T-CITS 0101-2024 科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)定量加速試驗方法

ICS19.080CCSN00CITSQuantitativeacceleratedtestingmethodforcontrollersystemsofscientificIT/CITS0101—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4通用要求 34.1受試樣機(jī) 34.2試驗設(shè)備、測試儀器要求 44.3試驗條件及允差 44.4加速模型及其因子 44.5試驗準(zhǔn)備工作要求 64.6故障判定與后果分類 74.7有效驗證時間統(tǒng)計原則 75試驗方法 75.1試驗分類 75.2試驗應(yīng)力 75.3加速因子確定與計算 85.4加速試驗流程和步驟 86試驗報告要求 附錄A（規(guī)范性）可靠性指標(biāo)加速試驗設(shè)計 13附錄B（規(guī)范性）壽命指標(biāo)加速試驗設(shè)計 16附錄C（規(guī)范性）應(yīng)力大小設(shè)定 18附錄D（資料性）加速試驗建模與加速因子計算（示例） 19附錄E（規(guī)范性）加速試驗記錄表格 23參考文獻(xiàn) T/CITS0101—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件結(jié)合了科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的特點及應(yīng)用環(huán)境，基于定量加速試驗方法，對平均故障間隔時間和壽命指標(biāo)/使用期限進(jìn)行評價。本文件提供了加速試驗應(yīng)力、加速模型及其因子的選取和計算方法，以及較詳實的定量加速試驗流程，可實現(xiàn)科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)可靠性或壽命指標(biāo)/使用期限的快速評價。本文件某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國檢驗檢測學(xué)會提出并歸口。本文件起草單位：廣東科鑒檢測工程技術(shù)有限公司、北京北分瑞利分析儀器（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、廣州市浩洋電子股份有限公司、廣州禾信儀器股份有限公司、遼寧省醫(yī)療器械檢驗檢測院、上騰科技（廣州）有限公司、北方工業(yè)大學(xué)、中國計量科學(xué)研究院、安順高新區(qū)檢測中心有限公司、中國科學(xué)院高能物理研究所、廣州理工學(xué)院、東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院、廣州市明美光電技術(shù)有限公司、中廣核醫(yī)療科技（綿陽）有限公司、廣東白云學(xué)院。本文件主要起草人：文武、方子敏、周加才、蔣偉楷、黃正旭、郝素麗、張儒鋒、李明、龔曉云、江游、錢森、唐露新、丁度坤、劉雷、盧永紅、熊行創(chuàng)、張春旺、徐歆凱、石遠(yuǎn)豪、崔鈺鵬、吳佐霞、彭穎茹、黃前程、陳曉清、張軍波。T/CITS0101—2024依據(jù)GB/T32847—2016，科學(xué)儀器設(shè)備分為：——通用科學(xué)儀器設(shè)備：質(zhì)譜儀器、色譜儀器、光譜儀器、波譜儀器、能譜儀器、電化學(xué)儀器、衍射儀器、顯微鏡、熱分析儀器、生化分析儀器、樣品前處理及制備儀器、物理性能測試儀器、計量儀器與基標(biāo)準(zhǔn)、電子/電氣與通信科學(xué)儀器設(shè)備、激光器、人工實驗環(huán)境設(shè)備、其他通用科學(xué)儀器設(shè)備等?！獙Ｓ每茖W(xué)儀器設(shè)備：空間與天文、大氣探測、地球、海洋與陸地水資源、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)醫(yī)藥、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運輸、能源與核、機(jī)械裝備、工藝試驗、特種檢測以及其他類科學(xué)儀器設(shè)備?？茖W(xué)儀器設(shè)備中的電控系統(tǒng)具有控制、驅(qū)動、通訊、信號和數(shù)據(jù)處理等功能，因此電控系統(tǒng)設(shè)計要求高精度和高可靠性。電控系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)面臨溫度、濕度、振動等環(huán)境條件及其組合條件，對儀器精度和可靠性具有較為明顯的影響。在科學(xué)儀器設(shè)備可靠性方面，已發(fā)布T/CIS03001.1—2020和T/CIS03002.1—2020，且在科學(xué)儀器設(shè)備整機(jī)及其電氣系統(tǒng)中得到應(yīng)用，可解決科學(xué)儀器設(shè)備整機(jī)平均故障間隔時間驗證、電氣系統(tǒng)快速充分暴露缺陷問題。對科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)高可靠或長壽命指標(biāo)驗證，如采用上述試驗技術(shù)手段驗證，則所需試驗時間長、經(jīng)濟(jì)代價大，工程實用性與操作性不強(qiáng)，或無法量化其加速效應(yīng)實現(xiàn)可靠性或壽命指標(biāo)的快速評價。加速試驗方法是一種經(jīng)濟(jì)高效、操作性強(qiáng)的驗證手段，是實現(xiàn)電控系統(tǒng)高可靠或長壽命快速驗證的有效方法。依據(jù)GB/T34986，加速試驗分為：——定性加速試驗方法：試驗應(yīng)力相比正常條件增大，但無法量化評估其加速效應(yīng)，無法對可靠性或壽命指標(biāo)進(jìn)行量化評估，通常以快速充分暴露缺陷為目的。——定量加速試驗方法：試驗應(yīng)力相比正常條件增大，且可量化評估其加速效應(yīng)，可對可靠性或壽命指標(biāo)進(jìn)行量化評估，實現(xiàn)可靠性或壽命指標(biāo)/使用期限驗證。1T/CITS0101—2024科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)定量加速試驗方法本文件規(guī)定了科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)（以下簡稱“電控系統(tǒng)”）開展定量加速試驗（以下簡稱“加速試驗”）的通用要求，并描述了科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)開展加速試驗的方法。本文件適用于科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)及其電子部件、電路板組件的可靠性指標(biāo)和壽命指標(biāo)快速驗證與評估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/CIS03001.1—2020科學(xué)儀器設(shè)備可靠性整機(jī)平均故障間隔時間驗證方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1科學(xué)儀器設(shè)備scienceinstrumentandequipment直接用于研究、觀測、試驗、檢驗、檢測、計量等各類科技活動和教學(xué)活動的儀器和設(shè)備（含配套附件及軟件）。注：不包括與基建配套的各種動力設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、輔助設(shè)備，也不[來源：GB/T31075—2014，2.2.5，有修改]3.2電控系統(tǒng)controllersystem在儀器設(shè)備中實現(xiàn)控制、驅(qū)動、通訊、信號和數(shù)據(jù)處理等功能的電氣、電子控制系統(tǒng)。3.3故障fault產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。注：通常指功能故障，因預(yù)防性維修或其他計劃性活動或缺乏外部資源造成不能執(zhí)行規(guī)定功能的情況除外。3.4關(guān)聯(lián)故障relevantfailure產(chǎn)品按規(guī)定的條件使用而發(fā)生的故障，或已證實由產(chǎn)品設(shè)計所引起的故障。注：例如產(chǎn)品設(shè)計和工藝故障、零部件故障、耗損零件故障和機(jī)內(nèi)測試故障等，否則為非關(guān)聯(lián)故障。3.5責(zé)任故障chargeablefailure關(guān)聯(lián)故障或事先已規(guī)定某個特定組織提供的產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)故障，否則為非責(zé)任故障。注：承制方提供的受試樣機(jī)在試驗中出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)的原發(fā)故障，或由此引起的任何誘發(fā)故障，算作一次責(zé)任故障。3.6平均故障間隔時間meantimebetweenfailuresMTBF相鄰兩次故障之間的平均工作時間。2T/CITS0101—2024注：其度量方法為：在規(guī)定的條件下和規(guī)定的期間內(nèi)，產(chǎn)品壽命單位3.7在規(guī)定條件下，產(chǎn)品從開始使用到報廢的時間單位數(shù)。注1：壽命單位是指對產(chǎn)品使用持續(xù)期的度量，如注2：壽命歷程由貯存和使用兩個過程構(gòu)成。貯存壽命是指在規(guī)定的貯存條件下能滿足規(guī)定要求的貯存期限；使用壽命即使用期限，是指產(chǎn)品使用到無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上都不宜再使用，而應(yīng)大修或3.8定量加速試驗quantitativeacceleratedtesting為縮短試驗時間，增大施加在受試樣機(jī)上的應(yīng)力量值或載荷頻次的試驗。通常以定量、快速評價可靠性指標(biāo)要求（如平均故障間隔時間、壽命/使用期限）為目的。3.9受試樣機(jī)testedprotrotype用于開展定量加速試驗的科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的樣機(jī)。3.10環(huán)境應(yīng)力environmentalstress環(huán)境因素如溫度、濕度、電、振動和沖擊等對儀器設(shè)備產(chǎn)生的單一或組合或綜合的作用。3.11加速試驗應(yīng)力acceleratedteststress為縮短試驗時間而施加在受試樣機(jī)上顯著增大的應(yīng)力。該類應(yīng)力往往是受試樣機(jī)正常貯存、使用、試驗的典型應(yīng)力，也是實際使用中引起受試樣機(jī)失效的主要（敏感）應(yīng)力。注：按照應(yīng)力的種類，加速試驗應(yīng)力通常分為溫度應(yīng)力（如高溫應(yīng)力數(shù)，同一加速試驗應(yīng)力對應(yīng)不同參數(shù)，如高3.12加速模型acceleratedmodel用于描述相關(guān)作用應(yīng)力對產(chǎn)品可靠性特指參數(shù)影響的一種函數(shù)關(guān)系。注：可靠性特征參數(shù)包括退化速度、失效率、3.13阿倫尼斯模型Arrheniusmodel一種描述由溫度應(yīng)力引起失效的加速模型。注：由阿倫尼斯（Arrhenius）提出，適用于描述產(chǎn)品失效3.14哈爾伯格-佩克模型Hallbery-Peckmodel一種描述由溫度、濕度應(yīng)力共同作用引起失效的加速模型。注：由哈爾伯格-佩克（Hallbery-Peck）提出，適用于描述產(chǎn)品失效機(jī)理為溫度、濕3.15加速因子accelerationfactorAF產(chǎn)品在預(yù)期使用應(yīng)力條件下與加速試驗應(yīng)力條件下的可靠性特征參數(shù)的比值。注1：加速因子用于衡量加速試驗的效果，對于有效果的加速試驗，其注2：當(dāng)產(chǎn)品壽命符合指數(shù)分布時，加速因子指產(chǎn)品在使用應(yīng)力下與在加速試驗應(yīng)力下達(dá)到相同累積失效概率的時3.16激活能activationenergy3T/CITS0101—2024Ea晶體中晶格點陣上的原子運動到另一點陣或間隙位置時所需的能量，是反映溫度應(yīng)力對產(chǎn)品壽命影響的一種指標(biāo)。注：金屬材料的激活能單位為eV；非金屬材料的激活能（活化能）單位為kJ/mol。3.17生產(chǎn)方風(fēng)險producerriskαMTBF真值不小于檢驗上限(θ0）時，判定MTBF真值小于檢驗上限(θ0）的最大概率。3.18使用方風(fēng)險userriskβMTBF真值小于檢驗下限(θ1）時，判定MTBF真值不小于檢驗上限(θ0）的最大概率。3.19MTBF檢驗下限lowertestMTBFθ1可接收的最低MTBF值。若電控系統(tǒng)的MTBF的真值不大于MTBF檢驗下限(θ1），則電控系統(tǒng)被接收的概率至多為100β%。電控系統(tǒng)的MTBF檢驗下限取值等于電控系統(tǒng)的MTBF的最低可接受值。3.20MTBF檢驗上限uppertestMTBFθ0可接收的最高M(jìn)TBF值。若電控系統(tǒng)的MTBF真值不小于MTBF檢驗上限(θ0），則電控系統(tǒng)被接收的概率至少為100(1?α)%。3.21鑒別比discriminationratiodMTBF的檢驗上限(θ0）與檢驗下限(θ1）的比值。4通用要求4.1受試樣機(jī)4.1.1技術(shù)狀態(tài)受試樣機(jī)通常為研制中或改型中的樣機(jī)，其功能和性能均應(yīng)符合預(yù)期要求。4.1.2受試樣機(jī)數(shù)量受試樣機(jī)的數(shù)量應(yīng)根據(jù)試驗設(shè)備可放置（安裝）樣機(jī)的數(shù)量、單臺樣機(jī)的經(jīng)濟(jì)成本、可提供的樣機(jī)數(shù)量等，綜合考慮確定。當(dāng)采取加速模型求取模型參數(shù)和加速因子時，單應(yīng)力應(yīng)開展至少3組加速試驗，每增加一種應(yīng)力至少應(yīng)增加1組加速試驗，每組加速試驗所需樣機(jī)數(shù)量宜為6臺～30臺。當(dāng)采取加速模型和經(jīng)驗參數(shù)事先預(yù)估加速因子時，可僅開展1組加速試驗，則所需樣機(jī)數(shù)量推薦為注1：適度增加樣機(jī)數(shù)量可增加加速試驗結(jié)果注2：應(yīng)準(zhǔn)備適當(dāng)數(shù)量、技術(shù)狀態(tài)相同的備份樣機(jī)或備件用于加速試4.1.3明確樣機(jī)信息在試驗前，應(yīng)明確受試樣機(jī)的組成、功能、尺寸、重量、安裝要求、供電要求及運行條件等信息。試驗前還應(yīng)對受試樣機(jī)進(jìn)行分析，評估可能發(fā)生的失效或可能發(fā)生故障的部件、所需的連接措施和焊接工藝等，提前準(zhǔn)備好替代或修復(fù)方案。4T/CITS0101—2024必要時承制方應(yīng)提供受試樣機(jī)的電路原理圖和PCB圖、元器件清單、制造工藝等資料。注1：明確受試樣機(jī)的安全操作事項，如供電適配、接地等影4.2試驗設(shè)備、測試儀器要求4.2.1試驗設(shè)備要求試驗設(shè)備是用于給受試樣機(jī)施加加速試驗應(yīng)力的設(shè)備，應(yīng)滿足以下要求：a)經(jīng)計量校準(zhǔn)或檢定合格，能溯源到國家最高計量標(biāo)準(zhǔn)，且預(yù)期整個試驗過程中均處在有效期內(nèi)；b)試驗設(shè)備能完全容納受試樣機(jī)，并使受試樣機(jī)實現(xiàn)運行和操作；c)試驗設(shè)備能施加滿足加速試驗條件的應(yīng)力，如溫度、濕度、電、振動應(yīng)力等；d)試驗設(shè)備能保持和監(jiān)控試驗設(shè)備施加的應(yīng)力條件；e)能防止受試樣機(jī)在試驗中產(chǎn)生與實際不符的應(yīng)力傳遞。4.2.2測試儀器、儀表要求測試儀器、儀表是用于給受試樣機(jī)做功能性能測試的儀器和儀表，應(yīng)滿足以下要求：a)經(jīng)計量校準(zhǔn)或檢定合格，能溯源到國家最高計量標(biāo)準(zhǔn)，且預(yù)期整個試驗過程中均處在有效期內(nèi)；b)測試儀器和儀表的最大允許誤差絕對值不超過受試樣機(jī)聲稱最大允許誤差絕對值的三分之一；c)能適應(yīng)受試樣機(jī)試驗、運行、測試的環(huán)境條件要求。對個別特殊儀器儀表，無計量校準(zhǔn)條件和方法的，可通過比對測試，證明其測試的準(zhǔn)確性。4.3試驗條件及允差4.3.1基準(zhǔn)條件基準(zhǔn)條件應(yīng)符合受試樣機(jī)的安裝使用環(huán)境條件要求，包括氣候環(huán)境、機(jī)械環(huán)境、電磁環(huán)境等?；鶞?zhǔn)條件一般包括以下條件：a)溫度：電控系統(tǒng)使用環(huán)境溫度范圍；b)相對濕度：電控系統(tǒng)使用環(huán)境相對濕度范圍；c)電應(yīng)力：電控系統(tǒng)額定電壓/電流/功率；d)振動：電控系統(tǒng)使用現(xiàn)場實測振動條件。4.3.2加速試驗條件允差加速試驗條件允許誤差應(yīng)符合以下規(guī)定：a)溫度：溫度穩(wěn)定后±2℃;b)相對濕度：濕度穩(wěn)定后±5%RH；c)電應(yīng)力：電應(yīng)力穩(wěn)定后±4%（不高于36V時）；±2%（高于36V時）；d)振動：1)正弦振動：幅值：±10%；加速度：±10%；2)隨機(jī)振動：500Hz以下：+3dB，-1.5dB；500Hz～2000Hz：±3dB；3)頻率：±2%（低于25Hz時，±0.5Hz）。4.4加速模型及其因子4.4.1加速模型分類與選擇電控系統(tǒng)加速試驗根據(jù)不同試驗應(yīng)力將加速模型分為：——基于高溫應(yīng)力的阿倫尼斯模型；——基于濕熱應(yīng)力的哈爾伯格-佩克模型；——基于振動應(yīng)力/電應(yīng)力/溫變應(yīng)力的逆冪律模型；——時間壓縮加速模型；——事件壓縮加速模型。5T/CITS0101—2024通常，根據(jù)施加的加速應(yīng)力類型，選擇對應(yīng)的加速模型，如高溫應(yīng)力加速選擇阿倫尼斯模型，溫濕度應(yīng)力加速選擇哈爾伯格-佩克模型，振動應(yīng)力/電應(yīng)力/溫變應(yīng)力加速選擇逆冪模型等。4.4.2阿倫尼斯模型及因子當(dāng)受試樣機(jī)實際使用中主要受高溫應(yīng)力影響時，選擇高溫應(yīng)力作為加速試驗應(yīng)力，則加速模型通常用阿倫尼斯模型，該模型假設(shè)退化速度是絕對溫度的指數(shù)函數(shù)。阿倫尼斯模型退化速度可用公式（1）表示：ul=A?eKB式中：ul——在溫度應(yīng)力為Tl條件下的退化速度；A——頻數(shù)因子，常量（與溫度無關(guān)）；Ea——激活能，通常在0.6eV～1.2eV之間；KB——波爾茲曼常數(shù)（8.6174×10?5eV/K）；Tl——在應(yīng)力水平l下的溫度應(yīng)力，單位為開爾文（K）。加速試驗條件下相對于基準(zhǔn)條件下的加速因子見公式（2...............................................式中：Tu——在基準(zhǔn)條件下的溫度應(yīng)力，單位為開爾文（K）；Ta——在加速試驗條件下的溫度應(yīng)力，單位為開爾文（K）。加速試驗應(yīng)力條件下的失效率見公式（3）： λTa=λTu?AF=λTu×eKBTuTa.........................................（3）λ(Tu)——在基準(zhǔn)條件（基準(zhǔn)溫度應(yīng)力為Tu）下的失效率；λ(Ta)——在加速試驗條件（加速溫度應(yīng)力為Ta）下的失效率。4.4.3哈爾伯格-佩克模型及因子當(dāng)受試樣機(jī)實際使用中主要受高溫高濕應(yīng)力影響時，選擇溫濕度應(yīng)力作為加速試驗應(yīng)力，加速模型通常用哈爾伯格-佩克模型，其退化速度表示見公式（4）：Ea1ul=A?eKBTl?RHl?n....................................式中：ul——在溫度應(yīng)力為Tl(K)和相對濕度應(yīng)力RHl(%RH)條件下的退化速度；Ea——激活能，通常在0.6eV～1.2eV之間；A——頻數(shù)因子；KB——波爾茲曼常數(shù)（8.6174×10?5eV/K）；Tl——在應(yīng)力水平l下的高溫加速應(yīng)力，單位為開爾文（K）；RHl——在應(yīng)力水平l下的濕度加速試驗，用相對濕度（%RH）表示；n——冪指數(shù)，通常n取1～3。可推導(dǎo)出加速因子AF見公式（5）：AF=e?n.......................................................式中：Ea——激活能，單位為電子伏特（eV）；KB——波爾茲曼常數(shù)（8.6174×10?5eV/K）；Tu——基準(zhǔn)條件下的溫度，單位為開爾文（KTa——加速試驗條件下的溫度，單位為開爾文（K）；6T/CITS0101—2024RHu——基準(zhǔn)條件下的濕度，用相對濕度（%RH）表示；RHa——加速試驗條件下的濕度，用相對濕度（%RH）表示；n——冪指數(shù)，通常在1～3之間。4.4.4逆冪律模型及因子當(dāng)受試樣機(jī)實際使用中主要受振動應(yīng)力或電應(yīng)力或溫變應(yīng)力影響時，選擇振動應(yīng)力、電應(yīng)力、溫變應(yīng)力作為加速試驗應(yīng)力，則加速模型通常選用逆冪律模型，其退化速度表示見公式（6）：ul=C·slm....................................................................（6）式中：ul——在應(yīng)力為sl條件下的退化速度；C——頻數(shù)因子；m——冪指數(shù)?？赏茖?dǎo)出加速因子見公式（7）：m.........................................................式中：uu——基準(zhǔn)條件下的壽命特征值（與基準(zhǔn)條件下的實際使用應(yīng)力相關(guān)的函數(shù)）；ua——加速試驗條件下的壽命特征值（與加速試驗條件下的加速試驗應(yīng)力相關(guān)的函數(shù)su——基準(zhǔn)條件下的應(yīng)力值；sa——加速試驗條件下的應(yīng)力值；m——逆冪指數(shù)。4.4.5時間及事件壓縮模型時間或事件壓縮加速試驗，主要用于以耗損型故障模式的電控系統(tǒng)，應(yīng)力的增加是通過延長應(yīng)力施加的持續(xù)時間或頻次而不是增加其應(yīng)力量值來實現(xiàn)的。a)時間壓縮加速試驗時間壓縮加速試驗是受試樣機(jī)通過增加每天持續(xù)工作時間達(dá)到縮短驗證時間周期的加速試驗。時間壓縮加速試驗忽略了非工作狀態(tài)所占時間及所帶來故障影響，適用于電控系統(tǒng)工作應(yīng)力及其累積損傷明顯高于非工作狀態(tài)或者備用狀態(tài)的場合。b)事件壓縮加速試驗事件壓縮加速試驗是受試樣機(jī)通過增加應(yīng)力重復(fù)施加頻次達(dá)到縮短驗證時間的加速試驗，采取了累積損傷等效原則，特別適用于運動部件。事件壓縮加速試驗忽略了非事件（如不動作）狀態(tài)所占時間及所帶來故障影響；同時也應(yīng)注意，重復(fù)頻率加快到一定程度后可能加速產(chǎn)品失效。4.5試驗準(zhǔn)備工作要求在開展加速試驗前，承制方和承試方應(yīng)完成下述各自各項準(zhǔn)備工作。a)承制方應(yīng)完成以下各項準(zhǔn)備工作：1)所需的技術(shù)資料（研制任務(wù)書或技術(shù)要求、儀器設(shè)備說明書、測試細(xì)則等）；2)受試樣機(jī)及相關(guān)信息（明確型號、組成、技術(shù)狀態(tài)、尺寸、重量、數(shù)量、功耗等要求3)負(fù)載裝置（受試樣機(jī)正常運行所需的計算機(jī)、配試品、模擬負(fù)載等）；4)試驗用供電電源、工裝夾具、測試夾具及連接電纜（受試樣機(jī)安裝和測試用）；5)測試和監(jiān)測用儀器儀表和測試軟件；6)排故、維修工具和備件（與受試樣機(jī)技術(shù)狀態(tài)一致）；7)樣機(jī)技術(shù)保障隊伍（包括測試、排故和維修人員）。b)在開展加速試驗前，承試方應(yīng)完成以下各項準(zhǔn)備工作：1)加速試驗方案或大綱（明確加速試驗要求和條件、測試項目和方法、故障判據(jù)等）；2)滿足加速試驗條件的試驗設(shè)備；3)加速試驗運行所需的水電氣保障設(shè)施；7T/CITS0101—20244)通用的保障設(shè)備、工具、測試儀器等；5)加速試驗實施保障隊伍。4.6故障判定與后果分類4.6.1故障判定受試樣機(jī)在加速試驗中出現(xiàn)下列任一情況判為故障：a)受試樣機(jī)不能工作或部分功能喪失；b)受試樣機(jī)參數(shù)檢測結(jié)果超出規(guī)范（規(guī)定）允許范圍；c)受試樣機(jī)的機(jī)械、結(jié)構(gòu)部件或元器件發(fā)生的松動、破裂、斷裂或損壞。4.6.2故障后果分類將故障按照后果分成兩類：a)嚴(yán)重故障：直接導(dǎo)致停機(jī)的事件，導(dǎo)致無法開機(jī)、無法正常運行、無法實現(xiàn)基本和主要功能、技術(shù)指標(biāo)超差至不可接受，可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果或不符合安全規(guī)定，而必須停機(jī)處理的故障；b)一般故障：樣機(jī)出現(xiàn)故障報警或征兆、部分功能喪失、技術(shù)指標(biāo)超標(biāo)，但樣機(jī)未停機(jī)、無需停機(jī)、可正常運行、可繼續(xù)正常使用，且可完成基本和主要功能。4.7有效驗證時間統(tǒng)計原則本次驗證的有效驗證時間是指各受試樣機(jī)可確定的正常運行的時間累積之和。各樣機(jī)的有效驗證時間時應(yīng)為其總驗證時間減去無效驗證時間，各樣機(jī)的有效驗證時間之和為本次驗證的總累積有效驗證時有效驗證時間統(tǒng)計原則如下：a)如樣機(jī)在試驗期間未發(fā)生故障，則整個試驗時間均為有效驗證時間；b)如樣機(jī)在試驗期間發(fā)生故障，則帶故障運行的時間不能作為有效驗證時間；c)當(dāng)驗證中測試發(fā)現(xiàn)某個受試樣機(jī)故障時，無效驗證時間為發(fā)生故障的受試樣機(jī)上次檢測結(jié)果正常的對應(yīng)檢測結(jié)束時刻至本次檢測發(fā)現(xiàn)故障對應(yīng)檢測開始時刻之間的時間。5試驗方法5.1試驗分類5.1.1概述根據(jù)試驗?zāi)康?，加速試驗分為用于評價平均故障間隔時間（MTBF）指標(biāo)的加速試驗和用于評價壽命指標(biāo)（L）的加速試驗。5.1.2基于加速試驗評價MTBF指標(biāo)在開展加速試驗前，應(yīng)明確電控系統(tǒng)的平均故障間隔時間（MTBF）指標(biāo)?；诩铀僭囼炘u價平均故障間隔時間（MTBF）指標(biāo)加速試驗設(shè)計見附錄A。5.1.3基于加速試驗評價壽命指標(biāo)在開展加速試驗前，應(yīng)明確電控系統(tǒng)的壽命（L）指標(biāo)?；诩铀僭囼炘u價壽命（L）指標(biāo)加速試驗設(shè)計見附錄B。5.2試驗應(yīng)力5.2.1應(yīng)力類型選擇根據(jù)儀器設(shè)備典型使用環(huán)境條件選擇電控系統(tǒng)加速試驗的應(yīng)力類型：a)類型I：在地面固定使用的科學(xué)儀器設(shè)備，加速試驗應(yīng)力類型可選擇溫度、濕度、電應(yīng)力或其組合；8T/CITS0101—2024b)類型II：在移動狀態(tài)下（如車載、機(jī)載、艦/船載、手持式）使用的科學(xué)儀器設(shè)備，加速試驗應(yīng)力類型除選擇溫度、濕度、電應(yīng)力外，還應(yīng)增加振動應(yīng)力或其組合。注：上述兩種類型的加速試驗應(yīng)力，如不能覆蓋電控系統(tǒng)所有的加速5.2.2應(yīng)力數(shù)量選取根據(jù)以下情況選取應(yīng)力數(shù)量：a)在加速模型參數(shù)或加速因子未知（或未事先確定）的情況下，應(yīng)選取不少于3個應(yīng)力用于開展加速試驗；b)在加速模型參數(shù)或加速因子已知（或已事先確定）的情況下，應(yīng)選取至少1個應(yīng)力用于開展加速試驗。應(yīng)力，利用經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃徒?jīng)驗參數(shù)反向設(shè)計加速試驗，得出加速試驗所需時5.2.3應(yīng)力大小設(shè)定當(dāng)采用1個應(yīng)力開展加速試驗時，推薦使用最高應(yīng)力。當(dāng)采用多個應(yīng)力開展加速試驗時，應(yīng)依次確定最高應(yīng)力、最低應(yīng)力、中間應(yīng)力，應(yīng)力大小設(shè)定計算見附錄C。5.3加速因子確定與計算5.3.1加速因子確定方法在不改變失效機(jī)理前提下，本文件中加速因子采用以下確定方法：a)達(dá)到相同累積失效概率（或相同篩選度）時基準(zhǔn)條件所用的試驗時間與加速試驗條件所用試驗時間的比值；b)基準(zhǔn)條件下的可靠性特征參數(shù)與加速試驗條件下的可靠性特征參數(shù)的比值，可靠性特征參數(shù)可為MTBF、壽命、退化速度或失效率。5.3.2加速因子計算方法根據(jù)加速因子的度量方法，通常計算加速因子的方法有：a)在多組加速試驗應(yīng)力下開展加速試驗，獲得各組加速試驗應(yīng)力下的可靠性特征值，通過線性化求解外推獲得基準(zhǔn)條件下的可靠性特征值和模型參數(shù)（如激活能、逆冪次數(shù)等從而得到加速模型及其參數(shù)，進(jìn)而可計算出規(guī)定加速試驗條件下相對于基準(zhǔn)條件下的加速因子；b)在已知基準(zhǔn)條件、加速試驗條件的前提下，利用電控系統(tǒng)的加速模型和經(jīng)驗參數(shù)，計算得到電控系統(tǒng)在加速試驗條件下相對于基準(zhǔn)條件下的加速因子；c)在已知基準(zhǔn)條件、加速試驗條件的前提下，利用各個元器件的基準(zhǔn)失效率、加速模型和經(jīng)驗參數(shù)，計算得到各個元器件加速試驗條件下的失效率，并通過建模獲得電控系統(tǒng)在基準(zhǔn)條件下的失效率和在加速試驗條件下的失效率；電控系統(tǒng)在加速試驗條件下的失效率與在基準(zhǔn)條件下的失效率的比值作為加速因子。5.4加速試驗流程和步驟加速試驗流程分為試驗準(zhǔn)備、試驗執(zhí)行、試驗結(jié)束三個階段。a)試驗準(zhǔn)備：明確評價指標(biāo)、確定基準(zhǔn)條件、選擇加速試驗應(yīng)力類型及量值、確定加速模型及因子、確定加速試驗時間、試驗周期劃分、測試項目確定、加速試驗準(zhǔn)備。b)試驗執(zhí)行：預(yù)處理（必要時）、受試樣機(jī)安裝、初始檢測、實施周期試驗、中間檢測、試驗中斷處理（必要時）。c)試驗結(jié)束：恢復(fù)（必要時）、最后檢測。加速試驗實施流程和步驟見圖1。9T/CITS0101—2024圖1加速試驗實施流程和步驟5.4.1明確評價指標(biāo)根據(jù)承制方的評價要求及已確定的評價指標(biāo)，選擇對應(yīng)的評價方式，按照5.1及附錄A.1和附錄工作狀態(tài)時間、非工作狀態(tài)時間）、動作次數(shù)等，確定每年的典型工作天數(shù)，每天的典型5.4.2確定基準(zhǔn)條件為量化加速因子，應(yīng)確定電控系統(tǒng)在實際使用中的典型條件，作為與加速試驗條件比較的基準(zhǔn)條件。通常地，確定的基準(zhǔn)條件，應(yīng)涵蓋加速試驗應(yīng)力類型?；鶞?zhǔn)條件可根據(jù)承制方的規(guī)定確定，或可根據(jù)電控系統(tǒng)在典型使用環(huán)境下的局部環(huán)境實測結(jié)果和實際使用要求確定。當(dāng)沒有實測數(shù)據(jù)時，推薦選取的溫濕度、振動應(yīng)力基準(zhǔn)條件如下：1）在室內(nèi)固定使用的電控系統(tǒng)——非工作狀態(tài)下的基準(zhǔn)條件：選取25℃、50%RH；T/CITS0101—2024——工作狀態(tài)下的基準(zhǔn)條件：選取30℃、50%RH。2）在室外固定使用的電控系統(tǒng)——非工作狀態(tài)下的基準(zhǔn)條件：選取30℃、60%RH；——工作狀態(tài)下的基準(zhǔn)條件：選取35℃、50%RH。3）在移動場合使用的電控系統(tǒng)除依據(jù)上述條款選取溫濕度應(yīng)力外，可參照相關(guān)電控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中的振動條件作為振動基準(zhǔn)條件。如儀器設(shè)備電控系統(tǒng)承受其他典型應(yīng)力，需將其作為加速應(yīng)力試驗，可以實際承受環(huán)境中該應(yīng)力的典型值作為其基準(zhǔn)條件。5.4.3選擇加速試驗應(yīng)力類型及量值根據(jù)科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的典型使用環(huán)境及失效相關(guān)的主要環(huán)境因素，選擇加速試驗應(yīng)力類型，通?？蛇x取的應(yīng)力類型包括溫度、溫濕度、振動及其組合或綜合。在確定應(yīng)力類型后，確定儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的加速試驗應(yīng)力量值。應(yīng)力類型與量值大小按照5.2確定。5.4.4確定加速模型及加速因子在確定加速試驗應(yīng)力類型和量值后，依據(jù)4.4選擇加速試驗應(yīng)力對應(yīng)的加速模型及加速因子函數(shù)，加速因子的計算見附錄D。5.4.5確定加速試驗時間根據(jù)評價指標(biāo)要求，選擇統(tǒng)計方案或工程經(jīng)驗系數(shù)，依據(jù)樣機(jī)數(shù)量，可確定加速試驗時間?？煽啃灾笜?biāo)（如MTBF）評價所需的加速試驗時間按照A.2和A.3確定；壽命指標(biāo)評價所需的加速試驗時間按照B.2和B.3確定。5.4.6試驗周期劃分通常地，將加速試驗時間分成若干個周期實施。在確定試驗周期時，可考慮一個試驗周期對應(yīng)其指標(biāo)的一個單位或幾分之一個單位，若指標(biāo)單位為小時，則每個周期的加速試驗時間/次數(shù)可等效折算為100小時、500小時、1000小時的考核；若指標(biāo)單位為年，則每個周期的加速試驗時間/次數(shù)可等效折算為一個季度、半年、1年。在每個試驗周期后，對受試樣機(jī)進(jìn)行功能性能檢測，確認(rèn)其是否正常，作為其能否達(dá)到對應(yīng)累積等效折算時間的指標(biāo)要求的依據(jù)。5.4.7測試項目確定在開展加速試驗前，應(yīng)根據(jù)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格書確定試驗前初始檢測項目、各個周期試驗后中間檢測項目、試驗結(jié)束后的最后檢測項目。初始檢測和最后檢測應(yīng)對受試樣機(jī)進(jìn)行全面的功能檢查和性能測試。在各個試驗周期后的中間檢測時，至少應(yīng)對受試樣機(jī)的主要功能性能進(jìn)行檢測，具備條件時可對受試樣機(jī)關(guān)鍵功能或性能參數(shù)進(jìn)行實施監(jiān)測。試驗中不能檢測的項目應(yīng)給予說明。當(dāng)具備實時監(jiān)測條件時，可在試驗周期中進(jìn)行實時監(jiān)測，以獲得更為充分的檢測數(shù)據(jù)。檢測和監(jiān)測項目應(yīng)明確項目名稱、合格判據(jù)、檢測依據(jù)、檢測方法。5.4.8加速試驗準(zhǔn)備在開展加速試驗前，應(yīng)按照第4章準(zhǔn)備加速試驗所需的受試樣機(jī)、試驗設(shè)備、測試儀器，確保受試樣機(jī)可在試驗設(shè)備中正常通電、運行、加載，通過測試儀器可完成規(guī)定檢測項目。5.4.9預(yù)處理（必要時）在試驗開始之前，為了消除或部分消除受試樣機(jī)過去所受的影響，必要時，可按相關(guān)規(guī)范的要求對受試樣機(jī)進(jìn)行預(yù)處理。5.4.10受試樣機(jī)安裝T/CITS0101—2024若無其他規(guī)定，受試樣機(jī)在試驗設(shè)備中應(yīng)模擬實際使用狀態(tài)安裝、連接，并配置測試儀器、連接線纜及必要的測試軟件。實際工作中使用而在試驗中不用的插頭、外罩及檢測板應(yīng)保持原狀；實際工作中加以保護(hù)的而在試驗中無需使用的機(jī)械或電氣連接處應(yīng)加以適當(dāng)?shù)母采w。對于要求控制溫度的試驗，受試樣機(jī)應(yīng)當(dāng)在正常試驗的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行安裝，并應(yīng)盡可能安裝在試驗設(shè)備中央，如規(guī)定受試樣機(jī)在試驗過程中需工作，則安裝時應(yīng)考慮工作要求。受試樣機(jī)之間，以及受試樣機(jī)與試驗箱壁、箱底及箱頂之間，均應(yīng)有適當(dāng)間隔，以便空氣能自由循環(huán)。受試樣機(jī)安裝完后，應(yīng)開機(jī)工作并進(jìn)行檢查，確認(rèn)受試樣機(jī)安裝后可正常運行。5.4.11初始檢測在進(jìn)行試驗之前，受試樣機(jī)應(yīng)在試驗的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下（特殊要求除外）進(jìn)行外觀檢查、功能檢查、電性能、機(jī)械性能和其他性能測量，并記錄檢測數(shù)據(jù)，加速試驗測試情況記錄表見附錄E的表E.2。5.4.12實施周期試驗給受試樣機(jī)施加規(guī)定的加速試驗條件，確定試驗中每個周期的停機(jī)時長，不斷開展各個試驗周期的加速試驗，直至完成規(guī)定的加速試驗時間。5.4.13中間檢測在各個試驗周期中按照規(guī)定對受試樣機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，在每個試驗周期后對受試樣機(jī)進(jìn)行中間檢測，確認(rèn)各個試驗周期受試樣機(jī)是否滿足合格判據(jù)，加速試驗測試情況記錄表見附錄E的表E.2。5.4.14試驗中斷處理在加速試驗過程中，可能會由于停電、試驗設(shè)備故障、受試樣機(jī)故障等原因而導(dǎo)致試驗中斷，此時應(yīng)視不同的情況進(jìn)行不同的處理。a)容差范圍內(nèi)的中斷：當(dāng)中斷期間試驗條件沒有超出允許誤差范圍時，中斷時間應(yīng)作為總試驗持續(xù)時間的一部分；b)欠試驗條件中斷：當(dāng)試驗條件低于允許誤差下限時，應(yīng)從低于試驗條件的點重新達(dá)到預(yù)先規(guī)定的試驗條件，恢復(fù)試驗，一直進(jìn)行到完成預(yù)定的試驗周期；c)過試驗條件中斷：當(dāng)出現(xiàn)過度的試驗條件時，最好停止此試驗，用新的受試樣機(jī)重做。如過試驗條件不會直接造成影響受試樣機(jī)特性的損壞，或者此受試樣機(jī)可以修復(fù)，則可按以上2條處理。如以后試驗中出現(xiàn)受試樣機(jī)失效，則應(yīng)認(rèn)為此試驗結(jié)果無效。針對出現(xiàn)的故障，按照4.6進(jìn)行故障判定與分類。必要時，對受試樣機(jī)進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。5.4.15恢復(fù)（必要時）在試驗之后，最終檢測之前，為使受試樣機(jī)的性能穩(wěn)定，應(yīng)在正常試驗的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下（特殊要求除外）進(jìn)行恢復(fù)處理。5.4.16最后檢測恢復(fù)期結(jié)束后，受試樣機(jī)應(yīng)按設(shè)備有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件規(guī)定進(jìn)行電性能、機(jī)械性能和其他性能測量以及外觀檢查，并與初始檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，加速試驗測試情況記錄表見附錄E的表E.2。6試驗報告要求加速試驗結(jié)束后，根據(jù)試驗的原始記錄，承試方編寫加速試驗報告。試驗報告至少應(yīng)包括：a)試驗時間、地點和參試人員；b)試驗設(shè)備和測量監(jiān)控設(shè)備的名稱、型號、計量核查結(jié)果；c)試驗時的環(huán)境條件；d)所采用的試驗順序和試驗程序；e)電控系統(tǒng)功能性能的檢測數(shù)據(jù)等；T/CITS0101—2024f)試驗記錄應(yīng)有參加試驗人員的簽字；g)試驗報告應(yīng)對試驗的全過程進(jìn)行描述，并給出試驗的結(jié)論；h)相應(yīng)的試驗、測試、故障記錄表格見附錄E（見T/CIS03001.1—2020附錄A）。T/CITS0101—2024（規(guī)范性）可靠性指標(biāo)加速試驗設(shè)計A.1明確可靠性指標(biāo)通常采用平均故障間隔時間（MTBF）的檢驗下限(θ1）作為可靠性指標(biāo)進(jìn)行驗證。在開展加速試驗驗證平均故障間隔時間（MTBF）前，首先應(yīng)明確電控系統(tǒng)的平均故障間隔時間（MTBF）的檢驗下若承制方?jīng)]有規(guī)定MTBF的檢驗下限(θ1），可通過可靠性分配、可靠性預(yù)計、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計、典型使用場景推導(dǎo)等方法確定MTBF指標(biāo)；也可從1000小時、2000小時、3000小時、……序列中選取指標(biāo)。示例：實驗室用儀器設(shè)備典型使用場景為：一天工作8小時，每年工作250天，一年工作2000小時；在線監(jiān)測儀器設(shè)備典型使用場景為：一天工作24小時，每年工作365天，一年工作8760小時。承制方可根據(jù)上述典型使用場景和預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)確定MTBF指標(biāo)。承制方可根據(jù)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的典型使用場景和預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)確定平均故障間隔時間（MTBF）的檢驗下限(θ1）。A.2選擇試驗統(tǒng)計方案確定可靠性指標(biāo)后，應(yīng)先選擇統(tǒng)計方案。宜采用表A.1所示的統(tǒng)計試驗方案（定時截尾試驗方案）?？删C合電控系統(tǒng)質(zhì)量狀況、風(fēng)險承受能力、試驗成本等因素，選取統(tǒng)計試驗方案。表A.1統(tǒng)計試驗方案θ1倍數(shù)md=θ0/θ1生產(chǎn)方風(fēng)險α使用方風(fēng)險β110221332410521632710821932A.3確定加速試驗時間A.3.1確定加速試驗總時間根據(jù)表A.1選擇的統(tǒng)計方案給出的m值，可求得加速試驗總時間tta，見公式（A.1）：tta=.................................................................式中：m——試驗方案中試驗時間與平均故障間隔時間（MTBF）檢驗下限θ1倍數(shù)；θ1——平均故障間隔時間（MTBF）檢驗下限；tta——加速試驗條件下所有樣機(jī)所需的加速試驗總時間。A.3.2確定單臺加速試驗時間當(dāng)確定受試樣機(jī)數(shù)量n和加速因子AF后，單臺加速試驗時間tsa可從公式（A.2）求得：T/CITS0101—2024tsa=............................................................式中：n——投入試驗的樣機(jī)數(shù)量；tsa——加速試驗條件下計劃的單臺樣機(jī)試驗時間。A.4折算等效試驗時間A.4.1某時刻某樣機(jī)等效試驗時間折算在必要時刻點和故障時刻點統(tǒng)計有效加速試驗時間后，可根據(jù)加速因子和加速試驗實際開展時間計算出（故障）對應(yīng)時刻的等效試驗時間tε。對于單臺受試樣機(jī)故障）對應(yīng)時刻的等效試驗時間tεi等于加速試驗時間在必要時刻點和故障時刻點統(tǒng)計有效加速試驗時間后，可根據(jù)加速因子和加速試驗實際開展時間計算出（故障）對應(yīng)時刻的等效試驗時間tε。對于單臺受試樣機(jī)故障）對應(yīng)時刻的等效試驗tεi=AF?tai.............................................................（A.3）tεi——截自該樣機(jī)發(fā)生故障時刻累積的有效加速試驗時間的等效試驗時間。tai——在加速試驗條件下，第i臺樣機(jī)發(fā)生故障時刻該樣機(jī)tεi——截自該樣機(jī)發(fā)生故障時刻累積的有效加速試驗時間的等效試驗時間。A.4.2試驗結(jié)束時所有樣機(jī)等效試驗時間折算當(dāng)試驗結(jié)束時，所有樣機(jī)累積的等效試驗時間計算見公式（A.4）：tε=tε——所有樣機(jī)累積的等效試驗時間。i中：在加速試驗條件下，第itε——所有樣機(jī)累積的等效試驗時間。A.5責(zé)任故障判定與統(tǒng)計A.5.1責(zé)任故障判定加速試驗中出現(xiàn)的故障，分為責(zé)任故障和非責(zé)任故障。a)責(zé)任故障主要包括：1)由于設(shè)計缺陷、工藝不良和裝配不當(dāng)引起的故障；2)由于元器件潛在缺陷致使元器件失效而造成的故障；3)由于軟件引起的故障；4)間歇故障；5)超出規(guī)范正常范圍的調(diào)整；6)試驗期間所有非從屬故障原因引起的故障征兆（未超出性能極限）而引起的更換；7)無法證實原因的異常。b)非責(zé)任故障主要包括：1)試驗設(shè)備、測試儀器（或儀表）及配套條件保障不滿足要求引起的受試樣機(jī)故障；2)施加了不符合規(guī)定的試驗應(yīng)力或確定為過應(yīng)力引起的受試樣機(jī)故障；3)對受試樣機(jī)搬運、操作、檢測、維修不當(dāng)引起的人為故障；4)由原發(fā)故障引發(fā)的誘發(fā)故障、超出壽命規(guī)定使用發(fā)生的故障等；5)將有壽件超期使用，使得該有壽件產(chǎn)生故障及引起的從屬故障。A.5.2判定故障數(shù)統(tǒng)計在MTBF指標(biāo)評估中，判定故障數(shù)應(yīng)按以下原則進(jìn)行統(tǒng)計：a)由于發(fā)生后果嚴(yán)重的責(zé)任故障，影響一次樣機(jī)的正常使用，記為1次判定故障；b)發(fā)生5次一般責(zé)任故障，計為1次判定故障；c)非責(zé)任故障均不計入判定故障。根據(jù)故障性質(zhì)及后果分類，總的判定故障數(shù)r見公式（A.5）：T/CITS0101—2024式中：r——判定故障數(shù)；r1——后果嚴(yán)重責(zé)任故障數(shù)；r2——后果一般責(zé)任故障數(shù)。A.6MTBF指標(biāo)評估利用對應(yīng)時刻的累積等效試驗時間tε、累積責(zé)任故障數(shù)r、置信度（C通常取C=1?β),可評估出加速試驗對應(yīng)的平均故障間隔時間最低可接受值。當(dāng)統(tǒng)計試驗方案試驗通過時，在置信度（C）下，平均故障間隔時間的置信下限見公式（A.6）：θL,C=.............................................................中：所有樣機(jī)累積的等效試驗時間；r——所有樣機(jī)累積的判定故障數(shù)；β——統(tǒng)計方案中的使用方風(fēng)險，通常可取10%、20%、30%；C——置信度，C=1?β,通常對應(yīng)可取90%、80%、70%。當(dāng)統(tǒng)計試驗方案試驗不通過時，在置信度（C）下，平均故障間隔時間的置信下限見式（A.7）：θL,C=...............................................................中：所有樣機(jī)累積的等效試驗時間；r——所有樣機(jī)累積的判定故障數(shù)；β——統(tǒng)計方案中的使用方風(fēng)險，通常可取10%、20%、30%；C——置信度，C=1?β,通常對應(yīng)可取90%、80%、70%。T/CITS0101—2024（規(guī)范性）壽命指標(biāo)加速試驗設(shè)計B.1明確壽命指標(biāo)在開展加速試驗評價壽命前，應(yīng)明確科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)壽命指標(biāo)。電控系統(tǒng)的典型壽命指標(biāo)是使用壽命（L）。在采用多個不同時間單位的壽命指標(biāo)時，通常采取先到為準(zhǔn)的原則確定其壽命，各個不同時間單位的壽命指標(biāo)應(yīng)合理匹配。示例：某個儀器設(shè)備典型使用場景為：一天工作8小時，每年工作250天，一年工作2000小時。壽命達(dá)到5年對應(yīng)的典型工作時間為10000小時，則規(guī)定使用壽命5年或使用壽命10000小時這兩個壽命指標(biāo)時，則具有匹配性。若承制方?jīng)]有規(guī)定壽命指標(biāo)，可通過歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計給出，也可從1000小時、2000小時、3000小時、……序列中選取指標(biāo)。承制方可根據(jù)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)的典型使用場景和預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)確定壽命指標(biāo)。B.2工程經(jīng)驗系數(shù)選取在壽命驗證與評估過程中，工程經(jīng)驗系數(shù)k與壽命指標(biāo)驗證時間相關(guān)，壽命指標(biāo)驗證時間通常為工程經(jīng)驗系數(shù)k乘以壽命指標(biāo)時間。通常，k取值1.0～1.5，典型值可取1.2。對壽命指標(biāo)驗證周期長的對象，k可取值1.0。B.3確定加速試驗時間由選擇的工程經(jīng)驗系數(shù)k和加速因子AF，求得加速試驗時間（tta），見公式（B.1）：tta=.........................................................................式中：k——工程經(jīng)驗系數(shù)，k可取1.0～1.5，通?？扇?.2；L——壽命指標(biāo)要求；tta——加速試驗條件下樣機(jī)所需試驗時間。注：在評價壽命指標(biāo)時，同一個應(yīng)力水平下的多個受試樣機(jī)的試驗時B.4等效試驗時間的折算在必要時刻點和故障時刻點，統(tǒng)計第i臺受試樣機(jī)的有效加速試驗時間后，可根據(jù)加速因子和有效的等效試驗時間tεi等于有效加速試驗時間tai與加速因子的乘積，見公式（B.2在必要時刻點和故障時刻點，統(tǒng)計第i臺受試樣機(jī)的有效加速試驗時間后，可根據(jù)加速因子和有效的等效試驗時間tεi等于有效加速試驗時間tai與加速因子的乘積，見公式（B.2tεi=AF.tai..............................................................（B.2）tεi——該樣機(jī)（截至發(fā)生故障時刻）累積的加速試驗時間的等效試驗時間。tai——加速試驗條件下，第i臺樣機(jī)（發(fā)生故障時刻）tεi——該樣機(jī)（截至發(fā)生故障時刻）累積的加速試驗時間的等效試驗時間。B.5壽命終止/使用期限判定在壽命試驗中，綜合故障性質(zhì)和維修工程，確定壽命終止判據(jù)如下：a)受試樣機(jī)發(fā)生責(zé)任故障，故障不可修復(fù)，確定為該受試樣機(jī)壽命終止；b)受試樣機(jī)發(fā)生責(zé)任故障，故障可修復(fù)，但維修成本不可接受，確定為該受試樣機(jī)壽命終止。如受試樣機(jī)發(fā)生非責(zé)任故障，無論其是否可修和是否維修成本可接受，不計入壽命終止判據(jù)。該受試樣機(jī)恢復(fù)后可繼續(xù)試驗，試驗時間可計入壽命評價中。對醫(yī)療器械類科學(xué)儀器，根據(jù)安全有效原則，確定使用期限判據(jù)如下：T/CITS0101—2024a)任一受試樣機(jī)發(fā)生任一影響安全有效性的責(zé)任故障，則判定醫(yī)療器械科學(xué)儀器使用期限終止；b)受試樣機(jī)發(fā)生責(zé)任故障，但不影響安全有效性，如故障不可修復(fù)，確定為該受試樣機(jī)使用期限終止；c)受試樣機(jī)發(fā)生責(zé)任故障，但不影響安全有效性，如故障可修復(fù)，但維修成本不可接受，確定為該受試樣機(jī)使用期限終止。如受試樣機(jī)發(fā)生非責(zé)任故障，無論其是否影響安全有效性或是否可修復(fù)，均不計入使用期限終止判據(jù)；該受試樣機(jī)恢復(fù)后可繼續(xù)試驗，試驗時間可計入使用期限評價中。B.6壽命指標(biāo)評估B.6.1單個受試樣機(jī)壽命評估利用對應(yīng)時刻的等效試驗時間tεi、工程經(jīng)驗系數(shù)k，可評估出單臺樣機(jī)加速試驗對應(yīng)的觀測壽命，見公式（B.3）：.............................................................k——工程經(jīng)驗系數(shù)，k可取k——工程經(jīng)驗系數(shù)，k可取1.01.5，評估時取值應(yīng)與方案制定時保持一致；EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up1(t),i)ai——EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(加),第)速iEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(試),臺)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(驗),樣)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(條),機(jī))EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(件),的)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(下),壽)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(第),命)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(k臺樣),觀測值)機(jī)。發(fā)生故障時刻該樣機(jī)累積B.6.2多個受試樣機(jī)平均壽命評估利用各個受試樣機(jī)的觀測壽命，可評估出該型受試樣機(jī)的平均壽命，見式（B.4）：EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(機(jī)),臺)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(數(shù)),樣)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(量),機(jī))B.6.3醫(yī)療器械類受試樣機(jī)使用期限評估對醫(yī)療器械類科學(xué)儀器設(shè)備，以安全有效為原則，使用期限作為其驗證指標(biāo)。承制方可根據(jù)自身能否采取維保措施確定使用期限的取值，見式（B.5）：EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up7(不采取維修措施),應(yīng)采取維修措施)根據(jù)B.3規(guī)定的驗證時間，評估結(jié)果l≤L，L為承制方預(yù)先設(shè)定的壽命。當(dāng)承制方期望獲得最長使用期限值時，則取l=maxli，應(yīng)對投放市場的醫(yī)療器械類儀器設(shè)備采取對應(yīng)有效的維保措施消除風(fēng)險。對各個樣品試驗中出現(xiàn)的壽命終了的故障，均應(yīng)在投放市場的醫(yī)療器械類儀器設(shè)備使用時間達(dá)到li時刻時采取維修措施消除類似壽命終了的故障。當(dāng)承制方不期望不采取維修措施消除風(fēng)險，則只能取l=minli。T/CITS0101—2024應(yīng)力大小設(shè)定C.1最高工作應(yīng)力設(shè)定在最高工作應(yīng)力下開展加速試驗不應(yīng)引起失效機(jī)理改變。最高工作應(yīng)力可根據(jù)前期可靠性強(qiáng)化試驗（步進(jìn)試驗）摸出的工作極限的80%～90%。如沒有可靠性強(qiáng)化試驗（步進(jìn)試驗）數(shù)據(jù)，可通過調(diào)查分析受試樣機(jī)各類物料耐受應(yīng)力標(biāo)稱值，最高工作應(yīng)力值選擇物料中最低耐受應(yīng)力標(biāo)稱值的80%～90%。C.2最低工作應(yīng)力設(shè)定最低工作應(yīng)力應(yīng)不低于受試樣機(jī)的規(guī)范極限值，或已通過環(huán)境試驗驗證的最低工作應(yīng)力值的80%～100%。C.3中間工作應(yīng)力設(shè)定中間工作應(yīng)力的確定，可參考GB2689.1—1981的4.3中應(yīng)力的間隔進(jìn)行劃分。例如，當(dāng)應(yīng)力是溫度時，以絕對溫度Ti作加速應(yīng)力，按它們的倒數(shù)等間隔取值。其間隔?T見公式（C.1），第j個中間工作應(yīng)力Tj見公式（C.2）：.............................................................式中：i——應(yīng)力的個數(shù)；T1——第1個加速應(yīng)力下的溫度，單位為開爾文（KTi——第i個加速應(yīng)力下的溫度，單位為開爾文（K）。?1.....................................................式中：j——任意正整數(shù)，取值為2，?,i―1；Tj——第j個加速應(yīng)力下的溫度，單位為開爾文（K）。當(dāng)加速應(yīng)力是電壓時，加速應(yīng)力u1＜u2<?＜ui可按它們的對數(shù)等間隔取值，其間隔?u見公式（C.3），第j個中間工作應(yīng)力uj見公式（C.4）：.............................................................式中：i——應(yīng)力的個數(shù)；u1——第1個應(yīng)力的電壓值，單位為伏特（Vui——第i個應(yīng)力的電壓值，單位為伏特（V）。uj=elnu1+j?1)?u.........................................................（C.4）式中：j——任意正整數(shù)，取值為2，?,i―1；uj——第j個加速應(yīng)力下的電壓。T/CITS0101—2024（資料性）加速試驗建模與加速因子計算（示例）D.1基本加速因子模型加速因子可表示為電控系統(tǒng)在基準(zhǔn)條件（正常應(yīng)力水平）下達(dá)到某一累積失效概率所經(jīng)歷的試驗時間，與電控系統(tǒng)在加速試驗應(yīng)力水平下達(dá)到相同的累積失效概率所經(jīng)歷的試驗時間之比。對服從指數(shù)分布的電控系統(tǒng)，失效率為常數(shù)，其累積失效概率函數(shù)見公式（D.1）：F(t)=1?e?λt............................................................（D.1）假設(shè)在正常應(yīng)力水平Su下的某元器件的累積失效分布函數(shù)為Fut，失效率為λu，tp,u為累積失效概率達(dá)到p的時間，即Futp,u=p；又設(shè)該元器件在加速試驗應(yīng)力水平Sa下的累積失效分布函數(shù)為Fat，失效率為λa，tp,a為累積失效概率達(dá)到p的時間，即Fatp,a=p。根據(jù)加速因子AF的定義，則根據(jù)公式（D.2）～公式（D.4）計算：Futp,u=Fatp,a.........................................................（D.2）1?e?λutp,u=1?e?λatp,a....................................................（D.3）..............................................................根據(jù)基本可靠性的串聯(lián)模型，各個單元的失效率等于包含的所有元器件失效率之和，電控系統(tǒng)的失效率等于各個單元的失效率之和，見公式（D.5）：λs=因此，電控系統(tǒng)高溫條件下的加速因子見公式（D.6）：AFs=..........................................................式中：λiu——在基準(zhǔn)條件（正常應(yīng)力水平）下電控系統(tǒng)的第i個組成單元（元器件）的失效率；λia——在加速試驗應(yīng)力水平下電控系統(tǒng)的第i個組成單元（元器件）的失效率；λsu——在基準(zhǔn)條件（正常應(yīng)力水平）下電控系統(tǒng)的失效率；λsi——在加速試驗應(yīng)力水平下電控系統(tǒng)的失效率；n——電控系統(tǒng)組成單元（元器件）的數(shù)量。根據(jù)電控系統(tǒng)組成單元（元器件）的種類、數(shù)量及其每類元器件的基本失效率和激活能參數(shù)，可建立電控系統(tǒng)加速因子模型見公式（D.7）：AFs=..........................................式中：Ni——第i類元器件的數(shù)量，i=1，2，??,n；λiu——第i類元器件的失效率；Eai——第i類元器件的激活能；KB——波爾茲曼常數(shù)（8.6174×10?5eV/K）；Tu——基準(zhǔn)條件下的溫度，單位為開爾文（KTa——加速條件下的溫度，單位為開爾文（Kλs——整機(jī)的失效率。T/CITS0101—2024其中，元器件的種類和數(shù)量由承制方確定；每類元器件的失效率優(yōu)先由已有電控系統(tǒng)的可靠性統(tǒng)計分析結(jié)果導(dǎo)出，其次可參照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；激活能優(yōu)先采用已積累的加速試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的結(jié)果，其次可采用標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)調(diào)查的結(jié)果并進(jìn)行綜合。D.2加速因子評估方法流程根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知每類器件的失效率模型和參數(shù)，通過利用整機(jī)的元器件信息開展可靠性預(yù)計，可分別得到高溫下的電控系統(tǒng)失效率和常溫下的電控系統(tǒng)失效率，從而得到電控系統(tǒng)的加速因子，加速因子評估方法流程見圖D.1。圖D.1電控系統(tǒng)加速因子評估方法流程D.3加速因子計算示例針對科學(xué)儀器設(shè)備電控系統(tǒng)，該電控系統(tǒng)屬于10℃~35℃常溫設(shè)備，在實驗室內(nèi)使用。由此，可確定環(huán)境類別屬于地面良好，符號GB，對應(yīng)πE=1，正常工作環(huán)境溫度25℃。依據(jù)電控系統(tǒng)組成元器件詳細(xì)清單信息，考慮到選用的元器件最小的高溫極限為85℃,為保障試驗施加應(yīng)力不超過產(chǎn)品破壞應(yīng)力的極限，同時盡可能使加速因子增大，壓縮試驗時間，初步擬確定加速應(yīng)力為高溫80℃,作高溫加速試驗。根據(jù)GB/T7289—2017、GB/T37963—2019或其他電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊給出的元器件工作失效率預(yù)計模型（以半導(dǎo)體芯片為例），見公式（D.8）：式中：λP——工作失效率，單位為10-6/h；πE——環(huán)境系數(shù)；πQ——質(zhì)量系數(shù)；C1、C2、C3——常數(shù)；πT——溫度應(yīng)力系數(shù)；T/CITS0101—2024πV——電壓應(yīng)力系數(shù)；πL——測試系數(shù)。針對電控系統(tǒng)，πE=1，實驗室加速環(huán)境溫度應(yīng)力，對元器件進(jìn)行分析得到C1是C2和C3的10倍~D.9）D.10）λP80℃=πQC1π80℃πVπL.................................（D.11）通常情況下，元器件i的加速因子：AFi=......................................................................考慮到元器件的加速效應(yīng)可用在不同溫度應(yīng)力下失效率的商來表達(dá)，僅與溫度應(yīng)力相關(guān)。元器件失效率的數(shù)量級主要與基本失效率相關(guān)，因此，可將元器件失效率簡化為基本失效率和溫度系數(shù)函數(shù)的乘積來表達(dá)。實際上溫度應(yīng)力系數(shù)中隱含這加速模型，采用現(xiàn)代理論加速模型方法，并利用