樣試驗驗證的各種設(shè)備的MTBF值肯定不一樣。一般說來，由于通信設(shè)備 施加的應(yīng)力條件比較嚴(yán)酷,驗證的MTBF數(shù)值就不會有電視機那么髙。曾對復(fù)雜程度與 電視機差不多的某些移動通信設(shè)備，采用電視機的髙溫負(fù)荷可靠性試驗方案進行可靠性 試驗,驗證的MTBF下限值達10000小時以上。而同一種設(shè)備施加上述四項基本應(yīng)力做 試驗的MTBF驗證值下限值只有800小時左右。所以各類電子設(shè)備使用條件不同,試驗 條件也不一樣，在評定設(shè)備的可靠性水平時，要看它是在什么試驗條件下進行的可靠性試驗。
應(yīng)該特別指出，兩種使用要求不同、復(fù)雜程度不同的設(shè)備，人為地采用同樣的試驗條 件進行試驗，驗證的MTBF數(shù)值是沒有可比性的。因為設(shè)備的使用要求不一樣,設(shè)計要求不一樣。例如移動通信設(shè)備不侶要求+ 55°C條件下能正常工作，還要求一40T：條件下 也能正常工作,所以設(shè)計此類設(shè)備時，卨溫性能滿足了，低溫性能不滿足是不行的。反之，低溫性能滿足了，高溫性能不滿足也是不行的。而電視機、室內(nèi)用儀器等設(shè)備只要求在室 溫與+40°C條件下正常工作，設(shè)計這種電視機、儀器等時只要保證髙溫性能就行了。如果 將移動通信設(shè)備與電視機、儀器同時放在髙溫或低溫條件下進行可靠性試驗，其驗證值不 能說明它們可靠性誰高誰低。假如它們同樣出了一個故障，也不能說明它們的可靠性水 平一樣。
③試驗方法不一樣，試驗驗證的MTBF值反映設(shè)備實際的可靠性水平也+—樣。例 如電視機的高溫負(fù)荷可靠性試驗，現(xiàn)在采用的統(tǒng)計試驗方案是55臺樣品試驗168小時， 合格的失效判定數(shù)為5。假設(shè)試驗的失效數(shù)為5，那么置信區(qū)間為80%時MTBF驗證值 的下限值為1000小時A如果甲丁廠將試驗時間加長到168小時的3倍,樣品數(shù)55臺不 變；乙工廠是試驗時間168小時不變,而樣品數(shù)增加到55臺的3倍。兩家工廠試驗的結(jié) 果都是出了 5個故障。驗證的MTBF下限值都是3000小時。表面上看驗證值是一樣的。 如果電視機的早期失效都已剔除，那么反映兩家工廠電視機的可靠性水平是一致的。如 果電視機的早期失效沒有完全剔除，那么用增加3倍樣品數(shù)的方法比延長3倍試驗時間 的方法顯然要嚴(yán)格得多。而且這種方法比較真實地反映了電視機的實際可靠性水平。
④試驗結(jié)果與施加應(yīng)力的方式有密切關(guān)系。施加應(yīng)力的方式有施加單項應(yīng)力、部分 綜合應(yīng)力逐次循環(huán)施加或施加綜合應(yīng)力。即使是同一種設(shè)備，試驗時施加應(yīng)力的方法不 同，試驗的結(jié)果也將不相同。
⑤試驗樣品抽取的方法不一樣，試驗結(jié)果也不一樣。因為設(shè)備規(guī)定的老煉時間、老 煉應(yīng)力的種類和等級不同，試驗驗證的MTBF值也就不同。所以，從庫房或交驗合格的 成批產(chǎn)品中隨機抽取的樣品與采用經(jīng)過特殊預(yù)老煉的樣品試驗的結(jié)果是不一樣的。
⑥可靠性試驗驗證的MTBF值與失效判據(jù)嚴(yán)格的程度有密切關(guān)系。失效判據(jù)嚴(yán)格 的，設(shè)備完成規(guī)定功能的概率就低，出現(xiàn)失效的概率就高,驗證的MTBF數(shù)值就會小。相 反，驗證的MTBF數(shù)值就會大。例如甲發(fā)報機要求發(fā)1000份報無錯碼,錯一個碼計算一 個相關(guān)失效數(shù)。而乙發(fā)報機要求發(fā)10G份無錯碼，錯一碼計算一個相關(guān)失效數(shù)。顯然,試 驗中采用這樣兩種不同的失效判據(jù)，試驗驗證的MTBF數(shù)值是不一樣的。試驗結(jié)果是沒 有可比性的。
⑦可靠性試驗的結(jié)果與失效的最后處理方法有密切關(guān)系。例如甲公司做電視機可 靠性試驗時,嚴(yán)格執(zhí)行試驗方案的規(guī)定，某個失效只要符合失效判據(jù)的規(guī)定就計人一個相 關(guān)失效數(shù)。而乙公司是每次可靠性試驗完了，召集各有關(guān)部門的有關(guān)人員一起開會研究 哪個失效計人相關(guān)失效數(shù),哪個失效不計人相關(guān)失效數(shù)。為了試驗?zāi)艿贸?ldquo;合格”結(jié)論,任 意抹去某些失效，把一些該計人相關(guān)失效數(shù)的失效計入了非相關(guān)失效數(shù)。這樣不僅兩個 公司所報的MTBF驗證值所能代表電視機的實際可靠性水平的程度不一樣,而且用這兩 個MTBF數(shù)據(jù)來比較兩個公司的電視機可靠性水平?jīng)]有可比性,也是不客觀的。
⑧所報設(shè)備可靠性試驗驗證的MTBF數(shù)值與規(guī)定的置信區(qū)間有密切關(guān)系。同一類 型的兩種設(shè)備試驗時間和失效數(shù)相同，數(shù)據(jù)處理時，規(guī)定的置信區(qū)間越寬,MTBF驗證值 計算時，區(qū)間估計的上下限數(shù)值的差距就越大。下限數(shù)值小，上限數(shù)值大。當(dāng)規(guī)定置信區(qū) 間為100%時，下限值可以為0,上限值可以為co。規(guī)定的置信區(qū)間越窄,MTBF驗證值計 算時，區(qū)間估計的上下限數(shù)值的差距就越小。下限數(shù)值大，上限數(shù)值反而小。所以比較兩 個MTBF驗證值時，要看規(guī)定的置信區(qū)間是多寬。
⑨試驗結(jié)果與試驗期間是否嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,試驗工作是否認(rèn)真負(fù)責(zé)等都有密切 關(guān)系。試驗時試驗條件等級不夠、測試時接近合格而不合格數(shù)據(jù)不報告、沐該維修和調(diào)整 的進行了維修和調(diào)整、試驗操作時不按操作規(guī)程進行,以及試驗中是否進行了合理的監(jiān)測 等，都直接影響試驗結(jié)果，影響試驗結(jié)果的置信度。
⑩設(shè)備可靠性試驗驗證的MTBF值與其他各種相關(guān)因素有密切關(guān)系。例如，與試驗 樣品母體的大小及母體質(zhì)量的一致性有關(guān),與研制、生產(chǎn)階段的不同有關(guān),與試驗的組織 管理、試驗技術(shù)水平的高低、試驗設(shè)備及測試儀表的精度等都有關(guān)。這些相關(guān)因素是否能 得到合理的利用，都會影響試驗的結(jié)果。
綜上所述,不難得出這樣的結(jié)論:評定各類電子設(shè)備的可靠性水平不能單從MTBF 數(shù)值上來比較，需要對設(shè)備的復(fù)雜程度、試檢或使用條件、試檢樣品的要求、試檢的實施、 數(shù)據(jù)處理技術(shù)等各方面的因素進行綜合的分析，才能做出比較客觀的評價。不同種 類的設(shè)備，由于可靠性要求及使用條件不一樣，試驗驗證的MTBF值相互之間沒有可比 性。如果要對同類型設(shè)備進行可靠性評比,且要做出比較準(zhǔn)確和客觀的評價,將設(shè)備 集中在同一地點或同一實驗室，用同樣的試驗方案、同樣的試驗條件、同樣的試驗人員進 行試驗。這樣，試驗驗證的MTBF值才能有可比性。
應(yīng)該特別提出的是，同類電子設(shè)備的現(xiàn)場使用可靠性是長時間從各類不同使用地區(qū) 所得出的具有統(tǒng)計規(guī)律的MTBF值，它所反映的設(shè)備的可靠性水平是有可比性的，由它 能得出較客觀較合理的評價。