论环境试验与可靠性试验技术的发展

论环境试验与可靠性试验技术的发展

王帅 连昕

中国电子科技集团公司第四十九研究所 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘 要：随着市场急剧变化，对产品的性能要求越来越严格。探讨环境试验与可靠性试验技术的特点和发展方向，希望从中能找出未来我国产品发展的方向。

关键词：环境试验 可靠性试验 发展

产品研制出来以后，通常要经过环境试验和可靠性试验，判断这个产品是否符合市场的需求。一个好的产品，肯定是经过无数次环境试验和可靠性试验测试出来的。那么环境试验和可靠性试验究竟是什么呢？

1. 环境试验与可靠性试验的概述

鉴定产品对储存、运输和使用环境的适应能力的试验，叫做产品环境试验。它的目的是暴露试制产品各方面的缺陷，按照形式划分，分为自然暴露试验，现场试验。

产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力，叫做产品可靠性试验。

2. 环境试验与可靠性试验的现状

环境与可靠性试验最早起源于军用电子、航天系统等军事和科研领域，是为了提高军用电子设备及航天器等高可靠性要求而发展起来的综合性测试手段；第二次世界大战期间，武器装备受环境影响的事例数不胜数。如德国的V2导弹本来是德军的杀手锏，但是由于储存时间长，受环境因素影响，造成发射的成功率和准确度大大降低。在斯大林格勒大雪战中，由于气候因素，德国机械化部队的机械故障率成倍地增加，严重地影响了其效能。造成该战役德军失败。二战结束以后，产品的环境适应性就更加引起人们的重视，各国纷纷开展研究，制订各种有关标准。

随着现代工业的快速发展和市场竞争的日趋激烈，民用领域对产品性能和质量安全的要求不断提高，使得产品环境与可靠性试验对于提高产品性能稳定性、质量及安全性，以及提升品牌竞争能力的重要程度不断提升，因此环境与可靠性试验广泛应用于汽车、电子、轨道交通、建筑桥梁等领域。

随着可靠性与环境试验设备的复杂性，试验时间变长，试验设备购置费、试验运行费费用增加，费了很多人力、物力所得到的装备（产品）技术状态还处在最低可接受的状态。这些也制约着环境试验与可靠性试验的发展。

3. 特点

3.1复杂性

环境试验主要考虑气候、机械、电磁、运输、海洋等环境因素，牵涉到的试验项目包括:机械试验、气候试验、电磁辐射试验、腐蚀性气体试验、太阳辐射试验、沙尘、霉菌、多因素综合试验等等。根据这些项目，环境试验可分为外场试验及实验室试验；外场试验由自然环境试验和现场试验组成。

3.2多样化

第一，环境试验的模拟转变为多因素综合环境的模拟，不再是过去单一因素的发展；其次，试验从模拟空间环境变为模拟时间-空间过程；第三，环境模拟技术和激发试验技术并行；第四，效应模拟和实际使用的环境模拟并行；第五，大力发展力学环境下的多台并激精准模拟技术。

4. 发展趋势

4.1传统的环境模拟技术与效应模拟技术仍有存在的空间，但适用范围会逐步减少。

以后我们要采取多样化的试验形式，逐渐从环境适应性试验、检测、评价向环境失效机理, 环境适应性和寿命预测、行为规律的方向发展。要逐步完善环境试验标准体系，力求使试验方法、检测、数据分析、评价处理、管理等进一步标准化。为产品试验提供一套标准的试验体系，有利于规范行业市场准则。

4.2产品的可靠性强化技术将很大程度上替代现有的环境与可靠性试验技术。

在具体的试验过程中, 工作人员通过逐步提高产品的主要敏感应力，来找出产品在结构与功能上的薄弱环节与潜在故障。随后工作人员对产品进行定位故障、找出产品失效原因并对原因进行分析，并有针对性的改进相关工艺与设计，从而提高产品的环境适应性与可靠性能。通过这种进行试验→发现故障→问题分析→工艺改进→再次试验→再次发现问题→再次分析→再次改进→再次试验的不断重复过程，可以最大程度的提高产品的工艺与结构，在研制阶段消除产品存在的薄弱环节。因此今后产品的试验重点将会放在发现产品的薄弱环节与潜在故障上。这种试验技术是提高产品耐环境能力水平的有效办法之一。

4.3多种技术手段相结合的“健壮工程”将是未来发展的主流

健壮工程是一种既包含了产品的环境试验与可靠性试验技术的积极因素，又吸收了可靠性强化技术的成功经验，将多种技术手段融为一体，可以保证产品的工艺成熟，并能够生产成熟产品的全新的技术手段。在实际的操作过程中，首先，人们利用环境试验与可靠性试验对影响产品质量的诸多因素进行全面的、整体的分析，尽可能的使其完善发展。但由于产品本身存在复杂性，难以将所有的不利因素全部处理好，因此对于难以发现的隐患可以利用RET (可靠性强化试验) 将其修改。通过多种手段的相互结合，从而彻底找出产品存在的薄弱环节与相关隐患，提高了产品的筛选效率，保证产品的高健壮性能。健壮工程技术路线就是：健壮（含可靠性与环境适应性）设计→可靠性强化试验→找薄弱环节（隐患）→失效分析→改进设计与工艺→再试验、再改进，直到设计与工艺成熟→产品成熟→高质量、高可靠性的产品提供给用户。这一整套程序下来，可以确保产品的优质率，能有效的减低产品的破碎率。

4.4一体化、专业化过渡

逐步建立以功能、信息集成、动态分析和开放式结构为特点，集环境试验、监测诊断、可靠性分析、综合评估决策等功能于一体的试验设备服务平台，包括环境模拟、产品控制、试验过程监测、对信息结果的分析诊断和系统管理等几大部分。这样就要求我们科研人员要不断地更新试验设备和自身的科研知识，不断地强化自身知识储备，以能很好的操作设备。还需要不定期的检查设备，完善评价体系，做到最低的失误率。机器只有通过人才能展现最大的经济效益。因此，大力发展人才培养，也是环境试验与可靠性试验以后的发展方向，国家要大力培养专业人员、扶持有创造性的产业，补助有高新技术产业的企业；个人要努力学习最新知识，完善自我知识体系，多角度的培养自己的技术，做到知识与实践的完美结合。对于计算机产业，企业也要花费专项资金提升自己的设备。光有技术，设备不及时更新换代，也会制约产品环境试验的检测度。

4.5要向多元化发展

试验的产品向这几个方向发展:尺寸要从小到大，从局部到全面，从材料到构件，从零件到整机。以后环境试验与可靠性试验要考察整个产品的性能，不仅仅只考虑产品的某一方面的特点检测。环境模拟要从单因素向多因素综合模拟发展，要考虑气候、机械、电磁、运输、海洋等环境因素，往往一个产品试验项目不仅仅只检测一个方面，而要多角度、多方位的检测，如:机械试验、气候试验、电磁辐射试验、腐蚀性气体试验等；试验设备由简单向大型化、多样化、综合化和自动化发展。以后产业与产业之间，相互融合度会越来越高，因此企业要具备全局意识和多元化意识。要树立发展意识和多角度意识，在产品试验方向，多维度的进行检测。

5. 总结

本文主要总结了环境试验与可靠性试验的产生与发展过程, 分析了环境试验与可靠性试验的现状, 并对当前产品的可靠性与环境试验技术发展特点进行了展望。希望未来产品环境试验与可靠性试验向着系统化、多元化和专业化发展。

参考文献

[1]康志萍.环境试验特点及其发展方向[J].环境技术,2012,30(04):15-18+35

[2]黄英龄.论环境试验与可靠性试验技术的发展[J].电子世界,2013(04):96-97