基础知识库> HALT/HASS测试技术背景知识

HALT/HASS测试技术背景知识

发 布:2013-5-3 11:03:13查 看:1962

   目前, 人们已充分认识到环境适应性是产品的一个重要质量特性。它是通过设计-试验-再设计的方式反复迭代逐步纳入产品的, 是通过试验和管理得到保证的。因此最新GJB 4239《装备环境工程通用要求》中明确规定了环境适应性设计和环境试验方面的一系列工作项目, 以作为装备研制生产中安排设计和试验工作的依据。
近年来, 对于如何进行环境适应性设计和通过试验来完善设计, 以及确保产品环境适应性满足预定要求的问题, 在观念和方法上产生了一些根本性的转变,现作一粗浅讨论。
两种不同的设计思想:
   尽管以往型号成品研制中环境适应性并未像GJB 4239 那样明确规定为相应的工作项目, 并且必须与其它工作并行实施, 但产品设计人员不同程度地、自觉不自觉地进行了一些环境适应性的设计工作。显然设计人员对此并未像对待性能设计一样, 使其成为积极主动实施的对象, 而是处于一种被动应付的状态。据统计有52%的现场故障是由环境影响引起的, 因此装备的环境适应性不足已成为现场故障的主要根源。
1.第一种设计思想
   目前, 虽然没有一个文件或标准对环境适应性设计准则有一个明确的规定, 但实际基本上是遵循“满足产品特定平台( 载体) 环境要求”这一原则的。按照这一设计原则, 一旦产品在平台( 载体) 上的主要诱发环境( 包括环境类型和量值) 确定之后, 便将其作为环境条件纳入合同的环境要求条款中, 以作为产品研制中确定环境适应性设计和各种环境试验要求的依据, 同时也是判断产品设计定型和批生产验收中环境适应性和符合性的依据。因此设计人员按照其成品研制合同中的环境要求设计产品, 使用方按同样的要求验收产品。在这种为特定平台( 载体) 环境要求设计试验和验收产品的思想指导下设计产品的环境适应性能力, 一般是刚好满足要求, 或可能留有一定的余量。但由于设计人员对产品质量观念认识不足以及受经费、进度等客观因素的限制, 常常是环境适应性一达到或勉强达到要求后, 环境适应性设计工作即告结束, 很少将环境适应性设计得比要求的更高, 更多的设计人员不是认真进行环境适应性设计工作, 而是希望在设计定型的环境鉴定试验中侥幸通过, 甚至寻找种种理由( 如经费、进度、样机不足等) 要求减少环境鉴定试验的项目或降低试验中的环境应力。这种不重视环境适应性设计和环境试验工作的后果是使产品的环境适应性降低, 这不仅造成了现场环境故障频繁、后勤保障费用的增加, 更重要的是大大降低了装备的战斗力和出勤率, 贻误战机或影响作战任务的完成。然而仅按照满足产品特定的平台( 载体) 环境要求进行环境适应性设计又带来了另一个问题, 即平台( 载体) ( 例如某一型号改型或设计一个新型号) 的性能要求有变化时, 产品平台诱发环境也发生了改变,因而必须针对这一新的诱发环境重新设计产品, 或对原产品的设计作较大更改。这就造成目前国内应用于同一平台( 载体) 或型号装备的不同改型的同一产品反复投资进行研制的情况, 这种环境适应性设计满足于应付特定要求而不追求最高目标的作法, 在一定程度上增加了武器装备的研制经费, 延长了新型号的研制周期。
2. 第二种设计思想
   90 年代以来, 国外开始采用一种新的思路来设计和制造产品(美国军方为典型代表), 即针对产品在未来平台( 载体) 上可能遇到的主要诱发环境种类( 主要是温度和振动) , 应用当前的最新材料、工艺、设计水平和制造技术能力, 将产品的环境适应能力提高到目前可能达到的最高水平,也就是按达到最大环境适应能力的原则设计产品。这种思想当时在美国以波音公司为首的民用工业界得到大力推行。通过这种设计思想获得的产品, 由于其环境适应性很强, 因此可以在相对较长的一段时间内作为一种货架产品, 为各种平台( 载体) 或型号选用, 不必研制或改进一个新的平台就必须跟着同步研制或改进其使用的相应产品。这种方法的好处显然是可节省研制经费, 提高装备或平台的更新换代速度, 这对于提高商业竞争能力有很大价值。因此美国许多民用工业部门都在积极推广这一思想。
试验观念的转变
   我国在很长一段时间内, 一直把环境试验认为是一种考核和把关的手段, 用于验证设计制造的产品环境适应性是否符合要求, 以作为产品验收的决策依据。因此长期以来把环境试验局限于批生产阶段的验收试验和例行试验, 而不重视甚至忽视定型阶段的环境鉴定试验, 更不注意研制阶段, 特别是研制阶段早期的环境适应性研制试验。这种认识上的局限性限制了环境试验作用的充分发挥, 影响了产品环境适应性的提高。随着环境工程概念的提出, 人们对环境试验的认识也在不断深化和提高。作为事后把关批生产阶段的环境验收试验和环境例行试验已放到了次要地位, 而更加重视定型阶段的环境鉴定试验, 以确保通过设计定型转入批生产的产品没有环境适应性设计方面的缺陷; 更加重视研制阶段的环境适应性研制试验, 以发现环境适应性设计缺陷, 尽早修改设计和验证改进措施,提高环境适应能力, 将环境适应性尽早纳入产品, 避免研制后期的设计反复, 确保定型环境鉴定试验的顺利通过。
   2000 年1 月颁布的美军标810F是首次全面规定环境试验目的的环境试验标准。该标准明确规定环境试验的两个主要目的: 即寻找装备( 产品) 设计、使用的材料、制造过程、包装技术和维修方法的不足、错误和缺陷; 验证与合同要求的符合性。
   第一个目的实际上是环境适应性研制试验的任务。这一任务在我国产品研制中尚处于放任自流阶段, 也没有明确作为一项主要任务在研制过程中全面实施。810F 明确规定试验的这一目的, 使环境适应性研制试验的开展有了依据。GJB 4239 已把环境适应性研制试验作为工程研制阶段的一个必须进行的试验项目( 工作项目402) 。第二个目的实际是环境验收试验、环境例行试验和环境鉴定试验的任务。以往我国对为达到这个目的所要进行的环境鉴定试验并未充分认识。
   应当指出的是, 810F 对环境试验目的的规定尚缺少一个很重要的内容, 即在工程研制阶段尚须应用环境试验手段达到另外一个重要目的, 那就是确定产品对温度和振动等环境的响应特性( 例如产品的热点温度、温度稳定时间和产品的共振频率等) 、产品耐环境应力极限值( 即环境应力裕度) 以及薄弱环节。这些数据或信息对于产品的后续试验、正确使用以及制定后勤保证计划有重要作用, 这些试验工作应在研制阶段功能和性能试验完成后进行。
   因此可以概括地说, 环境试验是一个手段, 应用这一手段可从产品上获取各种信息。产品寿命期不同阶段应安排不同的试验用以获取不同的信息。研制阶段的各种环境试验用以获取产品设计工艺、材料缺陷信息以及产品物理特性和极限能力数据; 定型阶段环境鉴定试验和批生产阶段环境试验获取产品故障信息,作为设计定型和批生产验收决策的依据。
   有关环境试验的新规定应当把研制阶段的环境试验作为重点, 尽量利用研制试验找出设计缺陷, 以改进设计并掌握产品的其他信息; 用环境鉴定试验把好定型关, 防止环境适应性设计不合格的产品转入批生产;利用批生产环境验收试验和例行试验检查批生产质量的稳定性。只有全面应用各种环境试验, 才能确保高效费比地得到环境适应性高的产品。
加速寿命试验(HALT)是环境适应性研制试验的重要手段之一
   环境适应性研制试验是在工程研制阶段早期, 为寻找设计和工艺缺陷, 采取纠正措施, 增强装备( 产品)环境适应性进行的试验。为了达到上述目的, 试验一般用加速或加严的方式进行。所谓加速试验是指用相对于实际使用时间短得多的时间进行试验, 通过提高预期现场使用期间遇到的环境应力的频度、幅度、大小或持续时间, 或将这些因素组合施加来达到目的; 所谓加严试验是将一个或多个环境应力设定为比装备现场使用遇到的环境应力更为严酷的量值的试验。它的特点是只考虑在应力量值上加大作用, 因此也是一种加速试验。
   环境适应性研制试验不一定都是加速试验。例如在产品研制阶段达到或基本达到性能要求后, 将其装在使用平台上经受实际环境, 即进行使用环境试验也是一种环境适应性研制试验, 810F 中一再强调, 在研制阶段要适当安排使用环境试验, 以在更为真实的环境中考核产品, 使用试验中发现故障后可将产品放到实验室进行试验, 以复现故障和定位并修改设计。因此应尽量使用实验室和使用现场的环境适应性研制试验, 并交叉进行, 以更快、更准确地找出设计缺陷。
   自然环境试验( 天然暴露试验) 同样有可能作为环境适应性研制试验。只要经费和时间允许, 应将一些使用中易受自然环境( 大气、海水、土壤) 影响的产品( 尤其是材料和结构) 或其样品投入典型使用自然环境中进行天然暴露试验, 这种试验如果在研制期尚未结束就能判断出结果, 则信息同样可以作为改进设计和选材的依据。应当指出, 自然环境试验的结果需要5年或更长时间, 以经历完整典型气候环境作用和慢速环境效应累积过程才有效, 因此自然环境试验通常只能用以寻找材料、构件、产品在某种自然环境暴露受到影响的规律, 以筛选出优良的材料、工艺作为环境适应性设计的依据, 它是一个更为基础的试验工作, 与型号研制不直接相关。但是如果自然环境试验在短期内就能发现明显的缺陷, 来得及作为改进设计的信息, 它便可成为环境适应性研制试验的组成部分。
HALT 的目的
   近年来国外倡导的HALT 虽然涉及寿命两个字,但其并不用以评估产品的寿命。目的为快速诱发出产品的故障, 并确定纠正措施, 提高产品的环境适应性和可靠性。同时扩大和确定产品耐环境能力的工作和破坏极限, 增加产品适应环境能力的裕度。
HALT 与环境鉴定试验的区别
   HALT 与环境鉴定试验是完全不同的。环境鉴定试验的目的是验证产品是否满足规定的环境要求和是否能在其未来的环境中正常发挥功能。当进行了所有的鉴定试验项目, 未发现故障而通过时, 可以认为环境鉴定试验取得了成功; HALT 则是通过步进的方式向产品施加各种越来越严酷的应力, 并对产品连续进行检测, 快速将产品中的设计缺陷诱发为故障并加以定位和采取相应的纠正措施和验证。每当激发出故障并弄清故障模式, 采取了成功的纠正措施后, 产品的耐环境的能力就得到了提高, 其工作和破坏极限也就推向了原来不能正常工作甚至到会被破坏的更高环境应力台阶, 反复进行这一过程, 直到应用掌握的设计和工艺等技术无法找到有效纠正措施来解决HALT 激发出的故障为止, 从而使产品的工作和破坏极限推向最高可能的量值, 就认为HALT 取得了成功。因此HALT 不是成败型的试验, 而是一个使环境设计最佳化的探索性工艺和产品设计过程的组成部分。虽然HALT 过程中的故障是通过施加超过规范规定的应力诱发出来的, 但这些故障往往是产品现场使用中会暴露出的典型故障模式, 如不加以排除, 便会成为产品保证期内的故障源。HALT 的优点是快速发现和解决环境鉴定试验中不能发现的故障模式, 从而提高产品的环境适应性和可靠性, 减少费用, 提高用户对产品的满意程度。

关于嘉兆
嘉兆简介
荣誉证书
加入团队
荣誉客户
联系我们
我们的品牌
客户服务
在线客服
客户留言
目录索取
设备维修
维修.校准.升级
专业培训
系统服务
设备保养
嘉兆动态
新闻中心
展会活动
基础知识库
其他服务
商城
软件无线电
友情链接
关注我们
版权信息
嘉兆科技(CORAD)所发布展示的“产品信息”,“解决方案”版权归嘉兆科技所有,嘉兆科技拥有其代理权。任何收集本站产品信息并未经嘉兆科技许可,嘉兆科技将保留追究侵权者法律责任的权利。

粤ICP备 06126740号 嘉兆网 © Corad Technology Ltd. 始创于1980年

在线客服