环境工程实验室试验剪裁思考

环境工程实验室试验剪裁思考

剪裁的定义、目的及任务

810F中关于环境工程剪裁的定义为"考虑装备寿命期内通常将遇到的特定环境强迫作用的影响，选择装备设计特性/容限和试验环境、试验方法、试验程序、试验条件、试验顺序，以及改变关键设计和试验量值、故障条件等的过程。剪裁过程也包括编写和审查工程任务、规划、试验与评价文件等。在剪裁中要确保在装备的整个采办周期内适当地考虑真实的天气、气候和其他物理条件。";810F第I部分的附录C《环境工程专家环境剪裁指南》中明确指出："环境工程剪裁是选择或改变装备设计和试验的过程";。这是对810F剪裁定义的很好说明，但不够完整。实际上，环境工程剪裁是在研究将遇到的环境因素作用的基础上进行了如下3个方面的剪裁。

选择装备设计特性/容限，改变关键设计和故障条件这实际上是对装备设计特性要求的剪裁。所谓装备设计特性是指根据技术要求通过设计而赋予装备的特性。这些特性包括装备的物理特性（尺寸、重量、重心接口、互换性等）、功能性能、环境适应性、可靠性、维修性、测试性、保障性、安全性、电磁兼容性、电源环境适应性等。人们又把物理特性和功能性能称为产品的专用质量特性，而环境适应性和可靠性等特性称为通用质量特性。由此可见，剪裁涉及的内容非常广泛。每一质量特性都有其相应的技术指标和容差要求，如环境适应性，要考虑各环境因素的量值大小和容差。无论是各环境因素应力的容差，还是作为产品故障判据的性能参数容差，其量值的变化实际上就是判定产品是否有故障的依据，称它们为故障条件。因此上述质量特性的应力量值大小及其容差甚至故障条件均是剪裁考虑的重要因素，均需要根据具体情况剪裁确定。

选择试验环境、试验方法、试验程序、试验条件、试验顺序，改变试验量值这实际上就是选择和改变试验的过程，即试验剪裁。810F中的每一个试验方法都对应一种环境，因而选择试验环境就是选择试验方法。但针对该环境因素对不同装备作用或影响的方式不同，试验方法中往往设置多个试验程序，而每个试验程序均是一个完整的试验过程，即一个完整的试验项目。每个试验程序（试验项目）均有对应的试验条件。环境试验中有一部分试验项目具有破坏性，而且作用于同一试件上的试验项目次序不相同时，由于产生不同的减缓或叠加效应，试验结果会不一样，因此试验项目实施次序也应很好地进行剪裁、设计。

编写和审查工程任务、规划、试验与评价文件这实际上是对环境工程任务和管理文件的剪裁。810F第I部分的附录C《环境工程专家环境剪裁指南》中明确指出："广义说来，剪裁过程也包括编写或修改工程任务和计划文件";。所谓工程任务，就环境工程来说包括环境工程各个工作项目。GJB4239中规定了包括确定环境适应性要求，进行环境适应设计和预计，开展环境试验与评价，以及全寿命环境工程管理方面的20个环境工程工作项目。由于军用装备研制的起点（包括全新研制、老型号改型）、承研方在型号系统中地位（总体单位、成品厂或成品厂的初始产品供应方）的不同，其实施的工作项目也不同，因而需要根据实际情况，如型号实施的研制阶段的不同等剪裁计划文件和试验文件。这些剪裁工作实际上是管理

要求方面的剪裁。可见，810F的剪裁工作，包括了设计要求（即环境适应性要求）的剪裁、试验剪裁、管理要求及文件的剪裁，剪裁工作遍及方案论证、研制、生产和使用全过程。

GJB6117－2007《装备环境工程术语》对实验室环境试验剪裁的定义是："对装备寿命期各阶段实验室环境试验工作及内容等进行剪裁，是环境工程剪裁的组成部分";。GJB6117对该术语进一步解释如下："是以有关标准或规范规定的试验方法为基础，根据装备（产品）的环境适应性要求、自身特性、相似设备情况、寿命期阶段、设备、人员等进行分析和权衡，确定装备（产品）寿命期各阶段环境试验要求及其具体内容的过程，包括试验项目、试验项目顺序、试验条件和试验步骤等方面的剪裁";。对定义进一步作说明如下：1）实验室环境试验剪裁的最主要依据是装备（产品）研制合同或协议中规定的环境适应性要求；2）实验室环境试验剪裁包括GJB4239中规定的寿命期各阶段的环境试验剪裁，不限于环境鉴定试验；3）实验室环境试验剪裁还要考虑产品自身特性、相似设备、试验设备等其他情况；4）实验室环境试验剪裁是环境工程剪裁的组成部分，不包括环境适应性要求的剪裁。810F第I部分的附录C中还明确指出剪裁的目的是："帮助确保装备在其使用寿命期间预期遇到的特定环境方面不会出现过设计和欠设计、过试验和欠试验";，从而使"制造出和经过试验后的装备能在其整个寿命期经历的各种环境因素及其量值的作用下可靠地工作";。众所周知，美国军用标准810C是一个引用的菜单标准，GJB150作为其等效标准具有相同的性质。因此810C 和GJB150中规定的一些试验条件常常被直接引用作为设计要求和试验条件，从而导致过设计和过试验的情况屡屡出现。如许多产品怎么也通不过规定的试验，但在使用中却从未出现故障。因而随着810C和GJB150的广泛贯彻实施，由于过设计和过试验所带来的进度延误、资源浪费，对自行剪裁确定环境适应性设计要求和环境试验条件的呼声日益高涨。810F和GJB150A这类剪裁标准就是为了避免过设计和过试验而制定的。

环境工程剪裁工作重点是装备设计要求（环境适应性要求）和环境试验要求。GJB4239中工作项目201、202、203和204明确规定了实现这一目标的工作要点。在810F中则通过规定一组环境管理和工程任务来指导剪裁工作。这些任务及目标包括：制订环境工程管理计划；确定寿命期环境剖面；制定使用环境（数据）文件；确定环境要点/准则清单，即确定环境设计要求和试验量值，并作相关的技术问题说明；制订详细的试验计划及编写环境试验报告。这些工作关系参见810F中《环境工程工作指南》的图1-1。显然，这些工作涉及项目主任（项目总师）、设计工程师、环境工程专家、试验工程师、试验实施和操作人员。各种人员根据其职责实施相应的剪裁任务。

810F和GJB150A的剪裁要求和分析

GJB150A是810F第I部分《环境工程工作指南》的第5章《通用实验室试验方法指南》和第II部分《实验室试验》的等效标准，因此GJB150A的剪裁实际上仅限于对实验室试验及相关技术管理文件的剪裁。从表1可以看出，GJB150A和810F的相应部分基本上都有与剪裁相关的内容和要求，但存在着以下差异：1）GJB150.1A的前言没有直接明确标准的剪裁性质，而810F的前言中则明确说明"其第II部分的各试验方法不能全套引用，也不能作为不可改变的例行程序使用，而是用于选择和剪裁的基本方法";。2）810F前言中明确剪裁的

内容是设计要求和试验参数，而且明确标准中的第I部分提供了针对装备寿命期可能遇到的条件进行剪裁的任务、过程和方法指南。应当指出，剪裁设计要求和环境工程工作任务远远超出了实验室试验的范围，已扩充到管理和设计范围。作为810F这样一个集管理、设计和试验方法为一体的混合型标准，前言中有这方面的内容是理所当然的。GJB150A作为实验室试验方法标准没有提及剪裁设计要求，符合我国军用装备设计要求应当由总体（师）单位剪裁的研制程序。3）GJB150A中的各试验方法不像810F第II部分的各试验方法那样在一开头就用眉语强调标准要进行剪裁后才能使用。4）GJB150A的编写格式基本上与810F相似，去除了GJB150中体现引用标准特点的《试验条件》和《引用本标准时应规定的细节》二节，而将《试验条件》一节改为《剪裁指南》。《剪裁指南》的内容除试验条件外还包括试验方法、试验程序、试验顺序等，具体内容两者基本相同。