T/CIS 03001.1-2020 科学仪器设备可靠性 整机平均故障间隔时间验证方法

ICS21020

N00.

中国仪器仪表学会标准

T/CIS030011—2020

.

科学仪器设备可靠性

整机平均故障间隔时间验证方法

Reliabilityofinstrumentorequipment—Verificationandtestmethodofthe

meantimebetweenfailuresofcompletemachine

2020-03-01发布2020-05-01实施

中国仪器仪表学会发布

本标准由中国仪器仪表学会制定其著作权为中国仪器仪表学会所有除了用于国家法

,。

律许可范围或事先得到中国仪器仪表学会文字上的许可外不许以任何形式再复制本标准

,。

如果关于本标准有任何著作权/版权或相关咨询请联系中国仪器仪表学会或本标准出版社

,!

T/CIS030011—2020

.

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

通用要求

4…………………2

验证方法

5…………………5

结果报告

6…………………14

附录资料性附录典型试验记录表

A()…………………15

附录资料性附录平均故障间隔时间验证试验实施步骤示例

B()()…………………21

参考文献

……………………27

Ⅰ

T/CIS030011—2020

.

前言

本标准按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

本标准由中国仪器仪表学会提出并归口

。

本标准起草单位广东科鉴检测工程技术有限公司中科院光电研究院北京北分瑞利分析仪器集

:、、(

团有限责任公司中国特种设备检测研究院钢研纳克检测技术股份有限公司北京雪迪龙科技股份有

)、、、

限公司广州禾信仪器股份有限公司工业和信息化部电子第五研究所北京普析通用仪器责任有限公

、、、

司聚光科技杭州股份有限公司中国检验检疫科学研究院装备技术研究所中国科学院过程工程研

、()、、

究所北京吉天仪器有限公司

、。

本标准主要起草人高军王红涛卢永红周加才丁克勤李明张保杰李磊李骞纪浩文李小鹏

:、、、、、、、、、、、

赵屹关宇赵富荣

、、。

Ⅲ

T/CIS030011—2020

.

科学仪器设备可靠性

整机平均故障间隔时间验证方法

1范围

本标准规定了科学仪器设备整机开展平均故障间隔时间验证的要求和方法

。

本标准适用于分析仪器电子测量仪器物理性能测试仪器计量仪器等科学仪器设备其他仪器设

、、、,

备可参考本标准

。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

。,()。

环境试验试验方法编写导则术语和定义

GB/T2422—2012

可靠性试验第部分试验条件和统计检验原理

GB/T5080.1—20121:

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

环境条件environmentalconditions

在特定的时间内受试样机所经受的外部物理化学和生物的条件

,、。

改写定义

[GB/T2422—2012,4.3]

32

.

平均故障间隔时间meantimebetweenfailuresMTBF

;

相邻两次故障之间的平均工作时间通常用表示

,MTBF。

注最常用的可靠性验证指标是平均故障间隔时间

:(MTBF)。

33

.

故障fault

产品不能执行规定功能的状态通常指功能故障因预防性维修或其他计划性活动或缺乏外部资

,。

源造成不能执行规定功能的情况除外

。

注实际应用中特别是对硬件产品而言故障与失效很难区分故一般统称故障

:,,,。

34

.

保障设备supportdevice

保障受试样机正常运行测试监测与维护所需的设备

、、。

35

.

负载装置loaddevice

使受试样机模拟实际使用工况施加载荷所需的装置

。

1

T/CIS030011—2020

.

36

.

非关联故障non-relevantfailure

已证实是未按规定的条件使用而引起的故障或已证实仅属某项将不采用的设计所引起的故障

,。

注非关联故障之外的故障称为关联故障

:。

37

.

责任故障chargeablefailure

承制方提供的设备在试验中出现的关联的独立故障以及由此引起的任何从属故障算作一次责任

,

故障

。

38

.

非责任故障non-chargeablefailure

非关联故障或事先已经规定不属某个特定组织提供的产品的关联故障否则为责任故障

。。

39

.

独立故障independentfailure

不是由产品另外一个故障引起的故障亦称原发故障

,。

310

.

严重故障seriousfailure

故障后果具有严重影响产品不能实现主要功能和性能的故障

,。

注1通常包括致命故障和重要故障

:。

注2致命故障是指可能导致人员伤亡重要物件损坏或其他不可容忍后果的故障

:、。

注3重要故障是指使得产品不能实现主要功能和性能的故障

:。

311

.

一般故障normalfailure

故障后果影响轻微产品仍可实现主要功能和性能的故障

,。

312

.

判决故障数criteriafailure

根据故障后果分类将责任故障中的严重故障和一般故障按照一定关系折算后得到判决故障数

,。

313

.

有效试验时间effectivetesttime

在验证平均故障间隔时间指标的试验中经测试证明受试样机正常运行的时间该时间

(MTBF),。

不包括受试样机发生故障后带故障运行的试验时间故障排除过程运行时间等不可用时间

、。

4通用要求

41验证指标

.

应明确科学仪器设备的环境条件要求和平均故障间隔时间要求

(MTBF)。

42受试样机

.

421受试样机状态

..

受试样机应从相同技术状态的产品中随机选取

。

多台受试样机技术状态应保持一致硬件软件的技术状态均应基本固化

,、。

422受试样机数量

..

当验证指标x时允许样品数量n与x之间的关系如下

MTBF≥·1000h,:

2

T/CIS030011—2020

.

ïì~x当x

121≤≤9

ï~x当x

ï110≤≤99

ïx

n=í~当x

ï1100≤≤999(1)

ï2

x

ï~当x

î11000≤≤9999

4

式中

:

n样品数量

———;

x验证指标的千时倍数

———(MTBF)。

423明确样机的信息

..

在试验前应明确提供样机的组成功能尺寸重量数量安装要求供电要求及运行条件要求等

,、、、、、、

信息

。

43准备工作

.

在开展平均故障间隔时间验证前应完成以下各项准备工作

,:

试验大纲及所需的技术资料

a);

受试样机明确组成技术状态数量要求

b)(、、);

分析测试用标准物质试剂标准样品前处理装置等

c)、、、;

满足试验应力施加要求的试验设备及其水电气设施

d);

工装夹具测试夹具及其连接电缆受试样机安装和测试用

e)、();

保障设备和负载装置

f);

测试和监测用仪器仪表在计量校准有效期范围内

g)();

排故维修工具和备件

h)、;

样机技术保障队伍包括测试排故和维修

i)(、)。

44技术资料

.

在开展平均故障间隔时间验证前应至少完成以下资料

,:

平均故障间隔时间验证试验大纲应依据本标准及相关研制和技术要求制定试验大纲大纲应

a):,

明确验证目的引用标准和文件受试样机要求验证方案与验证时间验证方式验证环境条

、、、、、

件检测项目及合格判据验证结果判定验证用设备和测试仪器等

、、、。

相关技术资料研制任务书或技术要求产品说明书等以保证试验大纲的合理制定

b):、,。

测试细则明确样机所有的测试项目合格判据测试条件和测试方法并给出验证前中后的

c):、、,、、

测试项目建议

。

运行维护说明明确样机运行条件要求电源气源冷却负载等典型运行工况及其运行比

d):(、、、)、

例维护保养要求

、。

45试验环境条件

.

试验环境应符合产品的安装使用环境条件包括气候环境机械环境电磁环境等

,、、。

当无明确要求时试验环境条件通常应满足以下要求

,:

温度

:15℃~35℃;

湿度

:45%RH~75%RH;

气压

:86kPa~106kPa。

3

T/CIS030011—2020

.

46工装夹具和测试夹具

.

461工装夹具

..

工装夹具应具有良好的振动传递特性具有足够的刚度强度和耐久寿命不影响受试样机的固有

,、,

特性并保证应力快速传递到受试样机中

,。

462测试夹具

..

测试夹具应将电缆信号线数据线等通过测试转接装置等实现高效的连接将按钮开关等硬件操

、、,、

作部件连接到试验箱外转接装置上保证测试的稳定可靠

,。

47保障设备和负载装置

.

保障设备和负载装置应满足受试样机正常工作和可模拟实际工况的要求操作安全方便与受试样

,,

机的连接需牢固可靠连接样机的电缆与实际使用的保持一致

,。

保障设备包括配合受试样机运行所需的电源气源激励源环控系统配合运行和试验所需的计算

、、、,

机及专用软件工具等以保障样机满足运行试验与测试需求

,、。

负载装置通常应具备一定的负载调节能力以能模拟实际使用中的各种工况

,。

48测试和监测用仪器仪表

.

测试和监测用仪器仪表应满足样机功能性能指标测试要求并满足以下要求

,:

按照国家规范应该具有计量器具证书的监测仪器或器具应提供计量机构出具的计量证书且

a),,

处于计量合格有效期内

;

精确度优于被测参数容差数值的三分之一

b);

能适应所测量的环境条件

c)。

49试验用设备

.

试验用设备通常包括温湿度综合应力试验箱和随机振动台可施加的应力主要包括低温高温快

,、、

速温度变化湿热随机振动及综合应力

、、。

试验用设备应符合以下要求

:

设备能力应覆盖试验大纲规定的试验条件要求

a);

应提供计量校准证书且处于合格有效期内

b),。

试验设备的温度湿度和振动容差应分别符合以下规定

、:

温度稳定后达

a):±2℃。

湿度稳定后达

b):±5%RH。

振动

c):

试验控制信号的功率谱密度偏离规定要求不应超出

1):

以下

500Hz:+3dB,-1.5dB;

到之间

500Hz2000Hz:±3dB。

在到之间在最大为的累计带宽上允许偏离达到

2)500Hz2000Hz,100Hz±6dB。

410维护保养

.

在试验前按产品使用维护技术文件易损件清单及寿命件的剩余寿命等应明确试验过程中的维

,、,

护保养要求如有维护保养要求应列出维护保养对象周期及工作要求

。,、。

4

T/CIS030011—2020

.

411排除故障维修工具和备件

.、

为保障验证的顺利开展应准备排除故障定位和分析所需的仪器仪表维修所需的工具包括焊

,()、(

枪焊料等修复预期可能发生故障的备件

、)、。

5验证方法

51MTBF指标确定

.

在试验前应确认仪器整机的平均故障间隔时间最低可接受值θ

,(MTBF)(1)。

在试验中不应更改试验前确定的指标θ要求

,MTBF(1)。

52选取统计方案

.

为确定平均故障间隔时间验证方案应先选取统计方案统计方案包括以下个参数

,。5:

生产方风险α批质量符合要求却被拒收的风险记作α当受试样机真值大于检验

a)():,。MTBF

上限θ时判定真值小于检验上限θ的最大概率

0,MTBF0。

使用方风险β批质量不符合要求却被接受的风险记作β当受试样机真值小于检

b)():,。MTBF

验下限θ时判定真值大于检验下限θ的最大概率

1,MTBF1。

检验下限值θ若受试样机的真值不大于检测下限θ则受试样机被接受的

c)MTBF(1):MTBF1,

概率最多为β检验下限值θ即为平均故障间隔时间的最低可接

100%。MTBF(1)(MTBF)

受值

。

检验上限值θ若受试样机的真值不小于检验上限θ则受试样机被接受的

d)MTBF(0):MTBF0,

概率至少为α

100(1-)%。

鉴别比D的检验上限θ与检验下限θ的比值Dθθ

e)():MTBF01,=0/1。

根据产品质量状况风险承受能力验证成本代价等因素可依据表选取定时截尾统计方案

、、,1。

表1平均故障间隔时间验证定时截尾统计方案

方案的特征判决故障数r

风险标称值截尾时间

/T

方案序号%鉴别比

θ倍数m拒收接收

生产方风险使用方风险(1)