企业通常认为试验只是零部件、原材料入厂以及产品出厂的一道把关口，因此只关注零部件和原材料的缺陷验证试验、产品出厂验收试验等；有些企业甚至没有试验环节，产品设计、加工、装配完成后，直接投放到客户现场，通过实际故障触发改造。这两种方式均忽视了设计质量不高带来的潜在故障，造成了产品“早期故障多，使用寿命短、小问题不断、维护困难”的现状。因此，需要在设计过程中引入“试验”这个有效工具，以识别和消除产品的潜在故障。

但试验并不是简单的“因测而测”，相较于试验的实施，更核心的问题在于试验策划。试验策划的关键要素包含：试验目的、试验流程、试验条件与负载、测试参数、故障判据、试验数据的采集与分析以及试验相关知识等。诸多要素形成一个完整严谨的验证链条，并反馈到设计源头，实现“测试驱动研发”的目的。

通过有效地在研发过程实施各类产品试验，能帮助企业建立产品信息、量化衡量指标、对比择优方案、提前发现缺陷、掌握完整的产品过程数据与信息，对产品进行更细致的评价，提供精准的设计提升方案。

1.从可靠性的定义看“试验”

可靠性的定义为“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”我们通过这个概念去解析“试验”的基本要素，如图1所示。

图1 可靠性与试验的关系

（1）试验对象

试验对象即试验的主体，可以是整个产品、部套，也可以是组件、零件、原材料等。

（2）试验条件

试验条件包含试验的环境条件、工作条件以及使用维护条件等，通常是由正常的工作条件转换而来的。其中：

环境条件：试验对象对应的工作环境，如温度、湿度、振动、低气压、盐雾等；

工作条件：试验对象对应的工作应力条件、负载条件、电源特性、功能模式、贮存条件等；

使用维护条件：试验对象工作时所对应的使用维护项目及维护周期等，试验中应与实际使用时的维护项目与要求保持一致。

（3）试验时间

试验时间是指试验所持续的时间，通常由试验对象正常工作的工作时间、任务时间等折算而来。

（4）试验指标

试验指标可以是功能/性能指标或可靠性指标等，这些指标可以是已知值，来作为故障判据、试验结束的条件；也可以是未知值，通过对产品摸底记录的数据而得到。

2.产品生命周期中的试验类型及作用

试验贯穿于整个产品开发过程，不同阶段的试验可以为常规产品开发和设计工作带来显著的价值。以提升产品的可靠性为例，可靠性试验工作规划如下表1所示。

表1 可靠性试验工作规划

3.产品试验的实施要点

企业依据自身需求，在产品开发生命周期中确定增加所需的试验，形成专有的试验明细表。下一步，则需要对试验进行策划，以保证试验的有效性。下文将从试验流程及相关文件两个维度来详细阐述试验策划的过程及要素。图2列出了试验流程中的各项活动以及试验文件清单。

注意：图中描述的为完整的试验策划与实施过程，企业可以依据其资源及产品试验需求等情况，进行综合考虑和删减。试验文件也可以在内容完整的基础上进行文件合并及删减。

图2 试验流程与文件框图

3.1 试验流程

（1）明确试验目的

在试验流程中最主要的是明确试验目的，它直接影响着试验方案的确定。只有明确的试验目的才可进行后续的步骤，否则后续步骤会出现歧义，甚至会导致整个试验的失败，达不到预期的目的。

（2）试验策划

试验策划需要综合考虑整个试验的原理、流程、方案、资源等因素。通过一系列的工程活动，落实到整套试验文件中来保证的，具体见3.2文件。

（3）评审

试验策划过程中的评审环节包含对于试验开始前试验大纲的评审以及试验过程中故障、数据及分析结果的评审。一方面通过评审充分检验方案、发现潜在风险，另一方面通过评审快速分析和决策试验问题、结果，确定进一步的改进措施和方案，以真正促进设计质量提升。

（4）搭建试验平台

试验台是整个试验的载体，依据试验目的及方案搭建试验台，应满足试验对象匹配、试验条件供给、试验时间控制、试验结果测量四大前提条件，匹配试验大纲中提出的各项定性以及定量要求。

（5）试验实施及跟踪

应有专人对试验进行跟踪与管理，一方面有利于保证试验过程的时效性，通过资源协调管理保证试验不会由于各种原因造成停滞，另一方面有利于保证试验结果的有效性，通过试验过程管理保证过程可控、数据可查和结果可追溯。

（6）故障/数据分析

故障/数据分析贯穿于整个试验过程中，而不是最终试验完成后再进行。及时的故障/数据分析可以实时纠偏和调整试验方案、快速准确获得试验结论等。

（7）试验输出

试验输出结果不仅仅是生成试验报告，更重要的是通过试验结果分析进行设计溯源。将试验的结论映射并落实到产品设计方案、产品设计准则、产品设计点检表、设计流程优化甚至产品设计管理上，形成闭环，达到设计质量的可持续地提升。

3.2试验文件

试验需要通过一系列文件来指导、记录，试验文件明细见图3，图中橙色框图为试验文件，绿色框图为实际活动。

图3 试验文件

（1）试验明细表

依据对试验目的和环节的梳理以及企业资源情况确定需要开展的试验明细清单。

（2）试验大纲

试验大纲概括了整个试验的原理、流程及方法，包括试验目的、适用范围、试验对象、试验条件、试验方案、故障判据及处理、试验组织管理、试验结束及终止条件等。

（3）试验操作说明

以操作的角度介绍试验相关信息，包括试验对象说明及要求、试验方案、试验施加条件、故障处理、试验/测试操作步骤等。

注：若为简单试验，试验大纲及试验操作说明可合为一个文件。

（4）试验故障记录表

用于试验过程中故障信息的记录，以便于进行试验故障分析，包括故障时间、停机时间、恢复启动时间、故障部位、故障类型、故障描述、故障处理措施等。

（5）试验数据记录表

用于试验过程中试验数据的记录，包括试验条件、测试参数、测试参数要求、测试人员等。

（6）试验资源清单

依据试验大纲而定，分析试验各阶段所需资源情况，包含试验所需物料、人员及参与的时机，避免试验过程中因人员、物料不到位而引起的试验停机等待等。

（7）评审记录表

（8）试验执行/跟踪计划

（9）试验数据分析报告

依据不同的试验目的，利用不同的数据分析方法，分析试验数据，得到有用的信息；包括试验数据来源、分析理论、分析过程、试验/仿真对比、结论及建议等。

（10）试验故障分析报告

依据不同的试验目的，针对试验过程中发生的故障，利用仿真、物理等各种分析方法分析故障原因、进行初步验证并形成报告。

（11）试验报告

整个试验的结论性文件，回顾试验过程、汇总并分析试验数据、分析试验故障、提出优化建议等。

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