李大偉， 潘殿省， 趙志敏

(91550部隊(duì))

裝備可靠性指標(biāo)鑒定內(nèi)涵研究

李大偉， 潘殿省， 趙志敏

(91550部隊(duì))

針對(duì)可靠性鑒定過(guò)程中存在指標(biāo)考核對(duì)象和考核時(shí)機(jī)不統(tǒng)一的爭(zhēng)議，通過(guò)分析指標(biāo)基礎(chǔ)定義，提出了工程背景和統(tǒng)計(jì)理論相結(jié)合的解決思路。論述了國(guó)內(nèi)外可靠性指標(biāo)發(fā)展歷程，利用對(duì)比分析的方法，說(shuō)明了產(chǎn)生爭(zhēng)議的工程原因；對(duì)可靠性指標(biāo)鑒定方法進(jìn)行了分析，結(jié)合區(qū)間估計(jì)方法，說(shuō)明了假設(shè)檢驗(yàn)代表的統(tǒng)計(jì)內(nèi)涵和工程內(nèi)涵，明確了將最低可接受值作為指標(biāo)考核對(duì)象；結(jié)合裝備可靠性增長(zhǎng)過(guò)程，采取定性分析的方法，提出了最低可接受值在定型階段、規(guī)定值在作戰(zhàn)試驗(yàn)階段分階段考核的建議。

可靠性指標(biāo)；鑒定方法；鑒定時(shí)機(jī)；發(fā)展歷程

可靠性是裝備重要的質(zhì)量屬性，其指標(biāo)高低決定了裝備完成任務(wù)的能力[1]。近年來(lái)，裝備可靠性要求越來(lái)越高，直接給可靠性設(shè)計(jì)和鑒定工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)。這就要求生產(chǎn)方和使用方需準(zhǔn)確掌握指標(biāo)的鑒定內(nèi)涵，否則不利于裝備頂層設(shè)計(jì)，更不利于指標(biāo)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)[2-3]。因此，開(kāi)展可靠性指標(biāo)鑒定內(nèi)涵的探討具有十分重要的工程意義。為了準(zhǔn)確掌握可靠性指標(biāo)代表的工程意義，20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)學(xué)者展開(kāi)了激烈的討論：文獻(xiàn)[4]重點(diǎn)從統(tǒng)計(jì)理論角度解釋了可靠性指標(biāo)之間的關(guān)系，認(rèn)為最低可接受值和規(guī)定值是由統(tǒng)計(jì)方法產(chǎn)生的；文獻(xiàn)[5]深入分析統(tǒng)計(jì)方法，認(rèn)為為了適應(yīng)方法要求，不同階段均應(yīng)提出2個(gè)指標(biāo)。上述文獻(xiàn)有助于可靠性指標(biāo)關(guān)系的理解，但是相關(guān)文獻(xiàn)較少?gòu)蔫b定角度對(duì)可靠性指標(biāo)進(jìn)行分析，造成不同學(xué)者在鑒定過(guò)程中對(duì)指標(biāo)的理解存在一定的爭(zhēng)議，如裝備只有一個(gè)可靠性指標(biāo)的情況下，該指標(biāo)是最低可接受值還是規(guī)定值，且在哪個(gè)階段進(jìn)行考核均存在不同的理解[6]。在上述研究基礎(chǔ)上，學(xué)者繼續(xù)深入研究，從工程角度分析可靠性指標(biāo)，普遍認(rèn)為最低可接受值應(yīng)作為裝備定型的依據(jù)[7]，但是仍有部分學(xué)者認(rèn)為既然規(guī)定值是可以預(yù)計(jì)和驗(yàn)證的[8]，且作為用戶期望達(dá)到的目標(biāo)，應(yīng)該將規(guī)定值作為裝備定型的依據(jù)。顯然，上述認(rèn)識(shí)是互相矛盾的，需進(jìn)一步研究，以準(zhǔn)確把握裝備可靠性指標(biāo)的鑒定內(nèi)涵。

為了明確可靠性鑒定過(guò)程中指標(biāo)考核對(duì)象和考核時(shí)機(jī)，消除爭(zhēng)議，本文采取工程分析和統(tǒng)計(jì)理論相結(jié)合的方法，對(duì)可靠性指標(biāo)發(fā)展歷程、鑒定方法和鑒定時(shí)機(jī)進(jìn)行了分析，研究結(jié)果有助于掌握可靠性指標(biāo)的工程背景，并深入理解指標(biāo)鑒定方法，以便從源頭上做好裝備可靠性鑒定工作。

1 定義及分析

1.1 基礎(chǔ)定義

在合同和研制任務(wù)書(shū)中，對(duì)于可靠性定量要求而言，無(wú)論是壽命型指標(biāo)(如平均故障間隔時(shí)間θ)，還是成敗型指標(biāo)(如可靠度R)，根據(jù)指標(biāo)數(shù)值，一般將較高的指標(biāo)稱為“檢驗(yàn)上限”或者“規(guī)定值”，較低的指標(biāo)稱為“檢驗(yàn)下限”或者“最低可接受值”。檢驗(yàn)上限和檢驗(yàn)下限主要從統(tǒng)計(jì)角度進(jìn)行描述，即具有統(tǒng)計(jì)意義的名詞；而規(guī)定值和最低可接受值主要從鑒定角度進(jìn)行描述，即具有工程意義的名詞。為了便于論述，結(jié)合行業(yè)習(xí)慣，本文將可靠性指標(biāo)統(tǒng)一分為規(guī)定值和最低可接受值[9]。

根據(jù)GJB1909A—2009《裝備可靠性維修性保障性要求論證》，可靠性指標(biāo)定義如下：

1) 規(guī)定值：用戶期望裝備達(dá)到的合同指標(biāo)。

2) 最低可接受值：要求裝備應(yīng)達(dá)到的合同指標(biāo)，是裝備定型考核或驗(yàn)證的依據(jù)。

根據(jù)GJB899A—2009《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》，可靠性指標(biāo)定義如下：

1) 規(guī)定值：若產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間或可靠度真值不小于規(guī)定值，則產(chǎn)品被接收的概率至少為100(1-α)%。其中，α為研制方風(fēng)險(xiǎn)，是指可靠性指標(biāo)超過(guò)規(guī)定值時(shí)，裝備被拒收的概率。

2) 最低可接受值：可接收的最低平均故障間隔時(shí)間或可靠度。若產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間或可靠度的真值不大于最低可接受值，則產(chǎn)品被接收的概率至多為100β%。β為使用方風(fēng)險(xiǎn)，是指可靠性指標(biāo)沒(méi)有達(dá)到最低可接受值時(shí)，裝備被接收的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)可靠性相關(guān)書(shū)籍，整理獲得可靠性指標(biāo)定義如下：

1) 規(guī)定值：可接收的平均故障間隔時(shí)間或可靠度，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案以高概率接收其真值接近規(guī)定值的裝備。

2) 最低可接受值：拒收的平均故障間隔時(shí)間或可靠度，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案以高概率拒收其真值接近最低可接受值的裝備。

針對(duì)上述可靠性指標(biāo)定義，能夠發(fā)現(xiàn)目前主要從2個(gè)不同的角度進(jìn)行了描述。(1) 工程角度，如GJB1909A—2009；(2) 統(tǒng)計(jì)角度，如GJB899A—2009。這種現(xiàn)狀解釋了可靠性指標(biāo)有2種名詞定義的原因。

1.2 對(duì)比分析

在可靠性定量要求中，一般存在2個(gè)可靠性指標(biāo)(即規(guī)定值和最低可接受值)。為了對(duì)裝備的可靠性指標(biāo)進(jìn)行鑒定，需要明確指標(biāo)考核對(duì)象。因此，結(jié)合上述定義，從工程和統(tǒng)計(jì)角度，說(shuō)明認(rèn)識(shí)上存在的問(wèn)題，并開(kāi)展綜合分析，提出解決思路。

1) 工程定義。可靠性指標(biāo)的工程定義描述最低可接受值作為定型考核或驗(yàn)證的依據(jù)，描述規(guī)定值為用戶期望達(dá)到的指標(biāo)。根據(jù)該定義解釋，在指標(biāo)考核過(guò)程中，有2個(gè)截然不同的認(rèn)識(shí)。部分學(xué)者認(rèn)為定義中強(qiáng)調(diào)最低可接受值為考核依據(jù)，應(yīng)將其作為考核對(duì)象。而部分學(xué)者認(rèn)為規(guī)定值作為用戶期望達(dá)到的指標(biāo)，本著滿足用戶要求的原則，應(yīng)將其作為考核對(duì)象。

2) 統(tǒng)計(jì)定義?？煽啃灾笜?biāo)的統(tǒng)計(jì)定義解釋規(guī)定值為可接收值，最低可接收值為拒收值。部分學(xué)者從字面理解，將規(guī)定值作為指標(biāo)考核對(duì)象，認(rèn)為可靠性指標(biāo)達(dá)到規(guī)定值，裝備才可以接收。而部分人員認(rèn)為GJB899A—2009中強(qiáng)調(diào)最低可接受值為可接收的指標(biāo)，應(yīng)將其作為考核對(duì)象。顯然，上述認(rèn)識(shí)是互相矛盾的。

3) 綜合分析。通過(guò)上述分析可知，對(duì)于指標(biāo)考核對(duì)象，無(wú)論從工程定義理解，還是從統(tǒng)計(jì)定義理解，均存在一定的分歧。實(shí)際上，即使將定義統(tǒng)一理解，仍存在一定的分歧。部分學(xué)者認(rèn)為規(guī)定值作為用戶期望達(dá)到的指標(biāo)，且作為可接收值，理應(yīng)作為考核對(duì)象。而部分學(xué)者認(rèn)為最低可接受值作為考核依據(jù)，且標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)可接收，理應(yīng)作為考核對(duì)象。

上述問(wèn)題源于理解基礎(chǔ)不同而產(chǎn)生，可靠性指標(biāo)工程定義的理解需要學(xué)者對(duì)裝備鑒定背景較為熟悉，而統(tǒng)計(jì)定義的理解又需要學(xué)者具備一定的統(tǒng)計(jì)知識(shí)。為了解決上述分歧，準(zhǔn)確理解可靠性指標(biāo)的鑒定內(nèi)涵，在了解其基礎(chǔ)定義的同時(shí)，一方面需要掌握可靠性指標(biāo)發(fā)展歷程，清楚問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因；另一方面需要分析可靠性指標(biāo)鑒定的統(tǒng)計(jì)方法，清楚指標(biāo)代表的理論意義和工程意義。

2 發(fā)展歷程

2.1 美軍可靠性指標(biāo)發(fā)展歷程

早期，在進(jìn)行可靠性試驗(yàn)過(guò)程中，可靠性指標(biāo)只規(guī)定一個(gè)值[10]。隨著對(duì)裝備可靠性指標(biāo)和試驗(yàn)鑒定的認(rèn)識(shí)逐漸深入，美軍1963年頒布《MIL-STD-781B可靠性設(shè)計(jì)鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)：指數(shù)分布》后開(kāi)始普遍提2個(gè)值，即規(guī)定值和最低可接受值。由于該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)最低可接受值的定義不夠嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致其數(shù)值受試驗(yàn)方案的選取而不斷變化。比如，假設(shè)裝備平均故障間隔時(shí)間的規(guī)定值為400h，選取標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方案Ⅲ，則試驗(yàn)考核的最低可接受值為200h；選取標(biāo)準(zhǔn)中試驗(yàn)方案Ⅳ，則試驗(yàn)考核的最低可接受值為133h。顯然，這給裝備可靠性指標(biāo)鑒定帶來(lái)了很多人為干擾因素，無(wú)法明確最低可接受值的具體數(shù)值。此時(shí)，最低可接受值定義是無(wú)效的，無(wú)法作為考核依據(jù)。鑒于上述情況，美軍1977年頒布了該標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)版《MIL-STD-781C可靠性設(shè)計(jì)鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)：指數(shù)分布》，并對(duì)其進(jìn)行了取代。在升級(jí)版的前言中，明確該版重要的修訂之一便是重新定義最低可接受值，要求其必須是一個(gè)固定的常數(shù)，不應(yīng)受試驗(yàn)方案選取而變化。至此，最低可接受值被明確作為指標(biāo)考核對(duì)象。

美軍裝備試驗(yàn)鑒定的發(fā)展主要經(jīng)歷3個(gè)階段：獨(dú)立試驗(yàn)階段、聯(lián)合試驗(yàn)階段和試驗(yàn)與訓(xùn)練一體化階段[11]8。對(duì)于可靠性而言，獨(dú)立試驗(yàn)階段和聯(lián)合試驗(yàn)階段早期主要以最低可接受值作為指標(biāo)考核對(duì)象，將規(guī)定值作為研制方的設(shè)計(jì)值[12]，認(rèn)為研制方只有按照規(guī)定值設(shè)計(jì)裝備，才能使裝備以較高的概率通過(guò)鑒定試驗(yàn)。從該角度來(lái)看，規(guī)定值在早期并沒(méi)有作為指標(biāo)的考核對(duì)象。隨著美軍裝備發(fā)展策略的轉(zhuǎn)變，試驗(yàn)思路發(fā)生了根本變化，美軍認(rèn)為“裝備試驗(yàn)必須建立在戰(zhàn)場(chǎng)需求上，必須經(jīng)得起戰(zhàn)場(chǎng)的最終檢驗(yàn)[11]9”。顯然，這對(duì)裝備的可靠性指標(biāo)提出了更高的要求。為了滿足戰(zhàn)場(chǎng)需求，美軍開(kāi)始考慮將規(guī)定值作為指標(biāo)考核對(duì)象，如美軍用手冊(cè)MIL-HDBK-781AReliabilitytestmethods,plan,andenvironmentsforengineering,developmentqualification,andproduction要求規(guī)定值利用工程經(jīng)驗(yàn)和歷史信息必須是可達(dá)到的。此時(shí)，美軍開(kāi)始將規(guī)定值作為指標(biāo)考核對(duì)象。目前，美軍大力推進(jìn)“邏輯靶場(chǎng)”，在武器試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行基于近似實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下的試驗(yàn)和訓(xùn)練以及裝備聯(lián)合試驗(yàn)，將裝備定型分為兩部分：性能試驗(yàn)和作戰(zhàn)(或使用)試驗(yàn)[13]。前者以驗(yàn)證裝備工程設(shè)計(jì)和試制過(guò)程是否完備為目的，試驗(yàn)類型包括可靠性鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)，通常以最低可接受值為考核對(duì)象。后者以檢驗(yàn)裝備在作戰(zhàn)環(huán)境和平時(shí)使用中的效能和適用性為目的，試驗(yàn)類型包括適用性試驗(yàn)，通常以規(guī)定值為考核對(duì)象[14]。

綜上所述，美軍對(duì)可靠性指標(biāo)的鑒定認(rèn)識(shí)是一個(gè)逐步完善的過(guò)程，經(jīng)歷了一定的曲折。因?yàn)槊儡娧b備目前采取分階段考核的方式，所以最低可接受值和規(guī)定值均作為考核對(duì)象，只是考核階段不同。

2.2 國(guó)內(nèi)可靠性指標(biāo)發(fā)展歷程

我國(guó)可靠性標(biāo)準(zhǔn)早期轉(zhuǎn)化了美軍相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并積極組織宣貫[15]。受美軍早期認(rèn)識(shí)影響，國(guó)內(nèi)一直延續(xù)到20世紀(jì)80年代初仍只規(guī)定一個(gè)值，并且對(duì)其認(rèn)識(shí)存在爭(zhēng)議。部分學(xué)者認(rèn)為該值是最低可接受值，而部分學(xué)者則認(rèn)為該值是規(guī)定值。圍繞著指標(biāo)認(rèn)識(shí)的問(wèn)題，20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)展了大量的討論，主要從統(tǒng)計(jì)角度分析了2個(gè)指標(biāo)之間的關(guān)系，較少涉及指標(biāo)鑒定內(nèi)涵分析。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)裝備可靠性鑒定認(rèn)識(shí)的逐漸深入，2009年頒布的GJB 1909A—2009中規(guī)定可靠性可以提出2個(gè)指標(biāo)，也可以只提出一個(gè)指標(biāo)。如果只提一個(gè)指標(biāo)，那么該指標(biāo)為最低可接受值。至此，國(guó)內(nèi)明確將最低可接受值作為考核對(duì)象。

對(duì)于裝備定型而言，國(guó)內(nèi)主要以最低可接受值為依據(jù)，規(guī)定值通常采取驗(yàn)證的方式，并沒(méi)有明確給出規(guī)定值的考核時(shí)機(jī)。同時(shí)，受美軍將規(guī)定值作為裝備合格最終標(biāo)準(zhǔn)的影響，部分學(xué)者仍認(rèn)為應(yīng)將規(guī)定值作為考核對(duì)象。由此可見(jiàn)，關(guān)于規(guī)定值是否作為考核對(duì)象仍存在一定的爭(zhēng)議。

綜上所述，隨著對(duì)裝備試驗(yàn)鑒定認(rèn)識(shí)的逐漸深入，最低可接受值作為考核對(duì)象形成了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于規(guī)定值，受美軍試驗(yàn)鑒定體制的影響，工程上仍存在一定的爭(zhēng)議。

3 鑒定統(tǒng)計(jì)方法分析

3.1 假設(shè)檢驗(yàn)方法

可靠性指標(biāo)考核方案的制定在統(tǒng)計(jì)理論中屬于假設(shè)檢驗(yàn)范疇。在掌握指標(biāo)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，為了深入分析其鑒定內(nèi)涵，需要對(duì)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行進(jìn)一步分析。根據(jù)假設(shè)檢驗(yàn)的定義[16]，需要給出原假設(shè)和備擇假設(shè)。以可靠度為例進(jìn)行說(shuō)明，一般規(guī)定原假設(shè)為裝備可靠度不小于規(guī)定值，備擇假設(shè)為小于最低可接受值，稱為雙邊假設(shè)檢驗(yàn)，表達(dá)式如下：

H0:R≥R0，H1:R

式中：R0為規(guī)定值；R1為最低可接受值。

針對(duì)雙邊假設(shè)檢驗(yàn)，結(jié)合工程背景確定決策規(guī)則：當(dāng)原假設(shè)為真時(shí)，接受原假設(shè)，以1-α概率接收裝備；當(dāng)原假設(shè)不真時(shí)，拒絕原假設(shè)，以1-β概率拒收裝備。

根據(jù)雙邊假設(shè)檢驗(yàn)形式和決策規(guī)則，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為原假設(shè)的規(guī)定值為考核對(duì)象，而應(yīng)進(jìn)一步分析其統(tǒng)計(jì)內(nèi)涵和工程內(nèi)涵，以明確原假設(shè)和備擇假設(shè)的深層內(nèi)涵。

3.2 統(tǒng)計(jì)內(nèi)涵

為了明確雙邊假設(shè)檢驗(yàn)所考核的指標(biāo)，需要深入了解其決策規(guī)則的統(tǒng)計(jì)意義。假設(shè)檢驗(yàn)和區(qū)間估計(jì)在經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)上有著密切的聯(lián)系，為了便于說(shuō)明，利用區(qū)間估計(jì)進(jìn)行對(duì)比分析[17]。

3.2.1 原假設(shè)為真

檢驗(yàn)值R為隨機(jī)變量，給定置信水平1-β或1-α，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，能夠獲得其置信下限RL和置信上限RU。當(dāng)原假設(shè)為真，接收裝備，檢驗(yàn)值與可靠性指標(biāo)的關(guān)系如圖1所示。

圖1 接收裝備準(zhǔn)則

3.2.2 原假設(shè)不真

當(dāng)原假設(shè)不真，拒收裝備，檢驗(yàn)值與可靠性指標(biāo)的關(guān)系如圖2所示。

圖2 拒收裝備準(zhǔn)則

將接收準(zhǔn)則和拒收準(zhǔn)則進(jìn)行對(duì)比，從數(shù)值來(lái)看，接收裝備要求可靠度置信下限必須達(dá)到最低可接受值，規(guī)定值僅是包含即可。正如美軍標(biāo)準(zhǔn)中描述：“原假設(shè)成立并不代表可靠性已達(dá)到規(guī)定值，而是以很高的概率超過(guò)最低可接受值”。因此，從假設(shè)檢驗(yàn)方法來(lái)看，應(yīng)以最低可接受值為考核對(duì)象。

假設(shè)檢驗(yàn)決策規(guī)則的制定實(shí)際是基于反證法的思想。在數(shù)學(xué)上，難以用一個(gè)樣本證明一個(gè)檢驗(yàn)(或命題)成立，卻易用一個(gè)樣本推翻一個(gè)檢驗(yàn)(或命題)。通過(guò)上文分析，接受原假設(shè)，說(shuō)明規(guī)定值得到了驗(yàn)證，但更說(shuō)明備擇假設(shè)沒(méi)有被推翻，以一定的概率成立，最低可接受值得到了檢驗(yàn)。這也是為什么會(huì)出現(xiàn)原假設(shè)成立，看似可靠性指標(biāo)高于規(guī)定值，但結(jié)論卻是最低可接受值得到檢驗(yàn)的根本原因。

綜上所述，從判決準(zhǔn)則數(shù)值變化關(guān)系和數(shù)學(xué)思想來(lái)看，雙邊假設(shè)檢驗(yàn)實(shí)質(zhì)考核對(duì)象為最低接受值。

3.3 工程內(nèi)涵

由于裝備樣本的隨機(jī)性，假設(shè)檢驗(yàn)不能給出一個(gè)完全肯定的結(jié)論，即不可能出現(xiàn)裝備100%合格(或不合格)的結(jié)論，因此，假設(shè)檢驗(yàn)存在2類錯(cuò)誤：納偽和拒真。這2類錯(cuò)誤分別對(duì)應(yīng)著工程中使用方和生產(chǎn)方的風(fēng)險(xiǎn)。使用方風(fēng)險(xiǎn)(即納偽)是指裝備沒(méi)有達(dá)到要求而被接收的概率，生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)(即拒真)是指裝備達(dá)到要求而被拒收的概率。

為了控制雙方風(fēng)險(xiǎn)，提出了雙邊假設(shè)檢驗(yàn)。原假設(shè)反映了生產(chǎn)方的利益，如果裝備可靠性達(dá)到規(guī)定值，那么其被拒收的概率就要盡可能的小，即生產(chǎn)方以1-α接收裝備。備擇假設(shè)反映了使用方的利益，如果裝備可靠性沒(méi)有達(dá)到最低可接受值，那么其被拒收的概率就要盡可能的大，即使用方以1-β拒收裝備。因此，雙邊假設(shè)檢驗(yàn)決策原則有著較強(qiáng)的工程背景，分別代表了生產(chǎn)方和使用方的利益。

在上述工程背景下，結(jié)合雙邊假設(shè)檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)內(nèi)涵，在研制與定型階段，使用方更加關(guān)心裝備可靠性指標(biāo)的下限，要求其能夠滿足基本使用性能要求，對(duì)于規(guī)定值該階段并不關(guān)心。因此，為了控制使用方風(fēng)險(xiǎn)，并縮短試驗(yàn)周期，GJB899A—2009提供了一種備選的試驗(yàn)方案(即LQ方案)。該方案確定的假設(shè)檢驗(yàn)稱為單邊假設(shè)檢驗(yàn)，表達(dá)式如下：

H0:R≥R1，H1:R

該假設(shè)檢驗(yàn)決策準(zhǔn)則為：當(dāng)原假設(shè)為真時(shí)，接受原假設(shè)，使用方以1-β概率接收裝備；當(dāng)原假設(shè)不真時(shí)，拒絕原假設(shè)，使用方以1-β概率拒收裝備。顯然，單邊假設(shè)檢驗(yàn)確定的裝備決策準(zhǔn)則僅需利用最低可接受值，這是國(guó)軍標(biāo)規(guī)定合同和研制任務(wù)書(shū)可以僅提最低可接受值的根本原因。

綜上所述，從原假設(shè)和備擇假設(shè)的工程含義來(lái)看，可靠性指標(biāo)應(yīng)滿足使用方要求，而使用方十分關(guān)心裝備能否達(dá)到最低接受值，因此，假設(shè)檢驗(yàn)方法所考核對(duì)象應(yīng)為最低可接受值。

4 鑒定時(shí)機(jī)分析

4.1 壽命周期階段劃分

根據(jù)GJB450A—2004《裝備可靠性工作通用要求》，裝備全壽命周期通常包括論證、方案、工程研制與定型、生產(chǎn)與使用等階段。上述階段，裝備可靠性水平應(yīng)始終處于一個(gè)不斷增長(zhǎng)的過(guò)程。為了檢驗(yàn)裝備可靠性增長(zhǎng)效果，使用方需要在不同階段對(duì)其可靠性進(jìn)行考核。

4.2 各階段鑒定分析建議

裝備可靠性水平是一個(gè)不斷增長(zhǎng)的過(guò)程，其可靠性指標(biāo)考核應(yīng)采取分階段的形式。

對(duì)于最低可接受值，通過(guò)上文分析，主要在定型和生產(chǎn)階段作為考核對(duì)象，符合工程實(shí)際。對(duì)于規(guī)定值，20世紀(jì)90年代學(xué)者從工程角度提出裝備可靠性水平應(yīng)在成熟期達(dá)到規(guī)定值。由于成熟期[18]是指裝備部署使用一段時(shí)間后，其設(shè)計(jì)、工藝缺陷得到充分暴露與改進(jìn)，可靠性水平已穩(wěn)定，而不同裝備成熟期顯然不同；因此，無(wú)法明確考核具體時(shí)刻，給考核組織實(shí)施帶來(lái)了一定的困難。

為了充分考核規(guī)定值，在上文分析美軍裝備鑒定體系基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)貼近實(shí)戰(zhàn)考核的思想，進(jìn)一步完善試驗(yàn)鑒定體制，大力推進(jìn)作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定。如文獻(xiàn)[19]所述，應(yīng)與國(guó)際接軌，將目前的“使用試驗(yàn)”“部隊(duì)試驗(yàn)”和“部隊(duì)試用”等試驗(yàn)類型統(tǒng)一稱為“作戰(zhàn)試驗(yàn)與鑒定”。通過(guò)開(kāi)展作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定，可以將規(guī)定值作為該階段考核對(duì)象，在最低可接受值基礎(chǔ)上，試驗(yàn)條件盡可能貼近實(shí)戰(zhàn)[20]，進(jìn)一步考核裝備的可靠性指標(biāo)，使其可靠性水平不斷增長(zhǎng)，真正實(shí)現(xiàn)國(guó)軍標(biāo)規(guī)定的“用戶期望裝備達(dá)到的合同目標(biāo)”。

根據(jù)上述分析，建議進(jìn)一步完善試驗(yàn)鑒定體系，開(kāi)展作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定，并采取分階段鑒定的方式，使最低可接受值和規(guī)定值在不同階段得到考核，如圖3所示。

圖3 可靠性指標(biāo)階段考核示意圖

圖3中定型階段和批生產(chǎn)階段均以最低可接受值作為考核對(duì)象，分別利用可靠性鑒定試驗(yàn)和可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)進(jìn)行考核。區(qū)別在于批生產(chǎn)階段，在考核最低可接受值的同時(shí)，應(yīng)對(duì)裝備進(jìn)行評(píng)估，判斷其可靠性是否穩(wěn)步增長(zhǎng)。作戰(zhàn)使用階段則以規(guī)定值作為考核對(duì)象，利用作戰(zhàn)試驗(yàn)進(jìn)行考核。

綜上所述，通過(guò)分階段考核，能夠明確可靠性指標(biāo)考核對(duì)象，消除規(guī)定值是否作為考核對(duì)象的爭(zhēng)議，符合可靠性增長(zhǎng)過(guò)程，有利于可靠性指標(biāo)的鑒定工作，進(jìn)而切實(shí)提高裝備可靠性水平，充分滿足作戰(zhàn)使用要求。

5 結(jié) 論

針對(duì)裝備可靠性鑒定工作，本文從工程背景和統(tǒng)計(jì)理論的角度，分析了產(chǎn)生爭(zhēng)議的原因，明確了指標(biāo)考核對(duì)象，并對(duì)考核時(shí)機(jī)提出了建議，有助于深入理解可靠性指標(biāo)鑒定內(nèi)涵。相關(guān)結(jié)論如下：

1) 造成可靠性指標(biāo)鑒定工作存在爭(zhēng)議的原因有2個(gè)：(1) 受美軍早期標(biāo)準(zhǔn)影響，國(guó)內(nèi)對(duì)可靠性指標(biāo)鑒定理解經(jīng)歷了一定的曲折；(2) 對(duì)可靠性指標(biāo)鑒定方法的理解缺乏一定的統(tǒng)計(jì)知識(shí)。

2) 通過(guò)分析可靠性指標(biāo)鑒定統(tǒng)計(jì)方法，說(shuō)明了假設(shè)檢驗(yàn)決策準(zhǔn)則對(duì)應(yīng)的可靠性檢驗(yàn)值變化情況，并說(shuō)明了原假設(shè)和備擇假設(shè)分別代表的工程含義，進(jìn)而從統(tǒng)計(jì)方法上明確最低可接受值應(yīng)作為指標(biāo)考核對(duì)象。

3) 結(jié)合裝備可靠性增長(zhǎng)過(guò)程和美軍成熟的試驗(yàn)鑒定經(jīng)驗(yàn)，建議對(duì)可靠性指標(biāo)采取分階段考核的方式，并開(kāi)展作戰(zhàn)試驗(yàn)鑒定。將最低可接受值作為裝備設(shè)計(jì)定型階段的考核依據(jù)，規(guī)定值作為裝備作戰(zhàn)使用階段的考核依據(jù)，進(jìn)而明確考核時(shí)機(jī)，使可靠性指標(biāo)得到充分考核。

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(編輯：李江濤)

Research on Equipment Reliability Index Qualification Connotation

LI Dawei, PAN Diansheng, ZHAO Zhimin

(91550 Troops, China)

For disputes on index assessment object and time in the reliability qualification process, based on analyzing the index definition, the solution by means of combining engineering background and statistical theory is provided. Firstly, it expounds the development history of reliability index home and abroad, and explains the causes that arouse the controversy from the aspect of engineering by making contrasts and comparisons. Secondly, it analyzes the reliability index qualification methods, demonstrates the statistical connotation and engineering connotation with interval estimation, and makes it clear that minimum acceptable values are used as index assessment objects. Finally, in combination with the equipment reliability growth process, the suggestion of multi-stage assessment is proposed that minimum acceptable values be assessed in approval stage and the specified values be assessed in operational test stage.

reliability index; qualification method; qualification timing; development history

2017-03-02

李大偉(1985—)，男，工程師，博士，主要研究方向?yàn)榭煽啃栽囼?yàn)與評(píng)價(jià)、性能可靠性建模與維修決策。law1198@126.com

TB114.35

2095-3828(2017)03-0099-06

A DOI 10.3783/j.issn.2095-3828.2017.03.017