設備成功率的驗證試驗方案設計算法

肖麗麗

摘 要：GB 5080.5-85提供了在特定范圍內對設備進行成功率驗證試驗的試驗方案，并未給出具體算法。為了滿足對設備可靠性越來越高的要求，本文補充了GB 5080.5-85中關于設備成功率的驗證試驗方案設計算法，可對任意給定的成功率、風險值及鑒別比進行計算，并給出相應的試驗方案。

關鍵詞：可靠性 成功率 算法 方案

中圖分類號：TB114.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0116-02

隨著科學技術的發展，產品可靠性越來越得到重視。成功率是指產品在規定條件下，成功地完成規定功能的概率或試驗成功的概率[1]。某些情況下，用成功率表示產品的可靠性，如產品的各項性能是否合格、產品能否正常完成工作任務等。

目前，關于設備成功率的驗證試驗，可參照的試驗標準是GB5080.5-85[2]。GB5080.5-85考慮了生產方風險和使用方風險，通過表格形式給出一些近似的試驗方案，包含做出接收判決時所要做的試驗數和做出拒收判決時所要求的失效數[2]。然而，只有當實際要求的數值在表格中各項數據的范圍內時，才可能通過查表或者內插法得到相應的試驗方案，超出其表格范圍的不能用外插法，該標準中也沒有給出具體算法。

隨著工程上對產品可靠性日益重視，對產品的成功率要求越來越高，很可能超出GB5080.5-85的表格范圍，針對這種情況，本文提出了算法，可根據實際情況，給出相應的試驗方案。

1 符號說明

本文使用的符號與GB5080.5-85保持一致，具體符號及含義如下[2]：

DR：成功率鑒別比

nf：接收所要求的固定試驗數；

rRE：拒收失效數；

R0：可接收的成功率；

R1：不可接收的成功率；

α：生產方風險（標稱的），即當時的拒收概率；

β：使用方風險（標稱的），即當時的接收概率。

2 問題描述

為了描述問題的方便，引入一個新的參數：接收失效數，顯然有。

按照生產方風險和使用方風險的定義，可列出如下兩個公式：

（1）

（2）

故針對設備成功率的驗證試驗，可簡化為問題：已知α、β、R0、DR，給出相應的定時截尾試驗方案。

在實際計算中，由于要求nf和rRE都是正整數，故上面兩個方程只能近似滿足。

3 算法

本文給出了關于設備成功率的驗證試驗方案設計算法。具體計算步驟如下。

（1）通過DR的表達式計算得出R1；

（2）初始值a=0，rRE=1；

（3）把α、β和R1代入式（2）中，得到可能的最小試驗次數nf轉入步驟（4）；

（4）將nf、R0和rRE代入式（1），計算α值；

（5）如果值α大于規定值，則令，e），轉入步驟（3），否則，轉入步驟（5）；

（6）停止迭代，輸出nf、a和rRE，給出相應的統計試驗方案。

4 算法驗證

GB5080.5-85中的表2是在給定α、β、R0和DR后，給出nf和rRE值，與上面的算法輸入完全相同。用本文算法進行迭代，都能得到與GB5080.5-85一樣的結果，從而驗證了上面算法的正確性。

5 案例分析

假設某種新研制的設備，要求其執行某項任務的成功率不小于0.99975。即可接收的成功率為，然后通過給出不同的DR、α、β，利用上面的算法，給出一系列試驗方案，具體方案如表1所示。

6 結語

本文補充了GB 5080.5-85中關于設備成功率的驗證試驗方案設計算法，不要求雙方風險相同，并可對任意給定的成功率、風險值及鑒別比進行計算，給出相應的試驗方案，可滿足對設備可靠性越來越高的要求。

參考文獻

[1] 姜同敏.可靠性與壽命試驗[M].北京：國防工業出版社，2012.

[2] GB 5080.5-85.設備可靠性試驗成功率的驗證試驗方案[S].

[3] 楊怡君.小型斷路器瞬動保護可靠性試驗裝置的研究[D].河北工業大學，2005.