本标准规定了以稳态可用性或稳态不可用性为可用性指标、能经常维修的产品的可用性验证试验方法。本标准适用于满足下述条件、只有可用和不可用这两种状态的产品进行稳态可用性验证试验：a.单个可修理产品；b.所有可用时间服从同一指数分布；c.尽管预防维修时间有可能影响可用性，但它不算入不可用时间内；d.所有不可用时间的项目须在要求或试验规范中清楚地陈述；e.可靠性很高的产品需要特别长的时间去做验证试验；f.验证试验方法采用稳态不可用性作补充。 GB/T 15647-1995 稳态可用性验证试验方法 GB/T15647-1995 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国国家标准
稳态可用性验证试验方法
Compliance test procedures for steady-state availabilityGB/T 15647
IFC 1070--91
本标准等同采用国际标准IEC1070《稳态可用性验证试验方法》（1991年版）。1主题内容与适用范围
本标准规定了以稳态可用性或稳态不可用性为可用性指标、能经常维修的产品的可用性验证试验方法。
本标准适用于满足下述条件、只有可用和不可用这两种状态的产品进行稳态可用性验证试验：a.
单个可修理产品；
所有可用时间服从同－·指数分布；尽管预防维修时间有可能影响可用性，但它不算入不可用时间内；所有不可用时间的项目须在要求或试验规范中清楚地陈述；可靠性很高的产品需要特别长的时间去做验证试验；验证试验方法采用稳态不可用性作补充。2引用标准
GB2423电工电子产品基本环境试验规程试验GB/T3187可靠性、维修性术语
GB4796电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级GB 5080. 1
GB 5080.2
GB 5080. 6
GB 5081
GB 6992
设备可靠性试验总要求
设备可靠性试验
试验周期设计导则
设备可靠性试验
慎定失效率假设的有效性检验
电子产品现场工作可靠性、有效性和维修性数据收集指南可靠性与维修性管理
GB 7288.1
设备可靠性试验推荐的试验条件室内便携设备一一粗模拟设备可靠性试验推荐的试验条件固定使用在有气候防护场所设备一—一精模拟GB 7288. 2
设备维修性导则
GB/T 9414.1
第-部分：维修性导言
设备维修性导则第二部分：规范与合同中的维修性要求GB/T 9414.2
GB/T 9414. 3
设备维修性导则
GB/T9414.5设备维修性导则
第三部分：维修性大纲
第六部分：维修性检验
第七部分：维修性数据的收集、分析与表示GB/T9414.6设备维修性导则
3 术语与符号
本标准的术语符合GB/T3187《可靠性、维修性术语》的规定。本标准使用如下的符号：
国家技术监督局1995-07-24批准322
1996-03-01实施
Fi-( 2)
E(t)E(t\)
伽玛分布：
GB/T 15647—1995
生产方风险（第I类风险）
使用方风险（第Ⅱ类风险）
序贯试验接收限
序贯试验拒收限
鉴别比：DU,/U
稳态不可用性给定的可接收值,U。=1—A。稳态不可用性的不可接收值，U,=1A验证试验的拒收限
标准正态分布的1一α分位数
稳态可用性给定的可接收值
稳态可用性的不可接收值
自由度为v和2的F分布的1一α分位数，附录A(补充件)的表A1给出了F分布的分位数
平均不可用时间
平均可用时间
样本量，即定数试验的失效数
序贯试验的失效数
累积可用时间，TZt；
定时试验的持续试验时间
第1个可用时间，i一1,2,3，·
累积不可用时间，Y=Zy:
第？个不可用时间，一1，2,3，分布的概率密度函数
分布的期望值，这里表示时间变量或随机变量f(t) =s(st)--exp(-- st)/r(p)E(t) =p/swww.bzxz.net
E(t3) =p(p+ 1)/s2
是形状参数
是尺度参数
J。ypexp（y)dy是伽玛函数
当为整数时,r(p)=(p1)！
指数分布(为伽玛分布力一1时的特殊情形)J(t) =s exp(1 -- st)
E(t) =1/s
E(t2) =2/s2
4可用性试验的条件
4.1可信性管理和规范
产品要达到期望的可用性目标有如下几个步骤：获得产品可用性要求的规范；
产品预期的可用性分析。这在产品设计阶段就要考虑，且包括系统总的可用性要求对其子系323
GB/T 15647 ---1995
统可用性要求的分配；
c。根据GB6992和GB9414.1～9414.3等标准对产品实施可信性管理；d．对产品进行稳态可用性试验，以验证,产品是否达到给定的可用性要求。本标准提供了试验方法。
正如上所述，可用性验证试验的自的通常是为了验证产品是否达到规定的可用性要求，因此，试验方法与产品的规范密切相关。如果试验是获得验证方法的必要部分，建议在产品规范中应包括试验的基本大纲。在产品规范中应考虑如下的项月：a、所采用的可用性指标；
b。状态、时间和失效的定义；
℃．试验的条件；
d。采用的试验类型，即定数试验、定时试验或序贯试验；e。拒收时的后果。经济惩罚(或奖惩)或要求拟订新的设计。当生产方和使用方同意引用本标准时，必须明确指出是引用本标准的全部还是标准中的某些章条。4.2统计过程的条件
本标准的验证试验方案预先假定所有的可用时间是同一齐次泊松过程的独立观察（所有可用时间是同一指数分布的现实），所有的不可用时间是同一伽玛分布（或指数分布）的独立现实。在第6.2条中给出了数据没有趋势的检验方法。如果趋势存在，检验的结果仍是有参考价值的，它为可靠性增长、维修人员学习曲线等采取预防性措施提供了信息。4.3状态的定义
可用性试验方案是对连续工作的产品实施可用性试验而制定，这里，可用性指标是总试验时问的函数。如果它们应用于非连续使用的产品，就必须考虑在非要求的维修时间里对产品进行维修的问题，可用性指标一般要求定义产品合格的功能模式，即要规定产品的可用状态和不可用状态。本标准的试验方法仅适用于具有两种状态(可用/不可用）的产品进行可用性验证试验。对含有亢余子系统的高可靠产品，在规定的置信水平下，在适当的时间周期内完成可用性验证试验证明是不可能的。这个问题往往通过将系统总的可用性要求分配给各个子系统，再分别对各个子系统进行试验来解决。如果这样的话，适当考虑至少次试验需要经受失败的更大可能性。4.4时间的分类
在产品要求的规范中，必须明确规定产品采用的可用性指标是固有可用性还是工作可用性。可用性指标的选取将影响到不可用时间的分类，是采用关联不可用时间还是采用非关联不可用时间。因此，在可用性试验开始前，不可用时间的分类必须详细规定。预防性维修时间，无论是定期的还是不定期的，当规定的可用性是固有可用性时，常将它划归为非关联不可用时间；而当规定的可用性是工作可用性时，如果根据期望的预防性维修时间修改其可接收值，则预防性维修时间也划归为非关联不可用时间。本标准的试验方案考虑由于根据规定的可用性指标来修改定期维修而引起的中断。除了非关联失效引起的修复性维修时间外，用于实际修复性维修的时间总是划归为关联不可用时间。实际修复性维修时间包括故障诊断时间、技术延误（如冷却等）时间、故障修复时间和核查时间。后勤延迟和管理延迟不包括在实际维修时间内，且在固有可用性情形下，它划归为非关联不可用时间。在工作可用性场合，延迟时间的分类要明确规定，例如，从最近的补给仓库运送必需的备件所需的时间被划归为关联不可用时间。
如果规定的是固有可用性，由于缺乏维修保障而引起的任何延迟均划归为非关联不可用时间。当规定的是工作可用性，与不可用时问有关的后勘延迟时间应明确定义。4.5失效的分类
产品的可用性指标都是以可用时间和不可用时间的定义为基准。因此，把产品可能的状态划分为相324
GB/T15647—1995
应的可用状态和不可用状态是必需的。如果某类失效作为非关联失效计算，双方应预先商定。根据产品及其规范，失效分类多少有些复杂。失效分类可着重于产品的功能而不考虑其硬件配置。例如，输电线路可看作只要满足输电要求这个功能（在线路额定的最大功率内）。另一方面，失效分类可从主要的技术细节进行，从顶层的可用状态出发，直到清楚地确定由硬件或软件失效所引起各种状态的分类为止。
4.6试验的条件
产品合同规定了可用性，其主要日的是使产品在最终使用中得以实施。试验的条件，其自的是在技术上使试验条件下的可用性与考虑有关人员培训、单元替换周期等因素的使用条件下的可用性达到良好的一·致性。这种一致性是不容易实现的·但是，通过对影响产品可靠性，维修性和维修保障性的各种因素的详细研究，将有助于设计出尽可能符合实际的试验。选取试验室试验或现场试验由受试产品自身的特点所决定。打算供普遍市场流通的中型产品可在试验室中进行可用性试验，而大型的产品，在使用方场所安装的单一系统只能在安装场所进行试验.即现场可用性试验。对试验室试验，在设计试验周期时，各种主要因素应包括在符合实际的试验方法中。对现场试验，可以控制的主要因素应给出实际的严酷度，其他主要因素应作记录并根据它们的关系做出判断。如果试验条件超出产品的实际使用极限，试验应中断，直到可接收的试验条件重新出现时再继续试验。
所考虑的因素可分为工作条件、环境条件和维修条件三大类。4.6.1工作条件
规定影响产品可靠性的工作条件试验期间的工作条件应尽可能接近工作使用时所规定的条件。细节见GB5080.1和GB5080.2。4.6.2环境条件
规定影响产品可靠性的环境条件。环境条件可能很复杂，它随着年、月以及产品的功能模式和受试产品其他有关的活动状态而变化。这些环境条件通常分为气候条件、力学条件和其他条件。在GB4796中给出相当完整的环境条件分类，在GB2423中给出了详细的环境试验方法。应用这些标准设计试验循环见GB7288.1和GB7288.2。4.6.3维修条件
在可用性试验期间，所有相关的维修条件应代表在正常操作情形下的维修条件。根据预防性维修和修复性维修来考虑这些维修条件。a.预防性维修
在实际应用中，预防性维修应采用常规的预防性维修计划、维修指南和维修工具，并由经常规培训的人员进行维修。
b．修复性维修
修复性维修应采用常规的修理指南、修理工具和故障检修设备，并由经常规培训的人员进行修理。C．包括维修保障的后勤保障
确定受试产品运行和维护所需资源的供给。在固有可用性场合，替换单元、备件的供给和其他维修资源的保障应当是充裕的，而当给定的是工作可用性时，资源的供给与保障也应当是正常的。5数据收集
可用性验证试验要求收集可靠性数据、维修性数据和维修保障性数据。从现场试验或实际使用中收集数据是非常必要的，生产方和使用方应在早期就此取得一致意见。现场试验可包括产品按预先规定的程序运行，或产品随着规定的事件和时间正常使用。在现场试验中必须花费足够的努力去保证数据记录的正确性。在双方意见取得一致的情况下，对关联的或非关联的可用时间和不可用时间做出正确的分类。特别注意的是，与固有可用性或工作可用性有关的延迟时间的325
不同分类。
GB/T15647
所有的数据收集，将集中在通过试验达到估计产品可用性指标所必需的数据上。要求太多的附加数据可能使报告无效和不正确。试验性的数据收集是推荐检查和改进数据收集的方法。对产品的可用时问、不可用时间及发生的事件进行连续观察是推荐的数据收集方法。推荐使用工作口志或类似的记录本按时间顺序记录观察结果。这时受试产品不同状态之间转换的日历时间、维修情况和原困都需作记录。
从试验空试验和现场试验中收集可靠性数据的方法见GB5080.1，维修性数据的收集见GB9414.5~~9414.6，现场数据的收集见GB5081。6 时间分布
受试产品被认为或者处于可用状态或者处了不可用状态。试验开始时，产品处丁可用状态。经过…段时间后，出现了第一个失效使产品进入不可用状态，修理工作开始。当修理完成后，产品恢复到可用状态，一个新的可用一不可用循环开始。这一过程的现实见图1。第4.4条给出广根据所选择的可用性指标，即固有可用性或工作可用性，如何划分关联不可用时间的指南。状态
不可用
图1试验过程的典型现实
在第6.1条中给出了可用时间和不可用时间统计分布的选择指南，本标准的试验方案是基于这样的假设，所有的可用时间是独立同分布的随机变量，所有的不可用时间也是独立同分布的随机变量。在第6.2条中给出了这些假设有效性的趋势检验。在第6.3条中给出了有关分布或稳态假设万-一无效时的备选决策。6.1分布假设
有关可用时间和不可用时间分布的假设应以先前的经验为基础。某些情况下，分布假设可参考受试产品固有的物理变化过程所提供的信息。本标准提供的试验方案仪对可用时间为指数分布和不可用时间为伽玛分布时有效。指数分布是伽玛分布在形状参数p-1时的特殊情形。伽玛分布和指数分布的概率密度函数在第3章所列的符号中--起给出。
如渠产品具有恒定失效率，则可用时间服从指数分布并且具有恒定失效强度。这时产品一般不是损耗型的(例如电子设备)。
如果没有关于时间分布的信息可利用，则可用指数分布作第一一级近似。为了检验所有的可用时间是否来自同一指数分布.可作如下的处理：首先按第6.2条的趋势检验进行是否有趋势的检验。如果没有趋势，则做b项；a.
b．按GB5080.6对可用时间的数据进行恒定失效率检验。这两个前提是应用本标准所必需的。试验方案中使用的统计参数主要依赖于不可用时间分布的期望值。伽玛分布的假设是为了数学上326
GB/T 15647-1995
处理的方便，而不要求是决定性的，伽玛分布含有两个参数，它能代表各种形状的概率密度曲线。对任何修复率函数的不可用时间通常用伽玛分布近似。一般来说，即使真实分布是对数正态分布，从实际应用出发，用伽玛分布近似也是是够好的。6.2趋势检验
对i--1,2，-n（这里n一总的观察失效数），记T,=t++?++t
计算：
7[n172
这里I型试验在预先给定的总试验时间T*截止，Ⅱ型试验在总失效时间T，截止。（「型）
(I型）
当n至少为5时，s近似于正态分布，因此，s的计算值应与附录A（补充件）中表A2的临界值相比较。
6.3假设无效时的备选决策
如果稳态假设不成立，这种情况必须对个别事件进行判断。例妇：若平均可用性是可接收的，但可用时间却有增加的趋势，显然产品是可接收的。然而，在解释这些结果时的难点可能必须延长试验。注：生产方与使用方可同意不做趋势检验和分布假设检验，而是规定并同意分布假设。这样，有关可用性试验结果解释的不一致就可避免。
7验证试验的设计
受试产品的真实稳态可用性是否满足规定的可接收值A。，可用性验证试验的结果将作出肯定或否定的回答。作出判决与给定的风险水平α和β有关。验证试验可按如下的方法进行设计：在要求的规范中，对可用性指标、失效的定义、试验的条件和作出拒收判决的后果应与稳态不a.
可用性的可接收值U。一起给予明确的规定，其中U。1一A。；b.
根据产品规范的内容和生产方与使用方的协议，对不可用时间伽玛分布的形状参数“p”值作出选择。通常，E(t)和E(\)是用来协助这种选择。通过所选择的分布，给出其平均可用时间m和平均不可用时间㎡的预计，因此可对产品稳态不可用性的预计值进行计算，该预计值不必等于U。选择可接收的风险水平α、β，其余的试验参数根据第8章的内容决定；d．对定数试验（试验方案1)，确定样本量n和拒收限Um；对定时试验（试验方案2和3），确定试验时间T和拒收限Ulim，e.
f.对序贯试验（试验方案4）,确定判决限A.(r)和R。（r）。这些参数的选择总是包含着准确性与费用之间的折。对给定的决策风险，鉴别比D越接近于1，则要求的试验时越长。
8验证试验方案
8.1试验方案1——定数试验方案当可用时间是指数分布而不可用时间为伽玛分布时，可采用本试验方案本试验方案设计要求观察n个失效数，其中n是满足下列不等式的最小整数。327
判决规则：
GB/T 15647--1995
F,--(2pn,2n) × F,-(2n,2pn) ≤D(1 -U.)/(1 - DU,)若Y/T>U，则作出拒收判决；
其中Umm=F,-.(2pn,2n)×U./(1-U)其他情形测作出接收判决。
8.2试验方案2--试验时间大于15倍平均可用时间的定时试验方案若可用时间服从指数分布，不可用时间服从伽玛分布时，并且试验时间是大于15倍的平均可用时间mu，则可采用本试验方案。本试验方案是基下稳态可用性近似于正态分布。本试验设计包括-个持续试验时间T，其中T*由下式确定：J ui- VlU。
T*= mu(l +p\」
ui-和u1~a的值可从表A2查到。
判决规则：
若Y/(Y+T)>Uin，则作出拒收判决；其中
Um = U. × Lu- D(I-Ue) + H-R VD(I - DU.))[ui--(I -U,) +ut-- /D(1 - DU.)]其他情形作出接收判决。
8.3试验方案3——U<0.05的定时试验方案当平均不可用时间ma与可用时间mu的比值ma/mu小于0.05时，则可采用本试验方案。本试验设计包括-·个持续试验时间T*，试验时问7*与鉴别比D之间的关系见表A3。判决规则：
若Y/(Y+T)>Uin，则作出拒收判决其中Ulm是试验时间T*的函数，可从表A3查到。其他情形则作出接收判决。
8.4试验方案4-一序贯试验方案
试验方案的持续试验时间依赖于产品在试验期间所观察的可用性。每当修理完成，判决规则给出试验是截止还是继续的指南。决策限依赖于在某时刻所出现的失效数r。判决规则：
若Y/TR（r)XU/(1-U,）,则作出拒收判决。若Y/T,则 A.n)-
;其他情形时，A(r）二0.
p[H()-
In[(1-β)/α)
G(;其他情形时,R.(r)=ce。
[D-G(r)
.则R(r)=
p:In(D)
其中：
G(r)=D tp[α/(1-β)Jur+rp)
H(r)=D< [(1-α)/rtrp)
A(r)和R(r)的值可从表A4查出。图2给出广序贯试验方案的例子。328
9试验报告
英谦限
GB/T15647—1995
图2序贯试验方案例（=1,D-5,αβ=0.1）2
周期数
试验报告必须完整，以便为最终作出接收或拒收判决给出可靠的依据。它应包括下述的文件。求的每个文件应参考受试产品和详细的可用性试验规范。9.1试验日志和数据记录
对每个受试产品建立一个文件，按时间顺序记录每个失效的确切时间。内容：
a.产品的核对；
产品名称：
生产）‘家；
产品型号；
试验产品的编号。
按时间顺序记录每次观察和活动：b.
日期和时间；
工作条件；
环境条件；
性能参数值：
不符合规范条件的注释；
计时器的读数；
有关人员的姓名。
一般说明。
9.2失效报告
每个失效都应写一份报告，包括失效的描述、失效分析的结果、对有关的产品（或元件、部件)所采取的措施。
详细内容如下：
9.2.1试验操作人员的报告
失效的鉴别：
失效的日期和日历时间；
试验产品的编号；
GB/T 156471995
有关的组件、子组件、元件或部件；失效时的工作条件；
失效时的环境条件；
计时器的读数；
试验操作人员的姓名。
故障现象：
局部或完全故障的特征；
超出规定限的参数值；
判明故障所使用的仪器。
参考相关的失效报告。
关于故障分类的意见。
推荐纠正措施。
一般说明。
9.2.2维修人员的报告：
故障确认：
所使用的方法和仪器；
观察结果和说明。
维修的描述：
所采取的措施；
修理期间设备的运行时间(可能时)；修复性维修的日期、时间和持续时间；组织机构和修理人员的姓名。
替换件的鉴定：
对每个要替换的元件或部件：
安装位置或电路的位置；
元件或部件的名称；
型号名称和特征；
生产厂家。
关于失效原因和失效分类的意见。推荐的纠正措施或经核准可排除故障的修改。般说明。
9.2.3失效分析人员的报告
被替换元件或部件的分析：
目检和初始测量；
失效分析的描述(物理、化学等）；分析结果；
分析日期；
组织机构和分析人员的姓名。
影响失效的条件分析。
失效的原因和分类。
d。推荐纠正措施。
一般说明。
9.3失效汇总记录
GB/T 15647-1995
这个文件包括了所有失效的汇总信息，失效数据和相关的试验时间可从原始试验日志和失效报告中查出。
内容：
a．般信息：
设备的鉴别；
参考详细的可用性试验规范。
b．所有的关联失效按时间顺序汇总：失效的日期和时间；
失效的分类；
参考的失效报告；
试验产品的编号；
累积的关联失效数；
累积的关联试验时间。
所有的非关联失效汇总；
失效的分类；
参考的失效报告。
d．不可用时间的信息。
9.4替换单元和备件的清单（可选择）该清单给出了单元和备件替换密度的信息，并可用于制订维修计划。内容：
一般信息；
设备的鉴定；
参考详细的可用性试验规范。
清单：
对每个替换单元和备件：
鉴别；
试验期间的使用条件：
设备总数；
失效总数；
总的累积关联试验时间。
9.5最终报告
从可用性验证试验得到试验结果的最终报告应包括：失效汇总记录；
用数值和图表表示的统计处理结果：最终结论和建议采取的措施（如果适用时）。331
103.80分位数
0.90分位数
0.95分位数
GB/T 15647.--1995
附录A
表A1～表A4
（补充件）
F分布分位数
GB/T15647-1995
表A2标准正态分布分位数
表A3试验方案3的鉴别比D和拒收限Ul表中，试验时间（T\*）表示为预计的平均可用时问（mu）的倍数，Ulm表示为稳态不可用性给定的可接收值(U。)的倍数。在第6.1条中给出了选择形状参数力的指南。风险水平(α和β)见第7章。试验方案3的细节见第8.3条。
α-β0.05
Uim/ti。
α-p-:0.10
2、75
α-3—0.10
α β- 0. 20
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