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

席萌

庆安集团有限公司   陕西省西安市  710077

摘要：随着经济社会的发展，企业之间的竞争加剧，要想保持市场竞争力，产品必须紧跟社会环境需求，与环境相适应。而要达到这个目的，就必须注重产品的环境试验与可靠性试验，来验证产品的环境适应性和可靠性。本文主要通过介绍环境试验与可靠性试验的基本内容，并分析了我国产品环境试验以及可靠性试验的发展。

关键词：环境试验；可靠性试验；发展方向

1、环境试验的概述与作用

1.1产品环境工程

   将各种科学技术和工程实践用于减缓各种环境对产品效能响应或提高产品耐环境能力的一门学科，包括环境工程管理、环境分析、环境适应性设计和环境试验与评价等。

   1.2环境试验与环境工程

   环境试验是环境工程工作的重要组成部分，环境工程其他工作项目的结果将为环境试验提供基本信息和技术保证；环境条件的确定一方面为产品耐环境设计提供了定量依据，另一方面也基本上确定了环境试验的环境条件；环境工程工作最终要用环境试验来检验，即用产品研发试验来检验设计，用合格鉴定试验来进一步检验设计和产品研发试验的效果，用定期（例行）试验来检验生产的稳定性，用验收试验来检验产品是否还保护环境适应性。

1.3环境试验的目的

   环境试验是通过模拟真实的环境条件或再现某效应的方法，以一定的确信度来证实产品在规定的环境条件下保持完好和正常工作；确定产品在规定环境条件下，贮存、运输和使用环境的适应性，以考虑其预期的有效寿命：提高有关产品设计和生产质量的资料。

   1.4环境试验的作用

   用于产品研究性试验，主要用于对产品的设计、研制阶段，用于考核所选用的元器件、零部件、设计结构采用的工艺等能否满足实际环境要求以及存在的问题。为了节省时间和充分暴露产品的薄弱环节，一般都采用加速环境试验方法。用于产品定型试验，定型试验是用来确定产品能否在预定的环境条件下达到规定设计技术指标和安全要求。定型试验是最全面的试验，产品可能遇到的环境因素都必须考虑到。用于生产检查试验，主要用于检查产品的工艺质量及工艺变更时的质量稳定性。用于产品的验收试验，是指产品出厂时，为了保证产品质量必须进行的一些项目试验，验收试验通常是抽样进行的。用于安全性试验，用环境试验可以检查产品是否危害健康及生命问题，用恒加速度来检查产品安装，连接牢固性，以防止在紧急情况下被甩出而造成人身伤亡事故或撞坏其他设备。安全试验通常使用较正常试验更严酷的试验等级进行。用于可靠性试验，可靠试验是由环境试验、现象试验、寿命试验、特殊试验等组成。环境试验是其中的主要组成部分。美国MIL-ATD-781D中明确规定：环境试验是可靠性试验的必要补充内容，也是提高产品可靠性的重要手段。

   1.5环境试验的分类

   天然暴露试验、人工模拟试验、使用环境试验。

2、发展趋势

  2.1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。
   2.2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。
   2.3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。

  2.4一体化、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，以便能很好的操作设备。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，多角度的提高自己的技术，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。
  2.5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。

结语：综上所述，环境试验是可靠性试验的基础，所有产品的研制过程的环境试验均在可靠性试验之前。但可靠性试验对于产品的实际使用性的试验至关重要，通过强化试验，将环境和可靠性试验过程中发现的薄弱环节，通过不断优化工艺路线，提升产品的综合性能。“健壮工程”的提出与推广，将“试验——暴露薄弱点——优化路线——强化试验——试验”这个循环彻底推动，为产品的可靠性提升提供了重要的理论基础。

参考文献：

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[2]刘宇彬.环境与可靠性一体化试验技术研究[J].环境技术,2022(002):040.

[3]徐俊杰.探究环境试验与可靠性试验技术的发展[J].科学大众,2021,000(006):P.183-184.

[4]殷寔,张文超,张双俊.环境与可靠性试验数据管理及分析系统的应用[J].2019.