“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发专项”可靠性与验收测试工作要求与实施细节——科鉴检测经验分享

“基础科研条件与重大科学仪器设备开发”重点专项（以下简称“仪器专项”）的总体目标是加强我国基础科研条件保障能力建设，着力提升科研试剂、实验动物、科学数据等科研手段以及方法工具自主研发与创新能力；围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，以关键核心部件国产化为突破口，重点支持高端科学仪器工程化研制与应用开发，研制可靠、耐用、好用、用户愿意用的高端科学仪器，切实提升我国科学仪器自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略实施。

在仪器工程化研制与应用开发中，可靠性与验收测试工作是不容轻视的环节之一。通过跟“十三五”仪器专项的项目申报指南对比，我们发现“十四五”的指南中继续保留了可靠性测试、平均故障间隔时间和技术就绪度等指标要求，另外在每个指南方向新增了“第三方异地测试”和“核心部件国产化”的要求。项目执行期间，专项专家组也一直在跟各项目单位强调“第三方异地测试”和“核心部件国产化”的重要性，进一步规范了“十四五”仪器专项项目验收的要求。科鉴检测依托多年来积累的仪器可靠性提升和项目验收经验，为各项目承担单位规范开展可靠性和验收测试工作提供相关的建议和指引。

1．考核指标表分析

在仪器专项中，各项目承担单位都应以项目任务书和实施方案中的考核指标表为依据开展可靠性和验收测试工作。下表为某仪器项目的考核指标，各类具备测试条件的考核指标都应开展第三方异地测试。

2．测试类型与实施细节

根据考核指标表中各类指标的特点和验证方式的不同，可以将验收测试分为功能性能测试、环境适应性验证、可靠性测试、可靠性指标验证、应用测试、技术就绪度评估、产能评估等。其中具备测试条件的技术指标需开展第三方异地测试。技术就绪度和生产能力可按照要求开展自评估工作。各项工作的实施要点如下：

1）     功能性能测试/应用测试

由于大部分科技类项目对应的创新仪器的技术指标，其测试没有现行的国标/行标等标准方法可参考，因此需要按照编写测试大纲+组织大纲评审+委托第三方测试的流程开展该类指标的测试工作。功能性能/应用指标的测试需委托具有相关检测能力的国家计量机构或科研院所检测中心等机构，尽量在第三方实验室搭建测试环境进行测试，完成测试后出具非资质类测试报告，提供检测资质证书作为背书。针对其他小部分具有标准测试方法可参考的技术指标，可委托有资质的第三方检测机构做送样委托测试，并出具CNAS/CMA资质报告。

2）     可靠性分析与测试

为实现仪器整机（MTBF≥3000h）或核心部件（MTBF≥5000h）的可靠性指标，可考虑制定仪器可靠性设计规范，明确热设计、环境防护设计、降额设计、简化设计、模块化设计等可靠性设计的要求，并按照可靠性设计规范逐项落实，提升仪器的基本可靠性水平。在样机研制阶段，可针对仪器整机或核心部件开展可靠性强化试验，激发产品的潜在薄弱环节，通过整改和验证，有针对性的提升产品可靠性水平。

3）     环境适应性验证

结合技术就绪度评级的要求，建议中期检查前完成核心部件或原型样机在各类典型环境条件下的验证。验证前需要编制环境试验大纲并组织专家评审后开展摸底验证。结题前需对仪器整机在第三方实验室开展环境适应性试验，根据仪器类型选择相关的国家标准作为依据，如民用分析仪器选择GB/T 11606、民用光学仪器选择GB/T 12085、军用电子测量仪器选择GJB 3947A、军用其他仪器设备可选择GJB 150A等。根据仪器的使用环境和特点确定并按照相关现行标准开展环境试验，应至少包含低温贮存试验、低温工作试验、高温贮存试验、高温工作试验、恒定湿热试验和振动试验等。特殊环境条件下使用的仪器还应考虑各类影响仪器正常使用的环境应力验证，如太阳辐射、盐雾、IP等级、酸性大气等。针对试验发现的不符合项进行故障分析、定位、整改和验证，出具CNAS/CMA资质报告。

4）     可靠性指标验证

仪器专项整机类（MTBF≥3000h）和核心部件类（MTBF≥5000h）的可靠性指标验证的时间较长，各项目组需提前统筹规划。建议在中期检查前完成验证大纲的编制，并组织专家评审，评审后委托有资质和能力的第三方检测机构开展第三方异地测试。由于单台套样机的验收时间非常长，在条件允许的前提下可考虑采用多台样机累积有效工作时间的方式完成第三方实验室考核，并出具CNAS/CMA报告。若样机使用场景特殊（如需在超洁净间、辐射环境、精密减振、真空等环境下使用）或样机尺寸重量非常巨大，无法在第三方实验室搭建测试环境的，需提前与项目专家组进行沟通，专家组同意后也可在研制方或应用方现场开展考核工作，但考核全过程应受控。

5）     技术就绪度

项目牵头单位需要在中期检查前和结题验收前组织各课题单位（关键技术、核心部件、工程化和产业化等课题）识别出项目中的各项关键技术要素，并出具技术就绪度自评估报告。技术就绪度自评估工作最终的成果材料除了自评估报告以外，还应包含支撑报告的相关佐证材料。为保证最终达到技术就绪度等级要求，项目牵头单位应组织参与单位早期明确要求和进行规划，确保所需的佐证材料在研制过程中有序的开展并能有效地提供。

  6）生产能力评估

项目工程化和产业化单位在结题前需通过各类量化生产能力数据和客观证明材料验证产线的生产能力，形成产能评估报告，并组织行业专家对产能评估报告和相关佐证材料进行评审。

可靠性与验收测试的实施成效是仪器专项项目中期检查和结题验收的重要依据，也是提高仪器装备产品可靠性水平的重要手段。科鉴检测已服务上百个国内仪器装备产品制造企业和“十三五”、“十四五”期间承担仪器专项的单位/团队，提供了可靠性设计分析、环境与可靠性试验、可靠性提升工程、加速试验与快速评价、技术就绪度评价等一站式服务，帮助研发团队提升可靠性工程技术能力，赢得了客户的普遍认可和信任。

此外科鉴检测于2022年期间就仪器专项第三方测试与可靠性工作的现状、进展及存在的问题与国家审计相关专家进行了深入交流，请教在项目实施中发现的问题与困惑，共同探讨改进措施与方向，在随后组织实施的“十四五”科技项目中引导客户加强第三方测试与可靠性工作的管控，进一步规范项目管理。

国产科学仪器装备的可靠性提升仍任重而道远，任何一个行业可靠性技术的进步都有其客观发展规律和趋势，仪器专项也还需在过去取得的成绩基础上进一步严格规范和实施。科鉴检测将始终保持学习改进的态度，以专业的能力、敬业的精神为新老客户提供更优质的服务，在促进项目单位严格遵守仪器专项指南要求和项目规则外，助力打造可工程化、皮实耐用的科学仪器！