可靠性目標(biāo)值的檢驗時機研究

李源

摘 要：與設(shè)計定型時檢驗裝備可靠性最低可接受值相比， 生產(chǎn)定型時是否應(yīng)檢驗可靠性目標(biāo)值也值得關(guān)注。 本文在產(chǎn)品可靠性增長規(guī)律的基礎(chǔ)上， 引入GJB1909A中對目標(biāo)值、 門限值等的定義， 對GJB1362A等資料中提及的生產(chǎn)定型進(jìn)行了闡述， 指出生產(chǎn)定型主要考核質(zhì)量穩(wěn)定性和成套、 批量生產(chǎn)條件， 從而為是否批量生產(chǎn)做出決策， 在此基礎(chǔ)上對目標(biāo)值的檢驗時機進(jìn)行詳細(xì)論述。 最后得出， 生產(chǎn)定型時產(chǎn)品尚未到成熟期， 不能在該階段檢驗可靠性目標(biāo)值， 需等到裝備使用一段時間， 待裝備設(shè)計、 工藝缺陷得以充分暴露并得到改進(jìn)， 裝備質(zhì)量已穩(wěn)定時， 方可進(jìn)行目標(biāo)值檢驗。

關(guān)鍵詞：???? 可靠性; 目標(biāo)值; 門限值; 規(guī)定值; 最低可接受值; 生產(chǎn)定型; 檢驗時機; 武器裝備

中圖分類號：???? TJ760; V216.6? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：??? A 文章編號：???? 1673-5048（2021）06-0100-04

0 引? 言

可靠性是裝備在一定條件下和一定時間內(nèi)完成相應(yīng)功能的能力， 條件、 時間和功能被稱為可靠性的三要素， 缺一不可。 裝備僅功能先進(jìn)并不能滿足作戰(zhàn)要求， 還需要其在真實作戰(zhàn)環(huán)境下（規(guī)定條件）維持這種功能一定的作戰(zhàn)時間（規(guī)定時間）[1-2]。

隨著軍隊裝備從解決有無問題逐漸轉(zhuǎn)向注重作戰(zhàn)效能， 裝備可靠性指標(biāo)的檢驗日益受到重視和加強。 如某空空導(dǎo)彈通過研制階段的可靠性研制試驗， 切實提高了產(chǎn)品可靠性。 設(shè)計定型時對其可靠性的最低可接受值進(jìn)行實驗室考核和靶場試驗考核， 設(shè)計定型后經(jīng)小批試生產(chǎn)并優(yōu)化生產(chǎn)工藝， 之后進(jìn)入生產(chǎn)定型階段。

該型導(dǎo)彈按國發(fā)[2005]32號文《軍工產(chǎn)品定型工作規(guī)定》進(jìn)行生產(chǎn)定型， 即分工藝和生產(chǎn)條件考核、 部隊試用、 生產(chǎn)定型試驗、 生產(chǎn)定型審查四個階段實施[3]。 生產(chǎn)定型試驗中除功能、 性能、 環(huán)境等鑒定試驗外， 還必須進(jìn)行可靠性鑒定試驗。 可靠性鑒定試驗中檢驗下限的選取與設(shè)計要求導(dǎo)彈在該階段應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)密切相關(guān)。 相對于設(shè)計定型考核可靠性要求的最低可接受值[4-5]， 生產(chǎn)定型是否考核可靠性的目標(biāo)值/規(guī)定值？若此時不考核， 何時檢驗?zāi)繕?biāo)值/規(guī)定值？這些都值得思考與研究。

1 最低可接受值與目標(biāo)值

產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)結(jié)束整個過程中確定的可靠性， 是產(chǎn)品的固有可靠性， 一旦產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)工藝固化了， 其固有可靠性也就確定了。 產(chǎn)品在實際使用中表現(xiàn)出的可靠性稱為使用可靠性， 受設(shè)計、 生產(chǎn)、 安裝、 貯存、 運輸、 使用、 維護(hù)等諸多因素影響， 一般低于由設(shè)計生產(chǎn)確定的固有可靠性[6-9]。

使用可靠性參數(shù)是指反映產(chǎn)品實際使用需求的可靠性參數(shù)， 軍方常根據(jù)平時和戰(zhàn)時的使用要求， 并結(jié)合裝備使用特點和慣例， 提出使用可靠性參數(shù)和指標(biāo)。 因?qū)κ褂每煽啃杂杏绊懙氖褂谩?維護(hù)等因素不受生產(chǎn)方控制， 故使用可靠性要求一般不直接用于合同[6]， 通常將使用可靠性要求轉(zhuǎn)換成等價的、 合同中可度量的可靠性要求， 這些要求就是可靠性合同參數(shù)和指標(biāo)[6-9]。

與射程、 制導(dǎo)精度等性能指標(biāo)不同， 產(chǎn)品可靠性在其壽命周期內(nèi)會不斷增長， 圖1表示產(chǎn)品壽命期內(nèi)的可靠性增長過程。 在研制階段，? 通過對設(shè)計問題等的改進(jìn)，? 產(chǎn)品可靠性不斷增長到A點。 試生產(chǎn)開始時， 由于生產(chǎn)中的問題會使試生產(chǎn)出的產(chǎn)品可靠性低于研制階段結(jié)束時樣機的可靠性， 即從A點下降到B點， 通過采取工藝優(yōu)化等措施， 產(chǎn)品可靠性會不斷提高至C點。 批生產(chǎn)開始時， 由于批產(chǎn)工藝裝配缺陷、 質(zhì)量控制問題等， 會使產(chǎn)品可靠性從C點下降到D點， 隨著問題的不斷解決及使用維護(hù)操作規(guī)程的不斷完善等， 產(chǎn)品可靠性會繼續(xù)增長[6，10]。

針對這一特點， 產(chǎn)品研制合同或裝備研制總要求中常分階段提出可靠性指標(biāo)要求。 在國外， 武器裝備一般分兩個階段提出： 設(shè)計定型時應(yīng)達(dá)到的門限值和成熟期期望的目標(biāo)值。 表1列出了國外幾型飛機的門限值和成熟期目標(biāo)值[6-7]。

GJB 1909A《裝備可靠性維修性保障性要求論證》中定義： 目標(biāo)值是期望戰(zhàn)備達(dá)到的使用指標(biāo); 門限值是完成作戰(zhàn)使用任務(wù)（即滿足使用要求）裝備所應(yīng)達(dá)到的最低使用指標(biāo); 與目標(biāo)值對應(yīng)的規(guī)定值是用戶期望裝備達(dá)到的合同指標(biāo); 與門限值對應(yīng)的最低可接受值是要求裝備應(yīng)達(dá)到的合同指標(biāo)， 是裝備定型考核或驗證的依據(jù)[11]。

2 生產(chǎn)定型

武器裝備研制一般包括論證、 方案、 工程研制、 設(shè)計定型、 生產(chǎn)定型等階段。 生產(chǎn)定型要全面考核產(chǎn)品批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性和成套、 批量生產(chǎn)條件， 以確認(rèn)該型裝備是否達(dá)到批量生產(chǎn)要求[12]。

裝備設(shè)計定型后， 設(shè)計技術(shù)狀態(tài)基本固化， 但影響產(chǎn)品固有可靠性的生產(chǎn)工藝尚需完善。 通過試生產(chǎn)以優(yōu)化生產(chǎn)工藝， 生產(chǎn)定型后再批量生產(chǎn)， 如GJB 1362A“定型原則”中明確： 軍工產(chǎn)品先進(jìn)行設(shè)計定型， 后進(jìn)行生產(chǎn)定型。 但并不是所有產(chǎn)品都進(jìn)行生產(chǎn)定型， 如GJB 1362A中生產(chǎn)量很小且關(guān)鍵工藝、 生產(chǎn)條件與設(shè)計定型試驗樣品相同的軍工產(chǎn)品， 可以只進(jìn)行設(shè)計定型 [12]。

生產(chǎn)定型是在完成設(shè)計定型并經(jīng)小批試生產(chǎn)后、 正式批生產(chǎn)前進(jìn)行的。 生產(chǎn)定型的第一項工作是工藝和生產(chǎn)條件考核， 一般結(jié)合產(chǎn)品試生產(chǎn)進(jìn)行， 審查內(nèi)容主要有生產(chǎn)工藝流程， 工藝指令性文件， 全套工藝規(guī)程， 工裝 工序、 關(guān)重件工藝說明， 元器件原材料等生產(chǎn)準(zhǔn)備情況， 生產(chǎn)質(zhì)量保證文件。 之后是部隊試用， 其產(chǎn)品是試生產(chǎn)并交付部隊使用的裝備， 一般選擇已通過工藝和生產(chǎn)條件考核的產(chǎn)品。 接著是生產(chǎn)定型試驗， 但并不是必須項。 GJB 1362A列出了兩種情況下要進(jìn)行生產(chǎn)定型試驗： 一是批量生產(chǎn)工藝與設(shè)計定型試驗樣品工藝有較大變化， 并可能影響產(chǎn)品主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)時; 另一種情況是針對部隊試用中暴露出影響使用的技術(shù)、 質(zhì)量問題改進(jìn)后的產(chǎn)品。 最后是生產(chǎn)定型審查[12]。

綜上， 生產(chǎn)定型是在小批試生產(chǎn)后、 批量生產(chǎn)前進(jìn)行的， 主要檢驗生產(chǎn)工藝是否滿足穩(wěn)定批量生產(chǎn)的要求， 避免由于生產(chǎn)工藝不完善、 不成熟等導(dǎo)致批產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量下降[13]。

需說明的是， 面臨傳統(tǒng)定型管理“一考定終身”難以滿足裝備改進(jìn)升級需要等問題， 新研裝備的試驗鑒定模式正在發(fā)生改變。 傳統(tǒng)的設(shè)計定型和生產(chǎn)定型分別被狀態(tài)鑒定和列裝定型取代， 且其內(nèi)涵也有較大變化。 如通過以承制單位為主開展的設(shè)計驗證性能試驗， 驗證技術(shù)方案的可行性和性能指標(biāo)的符合程度， 為檢驗裝備研制總體技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)提供依據(jù)。 通過以承試單位為主開展的狀態(tài)鑒定性能試驗， 考核性能的符合程度， 確定技術(shù)狀態(tài)， 為狀態(tài)鑒定和列裝定型提供依據(jù)。 狀態(tài)鑒定后進(jìn)行小批量試生產(chǎn)。 試生產(chǎn)產(chǎn)品通過近似實戰(zhàn)環(huán)境下的作戰(zhàn)試驗后完成列裝定型， 之后才能批量生產(chǎn)。

新研裝備的試驗鑒定模式與美軍的做法類似， 如在美軍某先進(jìn)中程空空導(dǎo)彈試驗計劃中， 與性能試驗類似的研制試驗與鑒定計劃用了22個月發(fā)射32枚制導(dǎo)彈， 與作戰(zhàn)試驗類似的作戰(zhàn)試驗與鑒定計劃中用了14個月發(fā)射30枚制導(dǎo)彈[14]。

無論是傳統(tǒng)的生產(chǎn)定型， 或是擬采用的列裝定型， 都會面臨應(yīng)考核門限值/最低可接受值或是目標(biāo)值/規(guī)定值的問題。

3 可靠性目標(biāo)值/規(guī)定值的檢驗時機

如前所述， 門限值是裝備必須達(dá)到的使用指標(biāo)， 是現(xiàn)場驗證的依據(jù)。 由門限值確定的最低可接受值是進(jìn)行實驗室鑒定試驗的依據(jù)， 工程中也是在設(shè)計定型或狀態(tài)鑒定時對最低可接受值進(jìn)行考核[4]。

產(chǎn)品達(dá)到最低可接受值時是否表明產(chǎn)品可靠性已達(dá)到設(shè)計定型或狀態(tài)鑒定要求？實際上， 可靠性僅達(dá)到最低可接受值的產(chǎn)品通過可靠性鑒定試驗的概率很小， 這從GJB 899A中任一試驗方案的OC曲線可直觀看出。 如標(biāo)準(zhǔn)型定時方案17中， 若產(chǎn)品MTBF真值為最低可接受值， 則通過試驗的概率約等于使用方風(fēng)險20%， 即產(chǎn)品可靠性達(dá)到最低可接受值就能順利通過可靠性鑒定試驗的說法是錯誤的。 從GJB 899A中的OC曲線可看出， 產(chǎn)品可靠性距離檢驗下限越高， 其通過鑒定試驗的概率就越大， 當(dāng)可靠性真值在檢驗上限附近時， 產(chǎn)品會大概率通過試驗[4-5，15-16]。

目標(biāo)值是期望裝備達(dá)到的使用指標(biāo)， 其能使裝備達(dá)到最佳效費比[6-7，11]。 目標(biāo)值是期望值， 是成熟期可達(dá)到的理想值， 而不是考核指標(biāo)。 GJB 1909A第4.4節(jié)“裝備立項綜合論證中應(yīng)提出RMS使用要求的目標(biāo)值和門限值， 也可以只提出門限值”、 4.5節(jié)“在裝備研制總要求論證時， 提出RMS合同要求的規(guī)定值和最低可接受值， 也可以只提出最低可接受值”[11]， 這也說明目標(biāo)值/規(guī)定值不是考核要求， 故可不提出， 而門限值/最低可接受值是必須要達(dá)到的要求， 需要提出和驗證。

按美國對裝備采購激勵政策， 裝備在成熟期達(dá)到目標(biāo)值時可獲得獎金[17]。 國內(nèi)知名可靠性專家何國偉指出， “過高的指標(biāo)看來是不現(xiàn)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(jīng)驗予以改進(jìn)才行”[18]。 從裝備使用情況看， 設(shè)計定型后的使用初期會暴露一定的問題， 通過對這些問題的改進(jìn)， 產(chǎn)品可靠性不斷增長。 成熟期是指裝備使用一段時間后， 設(shè)計、 工藝問題經(jīng)過改進(jìn)， 裝備質(zhì)量趨于穩(wěn)定。 為使裝備在使用階段盡快達(dá)到成熟期， 設(shè)計單位應(yīng)充分重視該時期的可靠性工作， 尤其是初始使用期間的可靠性評估和使用可靠性改進(jìn)工作， 以盡快達(dá)到使用可靠性的目標(biāo)值[19]。 故目標(biāo)值需在使用階段的成熟期統(tǒng)計評估， 而不是通過試驗來考核。

與目標(biāo)值對應(yīng)的規(guī)定值是設(shè)計單位開展可靠性設(shè)計的依據(jù)， 通常用可靠性預(yù)計結(jié)果來判斷產(chǎn)品設(shè)計方案的合理性， 即通常要求可靠性預(yù)計值應(yīng)不小于規(guī)定值， 且高出一定的余量， 因為預(yù)計值是理論值， 產(chǎn)品固有可靠性一般會小于預(yù)計值[6]。 GJB 899A也要求， 在可靠性預(yù)計值不小于檢驗上限時， 產(chǎn)品才具有進(jìn)行可靠性鑒定試驗的條件[4]， 這是因為若預(yù)計值小于檢驗上限， 則產(chǎn)品實際的可靠性水平會更低， 通過鑒定試驗的概率不會高。

4 結(jié)? 論

綜上所述， 目標(biāo)值是用戶期望裝備在成熟期達(dá)到的使用指標(biāo)， 裝備從設(shè)計定型到成熟期需要一定時間。 生產(chǎn)定型或列裝定型是在完成設(shè)計定型或狀態(tài)鑒定、 小批試生產(chǎn)后、 批量生產(chǎn)前進(jìn)行， 一般在設(shè)計定型或狀態(tài)鑒定1～2年內(nèi)。 此時未進(jìn)行批量生產(chǎn)和部署使用， 裝備可靠性在全面生產(chǎn)和部署使用中還會不斷增長， 故不能在生產(chǎn)定型或列裝定型時考核目標(biāo)值/規(guī)定值， 其檢驗需等到裝備批量列裝并使用一定時期后方可進(jìn)行。

需強調(diào)的是， 不能把目標(biāo)值作為生產(chǎn)定型或列裝定型時可靠性鑒定試驗的檢驗下限， 也不能把規(guī)定值作為批量生產(chǎn)中可靠性驗收試驗的檢驗下限。 因為規(guī)定值是由用戶期望的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換來的， 是設(shè)計的理想目標(biāo)， 若達(dá)到理想目標(biāo)是應(yīng)獲得嘉獎的。 將目標(biāo)值/規(guī)定值作為檢驗下限時， 通過鑒定試驗或驗收試驗的概率低（約等于使用方風(fēng)險）， 這顯然與嘉獎優(yōu)秀的原則背道而馳。

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Research on Inspecting Opportunity for Reliability Goals

Li Yuan*

（Project Management Center of Navy Important Equipment， Beijing 100071， China）

Abstract： Compared with the reliability minimum acceptable values inspected on the design finalization phase， the concern is that， whether the goals should be inspected on the manufacture finalization phase or not？ This paper introduces the definition for reliability goals， thresholds and so on in GJB 1909A on the basis of the growth rule of product reliability during the life cycle， and explains manufacture finalization mentioned in some documents such as GJB 1362A. It points that the manufacture finalization’s objective is to examine quality stability and conditions for complete set and batch production to make the decision whether produce? by batch or not. On this basis， it discusses the inspecting opportunity for reliability goals in detail. Finally， the conclusions are given， that reliability goals can’t be inspected on the manufacture finalization phase， for the products aren’t still mature on this phase. When the products have been serviced for a period， the equipment design defects and process defects are fully exposed and improved， and the products’ quality is stable， then the goals can be inspected.

Key words：? reliability; goals; thresholds; specified values; minimum acceptable values; manufacture finalization; inspecting opportunity; weapon equipment