指导性文件
GD28-2023
中 国 船 级 社
船舶设备与系统可靠性验证指南
2023
2023 年 7 月 1 日生效
北 京
目 录
前 言 .............................................................................................................................................. 1
第 1 章 通 则 ............................................................................................................................... 1
1.1 适用范围 .......................................................................................................................... 1
1.2 一般说明 .......................................................................................................................... 1
1.3 船舶设备与系统的可靠性验证 ...................................................................................... 1
第 2 章 规范引用文件 ................................................................................................................... 2
2.1 一般说明 .......................................................................................................................... 2
第 3 章 术语及缩略语 ................................................................................................................... 5
3.1 术语 .................................................................................................................................. 5
3.2 缩略语 .............................................................................................................................. 7
第 4 章 船舶环境参数分类及其严酷度分级与可靠性验证综合环境条件 ............................... 8
4.1 一般说明 .......................................................................................................................... 8
4.2 船舶环境参数分类及其严酷度分级要求 ...................................................................... 8
4.3 不同严酷度环境试验要求 ............................................................................................ 10
4.4 船舶设备与系统可靠性验证剖面要求 ........................................................................ 10
4.5 船舶设备与系统可靠性验证试验综合环境条件要求 ................................................ 10
第 5 章 船舶设备可靠性验证 ..................................................................................................... 20
5.1 一般说明 ........................................................................................................................ 20
5.2 试验目的 ........................................................................................................................ 20
5.3 试验环境 ........................................................................................................................ 20
5.4 试验内容 ........................................................................................................................ 20
5.5 试验方法 ........................................................................................................................ 20
5.6 寿命试验 ........................................................................................................................ 21
第 6 章 船舶计算机软件可靠性验证 ......................................................................................... 23
6.1 一般说明 ........................................................................................................................ 23
6.2 试验目的 ........................................................................................................................ 23
6.3 试验环境 ........................................................................................................................ 23
6.4 试验内容 ........................................................................................................................ 23
6.5 试验方法 .......................................................................................................................... 23
第 7 章 船舶设备嵌入式软件可靠性验证 ................................................................................. 28
7.1 一般说明 ........................................................................................................................ 28
7.2 试验目的 ........................................................................................................................ 28
7.3 试验环境 ........................................................................................................................ 28
7.4 试验内容 ........................................................................................................................ 28
7.5 试验方法 ........................................................................................................................ 28
第 8 章 船舶系统可靠性评估验证 ............................................................................................. 36
8.1 一般说明 ........................................................................................................................ 36
8.2 常见系统类型 ................................................................................................................ 36
8.3 复杂系统评估验证要求 ................................................................................................ 38
第 9 章 验证和审核 ..................................................................................................................... 40
9.1 资料要求 ........................................................................................................................ 40
9.2 可靠性验证与符合性证明 ............................................................................................ 40
9.3 营运数据反馈 ................................................................................................................ 41
附录 1 环境条件对照表 .............................................................................................................. 42
附录 2 可靠性测试验证剖面示例 .............................................................................................. 46
附录 3 可靠性验证试验实施要求 .............................................................................................. 48
附录 4 可靠性测试用例 .............................................................................................................. 51
附录 5 可靠性示图绘制 .............................................................................................................. 55
附录 6 MARKOV 模型及其可靠性评估计算 ........................................................................... 57
附录 7 符合性证明样例 .............................................................................................................. 61
前 言
根据中国船级社《智能船舶规范》的要求，智能航行系统的场景感知系统和自主航行系
统的设备和部件应具有充分的可靠性，以最大程度降低故障发生的几率。近年来，随着国产
配套设备不断发展，船舶智能化水平不断提高，低碳零碳战略下新能源的应用带动了新设备
和系统层出不穷，业界对于船舶设备和系统的可靠性关注程度也逐步增强。
基于上列规范要求和业界需求，中国船级社制定了本指南，规定了船舶设备与系统可靠
性测试和验证的基本方法和一般要求，为船东、设备与系统生产商、计算机软件及嵌入式系
统开发方、检测和试验机构提供指导。
本指南针对船舶设备与系统所处的环境特点，规定了船舶环境参数分类及其严酷度分级，
提出了不同严酷度下的环境试验要求，并给出了确定设备与系统可靠性验证综合环境条件的
建议性方法。本指南分别介绍了设备、计算机软件和嵌入式软件的试验目的、试验环境、试
验内容和试验方法。
基于设备、计算机软件和嵌入式软件的可靠性验证试验结果，本指南还提供了船舶设备
与系统可靠性评估与计算要求，给出了常用可靠性模型及其可靠性指标计算方法。
本指南由中国船级社编写和更新，通过网页 http://www.ccs.org.cn 发布，本指南使用相
关方对于指南的意见可反馈至 rd@ccs.org.cn。
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第 1 章 通 则
1.1 适用范围
本指南规定了设备与系统可靠性测试和验证的基本方法和一般要求，为船东、设备与系
统的生产商、软件及嵌入式系统开发方、检测和试验机构提供指导。
本指南定位为技术文件层次中的“指南”，是对规范进行解释以及新的技术在船舶和海
上设施方面应用的非强制性技术文件。
1.2 一般说明
可靠性验证是通过产品的工作或模拟工作的各种试验来评价其是否满足预先规定的可
靠性指标。通过对试验获得的各种数据进行统计、推断，得到相应的可靠性指标参数，进一
步判断能否达到规定的要求。
1.3 船舶设备与系统的可靠性验证
根据船舶设备与系统特点，本指南接受的设备与系统可靠性验证方式包括三种：现场试
验、实验室试验和仿真试验。
设备与系统的环境适应性和可靠性验证试验剖面应满足本指南第 4 章要求。
设备可靠性验证试验应满足本指南第 5 章要求。
计算机软件可靠性验证试验应满足本指南第 6 章要求。
嵌入式软件可靠性验证试验应满足本指南第 7 章要求。
系统可靠性评估应满足本指南第 8 章要求。
如遇到无法应用本指南第 5 至 8 章对船舶设备与系统可靠性进行验证的情况，可采用失
效模式及影响分析（FMEA）/失效模式、影响及危害性分析（FMECA）或故障树（FTA）
中的一种方法，对设备与系统的失效模式、后果及风险结果进行分析，作为验证可靠性的依
据。FMEA、FMECA 或 FTA 的具体应用方法，可参见中国船级社《船舶综合安全评估应用
指南》和 IEC 60812:2018。
船舶设备与系统可靠性验证由中国船级社进行，或由中国船级社认可的第三方试验验证
机构进行，并通过中国船级社的见证、审核。开展设备与系统可靠性验证的第三方试验验证
机构，应满足中国船级社《船用产品试验检测机构认可指南》第 1 篇第 2 章的相关要求。依
据本指南通过可靠性验证的船舶设备与系统，由中国船级社签发符合性证明，具体详见本指
南第 9 章要求。
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第 2 章 规范引用文件
2.1 一般说明
下列参考文件对于指南的应用是不可缺少的。凡是注明版本号的引用文件，仅引用版本
适用。凡是不注明版本号的引用文件，其最新版本适用于本指南。
引用文件
表 2.1
序号 版本号 中文名称 对应的国际标准
1 - 中国船级社《钢质海船入级规范》 及其修改通报 -
2 - 中国船级社《智能船舶规范》 -
3 - 中国船级社《智能设备检验指南》 -
4 - 中国船级社《电气电子产品型式 认可试验指南》 -
5 - 中国船级社《船舶综合安全评估 应用指南》 -
6 GB/T5080.1-2012 可靠性试验 第 1 部分：试验条件 和统计检验原理 IEC60300-3-5:2001 Dependability management- Part3-5: Application guide - Reliability test conditions and statistical principles
7 GB/T5080.2-2012 可靠性试验 第 2 部分:试验周期设计 IEC 605-2:1994 Equipment reliability testing - Part2: Design of test cycles
8 GB/T 2423 系列 电工电子产品环境试验 IEC 60068-2: Environmental Testing-Part2
9 GB/T 11804-2005 电工电子产品环境条件 术语 -
10 GB/T 14597-2010 电工产品不同海拔的气候环境条 件 -
11 GB/T 14092.3-2009 机械产品环境条件 高海拔 -
12 GB/T 4796-2017 环境条件分类：环境条件分类及 其严酷程度 IEC 60721-1-2002 Classification of environmental conditions-Part 1: Environmental parameters and their severities
13 GB/T 4797.1-2018 环境条件分类 大自然环境条件： 温度和湿度 IEC60721-2-1-2013 Classification of environmental conditions-Part2-1: Environmental conditions appearing in nature - Temperature and humidity
14 - 环境条件分类 第 3 部分：环境参 数组及其严酷程度的分类 导言 IEC 60721-3-0-2020 Classification of environmental
conditions - Part 3-0: Classification of groups of environmental parameters
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序号 版本号 中文名称 对应的国际标准
and their severities - Introduction
15 GB/T 4798.6-2012 环境条件分类 环境参数组分类 及其严酷程度分级:船舶环境 IEC 60721-3-6-1987 Classification of environmental
conditions. Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities. Introduction. Ship environment
16 GB/T 20159.6-2008 环境条件分类 环境条件分类与 环境试验之间的关系及转换指 南：船用 IEC TR 60721-4-6: 2003 Amendment 1 - Classification of environmental conditions - Part 4-6: Guidance for the correlation and transformation of environmental
condition classes of IEC 60721-3 to the environmental tests of IEC 60068 - Ship environment
17 GB/T 6994-2006 船舶电气设备：定义和一般规定 IEC 60092-101:2018 Electrical installations in ships - Part 101: Definitions and general
requirements
18 GB/T 37079-2018 设备可靠性 可靠性评估方法 IEC 62308:2006 Equipment reliability - Reliability assessment methods
19 GB/T 34986-2017 产品加速试验方法 IEC 62506:2013 Methods for product accelerated testing
20 GB/T 38634-2020 系统与软件工程 软件测试 ISO /IEC/IEEE 29119-2015: Software and systems engineering- Software testing
21 GB/T 29832.1-2013 系统与软件可靠性 第 1 部分：指 标体系 -
22 GB/T 29832.2-2013 系统与软件可靠性 第 2 部分：度 量方法 -
23 GB/T 29832.3-2013 系统与软件可靠性 第 3 部分：测 试方法 -
24 GB/T 11457-2006 信息技术 软件工程术语 -
25 GB/T 28171-2011 嵌入式软件可靠性测试方法 -
26 GB/T 22033-2017 信息技术 嵌入式软件术语 -
27 GB/T 30093-2013 自动化控制系统可靠性技术评审 程序 -
28 - 可靠性、可用性、维护性和维护 支持术语的数学表示式 IEC 61703-2016 Mathematical expressions for reliability, availability, maintainability and maintenance support terms
29 GB/T 14093.6-2009 机械产品环境技术要求 海洋环 -
3
序号 版本号 中文名称 对应的国际标准
境
30 GB/T 7826-2012 系统可靠性分析技术 失效模式 和影响分析（FMEA）程序 IEC 60812:2006 Analysis techniques for system
reliability-Procedure for failure mode and effects analysis(FMEA)
31 GB/T 37981- 2019 可信性分析技术 可靠性框图法和布尔代数法 IEC61078: 2006 Analysis techniques for dependability -Reliability block diagram and boolean methods
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第 3 章 术语及缩略语
3.1 术语
3.1.1 产品 item
本指南的产品指船舶设备与系统，其中系统中的软件系统包含计算机软件和嵌入式软件
及其组合。
3.1.2 故障 fault
故障是因内在状况丧失按照要求执行的能力。
3.1.3 可靠性 reliability
可靠性是产品在规定的条件和规定的时间区间内完成规定功能的能力。
3.1.4 使用寿命 useful life
使用寿命是产品从首次使用直到由于运行和维修不具备经济性或遭到废弃，不再满足用
户要求的时间区间。
注 1：“首次使用”不包括先前产品移交给最终用户的测试活动。
3.1.5 可靠度（量度）reliability (measure)
本指南中可靠度（量度）简称为可靠度，即在产品给定的条件下在时间区间（t1，t2）
内按照要求执行的概率。
注 1：给定的条件包括影响可靠性的各种因素，如：运行模式、应力水平、环境条件和适用的维修等。
注 2：通常假设在给定的时间区间的起始时刻，产品处于按照要求执行的状态。
注 3：当 t1=0 和 t2=t，则 R (0, t) 可简化为 R (t) ，并称为产品的可靠度函数或产品的生存函数。更详
细的描述可参见 IEC61703: 2016。
3.1.6 环境适应性 environmental suitability
环境适应性是产品在其寿命期预计可能遇到的各种环境作用下能实现其所有预定功能、
性能和（或）不被破坏的能力。它要求产品要在使用中遭遇恶劣的极端气候、力学和生物化
学等环境中不受损坏并正常发挥作用，一般认为能适应极端环境的产品也一定能适应常规环
境。
3.1.7 环境参数 environmental parameter
环境参数是描述环境因素的物理、化学和生物特性的一个或多个参数，如温度、湿度和
加速度等。例如：环境因素振动是由振动类型（正弦的或随机的）、加速度和频率等参数来
描述的。
3.1.8 环境参数组及其严酷等级 group of environmental parameters and their severities
环境参数组及其严酷等级是用于特定用途或特定目的的一组环境条件特性值。
3.1.9 （工作参数或环境参数的）严酷度 severity (of operation or environmental parameter)
严酷度表示每一工作参数或环境参数的量值。它可以确定作用于产品的应力水平。
3.1.10 可靠性试验 reliability test
可靠性试验是对产品可靠性量度或性质进行测量（测定）、验证或比较的试验。
3.1.121 可靠性验证试验 compliance test
可靠性验证试验是用于证明产品的特性或性能是否符合其规定可靠性要求的试验。
3.1.12 可维修产品 repairable item
产品失效后，在给定的条件下能重新恢复到执行要求功能的状态，称为可维修产品。
注 1：“给定的条件”可以包括技术的、经济的和其他方面的考虑。
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注 2：产品在某些条件下是可以维修的，但在其他条件下是不可维修的。
3.1.13 不可维修产品 non-repairable item
产品失效后，在给定的条件下不能重新恢复到执行要求功能的状态，称为不可维修产品。
注 1：“给定的条件”可以包括技术的、经济的和其他方面的考虑。
注 2：产品在某些条件下是不可维修的，但在其他条件下是可以维修的。
3.1.14 可维修性 maintainability
可维修性指假设给定的维修活动从 t=0 时开始，在规定的条件下使用指定的程序和资源，
在时间区间（t1, t2）内完成该活动的概率。
注 1：当 t1=0 和 t2= t 时，M（0, t）简化为 M (t) 并称为维修度函数。
3.1.15 寿命试验 life test
寿命试验是为验证产品在规定条件下的使用寿命或贮存寿命所进行的试验。
3.1.16 试验方案 test plan
试验方案是试验人员执行试验的指南。它包括统计试验方案（受试产品信息、故障产品
处理方式以及试验结束准则），并进一步规定试验条件、试验设施和操作程序、观测、试验
报告以及试验数据的分析。
3.1.17 鉴别比 discrimination ratio
比率 D(D >1) , 表征试验方案区分可接受可信性量度和不可接受可信性量度的能力。鉴
别比是试验方案的优良指数。
3.1.18 （瞬时）失效率（instantaneous）failure rate
设产品在时刻 t 处于可用状态，在时间区间(t, t+Δt)内出现失效的条件概率与区间长度 Δt
之比，当 Δt 趋于 0 时的极限为失效率（如果存在）。
3.1.19 （瞬时）失效强度（instantaneous）failure intensity
可维修产品在时间区间(t, t+Δt)内的平均失效数与区间长度 Δt 之比，当 Δt 趋于 0 时的极
限为失效强度（如果存在）。即失效强度为单位时间内出现的失效次数。
3.1.20 硬件 hardware
硬件是用于处理、存储或传送计算机程序或数据的物理设备。
3.1.21 软件 software
软件是与计算机系统的操作有关的计算机程序、规程和可能相关的文档。
3.1.22 软件可靠性 software reliability
软件可靠性包括两方面含义：一是在规定条件下，在规定的时间内软件不引起系统失效
的概率。该概率是系统输入和系统使用的函数，也是软件中存在的缺陷的函数。如果有缺陷
存在，系统输入将确定是否会遇到已存在的缺陷。二是在规定的时间周期内、规定条件下，
程序执行所要求功能的能力。
3.1.23 软件成熟性 software maturity
软件成熟性指为避免由软件自身存在的故障而导致软件失效的能力，可采用以下几个指
标来度量：
失效度用于度量软件发生和解决失效的程度，主要包括失效密度、失效解决率等；
故障度用于度量发现和排除软件自身存在故障的程度，主要包括故障密度、潜在故障排
除率等；
测试度用于度量软件已被测试的程度，主要包括测试覆盖率、测试通过率等；
有效度用于度量软件运行的有效程度，主要包括平均失效间隔时间、有效服务时间率、
累计有效服务时间等。
3.1.24 软件容错性 software (error) tolerance
软件容错性指在出现故障或违反规定接口的情况下，软件维持规定性能级别的能力，可
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由以下几个指标来度量：
正常运行率用于度量软件为保持正常运行所作努力的程度，主要包括避免宕机率、避免
失效率等；
抵御误操作率用于度量软件为抵御误操作所作努力的程度。
3.1.25 软件易恢复性 software recovery
软件易恢复性指在失效发生的情况下，软件重建规定的性能级别和恢复直接受影响的数
据的能力，可由以下几个指标来度量：
重启成功度用于度量宕机后软件可重新使用的程度，主要包括平均宕机时间、平均恢复
时间等指标。
修复成功度用于度量异常发生后软件可修复的程度，主要包括易修复性、修复有效性等。
3.1.26 嵌入式系统 embedded system
嵌入式系统是植入应用对象内部，起信息处理或控制作用的专用计算系统。
3.1.27 嵌入式软件 embedded software
嵌入式软件是满足嵌入式系统应用环境特殊要求的软件。
3.1.28 内部安装 internally mounted
内部安装是指产品系统安装于能防止环境影响的隔间内，使产品系统与外部环境完全隔绝。
3.1.29 外部安装 externally mounted
外部安装是指产品系统安装在外面，不能防止外部环境的任何影响。
3.1.30 可靠性确认测试 reliability validation test
可靠性确认测试是为了确认在给定统计置信度下，对嵌入式软件当前的可靠性水平是否
满足用户需要而进行的测试，即确认是否满足所规定的可靠性目标。
3.1.31 级联 cascaded
直接由初始行为产生的行为，例如：级联偏离、级联失效、级联偏差。
3.1.32 仿真试验 simulation test
基于船舶设备与系统应用场景，针对如避碰、感知等算法功能所进行的计算机虚拟测试
和试验。
3.1.33 实验室试验 lab test
指具有一定资质和能力的实验室，进行的规定类型的检测/测试。
3.1.34 现场试验 field test
现场试验是指测试场试验或实船应用环境试验。
3.1.35 剖面 profile
产品经历的事件和环境的时序描述，如任务剖面为产品在完成规定任务这段时间内所经
历的事件和环境的时序描述。
3.1.36 耐久性 Durability
设备的耐久性是指设备在规定的使用、储存与维修条件下，达到极限状态之前完成规定
功能的能力，一般用寿命参数衡量。寿命参数包括首次大修期限、使用寿命、大修间隔期限、
总寿命、储存寿命和可靠寿命等。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本指南：
MTBF：平均失效间隔时间（Mean Time Between Failures）；
MTTF：平均失效前时间（Mean Time to Failure）；
MTTR：平均修复时间（Mean Time to Repair）；
FI/FIO：可证明失效强度与失效强度目标之比。
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第 4 章 船舶环境参数分类及其严酷度分级与可靠性验证综合
环境条件
4.1 一般说明
环境适应性主要表征产品使用寿命期中，在可能遇到的各种环境包括极限环境内的生存
能力。可靠性则表征产品使用寿命期中在典型环境下，其能正常工作的能力。本指南中规定，
进行产品可靠性验证需要结合相应的船舶环境条件，并对产品适用环境严酷度等级予以标明。
本指南将产品通过环境适应性试验作为可靠性验证的前置要求。
4.2 船舶环境参数分类及其严酷度分级要求
本指南给出的严酷度被超出的概率很低，仅将可能影响产品的结构完好性和功能特性的
严酷条件包括在内。不同的部位，在某一段时间内可能会有不同的出现率，例如机器处所集
控台和驾驶台的振动环境存在差异，同一时间会出现不同的出现率。对任何环境参数都应考
虑其出现率，应用时应作为补充规定，详见 IEC60721-3-0 2021。
4.2.1 一般引用要求
本指南分别给出了气候环境条件（K）、生物环境条件（B）、化学活性物质（C）、机械
活性物质（S）和机械环境条件（M）等级。对于具体产品，应建立一组完整的等级，如：
6K2/6B2/6C2/6S1/6M4。
最低等级 6K1/6B1/6C1/6S1/6M1 的组合适用于安装在有气候防护（如水密）部位的产
品和系统，并在正常使用时承受相应的环境条件。最高等级 6K5/6B2/6C3/6S3/6M4 的组合
适用大部分航行环境条件比较严酷的产品和系统。各环境条件的等级标志说明详见 4.2.2 至
4.2.6，环境条件对照表见附录 1。
最极端的气候类型，例如极端寒冷和极端干热，一般只在两极和内陆区域发现，因此未
包括在本指南内。但船舶在内陆水域（河流、湖泊）航行时，可能会承受此类极端气候类型。
如需承受极端气候类型，则气候环境条件采取一事一议的方式确定。
对于青海湖水域以及西藏自治区内河水域（包括雅鲁藏布江水系和内陆河湖水系）以
及其他高海拔航区还应考虑高海拔环境条件要求，电工产品相关要求参见 GB/T 14597-2010，
机械产品相关要求参见 GB/T 14092.3-2009。
4.2.2 气候环境条件分级要求
气候环境条件分为下列七个等级标志：
6K1，6K1 包括安装在完全有气候防护、供热和通风等部位的各种产品在升温后的情况，
不包括机舱和装有大散热设备部位的产品，该产品也不暴露在透过玻璃或其他透明材料的太
阳辐射下。
6K1 包括湿热和稳态湿热的气候类型，也包括一切水域内浸在水中的产品，水温特别高
的水域除外，例如阿拉伯海湾水域。
6K2，除 6K1 所包括的条件外，6K2 还包括了除寒冷外一切气候类型中各种有加温和通
风条件的部位在升温前和升温过程中的情况。对通风部位来说，6K2 也包括了湿热和稳态湿
热的气候类型。这些产品可承受潮湿、加热元件的热辐射，以及透过玻璃或其他透明材料的
太阳辐射。6K2 还包括了水温特别高的各水域内浸在水中的产品。
6K3，除 6K2 所包括的条件外，6K3 还包括安装在机舱内，以及紧靠发热量大的设备的
8
各种产品。6K3 也包括靠近装卸货物时要临时开启的门、梯口部位的各种产品。
6K4，除 6K3 所包括的条件外，6K4 还包括除寒冷气候类型外承受太阳辐射、雨和水流
影响的非通风部位，以及除寒冷气候类型外其他一切气候类型中无气候防护的产品，但不包
括航行于降雨量异常和有飓风的水域。
6K4 还包括安装在机器发热部位上的产品、承受直接的太阳辐射和水流影响的产品，但
不包括大浪的冲刷。
6K5，除 6K4 所包括的条件外，6K5 包括在寒冷气候类型中，安装在有气候防护但不加
温的部位和无气候防护部位的产品，还包括安装在冷藏舱内和航行于降雨量异常或有飓风水
域情况下无气候防护部位的各种产品，以及承受大浪冲刷的各种产品。
6K6 等级表示湿热的露天气候条件(热带湿热气候类型,如热带雨林地区)。
6K7 等级表示干热、亚干热和极端干热的露天气候条件(热带干热气候类型,如沙漠)。
4.2.3 生物环境条件分级要求
生物环境条件分为下列两个等级标志：
6B1，6B1 包括航行于无特殊动物、植物危害水域的船舶上的各种装置，以及安装在其
他船舶结构不可能霉变或遭受动物危害的舱室内的各种装置。
6B2，除 6B1 所包括的条件外，6B2 还包括航行于可能霉变或遭受动物危害水域的船舶
上无防护的各种装置。
4.2.4 化学活性物质分级要求
化学活性物质分为下列三个等级标志：
6C1，6C1 包括不暴露于盐雾、发动机废气和邻近工业污染源排放物，且有完全气候防
护的各种装置；也包括航行于内陆淡水水域的船舶甲板上对发动机废气有防护措施的各种装
置，且航线附近水域无排放大量空气污染物的工业区。
6C2，除 6C1 所包括的条件外，6C2 还包括暴露于盐雾和发动机废气，有完全气候防护
的各种装置。
6C3，除 6C2 所包括的条件外，6C3 还包括无气候防护的各种装置，以及航行于排放大
量空气污染物的工业区附近水域船舶上的各种装置。
4.2.5 机械活性物质分级要求
机械活性物质分为下列三个等级标志：
6S1，包括对沙、尘和烟灰侵入有防护措施的各种装置。
6S2，除 6S1 所包括的条件外，6S2 还包括可能进行积尘甲板清扫的无气候防护和有气
候防护部位的各种装置，也包括处于锅炉排气(烟灰)中的各种部位。
6S3，除 6S2 所包括的条件外，6S3 还包括了各种无气候防护的装置，其中包括航行于
沙漠附近的船舶上各种装置。
4.2.6 机械环境条件分级要求
机械环境条件分为下列四个等级标志：
6M1，仅包括非机动船上的装置。
6M2，除 6M1 所包括的条件外，还包括载重量大于 1000 吨机动船舶上的装置，但不包
括载重量小于 20000 吨的船舶尾部装置。6M2 不包括直接与装载或者与往复机械相连接的
装置。
6M3，除 6M2 所包括的条件外，还包括载重量不大于 1000 吨机动船舶上的装置和载重
量小于 20000 吨的船舶尾部装置，也包括直接装载系统、集装箱导轨和起货机相连接的装置，
以及挖泥船上的装置。
6M4，除 6M3 所包括的条件外，6M4 还包括直接与往复机械相连接的装置。
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4.3 不同严酷度环境试验要求
产品环境试验应在试验进程期间，明确规定产品处于何种环境，明确在试验前、试验中
及试验后应测量的性能参数，以及失效判据，对应不同严酷度环境条件下的试验要求可参见
IEC TR 60721-4-6: 2003 和中国船级社《电气电子产品型式认可试验指南》（2015）。已通过
中国船级社接受的第三方检测和试验机构或根据特别情况商定进行的环境试验，无需重复进
行环境试验，应根据 4.2.1 节要求标明产品已通过环境试验所对应的环境严酷度，具体环境
条件和试验之间的转换关系可参见 IEC TR 60721-4-6: 2003。
4.4 可靠性验证剖面要求
4.4.1 寿命剖面要求
寿命剖面是对船舶设备与系统在从接收到寿命终结或退出使用这段时间内所要经历的
各种事件和状态（包括环境条件、工作方式及其延续情况）的一种时序描述。寿命剖面涉及
寿命期内的每个重要事件，例如贮存运输、试验与检验、备用与待命状态、运行使用或任务，
以及其他可能事件。寿命剖面是确定产品将会遇到的环境条件的基础。
4.4.2 任务剖面要求
任务剖面是对船舶设备与系统在完成规定任务这段时间内所要经历的全部重要事件和
状态的一种时序描述，是寿命剖面的一部分。一种产品或系统可用于执行单一功能，也可用
于执行多项功能。因此，任务剖面可以有一个或多个。任务剖面是决定产品或系统在使用中
将会遇到的主要环境条件的基础，取决于产品或系统的使用要求。
4.4.3 环境剖面要求
环境剖面是产品在贮存、运输、使用中将会遇到的各种主要环境参数和时间的关系图，
应根据任务剖面绘制。每个任务剖面对应于一个环境剖面，因此环境剖面可以是一个或多个。
4.4.4 试验剖面要求
试验剖面是直接供试验用的环境参数与时间的关系图，按照一定的规则对环境剖面进行
处理后得到的。试验剖面还应考虑任务剖面以外的环境条件，例如开阔水域自主航行和停泊
的温度环境。对设计用于执行一种功能的产品，试验剖面与环境剖面和任务剖面之间呈一一
对应关系，对设计用于执行多项功能的产品，则应按照一定的规则将多个试验剖面合并为一
个综合试验剖面。本指南在附录 2 提供了综合试验剖面的示例。
4.5 可靠性验证试验综合环境条件要求
若船东或目标船舶设备与系统有试验条件的规定，则试验条件按照已有规定确定。若船
东或者目标船舶设备与系统无其他规定，则可靠性验证试验应在电压输入、温度、振动、湿
度和其他有关试验条件的综合作用下进行，试验条件的量值应根据产品的目标任务剖面和工
作环境剖面确定。
为了尽量逼真地模拟产品在使用中所处的实际环境，应优先使用实测应力（特别是温度
和振动），也可使用估计应力，应力的获取也可以通过仿真试验或计算。在无法有效获取上
列应力的情况下，可根据产品使用安装位置和环境参照使用本指南 4.5.1、4.5.2、4.5.3 提供
的应力。
(1) 实测应力
实测应力是指根据产品在实际使用中执行典型任务剖面时，在受试产品安装位置附近测
得的数据，经过分析处理后确定的应力。
(2) 估计应力
估计应力是根据处于相似位置，具有相似用途的产品在执行相似任务剖面时测得的数据，
经过分析处理后确定的应力。只有在无法得到实测应力的情况下方可使用估计应力。
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(3) 参考应力
当无法确定实测应力和估计应力时，可采用本指南提供的参考应力要求。
在规定船舶设备与系统靠性验证试验的综合环境条件时，应考虑产品在船上的安装位置
和船舶类型，例如安装在甲板、上层建筑和桅杆区的无遮蔽产品，往往会经受更为严酷的环
境应力；为了包括最坏的贮存和运输环境，在进行综合环境试验时，应增加冷浸和热浸环境；
对于工作任务剖面为多雨环境条件的产品，在设计其验证试验剖面时还应考虑淋雨影响；对
于安装于机舱及燃料舱和含易挥发油性货物货舱位置的产品，还应考虑油雾影响。
船舶设备与系统按其在船舶上的安装位置和环境分为以下三类：
(1) 外部安装的产品；
(2) 内部无温控舱室安装的产品；
(3) 内部有温控舱室安装的产品。
4.5.1 外部安装的产品
4.5.1.1 电应力和工作循环要求
电应力包括产品的通断电循环、规定的工作模式及工作周期、规定的输入标称电压及其
最大允许偏差。工作循环期间，输入电压应在图 4.5.1.1(1)所示的几个等级之间变化。若船
东或者客户方无其他规定，则输入电压的范围应为标称电压的 6%~10%或者符合有关规范的
规定。受试产品在标称电压和室温完成性能测量后，应按图 4.5.1.1(1)和图 4.5.1.1(2)分别施
加最低和最高电压并进行工作循环。产品在冷浸和热浸期间不通电，在其他时间内有 10%
的随机时间处于断电状态。
4.5.1.2 振动应力要求
振动应力量值和剖面应按产品的现场使用类别、产品的安装位置和预期使用情况确定。
在确定实际振动应力时，至少应考虑以下因素：振动类型、频率范围、振动量值，施加振动
的方向和方式。
应按图 4.5.1.1(1)和图 4.5.1.1(2)的安排，在随机抽取的 25%工作循环内施加振动应力。
振动频谱应该符合图 4.5.1.2 的规定。试验在使用要求或者用户合同规定的某一轴向进行。
振动程序如下：
(1) 每 24h 随机抽取 6h 施加振动应力，并以 3h 为一个振动循环。
(2) 施加航行及运输随机频谱时按以下规定进行随机振动；
① 频率范围：10Hz~200Hz；
② 量级（总均方根值 r.m.s）:10m/s2；
③ 持续时间：22min。
注：本指南所提及的温控包括温度控制装置及温控器，温度控制装置是将温度控制在限定范围内的装
置，温控器是将感应温度和控制加热器功率的器件合并在一起的装置或组合。
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温度 ℃ 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 输入电压 高 标称值
断开 工作循环 断开 振动——随机抽取25%的工作循环时间施加振动
低 接通 断开

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
时间h
-50℃
图 4.5.1.1(1) 外部安装产品的合成试验剖面（冷循环）
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温度 ℃ 50 45 40 35 30 25 20 输入电压 断开 低 高 标称值
工作循环

振动——随机抽取25%的工作循环时间施加振动 65℃热浸
10 20 30 40 50 60 70
时间h
图 4.5.1.1(2) 外部安装产品的试验剖面（热循环）
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加速度功率谱密度（m/S2）2/Hz 1.0








0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
10
20 30 40 50 60 70 80 90 100 200
图 4.5.1.2 航行及运输途中随机频谱
4.5.1.3 温度和湿度应力要求
试验循环期间根据需要，在适当阶段喷入水蒸汽，调节湿度应力，以模拟使用中经历的
环境条件。温度应力应真实地模拟受试产品在使用中经历的实际环境。确定温度应力时，至
少考虑以下因素：起始温度（热浸、冷浸）、工作温度（范围、温度变化率和持续时间）、每
一个任务剖面的温度变化情况，冷却气流（设备功耗、拥挤情况及冷却空气流动情况），同
时应考虑受试产品的实际应用环境，避免过载导致受试件损坏。
外部安装的产品，其温度和湿度剖面按以下规定，所有相对湿度的容差应为±5%：
(1) 从 22℃和 25%~75%的相对湿度开始将温度尽快降到-50℃,在-50℃（冷浸)下保持
1.75h（不通电)后将温度升到-32℃,冷浸仅在前 3 个循环中进行；
(2) 在 3.5h 内将温度缓慢降到-34.5℃；
(3) 在 13h 内将温度缓慢升到-28℃；
(4) 在 5h 内将温度升到 22℃；
(5) 使温度保持在 22℃，将相对湿度在 1h 内调到 25%~75%；
(6) 在 2h 内将温度升到 25℃，相对湿度升到 95%；