劉 凱，呂從民，黨 煒，伏洪勇

（1.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049；2.中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，北京100094）

可靠性高加速試驗(yàn)技術(shù)及其在我國空間站應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵤┑目傮w思路

劉 凱1，2，呂從民2，黨 煒2，伏洪勇2

（1.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049；2.中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，北京100094）

我國載人空間站任務(wù)計劃運(yùn)營周期10年以上，期間開展長期、持續(xù)的空間科學(xué)與應(yīng)用研究，對應(yīng)用有效載荷提出了“長壽命、低成本”的任務(wù)需求，需要采用高加速試驗(yàn)技術(shù)（HALT、HASS）提高并評估航天產(chǎn)品的可靠性。早期的高加速試驗(yàn)多用于民用產(chǎn)品，且多采用定性方法。近年來高加速試驗(yàn)的研究取得持續(xù)進(jìn)展，逐漸注重HALT、HASS的定量研究。本文結(jié)合我國空間站應(yīng)用領(lǐng)域“長壽命、低成本”的任務(wù)需求，提出了HALT?HASS?ADT（HHA）的高加速試驗(yàn)集成方法及其總體實(shí)施思路。

可靠性；高加速壽命試驗(yàn)；高加速應(yīng)力篩選；加速退化試驗(yàn)；空間站

1 引言

可靠性試驗(yàn)是為了測定、評價、分析和提高產(chǎn)品的可靠性而進(jìn)行的各種試驗(yàn)的總稱［1］?？煽啃栽囼?yàn)的試驗(yàn)條件根據(jù)產(chǎn)品壽命剖面（含任務(wù)剖面）確定。通過可靠性試驗(yàn)，可以暴露產(chǎn)品在設(shè)計、工藝、器件、材料等方面的潛在缺陷，從而分析改進(jìn)提高產(chǎn)品可靠性并達(dá)到預(yù)定水平，或驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性指標(biāo)是否達(dá)到規(guī)定要求［1］。目前，航天器的設(shè)計壽命要求幾年甚至十幾年［2］，相應(yīng)地要求航天產(chǎn)品具有高可靠、長壽命特征，模擬產(chǎn)品使用條件的可靠性試驗(yàn)方法往往無法在有限試驗(yàn)時間內(nèi)獲取足夠的故障數(shù)據(jù)，或者試驗(yàn)時間過長、成本過高，試驗(yàn)效益比較低。

可靠性高加速試驗(yàn)技術(shù)起源于20世紀(jì)50～60年代的老練試驗(yàn)和70年代的環(huán)境應(yīng)力篩選，美國學(xué)者Gregg Hobbs［3］將這種試驗(yàn)方法稱為高加速壽命試驗(yàn)（Highly Accelerated Life Testing，HALT）和高加速應(yīng)力篩選（Highly Accelerated Stress Screening，HASS），HALT針對早期設(shè)計和驗(yàn)證階段，而HASS針對產(chǎn)品生產(chǎn)階段。該試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)在 Boeing［4］、Otis［5］等公司的設(shè)備研制過程中得到了廣泛應(yīng)用，由此獲得了高可靠性，縮短了產(chǎn)品的研制周期，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

高加速試驗(yàn)技術(shù)采用比產(chǎn)品正常工作更加嚴(yán)酷的試驗(yàn)條件，激發(fā)產(chǎn)品潛在缺陷，更多地獲得產(chǎn)品壽命、性能等可靠性信息，從而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計，提升可靠性。對于大多數(shù)的高可靠性、長壽命產(chǎn)品來講，更加關(guān)注某些性能指標(biāo)隨時間不斷退化和演變過程，因此可以利用加速退化數(shù)據(jù)分析代替失效數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行產(chǎn)品的可靠性評估。

我國載人空間站任務(wù)計劃運(yùn)營周期10年以上［6］，要求空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基礎(chǔ)支持系統(tǒng)“高可靠、長壽命、低成本”?？煽啃愿呒铀僭囼?yàn)技術(shù)為滿足空間應(yīng)用有效載荷的可靠性需求提供了一條行之有效的途徑。

本文在分析國內(nèi)外高加速試驗(yàn)技術(shù)的理論、工程應(yīng)用和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國載人空間站應(yīng)用任務(wù)特點(diǎn)和需求，提出在空間站應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵤└呒铀僭囼?yàn)技術(shù)的總體思路。

2 可靠性加速試驗(yàn)技術(shù)內(nèi)涵

2.1加速試驗(yàn)的基本方法

加速試驗(yàn)包括加速壽命試驗(yàn)（Accelerated Life Testing，ALT）、加速退化試驗(yàn)（Accelerated Degradation Testing，ADT）、高加速壽命試驗(yàn)（HALT）和高加速應(yīng)力篩選試驗(yàn)（HASS）等?？傮w上，所有加速試驗(yàn)的理論依據(jù)是失效物理學(xué)［1］，應(yīng)力越高，缺陷部位的疲勞和破壞比無缺陷部位快得多。

在試驗(yàn)方法方面，高加速試驗(yàn)采用的應(yīng)力量級遠(yuǎn)高于一般加速試驗(yàn)，通過選擇合適的高加速試驗(yàn)剖面，可以保證失效機(jī)理一致性，極端應(yīng)力只是加快了潛在故障的激發(fā)過程，而不會引入新的失效模式和失效機(jī)理［1］。對于應(yīng)力類型和施加方法，HALT、HASS主要采用綜合環(huán)境應(yīng)力（如溫度循環(huán)和隨機(jī)振動應(yīng)力）和工作應(yīng)力，應(yīng)力施加順序一般為低溫步進(jìn)、高溫步進(jìn)、溫度循環(huán)、振動步進(jìn)、溫度循環(huán)和振動步進(jìn)綜合應(yīng)力；ALT、ADT在工程上主要采用單加速應(yīng)力，如溫度、振動或電應(yīng)力，應(yīng)力施加方式包括恒定應(yīng)力、步進(jìn)應(yīng)力和序進(jìn)應(yīng)力［1］。在應(yīng)力水平方面，加速試驗(yàn)的應(yīng)力水平均超過產(chǎn)品規(guī)范。各種加速試驗(yàn)的應(yīng)力范圍如圖1所示。

在數(shù)據(jù)分析方面，在失效機(jī)理一致的前提下，ALT針對加速壽命數(shù)據(jù)，通過加速模型外推得到正常條件下的壽命分布。對于具有退化特征的產(chǎn)品，ADT通過加速退化模型和失效閾值，將退化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為偽壽命數(shù)據(jù)［7］，然后可利用ALT數(shù)據(jù)分析方法對偽壽命數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

在應(yīng)用特點(diǎn)上，ADT采用性能退化數(shù)據(jù)，研究產(chǎn)品由退化到假定失效的過程。對于如空間站的長壽命工程任務(wù)，利用ADT評估產(chǎn)品退化到某種程度時的可靠性，根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行預(yù)防性維修和健康狀態(tài)監(jiān)測［8］，可以極大地節(jié)約維修時間和費(fèi)用。因此，ADT更適用于空間站可維修的特點(diǎn)。

2.2壽命分布

加速試驗(yàn)中產(chǎn)品的失效機(jī)理不變即服從同一種壽命分布，壽命分布應(yīng)用于所有加速試驗(yàn)中［9］。常用的包括指數(shù)分布、威布爾分布、正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布。對于航天產(chǎn)品，主要包括電子學(xué)、機(jī)電產(chǎn)品兩大類：

指數(shù)分布可以很好地描述電子元器件、電子設(shè)備的壽命，其重要的一個特性是失效率為常數(shù)；

威布爾分布主要用于描述疲勞失效，適用于軸承、運(yùn)動機(jī)構(gòu)等機(jī)電產(chǎn)品的壽命分布［7］。

2.3加速模型

加速模型表征壽命特征和應(yīng)力水平的關(guān)系，應(yīng)用于所有加速試驗(yàn)中［9］。常見的加速模型包括阿倫尼斯（Arrhenius）模型、逆冪律模型、艾林（Eyring）模型等。一般對于航天電子學(xué)產(chǎn)品，采用阿倫尼斯模型；對于機(jī)電類產(chǎn)品，采用逆冪律模型。

1）阿倫尼斯（Arrhenius）模型

Arrhenius模型是一種物理加速模型，適用于電子學(xué)產(chǎn)品。該模型以溫度作為加速應(yīng)力，高溫能使半導(dǎo)體電子元器件內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)加快，促使產(chǎn)品退化或失效。該模型如式（1）［7］：

式中，ξ為特征壽命；A為與產(chǎn)品有關(guān)的正常數(shù)；E為材料有關(guān)的激活能（eV）；k為玻爾茲曼常數(shù)；T為絕對溫度（K）。

2）逆冪律模型

逆冪律模型是一種經(jīng)驗(yàn)加速模型，主要用于機(jī)械產(chǎn)品和電工產(chǎn)品中。該模型主要以電應(yīng)力作為加速應(yīng)力，壽命特征隨著應(yīng)力的上升而按負(fù)次冪函數(shù)下降。該模型如式（2）［7］：

式中，c為與激活能有關(guān)的正常數(shù)；v為電應(yīng)力。

2.4加速退化模型

加速退化模型用于ADT中退化數(shù)據(jù)的分析。產(chǎn)品的退化過程可以用退化軌跡來進(jìn)行描述，常見的退化軌跡包括線形、凸形、凹形。目前，一般采用兩種方法對退化數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，如圖2所示。

1）偽壽命分布模型：將產(chǎn)品性能退化量或與之相關(guān)的參數(shù)作為時間的函數(shù)，利用退化方程描述偽壽命值與應(yīng)力水平的關(guān)系［7］。

2）退化量分布模型：將性能退化量看作隨機(jī)變量，不同樣本在同一時刻的退化數(shù)據(jù)作為該隨機(jī)變量的一組實(shí)現(xiàn)［7］。

退化量分布一般包括為威布爾分布、對數(shù)正態(tài)分布和正態(tài)分布。其中，由于威布爾分布函數(shù)具有冪律特征，具有為不同失效模式提供便于處理的完整形式的能力，因此大多情況下選擇威布爾分布的退化量分布模型［7］。

2.5可靠性評估方法

目前，可靠性評估主要包括經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)方法和貝葉斯方法。前者適用于樣本量較大的情況，能較好地代表總體的分布；后者適用于小樣本的情況。

1）ALT的可靠性評估方法

對于ALT，選擇適當(dāng)?shù)膲勖植?，評估加速應(yīng)力下的分布參數(shù)；根據(jù)加速模型，外推正常條件下的分布參數(shù)，從而評估產(chǎn)品可靠性［7］。

2）ADT的可靠性評估方法

對于ADT，可基于偽壽命分布和退化量分布建立加速退化模型。若基于偽壽命分布，選擇退化軌跡模型；根據(jù)失效閾值，估計偽失效壽命，選擇偽壽命分布；根據(jù)加速模型，外推正常條件下的壽命分布，進(jìn)而評估產(chǎn)品可靠性。若基于退化量分布，選擇退化量的分布模型；分布參數(shù)一般為時間和應(yīng)力的函數(shù)，根據(jù)加速模型，外推正常條件下的退化量分布參數(shù)；根據(jù)失效閾值，評估產(chǎn)品可靠性［10］。

3）貝葉斯評估方法

對于小樣本的情況，貝葉斯方法基本思想是假設(shè)壽命分布參數(shù)有“先驗(yàn)分布”，利用貝葉斯公式，根據(jù)先驗(yàn)分布和試驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出“后驗(yàn)分布”［7］。

后驗(yàn)分布擴(kuò)充了產(chǎn)品的可靠性信息，因此評估的結(jié)果更為準(zhǔn)確。

3 高加速試驗(yàn)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用情況

3.1航天應(yīng)用實(shí)例

在一般加速試驗(yàn)方面，國內(nèi)外針對在軌壽命有限的產(chǎn)品或部／組件，通過加速試驗(yàn)開展任務(wù)壽命驗(yàn)證。美國航空航天局（NASA）對航天電池［11］、軸承［12］、CMOS器件［13］等產(chǎn)品開展了廣泛的加速試驗(yàn)研究，以此提高并評估產(chǎn)品的可靠性。歐洲航天局（ESA）對太陽能阻斷二極管和電池板繞線［14］進(jìn)行加速試驗(yàn)，在短期內(nèi)加速暴露產(chǎn)品潛在缺陷，驗(yàn)證在軌任務(wù)壽命。我國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)較早地采用加速試驗(yàn)技術(shù)，針對定標(biāo)機(jī)構(gòu)、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、指向鏡、固態(tài)功放、分離脫落插頭、激光器組件、制冷機(jī)等長壽命高可靠產(chǎn)品開展了可靠性加速試驗(yàn)驗(yàn)證與評估研究，取得了較好的研究成果。此外，加速試驗(yàn)技術(shù)已應(yīng)用于我國航天電連接器［15］、月球車驅(qū)動系統(tǒng)密封副［16］的可靠性研究，取得了一批重要的應(yīng)用成果。

在高加速試驗(yàn)方面，國內(nèi)外將高加速試驗(yàn)技術(shù)用于航空［4］、汽車［17］、電腦［18］等工業(yè)領(lǐng)域，在提高產(chǎn)品可靠性、減少研發(fā)成本方面發(fā)揮了巨大作用。但在航天領(lǐng)域，關(guān)于HALT和HASS技術(shù)應(yīng)用的公開報道較少。美國利用激振錘形成分布式激振系統(tǒng)，對衛(wèi)星整星進(jìn)行HALT試驗(yàn)［3］；我國對星載銣原子頻標(biāo)設(shè)計并實(shí)施HALT試驗(yàn)，為改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、提高可靠性提供依據(jù)［10］。

在加速試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方面，ALT的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定較多。我國1981年頒布了恒定應(yīng)力試驗(yàn)的4個國家標(biāo)準(zhǔn)GB2689.1～4－81［19?22］，2004年頒布了彈藥元件步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的國軍標(biāo) GJB5103?2004［23］。相比之下，國內(nèi)外關(guān)于高加速試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)制定較少，國際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會（IPC）在2010年頒布了電源設(shè)備的高加速試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)IPC9592A［24］、國際電工委員會（IEC）在2013年頒布了關(guān)于定性與定量加速試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)IEC62506［25］，我國在2012年頒布了電工電子產(chǎn)品的 HALT國家標(biāo)準(zhǔn) GB／T29309?2012［26］，這些標(biāo)準(zhǔn)的對象均是針對地面和航空產(chǎn)品。

由此可見，一般加速試驗(yàn)技術(shù)在航天應(yīng)用較為廣泛，但高加速試驗(yàn)技術(shù)目前多用于民用批量產(chǎn)品，且多采用定性方法提高可靠性，如何采用高加速試驗(yàn)技術(shù)，定量提高、評估航天產(chǎn)品可靠性，成為航天領(lǐng)域應(yīng)用的難點(diǎn)。

3.2高加速試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢

1）HALT和HASS技術(shù)

近年來，HALT與HASS的研究取得持續(xù)進(jìn)展，其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，逐漸注重HALT結(jié)果用于壽命預(yù)測的研究。在分析失效機(jī)理一致的前提下，目前業(yè)內(nèi)利用交流驅(qū)動機(jī)平衡電阻器的HALT結(jié)果，預(yù)測外場壽命［27］。第二，逐漸關(guān)注HASS剖面的定量驗(yàn)證。目前業(yè)內(nèi)開展了基于W?hler方程（S?N曲線）和Miner準(zhǔn)則的疲勞算法，進(jìn)行HASS隨機(jī)振動剖面安全性驗(yàn)證的研究［28］。

2）ADT技術(shù)

近年來產(chǎn)品集成度越來越高，其中有些為小批量甚至單件產(chǎn)品，面對這樣的情況，ADT技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，多退化特征系統(tǒng)可靠性研究的關(guān)注程度逐漸升高。功能復(fù)雜的系統(tǒng)級產(chǎn)品往往具有多個退化特征，需要計算性能參數(shù)之間的協(xié)方差，通過相依函數(shù)（Copula function）推導(dǎo)聯(lián)合分布函數(shù)。第二，貝葉斯方法在可靠性評估的應(yīng)用逐漸增多。航天領(lǐng)域往往使用小批量甚至單件產(chǎn)品，貝葉斯方法通過對相似產(chǎn)品先驗(yàn)信息的挖掘，不斷更新性能退化的可靠性信息，提高可靠性評估的精度。

4 我國空間站應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嵤└呒铀僭囼?yàn)的思路

4.1應(yīng)用領(lǐng)域任務(wù)需求

我國載人空間站建成后，在運(yùn)行和管理階段的主要任務(wù)是：開展長期、持續(xù)的載人航天活動和空間科學(xué)研究、空間應(yīng)用、技術(shù)試驗(yàn)等活動；根據(jù)空間科學(xué)及應(yīng)用的需要進(jìn)行空間站擴(kuò)展和載荷更換；對空間站進(jìn)行維護(hù)維修和評估，延長使用壽命［6］。空間站應(yīng)用任務(wù)對有效載荷可靠性的要求主要體現(xiàn)在“長壽命、低成本”兩個方面：

1）關(guān)鍵和重要的應(yīng)用項(xiàng)目壽命要求長、可靠性要求高。載人空間站設(shè)計壽命長達(dá)10年，并具有通過維護(hù)維修延長使用壽命的能力［6］，對于有效載荷信息系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)柜支持系統(tǒng)等關(guān)鍵／重要產(chǎn)品應(yīng)采用HALT、ADT等試驗(yàn)技術(shù)開展長壽命驗(yàn)證，或根據(jù)性能退化情況實(shí)施視情維修或預(yù)防維修。

2）應(yīng)用項(xiàng)目創(chuàng)新性強(qiáng)、指標(biāo)先進(jìn)，沒有高性能、高等級的元器件／部組件可選用，將不得不選用商用貨架（COTS）高性能產(chǎn)品，需要解決COTS產(chǎn)品的可靠性保證和試驗(yàn)成本問題。

國外航天領(lǐng)域使用COTS器件的研究始于20世紀(jì)70年代，并從90年代中期開始處于全面發(fā)展階段［29］。2013年，NASA JPL報告指出微電子塑封器件（PEMs）大量用于航天工程中［30］。國內(nèi)航天領(lǐng)域也逐漸使用COTS產(chǎn)品，載人航天空間應(yīng)用系統(tǒng)在COTS產(chǎn)品可靠性方面開展了探索并得到了飛行驗(yàn)證，如大容量存儲器、光收發(fā)模塊等。實(shí)踐表明針對COTS產(chǎn)品，通過采用合適的可靠性試驗(yàn)（含高加速試驗(yàn)技術(shù)）可以保證產(chǎn)品可靠性，同時大大減少試驗(yàn)時間，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)成本最大程度的降低。

4.2總體實(shí)施思路

目前，國內(nèi)航天領(lǐng)域缺少統(tǒng)一的高加速試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)，為了滿足我國載人空間站應(yīng)用任務(wù)特點(diǎn)和需求，在前期工程研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文提出一個基于長壽命產(chǎn)品退化特征的可靠性高加速試驗(yàn)技術(shù)航天應(yīng)用保證框架，即綜合HALT?HASS?ADT（HHA）的高加速試驗(yàn)集成方法?？傮w思路是：

1）在充分研究產(chǎn)品失效機(jī)理的基礎(chǔ)上，選擇試驗(yàn)項(xiàng)目、應(yīng)力類型、組合方式和施加方式，對產(chǎn)品實(shí)施HALT試驗(yàn)，探索產(chǎn)品的應(yīng)力極限量值，為HASS初始剖面的制定提供依據(jù)；

2）依據(jù)HALT的試驗(yàn)結(jié)果，制定HASS初始剖面，而后進(jìn)行HASS剖面的有效性驗(yàn)證；

3）建立產(chǎn)品加速模型、性能退化模型，選擇應(yīng)力類型、組合方式和施加方式，建立關(guān)鍵性能參數(shù)集，開展ADT試驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)甄別／數(shù)據(jù)融合，充分利用HALT／HASS退化數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證，也可作為貝葉斯先驗(yàn)信息，進(jìn)行可靠性評估和剩余有效壽命預(yù)測；

4）將產(chǎn)品的退化特征、剩余壽命預(yù)測的結(jié)果用于HASS剖面安全性驗(yàn)證，并完成HASS剖面的優(yōu)化，并將此剖面用于批量產(chǎn)品的高加速篩選過程中。

5 結(jié)論

1）本文綜述了國內(nèi)外高加速試驗(yàn)（HALT、HASS）的理論和工程應(yīng)用，高加速試驗(yàn)多用于民用產(chǎn)品領(lǐng)域，且多采用定性方法提高產(chǎn)品可靠性。近年來，高加速試驗(yàn)的研究取得持續(xù)進(jìn)展，逐漸注重HALT、HASS的定量研究，為高加速試驗(yàn)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用提供借鑒。

2）結(jié)合我國載人空間站應(yīng)用領(lǐng)域“長壽命、低成本”的任務(wù)需求，本文提出綜合HALT?HASS?ADT（HHA）的高加速試驗(yàn)集成方法及實(shí)施的總體思路，對于航天產(chǎn)品長壽命驗(yàn)證、進(jìn)行預(yù)防性維修、提高試驗(yàn)效益等具有作用，為滿足空間站應(yīng)用任務(wù)需求提供了一條行之有效的途徑。

（References）

［1］ 姜同敏，王曉紅，李志強(qiáng)，等.可靠性與壽命試驗(yàn)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012：1?13，303?306. Jiang T M，Wang X H，Li Z Q，et al.Reliability and Life Test［M］.Beijing：National Defense Industry Press，2012：1?3，303?306.（in Chinese）

［2］ Treichel T H.Lifetime Testing of ECLSS electronics using the arrhenius model?a case study for flexible path missions［C］／／41st Inter?national Conference on Environmental Systems. Washington D.C.：AIAA，2011：1?7.

［3］ Hobbs G K.高加速壽命試驗(yàn)與高加速應(yīng)力篩選［M］.丁其伯，譯.北京：航空工業(yè)出版社，2012：1?15，53. Hobbs G K.HALT and HASS，Accelerated Reliability Engi?neering［M］.Ding Q B，translated.Beijing：Aviation Indus?trial Publishing House，2012：1?15，53.（in Chinese）

［4］ Deppe R W，Minor E O.Reliability enhancement testing（RET）［C］／／Proceedings of Annual on Reliability and Ma?intainability Symposium（RAMS），1994.New York：IEEE，1994：91?98.

［5］ Masotti B，Morelli M.Development of the accelerated stress testing process at Otis elevator company［J］.Quality and Re?liability Engineering International，1998，14（6）：381?384.

［6］ 周建平.我國空間站工程總體構(gòu)想［J］.載人航天，2013，19（2）：1?10. Zhou J P.Chinese space station project overall vision［J］. Manned Spaceflight，2013，19（2）：1?10.（in Chinese）

［7］ 趙宇，楊軍，馬小兵.可靠性數(shù)據(jù)分析［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2011：33?34，198?202，227?251. Zhao Y，Yang J，Ma X B.Data Analysis of Reliability［M］. Beijing：National Defense Industry Press，2012：33?34，198?202，227?251.（in Chinese）

［8］ Bian L，Gebraeel N.Computing and updating the first?pas?sage time distribution for randomly evolving degradation sig?nals［J］.IIE Transactions，2012，44（11）：974?987.

［9］ Nelson W. Accelerated Testing Statistical Models， Test Plans，and Data Analysis［M］.New Jersey：John Wiley＆Sons，INC，2004：51?92.

［10］ 鄧愛民.高可靠長壽命產(chǎn)品可靠性技術(shù)研究［D］.長沙：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院，2006. Deng A M.Research on Reliability Technology of High?relia?bility and Long?life Products［D］.Changsha： Graduate School of National University of Defense Technology，2006.（in Chinese）

［11］ McCallum J，Thomas R E，Waite J H.Accelerated testing of space batteries［R］.Washington D.C.：NASA，1973：123?166.

［12］ Murray F，Heshmat H，F(xiàn)usaro R.Accelerated testing of space mechanisms［R］.Ohio：NASA，1995：79?92.

［13］ White M，Vu D，Nguyen D，et al.Product reliability trends，derating considerations and failure mechanisms with scaled CMOS［C］／／2006 IEEE International Integrated Reliability Workshop Final Report.New York：IEEE，2006：156?159.

［14］ Lundmark K.Accelerated testing for European space programs［EB／OL］.http：／／www.asqrd.org／wp?content／uploads／2014／09／Accelerated?Test?for?EU?Space?Programs.pdf.

［15］ 陳文華，柴新，潘駿，等.威布爾壽命型產(chǎn)品可靠性加速驗(yàn)證試驗(yàn)方法［J］.浙江大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2001，35（1）：5?8. Chen W H，Chai X，Pan J，et al.Accelerated demonstration test method based on weibull distribution［J］.Journal of Zhe?jiang University（English Science），2001，35（1）：5?8.（in Chinese）

［16］ 王少萍，焦宗夏，郭宏.月球車驅(qū)動系統(tǒng)密封副加速壽命試驗(yàn)研究［J］.中國機(jī)械工程，2003，14（1）：1?4. Wang S P，Jiao Z X，Guo H.Study on accelerated life test of moon robot sealing material［J］.China Mechanical Engineer?ing，2003，14（1）：1?4.（in Chinese）

［17］ Kim Y S，Kim M K，Seo K B，et al.Highly accelerated life test of 1.5kW class Low DC?DC converters for hybrid electric vehicles［C］／／2013 International Conference on Electrical Ma?chines and Systems（ICEMS）.New York：IEEE，2013：773?778.

［18］ Hsu A，Huang D LS，Chang C，et al.Understanding HALT application in desktop，NB and Server［C］／／Proceedings of Annualon Reliability and Maintainability Symposium（RAMS），2012.New York：IEEE，2012：1?6.

［19］ GB2689.1?81，恒定應(yīng)力壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)方法總則［S］.1981. GB2689.1?81，General Guidance for Constant Stress Life Test and Accelerated Life Test［S］.1981.（in Chinese）

［20］ GB2689.2?81，壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)的圖估計法 （用于威布爾分布）［S］.1981. GB2689.2?81，Graphical Estimation for Life Test and Accel?erated Life Test（weibull distribution）［S］.1981.（in Chi?nese）

［21］ GB2689.3?81，壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)的簡單線性無偏估計法 （用于威布爾分布）［S］.1981. GB2689.3?81，Simple Linear Unbiased Estimation for Life Test and Accelerated Life Test（weibull distribution）［S］. 1981.（in Chinese）

［22］ GB2689.4?81，壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)的最好線性無偏估計法（用于威布爾分布）［S］.1981. GB2689.4，Best Linear Unbiased Estimation for Life Test and Accelerated Life Test（weibull distribution）［S］.1981.（in Chinese）

［23］ GJB5103?2004，彈藥元件加速壽命試驗(yàn)方法［S］.2003. GJB5103?2004，Accelerated Life Test Method for Ammunition Components［S］.2003.（in Chinese）

［24］ IPC9592A，Performance Parameters for Power Conversion De?vices［S］.IPC：2010.

［25］ IEC62506，Methods for Product Accelerated Testing［S］. IEC：2013.

［26］ GB／T29309?2012，電工電子產(chǎn)品加速應(yīng)力試驗(yàn)規(guī)程 高加速壽命試驗(yàn)導(dǎo)則［S］.2012. GB／T29309?2012，Accelerated Stress Testing Procedures for Electric and Electronic Products?Guidance for Highly Acceler?ated Life Test［S］.2012.（in Chinese）

［27］ Kaveh M，Yellamati D，Goktas Y.Reliability testing，analy?sis and prediction of balancing resistors［C］／／Proceedings of Annualon Reliability and Maintainability Symposium（RAMS），2012.New York：IEEE，2012：1?7.

［28］ Doertenbach N.Fatigue calculations that demonstrate the safety of HASS［C］／／Proceedings of Annual on Reliability and Maintainability Symposium（RAMS），2014.New York：IEEE，2014：1?5.

［29］ 黨煒，孫惠中，李瑞瑩，等.COTS器件空間應(yīng)用的可靠性保證技術(shù)研究［J］.電子學(xué)報，2009，37（11）：2589?2594. Dang W，Sun H Z，Li R Y，et al.Research on reliability as?surance of COTS components space application［J］.Acta Electronica Sinica，2009，37（11）：2589?2594.（in Chi?nese）

［30］ Cooper M S. Commercialpartstechnology qualification processes［R］.Pasadena：JPL，2013：1?3.

（責(zé)任編輯：龐迎春）

Highly Accelerated Reliability Testing and Thoughts of Its Implementation on China Manned Space Station

LIU Kai1，2，LYU Congmin2，DANG Wei2，F(xiàn)U Hongyong2

（1.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China；2.Technology and Engineering Centre for Space Utilization，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100094，China）

China manned space station will operate for over ten years.Long term and sustained space science and application researches will be conducted during its operation.So the application payloads must meet the“l(fā)ong life and low cost”mission requirement.Thus highly accelerated tes?ting（including HALT and HASS）is needed to improve and estimate the reliability of the space products.Early highly accelerated testing is commonly used in the civilian products and often with qualitative methods.In recent years，the research on highly accelerated testing has made consistent progress，and quantitative study of HALT and HASS is emphasized.According to the“l(fā)ong life and low cost”mission requirement in the space station application field，a HHA accelerated testing method was proposed in this paper by the integration of HALT，HASS and ADT.In addition，the o?verall implementation of HHA accelerated testing method was also proposed.

reliability；highly accelerated life testing；highly accelerated stress screening；acceler?ated degradation testing；space station

V416.3

：A

：1674?5825（2017）02?0222?05

2016?04?18；

2017?02?28

總裝備部預(yù)研基金（9140A19021315ZK31267）

劉凱，男，博士，工程師，研究方向?yàn)榭煽啃韵到y(tǒng)工程。E?mail：lk＠csu.ac.cn