装备调试与试验过程的可靠性管理

装备调试与试验过程的可靠性管理

    调试与试验过程，是军用电子装备实现可靠性指标的重要工艺，对批量生产的装备更是如此。调试工作自功能组件装配结束后开始，包括：功能组件环境应力筛选、分机和整机调试、系统联调及部分环境试验、可靠性验收试验等内容。此阶段是电子装备逐步暴露缺陷，寻找解决办法，采取有效措施，促进产品不断接近可靠性目标的重要时期；外场联试或装机、试飞则是对系统性能、结构和装配工艺等对现场环境的适应性考验，也是对装备进行可靠性初步评估的重要准备环节。因此，应通过一系列严密而有效的可靠性管理措施，以保证装备可靠性设计目标的实现。

7.1  调试、试验用设备的要求

    在电子装备的调试和试验过程中，所使用的设备（包括仪器、配套件、专用设备），应按调试与试验规范的要求，对所用设备实施一整套有效的管理措施，以保证实现规定的可靠性目标。

7.1.1  定期校验的要求

    调试与试验过程所使用的仪器、配套件及专用设备应按规定进行定期计量校验，并具有有效的合格证书及计量检定记录文件，方准使用。

7.1.2  仪器、仪表在同一过程中的限用要求

    为保证调试与试验过程参数的测试精度，一般一个仪表在同一过程中不应出现多种用途。

7.1.3  备份要求

    在调试和试验过程中，应备份一套精度等于或高于使用的测试仪器、仪表，以保证测试参数的可靠。

7.1.4  配套件的要求

    需在调试和测试中使用的配套件，应经过校验，或仍在有效合格期内的。

7.1.5  精度要求

    调试与试验过程使用的设备，其精度等级应满足有关标准和产品技术条件的要求。

7.1.6  可追溯性要求

    在调试和试验过程中应记录所使用设备的编号、序号，并附在有关报告之中，以便于分析时查找和追溯。

7.2  元器件筛选的可靠性要求

    筛选是提高装机元器件合格率水平的必经工艺。应规定筛选应力，确保元器件既不受损伤，又能有效地剔除其早期失效（有潜在缺陷的元器件)。为此，应制定和实施一系列有效的工艺规范。

7.2.1  元器件筛选前的确认

    凡装机元器件，在筛选前应进行质量确认。筛选人员应依据装备的可靠性设计要求和元器件优选清单核对待筛选元器件的生产厂家、型号、出厂日期、质量等级等内容，不符合的一律不予筛选。确因特殊原因需要代用装机的元器件，应按规定办理申报手续，经审核批准后送筛。对少数元器件因设备所限尚未建立筛选手段的，应在试验电路板上进行必要的应力筛选后，经过元器件筛选部门确认并打上准予装机标志，才能装机。对外购的特殊新品，在装机前应具有环境试验报告和合格证明文件。已经定型的新品应同时具有军代表室的军检证明。

7.2.2  元器件筛选规范要求

    应根据电子装备的不同使用场合（航空、航天、地面固定、地面移动、舰船、潜艇等）制定相应的元器件筛选规范，作为筛选的依据。筛选设备应符合本指南的要求，筛选的过程控制应符合质保体系程序文件的具体规定，实行全过程控制，确保筛选质量。

7.2.3  筛选工作人员要求

    参与元器件筛选工作的人员，应经过培训，取得资格证书后方准上岗。应严格按质量保证体系有关规定及元器件筛选规范进行操作。

7.2.4  参数测试程序要求

    应依据电子装备的设计要求，制定元器件筛选过程的参数检测程序，应明确规定检测时机、检测参数项目、合格判据等内容。

7.3  组件、分机、整机的环境应力筛选要求

    环境应力筛选，是及早发现电子装备不同层次产品的各种缺陷和实现可靠性设计目标行之有效的重要工艺手段。为实现筛选目标，应通过一系列可靠性管理措施予以保证。通过对不同组装层产品的筛选，暴露缺陷，及时采取有效的纠正措施，以使装备在各个层次上都得到可靠性保证。

7.3.1  制定筛选规范

7.3.1.1 功能组件的筛选要求

    装配完成后的功能组件，从检验人员挂合格证开始建立质量记录卡，应在进行粗调和100%筛选后，才能进入细调。工艺流程见图2。

    建议选用振动和高低温冲击筛选项目，其应力条件应根据产品规范和有关标准确定。通过筛选发现功能组件（尤其是PCB组件）潜在的早期失效，使装配工艺缺陷和元器件缺陷及早地暴露，对提高组件的调试效率和可靠性有重要意义。因此，筛选应作为生产过程质量控制的一项重要措施。被列为关键件（重要件）的功能组件，在调试结束后，还应进行环境适应性试验，其试验项目主要是高低温和振动，应力条件由关键特性确定，此应在有关规范中予以明确。试验结束应编制试验报告。功能组件达到技术要求后，验收通过，进入分系统调试。

7.3.1.2  分系统（分机）、整机环境应力筛选

    分机筛选规范，是保证分机有效筛选的依据，它对促进整机可靠性起着重要作用。分机应进行100%筛选。因此，制定一个合适的筛选规范是及时发现缺陷，采取有效纠正措施，促进实现装备可靠性设计目标以致可靠性增长的基本手段。筛选应力应符合国家军用标准和装备的实际使用要求，做到既有效地暴露缺陷，又不损伤产品和影响使用寿命。成功的分机筛选往往能有效地代替整机筛选，在条件允许时，可对整机进行抽样验证。

      组件                   环境应力

      装配合格     粗调       筛选

                              细调                纠正缺陷

            关键件、重要件    组件

            环境适应性试验    验收

图2  功能组件筛选工艺流程图

7.3.2  质量控制要求

    为了保证筛选过程的顺利进行，达到预期目的，功能组件、分机、整机的环境应力筛选除了应制定一个适合于电子装备具体要求的筛选规范外，还应根据本单位质量保证体系的要求制定环境应力筛选控制程序和系列操作文件，以确保筛选质量。

7.3.3  信息管理要求

    在电子装备的功能组件、分机、整机的筛选过程中获得的信息，是开展装备可靠性增长活动的宝贵资料。筛选过程的信息应纳入工艺信息管理系统和FRACAS管理。应根据本单位的具体情况制定一套保证信息不流失和输送畅通的管理办法。

7.3.4  筛选报告要求

    在电子装备的组件、分机、整机筛选结束后，应及时写出详细的筛选报告，要求对筛选过程、筛选应力、性能测试、使用设备、故障现象等情况如实报告，同时应给出故障分析、纠正措施及其效果的报告，并对筛选后的装备可靠性水平的提高作出评估。这些资料应一并进入质量信息管理系统。

7.4  调试过程的可靠性要求

    功能组件筛选结束即进入调试过程，具体内容包括：功能组件、分机、整机调试和部分环境适应性试验工作。这个过程是逐步暴露装备设计、加工装配过程的缺陷和寻找解决办法、及时采取有效纠正措施，实现可靠性设计目标的环节。

7.4.1  制定调试文件要求

    调试文件是调试工作的依据，应按电子装备技术条件规定的各项指标，制定详细的实施细则，指明如何通过规定的调试手段，一步一步地达到规定的质量目标。

7.4.2  调试场地环境（包括电磁环境）要求

    场地及其环境，对电子装备调试工作影响较大，场地的环境温度、湿度，供电网络、接地系统、电磁场分布等等都会直接影响调试的质量，具体提出以下要求。

    a.  调试场地的环境条件应符合有关国军标和专为装备制定的规范；

    b.  对装有静电敏感器件（如CMOS电路）的功能组件、分机，其调试场地应具有相应的防静电措施，防静电和消静电装置应符合有关标准的技术条件要求；

    c.  应对调试场地是否符合要求进行确认，在所有问题解决之后才能开始调试工作。

7.4.3  调试人员要求

    电子装备的调试能否顺利进行和达到预期的质量目标，与设计、加工及其它保证条件密切相关，但起决定性作用的是调试人员的素质。因此，要求每一个调试人员都应参加专业培训，在取得资格证书后方能上岗。

7.4.4  调试过程中元器件更换的要求

    装备在调试过程中可能需要进行元器件更换。为了保证装备可靠性设计目标的实现，应严格元器件更换的管理。凡在调试过程中需要更换的元器件，应保证其符合设计的型号、生产厂家、出厂时间、质量等级等要求和具有筛选标记；确因具体原因，需要更换临时代用的元器件，应及时提出申请，按规定办理临时代用、征询、审核手续，提出纠正临时代用的期限，并在调试记录上做出详细记载，以备事后查询和追溯。

7.5  功能组件、分机、整机调试、联调、联试的可靠性管理

    本阶段是实现电子装备可靠性目标的重要阶段，对实现装备可靠性指标占有十分重要的地位。从功能组件调试到系统联试的过程，应按要求循序渐进，确保装备在每一个环节上都能达到规定的指标要求。

7.5.1  流程要求

    本阶段的工作流程见图3。

         功能组件      组件       组件       分机       分机

           筛选        调试       验收       调试       筛选

           分机       整机调试         整机        系统

           验收         联调           验收        联调

图3   调试阶段流程

7.5.2  调试流程的可靠性管理

7.5.2.1  功能组件筛选及调试管理

    功能组件的筛选调试过程，通过质量记录卡进行控制，按图2的流程进行管理。

7.5.2.2  功能组件的验收要求

    分机负责人应依据质量记录卡验收功能组件。验收通过后，才能进入分机调试工作。功能组件验收应提供以下资料：

    a.  功能组件环境应力筛选报告，关键组件（含重要件）高低温和振动环境适应性验证报告；

    b.  功能组件在筛选和调试过程中的FRACAS运行报告；

    c.  详细的调试情况和参数测试记录。

7.5.2.3  分机验收要求

    在功能组件走完图2的流程经过验收后，进入分机组装调试环节。调试应设置专门的记录本，详细记录调试过程发生的情况，以故障报告作反馈。调试过程发现的故障，应通过“故障分析和采取纠正措施表”进入信息闭环系统。分机调试结束后，经过电讯和结构总体的验收，通过考机验收后才能进入整机联调。提交验收的分机应具备以下条件：

    a.  分机在规定的环境应力条件下的性能指标，达到技术条件中规定的范围；

    b.  具有详细的分机调试记录；

    c.  提交调试过程中的FRACAS运行报告；

    d.  分机调试和验收的测试（按分机验收测试大纲要求自测）记录。

7.5.2.4  整机验收要求

    整机调试结束后，应先在通常的环境条件下进行性能验收。为保证验收达到预期目的，对整机验收提出以下要求：

    a.  按整机技术条件和研制任务书制定验收测试大纲，经会签和批准后执行；

    b.  验收组应由有关方面的专业人员组成；

    c.  验收人员应按验收测试大纲的要求，对装备进行逐项参数的认真测试，作好详细记录，测试结束写出详细验收测试报告；

    d.  验收测试中发现的质量问题，应从严要求限期解决，必要时对某些项目进行重新测试直至满足要求，方能通过验收。

7.5.2.5  系统联调的可靠性管理

    当装备接入系统工程使用时，整机即成为该系统的分系统，而分机则成为单元。此时必然发生装备之间的接口关系和各种信号交连，协调接口保证信号正确交连是系统联调应解决的主要问题。为保证系统工作的可靠，应对系统联调过程实施可靠性管理。

    a.  接口技术文件应符合由系统中各分系统研制单位共同协调确定的研制合同（技术协议），并以此作为系统联调测试交连信号的依据。

    b.  由系统总体、分系统总体和专业技术人员、可靠性专业人员组成系统联调工作小组。

    c.  制定系统联调大纲和计划，分别测试和考核每一个分系统与中心、分系统与分系统之间的电讯交连性能、电磁兼容性能和软件的适应性能，最后进行全系统的综合性能考核和连续工作能力考核。

    d.  应用故障检测系统发现、记录故障现象，联调工作小组应及时分析故障，提出解决对策以至修改某些技术参数和应用软件程序的意见，并为完善操作规程、软件维护细则、硬件维修保养规定提出意见。

    e.  系统联调产生的故障信息，进入FRACAS系统。

7.5.2.6  阶段FRACAS报告要求

    系统联调、联试过程结束后，应对该阶段FRACAS运行情况作出报告，确保实现阶段可靠性管理目标。

7.5.2.7  质量控制要求

    依据电子装备的技术条件要求，结合本单位质量保证体系的规定，制定调试和联倜过程的质量控制要求，作为该阶段质量控制的准则。

7.6  环境试验过程的可靠性管理

    环境试验是考核电子装备的各个产品层次适应环境应力的过程。应根据产品的实际使用要求，制定各个产品层次上需要进行的试验项目。在制定环境试验规范时，功能组件级产品，一般仅对可靠性关键件、重要件安排影响其关键特性的试验项目，以考核它们的环境适应能力；分机级产品，仅安排对可靠性影响的试验项目；整机级产品，安排用户提出的全部项目。各个产品层次的环境试验的样品数量和抽样办法，按有关标准执行。

7.6.1  制定环境试验规范

    为了达到试验目标，应根据电子装备环境条件的要求和产品各个层次的特点，分别制定功能组件、分机、整机的环境试验规范，作为试验的准则。

7.6.2  环境试验过程的可靠性管理

    环境试验是考核装备各个层次对环境应力的适应能力，试验过程中必须严格按试验规范实施，其管理要点是：

    a.  环境试验操作人员应经过资格培训，持证上岗；

    b.  试验中使用的试验设备，应定期计量，并有有效的计量合格证书；

    c.  试验过程应严格执行电子装备相应层次的试验规范，并作好详细记录；

    d.  试验结束后写出试验报告，进入质量信息管理系统。

7.6.3  试验样品的安装

    试验样品的安装，直接影响试验的正确性，应满足以下要求：

    a.  试验样品应模拟实际使用状况的方式安装；

b.  在进行温度试验时，试验样品应尽可能安装在试验箱的中央，距试验箱箱壁、箱底、箱顶的距离应有适当的间距，样品占用试验箱的容积应(2/3；

    c.  试验样品应在正常大气条件下进行安装（正常大气条件按GJB 150的规定）。

7.7  电子装备可靠性验证试验过程的可靠性管理

    电子装备的可靠性验证试验分为内场（实验室）试验和外场（现场）试验两大类。内场验证试验，一般是在规定的综合环境应力条件下考核装备的可靠性指标；外场验证试验，是在实际使用环境条件下考核装备的可靠性水平。

7.7.1  试验条件的确定

    应根据电子装备的技术条件要求和实际使用的环境剖面，确定可靠性验证试验的综合环境应力试验剖面或现场验证的环境条件。

7.7.2  制定可靠性验证试验大纲

    应根据电子装备的技术条件和用户的要求，制定可靠性验证试验大纲。大纲中应明确规定：选取何种试验方案？装备应处于何种技术状态？样品的数量、应监测的性能参数、失效判据、试验剖面、电应力剖面等。试验大纲应通过由使用方主持的评审，最后作为试验的规范。

7.7.3  试验样品的要求

    提交可靠性验证试验的样品，应从完成性能测试和环境适应性试验合格的装备中抽取，并具有合格证明。

7.7.4  试验人员要求

    从事可靠性验证试验的人员，应熟练地掌握试验设备的操作，按照试验大纲的要求编写具体的试验程序；应具备上岗资格，持证上岗。

7.7.5  试验过程管理要求

    试验过程的管理是保证试验顺利进行和试验质量的手段。试验大纲和试验程序一经评审通过，就是试验过程的法定文件，任何有关人员都应遵照执行。当试验发生故障时，应详细记录故障现象、应力状态、试验时间等内容，并及时通报参加试验的有关各方人员，共同进行失效原因分析，寻找消除该失效模式的措施，依照判据确定其是否为相关失效。参试人员应按要求作好全试验过程的详细记录，确保试验资料完整和可追溯。

7.7.6  试验设备要求

    可靠性验证试验所用的仪器设备应定期计量,并有有效合格证。具体要求见本章7.1。

7.7.7   试验报告要求

    试验结束，应及时依据试验记录进行数据处理、结果分析，写出试验报告。报告应真实反映试验现状，详细记载故障事件，准确评估装备的可靠性定量水平，明确接收或拒收的结论。试验报告应纳入质量信息管理系统，按照FRACAS管理要求运行。