摘要： ? ? ?對應于設計定型可靠性鑒定試驗中的檢驗下限取最低可接受值， 生產定型可靠性鑒定試驗的檢驗下限是否取規(guī)定值。 針對這一疑問， 首先闡述了產品生產定型的時機是在設計定型試生產后批量生產前。 結合產品可靠性在壽命期內不斷增長這一理論， 說明了產品可靠性在生產定型時尚達不到規(guī)定值。 對不同可靠性水平的產品通過可靠性鑒定試驗的概率分析， 指出檢驗下限取規(guī)定值時好產品通過可靠性鑒定試驗的概率很低。 分析認為， 生產定型可靠性鑒定試驗的檢驗下限應取最低可接受值。

關鍵詞： ? ? 生產定型; 可靠性鑒定試驗; 檢驗下限; 目標值; 規(guī)定值; 最低可接受值

中圖分類號： ? ?TJ760.6+23文獻標識碼： ? ?A文章編號： ? ? 1673-5048（2019）02-0081-05

0引言

GJB1362A《軍工產品定型程序和要求》中明確， 生產定型是“國家軍工產品定型機構對軍工產品批量生產的質量穩(wěn)定性和成套、 批量生產條件進行全面考核， 確認其達到批量生產要求的活動”， 與之對應， 設計定型是“國家軍工產品定型機構對軍工產品的戰(zhàn)術技術指標和作戰(zhàn)使用性能進行全面考核， 確認其達到批準的研制總要求和規(guī)定標準的活動”[1]。 由此看出， 設計定型主要是考核指標的達成情況， 而生產定型主要是檢驗生產條件是否滿足批量生產要求。 類似描述在國務院中央軍委頒發(fā)的《軍工產品定型工作規(guī)定》等資料中也有體現。[2]

設計定型可靠性鑒定試驗中檢驗下限取最低可接受值， 這在GJB899A《可靠性鑒定和驗收試驗》中有明確規(guī)定[3]， 且為型號廣泛采用。 而業(yè)內對生產定型可靠性鑒定試驗中檢驗下限的選取意見不一致。 本文在介紹生產定型試驗、 可靠性指標階段性的基礎上， 對生產定型可靠性鑒定試驗中檢驗下限的選取進行分析。

1生產定型試驗

生產定型主要檢驗生產工藝是否滿足穩(wěn)定批量生產的要求， 通過生產定型確認已設計定型的產品是否具備批量生產條件， 產品在研制轉入生產的過程中是否能夠保持設計定型階段的質量， 避免由于工藝和生產條件不完善導致批量生產產品的質量下降。

《軍工產品定型工作規(guī)定》第二十八條規(guī)定， “需要進行生產定型的軍工產品， 應當在小批量試生產后組織部隊試用， 必要時進行生產定型試驗” [2]。 GJB1362A第6.1節(jié)規(guī)定， “需要生產定型的軍工產品， 在完成設計定型并經小批量試生產后、 正式批量生產前， 應進行生產定型”[1]。 因此需進行生產定型的產品應在小批試生產后、 批量生產前再進行生產定型。

不一定進行生產定型試驗， 這在相關標準和專業(yè)書籍中有明確說明。 如GJB1362A第6.8節(jié)規(guī)定， “對于批量生產工藝與設計定型試驗樣品工藝有較大變化， 并可能影響產品主要戰(zhàn)術技術指標的， 應進行生產定型試驗; 對于產品在部隊試用中暴露出影響使用的技術、 質量問題的， 經改進后應進行生產定型試驗”[1]。

生產定型試驗一般依據考核工藝穩(wěn)定性這一目的， 從設計定型試驗中剪裁掉主要受設計質量影響的試驗項目。 如經分析某型空空導彈的生產定型試驗包括功能試驗、 性能試驗、 環(huán)境試驗、 可靠性試驗等， 其中前三項試驗可結合生產中的軍檢驗收試驗和環(huán)境例行試驗進行， 而可靠性試驗需單獨進行。

2可靠性指標的階段性

與射程、 制導精度等專用質量特性不同的是， 裝備的可靠性在其壽命期內會不斷增長。 在產品研制、 生產與使用過程中， 通過分析產品故障和問題， 采取改進措施完善設計、 工藝、 制造及使用維修， 從而使產品可靠性不斷提高[4]， 因此產品可靠性在不同階段并不一樣， 圖1為可靠性定量要求的階段性[5]。 如美國空軍某彈道導彈對成功率這一可靠性指標的要求是： 形成初步作戰(zhàn)能力時的門限值為0.6， 形成初步作戰(zhàn)能力1年后的門限值為0.75， 形成初步作戰(zhàn)能力4年后的門限值為0.86， 目標值為0.9[6]。 以上提到的門限值、 目標值是使用可靠性指標， 與之對應合同的可靠性指標是最低可接受值、 規(guī)定值。

目標值是期望戰(zhàn)備達到的使用指標， 其既能滿足裝備使用需求， 又可使裝備達到最佳效費比， 是確定規(guī)定值的依據[7-8]。 目標值是期望裝備在成熟期可達到的值， 而不是考核指標， 按美國對裝備采購激勵的經驗， 裝備在成熟期達到目標值/規(guī)定值時可獲得獎金[9]。 裝備從設計定型到成熟期需一定的時間， 這段時間因不同裝備而長短不一。 如文獻[10]指出， 過高的指標看來是不現實的， 從最低可接受值提高到規(guī)定值， 看來要有十年或更多的時間， 試驗并積累經驗予以改進才行。 從國內軍隊裝備壽命階段看， 裝備在設計定型后開始小批量裝備部隊進行試用， 針對部隊使用情況等進行改進， 使產品可靠性不斷提高， 必要時生產定型， 之后大批量列裝。 成熟期是指裝備投入部署使用一定時間后， 裝備設計、 工藝缺陷得以充分暴露與改進， 裝備質量已穩(wěn)定， 保障系統(tǒng)基本完善。 所以裝備的目標值需到成熟期后進行統(tǒng)計評估， 而不是通過試驗來考核。[5]

航空兵器2019年第26卷第2期李根成： 生產定型可靠性鑒定試驗檢驗下限研究門限值是裝備滿足作戰(zhàn)使用任務所必須達到的最低使用指標， 其能滿足裝備使用需求， 是確定最低可接受值的依據， 也是現場驗證的依據。 首先該值能滿足裝備的作戰(zhàn)使用; 另外， 裝備若達不到這一要求， 將影響使用或很難進行技術保障。[7， 11]

規(guī)定值是合同和研制任務書中規(guī)定的期望裝備達到的合同指標， 是生產方進行可靠性設計的依據。 如經常以裝備可靠性預計值是否不小于規(guī)定值作為評價產品設計方案是否合理的重要依據， 可靠性預計值是根據產品組成， 用應力分析法、 相似產品法等得出的理論值， 產品固有可靠性一般會小于預計值[6]。 GJB899A第4.7節(jié)明確“在進行可靠性鑒定試驗之前， 承制方應提供符合產品當前技術狀態(tài)的可靠性預計報告。 通常只有在可靠性預計值不小于檢驗上限時， 產品才具有進行可靠性鑒定試驗的條件”[3]， 之所以這樣要求是因為受試產品可靠性接近檢驗上限時才能高概率通過試驗（并不是100%）[12]， 而產品實際的可靠性一般小于可靠性預計值， 若預計值小于檢驗上限， 則產品實際的可靠性水平會更低， 產品通過鑒定試驗的概率會很小。 這也可從標準中得到印證， GJB899A的A.3.3.4節(jié)明確“必須慎重選擇鑒別比， 以防止鑒別比過大而導致檢驗上限過大， 使設計難以實現”[3]， 因為鑒定試驗中檢驗上限為最低可接受值與鑒別比的積。

最低可接受值是合同和研制任務書中規(guī)定的裝備必須達到的合同指標， 是進行實驗室鑒定試驗的依據。 GJB899A第3.3節(jié)規(guī)定， “產品的MTBF檢驗下限取值等于產品MTBF的最低可接受值”[3]。

3可靠性鑒定試驗中的接收概率[3， 11]

可靠性鑒定試驗是抽樣試驗， 因此會犯兩類錯誤： （1）將合格產品誤判為不合格產品而加以拒收， 致使生產方受損失， 犯這類錯誤的概率為生產方風險， 一般用α表示; （2）將不合格產品誤判為合格產品而予以接收， 致使使用方受損失， 犯這類錯誤的概率為使用方風險， 一般用β表示。 產品的可靠性鑒定試驗經常選用定時方案， 故本文以定時方案為例計算不同可靠性水平的產品在可靠性鑒定試驗中的接收概率。

GJB899A中A.5.2節(jié)給出了MTBF真值為θ的產品在定時試驗中的接收概率[3]：

P（θ）=P（k≤r|θ）=∑rk=0（T/θ）kk！e-Tθ（1）

式中： r為接收時的判決故障數; T為接收時的判決總試驗時間。 抽樣特性的OC曲線應滿足：

P（θ0）=1-α

P（θ1）=β（2）

由圖2可見， 當以最低可接受值作為檢驗下限θ1時， 若產品MTBF真值θ為最低可接受值， 則通過試驗的概率只有20%， 按照式（1）的計算值為21.025%， 所以GJB899A的表A.6中取三位有效數字時的使用方實際風險是21.0%。 雖然產品可靠性水平達到了最低可接受值， 通過可靠性鑒定試驗的概率卻很低。

設計定型后試生產的產品可靠性有一定提高， 若產品MTBF真值θ=1.2θ1， 由圖2知接收概率約40%， 按式（1）的計算值為36.904%。 雖然可靠性已高出最低可接受值20%， 產品通過試驗的概率尚不足40%。

當產品可靠性達到檢驗上限θ0時， 圖2中接收概率約80%， 按式（1）的計算值為80.056%。 即產品可靠性是最低可接受值的2倍時， 通過試驗的概率為80.056%。

某型導彈掛飛MTBF的規(guī)定值為120 h， 最低可接受值為60 h。 設計定型時該型導彈無故障通過了GJB899A中定時方案20-2（β=20%， r=1， T=2.99θ1）的可靠性鑒定試驗。 以下用式（1）分析不同可靠性水平的產品通過試驗的概率。

當可靠性僅達到60 h時， 產品通過定時方案20-2可靠性鑒定試驗的概率是20.065%; 當可靠性為90 h即1.5倍的最低可接受值時， 通過概率為40.781%; 當可靠性達到規(guī)定值120 h時， 應該說產品設計制造已近理想， 應高概率通過試驗， 但實際上通過概率僅為55.950%。 原因在于定時方案20-2是基于滿足使用方風險20%的情況下考慮試驗時間盡量短而確定的， 沒有考慮該方案對應的鑒別比大（GJB899A中的圖A.23給出， α=20%時鑒別比為3.63）[3]， 致使檢驗上限高， 設計無法實現[12-13]。

該型產品零故障通過了可靠性鑒定試驗， 所以其可靠性應遠大于最低可接受值。 產品可靠性可用定時截尾評估公式計算：

θL ?= 2Tχ2γ （2r+2）（3）

式中： θL為置信下限; χ2γ（2r+2）為自由度為2r+2的χ2分布下側分位數。

由式（3）可得， 置信度為70%時， 產品MTBF置信下限是198.67 h; 置信度為80%和90%時的MTBF置信下限分別為148.62 h和103.88 h。

4生產定型可靠性鑒定試驗中的檢驗下限

生產定型是在試生產后批量生產前進行的， 此時產品可靠性會隨著工藝的完善或對部隊試用中暴露出問題的改進有適當提高， 但遠未達到成熟期目標值或規(guī)定值的水平， 若將生產定型可靠性鑒定試驗中的檢驗下限取為成熟期目標值或規(guī)定值， 即使是質量好的產品（可靠性水平已接近或高出成熟期目標值或規(guī)定值）， 通過鑒定試驗的概率約為β， 即概率很小， 這顯然與“可靠性水平達到目標值或規(guī)定值可獲得獎金”背道而馳。 所以生產定型時若進行可靠性鑒定試驗， 其檢驗下限應取最低可接受值， 而不是目標值或規(guī)定值。 這種觀點在一些標準中也有相應描述， 如GJB4396《微光夜視儀定型試驗規(guī)程》適用于設計定型和生產定型試驗， 其“10.1.3試驗方案”中規(guī)定可靠性試驗“以戰(zhàn)術技術指標規(guī)定的平均無故障工作時間的最低要求為θ1”[14]。 GJB5414《炮射導彈武器系統(tǒng)定型試驗規(guī)程》也適用于設計定型和生產定型試驗， 其“17.18.3試驗方案”中也有完全相同的描述[15]。

之所以有人認為生產定型可靠性鑒定試驗的檢驗下限應取目標值或規(guī)定值， 主要受以下錯誤觀點的影響：

一是生產定型后產品的可靠性不再增長。 這種觀點主要是基于生產定型后產品的工藝不能再改變， 產品的技術狀態(tài)也已固化， 所以可靠性不再提高。 實際上產品的可靠性在其壽命期內是不斷增長的， 生產定型后產品批量交付并部署使用， 隨著對使用中暴露出問題的持續(xù)改進、 制造工藝的不斷完善和成熟等， 產品的可靠性還會不斷增長。 這在2016年中央軍委新出臺的裝備試驗鑒定工作要求中有所體現， 即通過性能試驗對裝備狀態(tài)進行鑒定， 狀態(tài)鑒定后進行小批試生產， 將試生產產品交付試用部隊使用， 之后進行列裝定型， 再批量生產， 進入“在役考核——改進升級”環(huán)路， 裝備可靠性是在不斷的使用中得到增長的。

另一個錯誤的觀點是產品可靠性達到最低可接受值就能順利通過可靠性鑒定試驗， 這種錯誤是對依據最低可接受值進行設計定型實驗室鑒定、 設計定型時產品可靠性應至少達到最低可接受值等正確觀點的曲解。 GJB899A規(guī)定可靠性鑒定和驗收試驗的檢驗下限取最低可接受值， 但可靠性真值為檢驗下限時產品被接收的概率僅為β。 只有可靠性真值遠高于檢驗下限， 在檢驗上限附近時產品才能順利通過試驗[12-13]。

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