可靠性的概念广泛融于装备制造的各个领域及生产环节，其重要性已毋庸置疑，装备技术要求中一般均有可靠性的相关指标，但是对可靠性定义中“规定的条件下”的理解一般停留在该产品所属系统的运行条件，强调产品本身可靠性，对于该系统所处环境的适应性较为淡化，因为以使用环境为前提要求的可靠性评估对于一般生产厂家而言实现较为困难，目前，环境与可靠性试验服务成为解决这一难题的有效途径。本文通过介绍目前装备制造与保障现状、可靠性相关基本概念、环境与可靠性试验相关内容等方面，以供读者对环境与可靠性试验有一定了解：

一、目前装备制造与保障过程中存在的主要困境

随着我国由工业大国向工业强国的转变，航天、军工、核电等有较高准入门槛的行业对装备制造业的需求从解决有无逐渐向高可靠性、高性能等方面转变。这些行业的装备虽然经过不同程度的改进提高，仍很难适应装备使用方的现实需求，从以下几个方面简单梳理：

1、受到各装备行业的任务牵引，装备的使用强度远远超出装备使用预期和早期经验预计，使用环境也更加复杂和恶劣，装备在使用过程中发生的故障和隐患越来越难以准确掌控。

2、部分关键设备或组件仍依赖进口，供货周期、产品质量均难以掌控，受国际贸易形势的影响较大，使得整体保障环境不确定因素较多。

3、技术相对落后的部分装备维修、保养成本较高，实施装备改进的效果甚微、应用范围很难拓展，新的装备从研发、生产、试验到投入使用的周期较长，这些问题都是装备生产厂家无法回避的现实情况，而且设备的环境可靠性一般只能在后期投入使用后才能得到验证。

4、装备的技术性能要求是装备使用方基于使用环境和现状提出的需求，很多具体细节基于保密需要无法向设备厂家完全提供，多为总体设计单位基于经验和理论，进行设计要求分配，其间的沟通和反馈工作极为重要，理论设计与实际生产能力可达性不匹配、产品性能与使用环境不匹配都是经常出现的问题。

5、民用技术和产品因地方经济的腾飞，在很多方面走在了前列，也得到了市场和上述行业的认可，但上述门槛较高的行业要选用这些产品是比较困难的，主要就是对这些产品的可靠性、环境适应性难以把握，风险难测。

6、设备与系统之间关于可靠性设计与分配的矛盾冲突、关于可靠性设计与经济性考虑合理兼顾的现实等等，都是装备制造过程中需要全局考虑的问题，在解决这个问题过程中非常需要一个客观、公正的标准，进行细致的量化分析和合理化解决。

二、可靠性相关基本概念

因可靠性相关知识面广、内容多，本文重点讲述环境与可靠性试验相关内容，简要说明以下几个概念（专业人士可略过）：

（一）可靠性

可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性分为固有可靠性、使用可靠性和环境适应性。可靠性指标一般有可靠度、失效率、平均寿命（平均无故障时间MTTF、平均故障间隔时间MTBF）、维修度等。

（二）可靠性设计

可靠性设计是产品或系统满足给定的可靠性指标的一种设计方法，包括对可靠性进行预计、分配、技术设计、评定等工作。装备设计及制造需要紧密围绕特定任务及能力需求，做好体系的整体设计，将使用方在装备设计书（或合同）中规定的可靠性指标，自上而下、由大到小、从整体到局部，逐步分解、分配到各系统、分系统及设备。产品设计一旦完成，并按设计预定的要求制造出来后，其固有可靠性就确定了。

（三）环境可靠性

环境可靠性指产品不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响，仍需要能够正常工作。环境与可靠性试验最初源于军用、航天系统等，逐渐推广到民用，主要用于提高产品的可靠度、质量和安全，以保证其品牌的竞争能力。

（四）可靠性测试

可靠性测试就是为了评估产品在规定的寿命期间内，在预期的使用、运输或储存等所有环境下，保持功能可靠性而进行的活动。

（五）环境与可靠性试验

通过使用各种环境试验设备模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况，加速反应产品在使用环境中的状况，来验证其是否达到在研发、设计、制造中预期的质量目标，从而对产品整体进行评估，以确定产品可靠性寿命。

三、环境与可靠性试验的主要内容及其意义

本段主要介绍环境与可靠性试验的主要工作内容，通过介绍，基本可以理解环境与可靠性试验的重要地位，以及如何改善本文第一点中所讲述的装备制造中面临的困难。

（一）环境与可靠性试验的服务对象

环境与可靠性试验的服务对象主要分为三类:国家基础设施领域的航空航天、轨道交通、桥梁建筑、核电等行业;汽车、电子、电器、船舶等工业行业;以及高校及科研院所。

（二）环境与可靠性试验的主要内容

通常环境可靠性试验分为以下三类：力学环境试验、气候环境试验和综合环境试验。力学环境试验主要包括机械振动、机械冲击、跌落、碰撞、稳态加速度试验等，气候环境试验主要包括温度试验、温湿度试验、气压试验、水压试验、盐雾试验、气体腐蚀试验等，综合环境试验主要包括温度气压综合试验、温度振动综合试验、温度湿度振动综合实验、温度气压湿度综合试验等。

（三）环境与可靠性试验的主要流程

首先要确定试验对象所需评估的技术状态指标，然后根据确定的技术要求和状态来设计测试方案，包括给出运行剖面、危害度分析及进行失效模式、故障树分析等，测试过程中需要进行数据采集，依据数据结果分析并评估产品的安全性、可靠性、准确性及协调性。另外，在试验过程中，还需要及时分析、评估、解决试验过程中出现的问题。最后，结合整体试验情况给出评估意见。

（四）环境与可靠性试验的重要意义

从事环境与可靠性试验的单位首先需要经过CNAS（中国合格评定国家认可委员会）认证，并拥有相应的质量管理体系，其试验方法、试验过程、数据采集及数据评估的权威性认可度较高，作为第三方，可以有效的沟通衔接促进使用方、系统设计方、产品生产方之间的技术沟通与协调，客观、公平的解决可靠性分配及评估的相关问题，主要如下：

1、可以改善系统设计方的可靠性分配，及时发现设备与设备之间、设备与系统之间的干涉对可靠性的影响。系统设计单位在根据装备使用需求进行可靠性设计及分配时，依托历史经验积累和理论设计比较多，其合理性往往只能待产品正式交付后，使用较长时间才能收集到一定的反馈数据，而且这个数据具有一定的随机性，样本差异也比较大，会受到受使用环境、工作强度、维护情况、使用者习惯等影响。

2、可以降低设备厂家的生产制造成本。环境可靠性试验可以在产品的研发阶段、试产阶段和量产抽检阶段对产品的可靠性进行验证，及时发现解决问题，有利于企业节省研发和生产成本、提高产品质量。另外，还可以大大缩短产品研发生产周期。

3、作为第三方服务单位，可以提供行业准入数据支持。只要民用相关产品符合试验的相关要求，就具备进入相关领域使用的依据，更好的促进行业之间的壁垒突破，军民融合技术的催化等等。

4、可以真实可靠的评估装备与环境之间的相互影响。通过专业的数据积累，科学合理的分析方法，最大程度上分析装备使用环境对装备的影响，更精准的分析出装备在使用过程中可能存在的问题，并提出优化解决方案。

四、环境与可靠性试验行业发展的主要思路

汽车产业是一个使用环境广泛、通用性较强的行业，但其可靠性工作还是具有典型的参考意义。丰田公司于1966年成立可靠性专门委员会，开始调查、学习美国可靠性技术。1968年开始本公司可靠性活动，成立后的首要任务是研究开展可靠性调查和试验的方法，提出了加强丰田台架试验和建设可靠性试验场的方案并付于实施，可见丰田公司就是因为其对环境与可靠性试验的战略认识，才奠定了如今的行业地位，其整体汽车可靠性分配的合理也创造了较高的经济收益，其借鉴意义及思考如下：

1、使用环境是可靠性设计的重要依据。充分认识装备使用环境，全面研究装备所属环境特定、任务要求、操作环境和人员素质等等，才是设备及系统可靠性设计的基础。

2、理论预计方法精度很低，主要依据试验验证，充分依据采集数据分析评估，不断优化，重新分配和权衡。

3、可靠性分配要根据功能的重要性和维修费用，合理分配。既要消除短板，保证全系统安全，如关键件设计应该是在极限条件下也能安全使用，重要功能件要保证全寿命使用，同时要避免可靠性浪费，提升产品的经济性，如一般耗损件的设置可以结合修理周期或日常保养来实现可靠性的保证。

五、装备制造中环境与可靠试验行业的前景

汽车行业具有足够的通用性和生产体量，所以汽车公司可以有足够的资金和必要性来建立自己的环境与可靠性试验设施，但对于专业独特、产品预研、保密程度高的行业，只能依托第三方试验服务单位来承担，这样可以通过试验行业的收益来降低某个产品可靠性设计与评估的成本，环境与可靠性试验行业当前应该是搭上了装备制造升级的大好形势，其产业地位和经济效益也会日趋凸显，但是要占领行业先机，必须要从以下方面早做规划：

（一）技术深度

环境与可靠性试验除了要对试验规范、试验标准熟悉和运用，还需要对产品的所受气候环境、振动和冲击等诱发环境的标准进行研究，另外，还需要对大数据采集、大数据分析、可靠性评估等方面有先进的手段和方法。

（二）人才培养

环境与可靠性试验是新兴的、综合性强的交叉学科，没有高校对口专业培养，更多依赖于相关行业技术人员进入本行业后再次实践和学习，专业壁垒较强，人才培养周期较长，及早规划、储备人才是试验单位长期发展的根本。

（三）试验条件

环境与可靠性试验相关设备实施成本较高，类别较多，主要为定制化生产，在试验条件建设时期需结合试验单位的远景发展、产品服务需求进行合理规划，既要满足可靠性试验需求，也无需过度追求试验设备的先进性。

（四）不断革新

环境与可靠性试验并非一劳永逸的工作，无论是从试验方案设计、可靠性评估方法、试验手段改进等方面均是一个长期经验积累、不断完善升级的一个过程，总的目的就是用最短的时间、运用最少的试验资源达到最有效、用户最满意的可靠性评估结果及完善方案。

展望未来，环境与可靠性试验起源于装备制造发展的实际需求，必将以促进沟通、严谨求实、不断精进的姿态更好的服务于装备制造业，促使其向飞速、平稳的态势发展。