可靠性試驗如何選擇合適實驗室及試驗設(shè)備
2024年12月19日 11:50
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品研發(fā)過程中，可靠性試驗是確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而選擇合適的實驗室及試驗設(shè)備，對于獲取準確、可靠的試驗結(jié)果，進而指導(dǎo)產(chǎn)品改進和質(zhì)量提升具有至關(guān)重要的作用。
一、基于產(chǎn)品特性的考量
（一）產(chǎn)品類型與結(jié)構(gòu)分析
不同類型的產(chǎn)品對可靠性試驗的要求差異巨大。例如，對于結(jié)構(gòu)簡單的小型消費電子產(chǎn)品，如智能手環(huán)，重點關(guān)注的可能是其在日常使用環(huán)境下的溫度、濕度適應(yīng)性以及輕微的碰撞和跌落情況。而對于復(fù)雜的大型機械設(shè)備，如工業(yè)機床，其可靠性試驗則需要考慮長期運行的穩(wěn)定性、復(fù)雜工況下的振動與負荷承受能力、零部件的磨損等因素。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，如果產(chǎn)品內(nèi)部有精密的電子元件，那么電磁兼容性試驗設(shè)備就必不可少，以防止外部電磁干擾對產(chǎn)品性能的影響。對于有活動部件的產(chǎn)品，如汽車發(fā)動機中的活塞、曲軸等，需要針對其運動特性選擇合適的耐久性試驗設(shè)備，模擬實際工作中的摩擦、磨損和疲勞情況。
（二）產(chǎn)品的預(yù)期使用環(huán)境
產(chǎn)品在使用過程中的環(huán)境條件是選擇試驗設(shè)備和實驗室的重要依據(jù)。如果產(chǎn)品主要在高溫、高濕的熱帶地區(qū)使用，如戶外的電力變壓器，實驗室必須配備能夠模擬這種高溫高濕環(huán)境的濕熱試驗箱，并且試驗箱的溫濕度范圍要能涵蓋產(chǎn)品可能遇到的最極端情況。
對于在寒冷地區(qū)使用的產(chǎn)品，如極地科考設(shè)備，低溫試驗設(shè)備的溫度下限要足夠低，以測試產(chǎn)品在極寒條件下的啟動、運行和材料性能變化。如果產(chǎn)品用于航空航天領(lǐng)域，面臨高真空、強輻射等特殊環(huán)境，那么實驗室需要有專門的真空試驗設(shè)備和輻射模擬設(shè)備來模擬太空環(huán)境。
二、依據(jù)行業(yè)標準和法規(guī)
（一）了解相關(guān)標準
各個行業(yè)都有特定的可靠性試驗標準。在汽車行業(yè)，ISO 16750 系列標準規(guī)定了汽車電子電氣產(chǎn)品的環(huán)境條件、試驗方法等內(nèi)容。選擇實驗室時，要確保其熟悉并能夠嚴格按照這些標準開展試驗。電子行業(yè)的 IEC 60068 標準涵蓋了環(huán)境試驗方法，包括溫度變化、濕熱、振動等多種試驗類型。
對于醫(yī)療器械行業(yè)，不同類型的醫(yī)療器械有不同的標準，如 ISO 14971 風險管理標準等，實驗室需要有能力依據(jù)這些標準進行可靠性和安全性評估。不遵守行業(yè)標準可能導(dǎo)致產(chǎn)品在市場上遇到合規(guī)問題，甚至危及使用者的安全。
（二）法規(guī)要求的滿足
除了行業(yè)標準，還有一些法規(guī)要求需要考慮。例如，在某些國家和地區(qū)，電子產(chǎn)品需要符合電磁兼容性法規(guī)要求，以避免對其他設(shè)備造成干擾。實驗室的試驗設(shè)備和流程必須能夠確保產(chǎn)品通過這些法規(guī)相關(guān)的測試。對于食品、藥品等與人類健康密切相關(guān)行業(yè)的包裝和加工設(shè)備，需要滿足嚴格的衛(wèi)生和安全法規(guī)，實驗室在進行可靠性試驗時也要考慮這些因素，保證產(chǎn)品在長期使用過程中不會因可靠性問題引發(fā)衛(wèi)生安全事故。
三、實驗室資質(zhì)和能力評估
（一）資質(zhì)認證情況
實驗室的資質(zhì)認證是其能力的重要體現(xiàn)。CNAS（中國合格評定國家認可委員會）認可的實驗室，表明其在管理體系和技術(shù)能力方面達到了國際認可的水平。CMA（中國計量認證）資質(zhì)則保證了實驗室出具的試驗數(shù)據(jù)具有法律效力，可用于產(chǎn)品質(zhì)量評價、貿(mào)易出證等用途。國際上還有其他類似的認可機構(gòu)，如美國的 A2LA 等，擁有這些認可的實驗室在試驗的準確性和規(guī)范性方面更有保障。
（二）技術(shù)團隊水平
實驗室的技術(shù)人員是試驗成功的關(guān)鍵因素之一。他們應(yīng)該具備深厚的專業(yè)知識，包括對產(chǎn)品特性、試驗方法、標準解讀等方面的理解。例如，在進行復(fù)雜的可靠性增長試驗時，技術(shù)人員需要能夠準確分析產(chǎn)品故障原因，提出有效的改進措施。同時，技術(shù)人員還應(yīng)熟悉試驗設(shè)備的操作和維護，能夠快速解決試驗過程中出現(xiàn)的設(shè)備問題，保證試驗的順利進行。
（三）設(shè)備資源狀況
實驗室應(yīng)擁有齊全且先進的試驗設(shè)備。設(shè)備的先進性體現(xiàn)在其能夠模擬更復(fù)雜、更接近實際的環(huán)境條件，以及具有更高的測量精度。例如，現(xiàn)代的振動試驗臺可以精確控制振動的頻率、振幅、加速度等參數(shù)，并且能夠模擬多種振動模式，如正弦振動、隨機振動等。此外，實驗室還需要有完善的設(shè)備維護和校準體系，定期對設(shè)備進行校準和維護，確保設(shè)備的精度和穩(wěn)定性，避免因設(shè)備問題導(dǎo)致試驗誤差。
四、試驗設(shè)備性能考察
（一）精度和準確性
試驗設(shè)備的精度直接影響試驗結(jié)果的可靠性。以溫度試驗箱為例，其顯示溫度與實際溫度的偏差應(yīng)在極小范圍內(nèi)，對于高精度要求的試驗，可能需要溫度控制精度達到 ±0.1℃甚至更高。在測量設(shè)備方面，如用于測量產(chǎn)品性能參數(shù)的傳感器，其測量精度也至關(guān)重要，不準確的測量可能導(dǎo)致對產(chǎn)品可靠性的錯誤評估。
（二）穩(wěn)定性和重復(fù)性
設(shè)備的穩(wěn)定性是指在長時間運行過程中保持性能穩(wěn)定的能力。例如，在耐久性試驗中，連續(xù)運行數(shù)周甚至數(shù)月的試驗設(shè)備，其輸出的應(yīng)力（如負荷、溫度等）應(yīng)保持恒定。重復(fù)性則是指設(shè)備在多次相同條件下試驗時，能夠得到相近結(jié)果的能力。這對于需要進行多次對比試驗的可靠性評估尤為重要，如對同一批次產(chǎn)品進行多次相同的振動試驗，設(shè)備每次產(chǎn)生的振動參數(shù)應(yīng)基本一致。
（三）適用范圍
試驗設(shè)備的適用范圍要與產(chǎn)品的試驗需求相匹配。如鹽霧試驗箱的鹽溶液濃度范圍、噴霧方式和角度等要能滿足不同產(chǎn)品對鹽霧腐蝕試驗的要求。對于振動試驗臺，其頻率范圍要涵蓋產(chǎn)品可能遇到的振動頻率，振幅范圍也要能夠模擬產(chǎn)品在實際使用中的振動幅度情況，無論是低頻大振幅的運輸振動還是高頻小振幅的工作振動都能準確模擬。
五、考慮試驗成本和周期
（一）成本因素
試驗成本包括多個方面。首先是試驗費用，不同實驗室的收費標準可能因設(shè)備先進程度、資質(zhì)水平等因素而有所不同。購買或租賃試驗設(shè)備的成本也是需要考慮的，對于一些小型企業(yè)，如果自行購買昂貴的大型試驗設(shè)備可能不經(jīng)濟，可以選擇有資質(zhì)的第三方實驗室進行試驗。此外，設(shè)備的維護成本也不能忽視，復(fù)雜的大型試驗設(shè)備維護費用較高，實驗室應(yīng)具備合理的維護成本控制機制，以避免將過高的成本轉(zhuǎn)嫁給客戶。
（二）試驗周期
試驗周期對于產(chǎn)品的研發(fā)和上市進度有著重要影響。一些實驗室可能由于設(shè)備數(shù)量有限或試驗流程繁瑣，導(dǎo)致試驗周期較長。在選擇實驗室時，要了解其平均試驗周期，并與自身的產(chǎn)品計劃相匹配。同時，實驗室應(yīng)具備合理安排試驗的能力，提高設(shè)備利用率，在保證試驗質(zhì)量的前提下盡量縮短試驗周期。例如，可以采用并行試驗等方法，同時對多個產(chǎn)品或多個試驗項目進行合理安排，提高效率。
六、參考用戶評價和口碑
（一）客戶反饋收集
可以通過多種途徑收集其他用戶對實驗室的評價。向同行業(yè)企業(yè)咨詢是一種有效的方式，他們在使用過某些實驗室后，可以分享試驗結(jié)果的準確性、實驗室的服務(wù)態(tài)度、解決問題的能力等方面的經(jīng)驗。此外，還可以在行業(yè)論壇、專業(yè)社交網(wǎng)絡(luò)等平臺上搜索相關(guān)信息，了解實驗室在行業(yè)內(nèi)的口碑。
（二）行業(yè)聲譽調(diào)查
具有良好行業(yè)聲譽的實驗室通常在多個方面表現(xiàn)出色。可以查看實驗室獲得的行業(yè)獎項、榮譽稱號等，這些都是其技術(shù)實力和服務(wù)質(zhì)量的一種體現(xiàn)。同時，關(guān)注實驗室在行業(yè)內(nèi)的排名情況，排名靠前的實驗室往往在可靠性試驗領(lǐng)域有較高的認可度和專業(yè)性。
綜上所述，選擇合適的可靠性試驗實驗室和試驗設(shè)備是一個復(fù)雜但至關(guān)重要的過程。需要全面考慮產(chǎn)品特性、行業(yè)標準、實驗室資質(zhì)和能力、設(shè)備性能、成本周期以及用戶評價等多方面因素，從而確?？煽啃栽囼?zāi)軌驗楫a(chǎn)品質(zhì)量和性能的提升提供有力支持。
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