Класифікація випробувань та випробування РЕЗІ на етапах проектування, виготовлення та випуску
Міністерство освіти Республіки Білорусь
Білоукраїнський державний університет інформатики та
«Класифікація випробувань та випробування РЕЗІ на етапах проектування, виготовлення та випуску виробів»
Усі випробування РЕЗІ класифікують (рисунок 1) за методами проведення, призначенням, етапами проектування, виготовлення та випуску, видом випробувань готової продукції, тривалістю, рівнем проведення, видом впливу, що визначаються характеристиками об'єкта.
Методи випробуваньподіляють на дві великі групи:
- фізичні випробування реальних ЕС чи їх макетів;
- Випробування з використанням моделей.
Фізичні випробуванняможуть проводитися як при зовнішніх факторах, що впливають (ВВФ), створюваних штучним шляхом за допомогою випробувальних стендів (стендові випробування) або спеціальних методів і засобів, що застосовуються в лабораторних умовах (лабораторні випробування), так і при природних ВВФ (Полігонні та натурні випробування).
Лабораторні та стендові випробування РЕЗІ відрізняються від реальної експлуатації тим, що при їх проведенні поки що не представляється можливим моделювати випадкову сукупність усіх зовнішніх впливів одночасно, як при реальній експлуатації. Зазвичай при лабораторних та стендових випробуваннях РЕЗИ піддають дії одного або кількох певних навантажень. Це призводить до результатів, які дещо відрізняються від одержуваних при реальній експлуатації. Тому при дослідженні впливу РЕЗІ у природних умовах.
Залежно від умов та місця проведення таких випробувань розрізняють полігонні інатуральнівипробування РЕЗІ. Полігонні випробування РЕЗІ здійснюють на спеціальному обладнаному полігоні за впливом зовнішніх кліматичних факторів. При цьому випробування РЕЗІ, призначених для експлуатації та зберігання лише у певних кліматичних районах, проводять на полігонах, розташованих у пунктах із відповідним кліматом.
Під час проведеннянатуральнихвипробувань РЕЗІ передбачається виконання трьох основних умов:
випробуванням піддаються РЕЗІ, а чи не їх моделі чи складові;
випробування проводяться в умовах та при впливах на РЕЗІ, що відповідають умовам та впливам при експлуатації;
обумовлені характеристики об'єкта випробувань вимірюються безпосередньо, без використання аналітичних залежностей, що відбивають фізичну структуру об'єкта випробувань та його складових частин. При цьому допускається використовувати математичний апарат для статистичної обробки експериментальних даних.
Метаполігоннихтанатурнихвипробувань — дослідження комплексного впливу факторів, що природно впливають на зміну параметрів, властивостей і механізмів відмов РЕЗІ при їх експлуатації та зберіганні. Ці випробування дозволяють: дослідити характер реальних фізико-хімічних процесів, що протікають у матеріалах та елементах РЕЗІ, що випробовуються, при впливі природних факторів; уточнювати дані, що отримуються при випробуваннях РЕЗІ під впливом зовнішніх факторів, що створюються штучним шляхом, а також норми на допустимі зміни параметрів — критеріїв придатності. За результатами полігонних та натурних випробувань розробляють рекомендації щодо захисту РЕЗІ від впливу зовнішніх факторів.
Особливостями натурних випробувань є їхня тривалість, складність у високу вартість. Ці випробування вимагають чіткоїорганізації та оптимального планування. Для обмеження обсягу натурних випробувань програма їх проведення має базуватись на аналізі результатів експлуатації, лабораторних та стендових випробувань, а також вимог, що висуваються до РЕЗІ. Це дозволяє проводити випробування об'єкта тільки в тих природних умовах, в яких вплив факторів, що дестабілізують, найбільш значний. Умови проведення натурних випробувань РЕЗІ повинні максимально наближатися до реальних умов експлуатації, для яких характерне чергування робочих та неробочих періодів. Тому проводять натурні випробування двох видів: під електричним навантаженням (безперервним або циклічним) - для визначення надійності РЕЗІ при функціонуванні; без електричного навантаження - для визначення надійності РЕЗІ при зберіганні.
Натурні випробування достатньо проводити лише з «типовими представниками» груп РЕЗІ (РЕСІ, які мають близькі конструктивно-технологічні рішення), а потім результати випробувань поширюватимуть на всю групу. Це зменшує обсяг і вартість випробувань і в багатьох випадках дозволяє оцінити вплив навколишнього середовища на РЕСІ, що розробляються.
Останнім часом велике практичне значення набуває інформація про надійність РЕЗІ, яка отримується в результаті натурних випробувань в умовах відкритого космосу.
До фізичних належать такожексплуатаційні випробування РЕЗІ.Один з основних видів таких випробувань —дослідна експлуатація.Іноді проводять підконтрольну експлуатацію, яку умовно можна віднести до експлуатаційних випробувань. Під час підготовки до підконтрольної експлуатації обслуговуючий персонал, керуючись спеціально розробленою документацією, здійснює збір, облік та первинну обробку інформації.
Випробування з використанням моделейздійснюють методами фізичного та математичного моделювання, якими у ряді випадків можна замінити складні фізичні випробування реальних РЕЗІ або їх макетів. На вихідні параметри РЕЗІ впливають зміни параметрів елементів, коливання напруг живлення, температури навколишнього середовища, вологості та ін, тобто. велика група (часто взаємопов'язаних) параметрів, які під час створення моделей відмов називають первинними (вхідними).
Фізичне моделюванняполягає в тому, що первинний параметр об'єкта випробувань замінюється простою фізичною моделлю, здатною імітувати зміни даного параметра.
Фізичні моделі можуть піддаватися статистичним випробуванням. Метод статистичних випробувань (метод Монте-Карло) у тому, що шляхом багаторазових випадкових випробувань (обчислень, вироблених над випадковими числами) визначають ймовірність появи деякого випадкового події (математичного очікування випадкової величини). Метод дозволяє визначити характеристики надійності у припущенні, що відомий механізм відмов РЕЗІ при різних поєднаннях значень параметрів, що вибираються випадковим чином відповідно до заданої статистичної моделі. Метод статистичних випробувань передбачає проведення випробувань на реальних об'єктах чи фізичних моделях. При випробуваннях на реальних об'єктах проводять дослідження можливих причин відмов РЕЗІ та їх наслідків, штучно вводячи у схему обриви, короткі замикання або встановлюючи елементи з параметрами, що виходять за допустимі норми. При випробуваннях на моделях РЕЗ ряд елементів замінюють їх фізичними моделями, параметри яких можна змінювати. Моделювання елементів здійснюють на спеціальних стендах, у яких відтворюють випадкові зміни зазначених параметрів.
ПриватнимВиглядом статистичних випробувань РЕЗІ є граничні випробування. Їх проводять визначення залежностей гранично допустимих значень параметрів РЕЗІ від режимів експлуатації.
За призначеннямвипробування можна розділити на:
Дослідницькі випробуванняпроводять вивчення певних характеристик властивостей РЕЗІ. Результати цих випробувань служать для вирішення наступних завдань: визначення або оцінки показників якості функціонування РЕЗИ, що випробовуються, в певних умовах експлуатації; вибору оптимальних режимів роботи та показників надійності РЕЗІ; порівняння безлічі варіантів реалізації РЕЗІ при проектуванні та атестації; побудови математичної моделі функціонування РЕЗІ (оцінки параметрів математичної моделі); відбору суттєвих факторів, що впливають на показники якості функціонування РЕЗІ; вибору математичної моделі РЕЗІ із заданої множини варіантів. Прикладом дослідницьких випробувань можуть бути випробування моделей. Особливістю дослідницьких випробувань є факультативний характер проведення, тобто. вони, зазвичай, не застосовуються при здачі готової продукції.
Визначні випробуванняпроводять для визначення кількісних показників надійності РЕЗ із заданою достовірністю. Показники визначають експериментально шляхом випробувань та подальших вимірювань, аналізу діагностування, за допомогою органолептичних методів реєстрації відмов, ушкоджень та інших подій.
Порівняльні випробуванняслужать для порівняння показників надійності аналогічних або однакових об'єктів. Так, на практиці іноді виникає необхідність зіставити якість аналогічних за характеристиками чи навіть однакових ЕС, що випускаються різними підприємствами. Для цього порівнювані об'єкти випробовують уідентичних умов.
Контрольні випробування,складові найбільш численну групу випробувань, проводять для встановлення відповідності характеристик РЕЗІ заданим.
Випробування на етапах проектування, виготовлення та випуску виробів
Як зазначалося, цілі й завдання випробувань змінюються протягом «життєвого циклу» вироби. У зв'язку з цим зрозуміло виділення випробувань на етапах. На зазначених етапах проводять довідкові, попередні та приймальні випробування. Ці випробування за призначенням можуть бути дослідницькими, контрольними, порівняльними, определительными.
Так,довідкові випробування- дослідницькі, і проводять їх при проектуванні виробів з метою оцінки впливу змін, що вносяться в РЕЗІ (конструктивних, схемотехнічних та ін) для досягнення заданих значень показників якості.
Попередні випробуванняє контрольними для дослідних зразків та (або) дослідних партій продукції та проводяться з метою визначення можливості їх пред'явлення на приймальні випробування.
Приймальні випробуваннятакож є контрольними для дослідних зразків, дослідних партій продукції або одиничних виробів. Ці випробування проводять вирішення питання доцільності постановки продукції виробництва (у разі дослідних зразків) чи передачі їх у експлуатацію (у разі виробництва одиничних виробів).
Випробування готової продукціїподіляють на: