尚小波
中船重工第七一0研究所 湖北 宜昌 443000
摘要：环境实验设备状态是否良好对实验室能否高效准确地完成测试任务有很大的影响，环境实验设备的完成度也是保证测试完成质量和合同履行率的重要因素。(David aser，Northern Exposure，环境名言)现在，环境实验技术日新月异，但对环境设备管理还没有得到足够的重视。某实验室找到了“基于故障分析的环境实验设备维修维护管理改善”组，对环境设备维护维护维护管理进行革新和改进，主动预防风险预防故障，解决了设备使用环境不良、维修失败、设备故障停机等诸多问题。本文基于环境与可靠性试验数据管理及分析系统的应用展开论述。
关键词：环境与可靠性试验；数据管理；分析系统的应用
引言
随着国家对智能改造建设的要求逐渐提高，产品质量管理对实验检验过程管理更加严格，制造生产任务的大量增加影响了实验检验任务逐年增加等多种因素。传统环境实验管理模式的纸质文件流、手动整理、纸质档案、实验过程数据收集和设备监控已经不能满足科研生产任务的需要。采取信息化的手段，实现合理化利用实验资源、过程中设备和环境的集中监控、设备数据的自动收集、实验报告的原按钮生成等功能，实现实验过程信息化、无纸化管理，构建规范有效的实验数据管理系统是信息化实验室的建设目标。
1标准化需求
智能化实验室功能的实现分为3个层次。一是实验室信息层面的智能化，实验室信息管理系统（LIMS）是一个多学科交叉的综合应用技术，是专门应用于分析检测实验室各类信息和管理的网络化系统，在一定程度上实现了实验室资源的信息化管理。但是实验室信息管理系统主要强调的还是将资源的可视化信息在服务器或者网络上进行共享和管理，相对来说缺乏对于实验设备和环境信息的监管和控制。二是实验室环境层面的智能化，即通过监测终端对于实验室环境参数的实时监控和采集，并通过控制设备进行调节，寻求实验室环境控制与安全、能效的最优化解决方案，该项技术在智能家居、智能楼宇等方面应用较为成熟，但在实验室环境中的应用还属于个案。三是基于物联网技术，实现实验室环境和仪器设备的泛在智能感知，数据上传至大数据平台后进行优化与智能决策，该层次为实验室运行层面的智能化，可以使实验室的运行过程具备试验项目与设备自组织、试验顺序与能耗自优化、试验资源自匹配等功能，实现了真正意义上的智能化实验室。智能实验室标准化需求来源于以下几个方面。（1）从功能的角度开展标准化工作，规定具备哪些功能的实验室才能称为智能实验室，能够促进实验室对于先进技术和理念的应用。（2）从数据的角度开展标准化工作，解决仪器设备与系统的接口、协议、互操作等问题，实现互联互通。（3）从方法的角度开展标准化工作，解决实验室设备、设施的模块化、灵活性构建，降低维护和改造难度。（4）从应用的角度开展标准化工作，实现样品管理系统、自动采样系统、远程终端等技术的应用，引导行业健康持续发展。
2试验工作策划
自然环境试验是在典型或极端自然环境条件下对非工作存放状态下产品及材料、工艺、构件进行的环境适应性试验与研究，以评价其贮存性能。自然环境试验特点是：环境条件的真实性、环境因子影响的综合性、试验数据的溯源性、试验结果的可靠性。在装备研制过程中科学有效地开展自然环境试验，可以全面提高武器装备全天候、多地域使用的环境适应性，降低装备由于不适应使用环境而进行维护和维修的频率，提高装备综合保障效费比。1）确定试验方案。由装备总体设计单位依据试验任务输入制定自然环境试验总体方案，从试验目的与性质、试验方法、试验对象、试验周期、试验判据及评定等方面进行规定，经过审查后报两总系统批准。
2）参试样品确定。由装备总体设计单位按照试验方案要求组织试验承担单位及产品承制单位进行样品选取及分析论证，并编制试品选取论证报告，详细的试品选取依据、选取类别、选取数量等技术要求参照文献[7-8]有关内容。3）试验大纲编制。由装备总体设计单位依据试验任务及试验方案要求编制自然环境试验大纲，作为试验实施和试验结果评价的依据，主要包括以下内容：试验目的；试验方案（包括试品清单、投试地点、投试时间、试验周期、试品技术状态、存放及贮存维护要求等）；试验条件（包括环境条件、场地条件和其他要求等）；试验用配套设备（如工装、测试设备等）；试验程序；数据录取和处理要求；失效（故障）判据；试验结束标志（试验判据）；试验评价方法；试验保障要求（包括质量控制要求、安全措施规定，参试单位及试验分工等）。
3系统需求和总体设计
1)通过系统对实验设备的数据集成收集、设备和环境数据的集中监控报警2)系统，实现标准化的实验数据和工作流程管理。3)通过系统实现实验室人力、物力管理和实验知识储备管理。4)具有外部接口，可扩展系统以满足客户的业务需求。根据环境实验室实验设备的要求，系统提供了设备数据的实时收集保管、设备和环境状态的集中监控和报警功能。目前，建设环境和可靠性实验数据管理和分析系统根据不同类型的实验设备采用不同的改造方案，通过布线，根据不同类型的设备补充不同的通信协议，实现设备联网和数据收集存储。同时，系统将提供试验数据处理(包括作业流程管理、试验数据管理、资源配置管理和成本管理)、作业管理集成的功能模块，并提供外部接口和功能展示等功能。系统通过标准化的web服务界面与DDS数据收集平台无缝集成，功能模块使用基于集成技术的平台，为试点数据管理提供系统配置管理功能。可以执行整个流程管理、设备联网、设备数据收集和分析。
4设备维修维保管理改进
通过现有流程的弊端和问题，实施目标措施，达到改善的目的。1)故障发生前，缺乏减少故障发生的有效措施。这方面可以从加强老龄设备使用及设施改造改善设备使用环境，消除故障危险开始。2)修理的及时性不足。解决方法是与维修企业签订外包维护合同。供应商负责设备的年度设备维护和专业维护，并在中心进行监督、评估和约束。3)附件的放置没有及时完成。环境实验室主要是专业进口设备，购买渠道窄，部署周期长。通过预测下一年所需的附件、消耗品种类和数量，可以购买备件库并解决。
结束语
所有电子类产品检测均离不开环境试验条件，引进复杂环境试验设备，配备并完善各类环境试验系统，不仅是装备电子类产品检测的要求，更为其它各类电子产品类的检测拓展提供了环境条件和测试基础。实际上，环境试验包括气候、机械和化学试验，涉及服役寿命试验，往往不仅被应用于进行独立的可靠性测试，例如单独的环境耐受性试验项目，用以模拟和发现产品暴露在自然或工作环境下长周期运行产生的不良结构缺陷和质量问题，更重要的，环境试验也是其它诸多基本功能性测试和性能验证项目的必备环境基础和先决条件。作为在多个原始设备制造商（OEM）（例如，工业模块化装配矩阵或IBK）之间协作项目讨论的基础，并对试验中和试验后的参数验证测试进行了详细分析与阐述。这些标准化转换工作服务于国际、国内和进出口装备产业链，为发现装备电子技术领域的装备在综合应力环境下的薄弱环节和故障，从而改进其可靠性和环境适应性，提供技术支撑并具有指导作用，对于提高我国装备电子技术水平和检测能力具有一定的战略意义。
参考文献
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[2]郭强.低温真空环境试验平台控制系统研究[D].哈尔滨工程大学,2016.
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[4]刘彪.基于WinCC的环境模拟试验监控系统设计与实现[D].南京理工大学,2013.
[5]李载峰,蔚素升,李俊霖.环境试验远程监控系统设计[J].长春工业大学学报(自然科学版),2011,32(02):140-143.