进行可靠性增长试验时需要注意哪些关键问题

可靠性增长试验是产品研发中通过“试验-发现故障-改进-再试验”迭代循环提升可靠性的核心手段，其效果直接取决于对关键环节的把控。从试验目标设定到故障数据处理，从环境模拟到模型选择，每一步都需严谨设计——若忽视这些关键问题，可能导致试验结果偏离实际，无法为产品改进提供有效支撑。本文围绕试验实施中的核心要点展开，拆解需要重点关注的具体问题。

试验策划：目标需量化，边界要清晰

试验策划是可靠性增长的起点，首要问题是将模糊目标转化为具体指标。很多试验失败的根源在于目标笼统——比如仅提出“提高可靠性”，却未明确“将某型号电源的MTBF从500小时提升至1500小时”，或“解决户外-20℃低温启动失效”这类针对性需求。没有量化目标，后续试验便失去判断标准。同时，需明确试验边界：产品处于研发的哪个阶段（样机/小批量）？覆盖的使用场景是全工况还是特定工况？是否包含配套部件的交互影响？

比如某车载雷达试验，若未明确“包含天线与主机的联动测试”，可能遗漏两者间的电磁干扰故障，导致增长效果不真实。此外，需保证试验样本与量产的一致性：若试验用手工调试的样机，而量产用自动化生产线，元件参数偏差会让试验结果失去参考价值。策划时必须明确：试验样本的工艺、材料、装配流程需与量产一致，避免“样机合格、量产翻车”。

环境模拟：复刻真实使用场景的综合应力

可靠性增长试验的核心是激发真实失效，环境模拟的真实性直接决定故障能否被有效暴露。常见错误是用单一应力代替综合应力——比如某户外灯具试验仅做高温测试，而实际使用中是“高温+淋雨+沙尘”的组合，导致试验未发现的密封失效在量产中大规模爆发。此外，应力量级需匹配实际：若振动加速度设为10g（实际车辆行驶最大5g），会导致过度试验，误判故障模式；若应力不足，则无法暴露潜在问题。

例如某无人机电机试验，初期未模拟高空低气压环境，导致电机绕组绝缘击穿故障未被发现，直到海拔3000米试飞才暴露。后续调整试验环境，加入低气压舱（模拟海拔4000米），才精准定位故障。环境设计需“贴着实际用”：先梳理产品的使用场景（户外/车载/高空），再列出温度、湿度、气压、振动等综合参数，用环境舱复刻这些条件。

故障数据：构建“记录-分析-验证”闭环

故障数据是可靠性增长的“原料”，管理需形成闭环。首先，记录要完整——不能仅写“某模块失效”，需包括故障发生时间（第120小时）、环境条件（45℃，湿度80%）、操作序列（连续启动5次）、失效现象（指示灯闪烁，输出电压降至0）。这些细节是后续分析的关键。

其次，分析需深入根因。比如某传感器故障，不能停留在“元件损坏”，需用5W1H法追溯：“为什么损坏？”——元件选型未考虑温度系数，高温下阻值漂移导致信号失真。找到根因才能针对性改进。最后，改进措施需验证：更换高温型元件后，需再次在相同环境下连续运行200小时，确认故障消除，避免“假改进”。

需注意，小故障也不能遗漏。比如某设备偶尔“短暂无响应”，若测试人员未记录，量产时可能变成高频投诉——小故障往往隐藏着设计或工艺的系统性问题。

试验样本：保证代表性与数量合理性

试验样本的选择直接影响结果的通用性。首先，样本需具有批量代表性——若用研发部手工调试的样机做试验，其元件参数经过人工筛选，而量产机是随机抽检，两者偏差大，试验结果无法反映量产水平。例如某家电企业曾因样本不具代表性，导致样机MTBF达2000小时，量产机仅800小时。

其次，样本数量需合理。过少（如1台）会导致故障数据不足，统计结果不可靠；过多则增加成本。通常根据试验目标和置信水平计算：比如要以90%置信度验证MTBF提升至1500小时，需至少3台样本，累计试验时间达4500小时（总时间=MTBF目标×样本数×置信系数）。样本数不足时，即使试验无故障，也不能说明产品可靠——“没测到不代表没有”。

进度管理：平衡迭代改进与时间节点

可靠性增长是迭代过程，需平衡“进度”与“改进深度”。常见问题是“为赶节点缩短改进时间”——比如某手机项目发现电池鼓包故障，却因发布会节点紧迫，仅简单更换电池型号，未分析“电池与机身间隙过小导致挤压”的根因，结果量产仍出问题。反之，过度追求“完美改进”也会延误进度——比如某工业机器人试验，针对轴承异响故障花费3个月优化润滑方案，实际只需更换密封件即可解决。

合理做法是设定“迭代周期”：每2周完成一次“试验-故障分析-快速改进”循环。对于复杂故障，先标记为“待深入”，优先解决影响大、易改进的问题。比如某汽车电子模块试验，前两周解决“高温下电容鼓包”（换高温电容），第三周处理“振动下接线松动”（优化端子结构），既保证进度，又不遗漏关键问题。

模型选择：匹配产品研发阶段

可靠性增长模型是量化效果的工具，需匹配产品阶段。杜安模型适用于研发早期（故障多、改进频繁），故障数随试验时间呈幂律下降；AMSAA模型适用于中后期（故障强度稳定），故障强度随时间指数下降。比如某新产品初期用杜安模型，能拟合“改进越多、故障越少”的趋势；小批量阶段故障强度稳定，换AMSAA模型更准确。

需注意参数校准——不能直接用行业默认值。比如杜安模型的增长斜率，默认值0.3未必适合所有产品。若前100小时发现10个故障，改进后next 100小时发现3个，增长斜率为lg(3/10)/lg(200/100)≈0.52，取绝对值0.5，更符合实际。生搬硬套默认值会导致MTBF计算偏差。

人员协作：跨部门与复合能力缺一不可

可靠性增长不是测试部门的“独角戏”，需多专业协同。试验人员需具备复合能力：懂可靠性工程（模型、统计）、产品技术（电路、机械）、试验方法（环境舱操作、数据采集）。比如某航空设备试验，测试人员不懂液压系统原理，无法准确判断“液压油泄漏”根因，更难提出改进建议。

跨部门协作是关键：研发提供设计资料，质量提供量产质量数据，测试执行试验，三者需定期沟通。比如每周召开“故障评审会”，研发讲解改进方案，测试反馈试验结果，质量确认改进措施符合量产要求。若协作不畅，比如研发拖延改进方案，会导致试验停滞；测试未及时反馈数据，会延误改进时机。例如某医疗设备试验，因研发部未及时给出“传感器漂移”改进方案，试验停摆两周，影响项目进度。