可靠性工程发展动向

2009年09月03日14:35:38 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

可靠性概念的引入

在世界各国中，美国的可靠性工程发展居领先地位，特别是它的军用标准对各国的影响极大。美国防务采办改革以"更好、更快和更省"的目标来塑造美国防务采办的产品、过程和实践活动。它对可靠性和维修性（R&M）领域影响较大、意义较深远的可能就是对R&M军用标准规范的改革，即取消、合并、改写或保留某些标准。

人们早期对“可靠性”这一概念仅仅从定性方面去理解，而没有数值量度。为了更好地表达可靠性的准确含义，不能只从定性方面来评价它，而应有定量的尺度来衡量它。上世纪四十年代是可靠性工程的萌芽阶段。在此期间，德国在V-1火箭的研制中，较早提出了系统可靠性的基础理论。因此，V-1火箭也是世界上第一个运用系统可靠性理论的航空飞行器。美国成立了“电子管研究委员会”，专门研究解决电子管的可靠性问题。为推动可靠性研究及学术交流，美国无线电子工程师学会成立了第一个可靠性专家学术组织——可靠性技术组。

五十年代是可靠性工程的创新阶段。美国在朝鲜战争中发现，不可靠的电子设备不仅影响战争的进行，而且需要大量的维修费用。当时军用电子设备每年的维修费用为基本成本的两倍。为解决此问题，成立了“电子设备可靠性专门委员会”，随后，美国防部又成立了“电子设备可靠性咨询委员会”（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment）简称“AGREE”。

60年代以后，空间科学和宇航技术的发展提高了可靠性的研究水平，扩展了其研究范围。对可靠性的研究，已经由电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械、动力、土木等一般产业部门，扩展到工业产品的各个领域。只有那些高可靠性的产品及其企业，才能在竞争日益激烈的世界上幸存下来。不仅如此，国外还把对产品可靠性的研究工作提高到节约资源和能源的高度来认识。通过可靠性设计，可以有效地利用材料，增长产品使用期限，获得体积小、重量轻的产品。

可靠性在国外

早期的可靠性研究，重点放在故障占大半的电子管方面，多用于军工产品。30～40年代，两次世界大战。特别二战期间，电子设备常失效。例如，美国运到远东的航空电子设备60%不能使用（运输失效），海军舰艇上电子设备70%失效，其中50%仓库中失效。1942年，美国麻省理工学院，开始真空管的可靠性问题研究。

    美国对可靠性的研究始于第二次世界大战。当时雷达系统发展很快而电子元件却屡出故障。因此，早期的可靠性研究，重点放在故障占大半的电子管方面。不仅重视其电气性能，而且重视其耐震、耐冲击等可靠性方面。美国对于机械可靠性的研究，开始于60年代初期，其发展与航天计划有关。当时在航天方面由于机械故障引起的事故多、损失大。于是美国宇航局(NASA)从1965年起开始进行机械可靠性研究，例如，用超载负荷进行机械产品的可靠性试验验证，在随机动载荷下研究机械结构和零件的可靠性，将预先给定的可靠度目标值直接落实到应力分布和强度分布都随时间变化的机械零件的设计中去。

    50～60年代，大体上确定了可靠性研究的理论基础及研究方向。1952年，美国军事工业部门和有关部门成立AGREE（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment，国防部电子设备可靠性顾问团），研究电子产品的设计、制造、试验、储备、运输及使用。至60年代后期，美国约40%的大学设置了可靠性工程课程。这一阶段，可靠性研究工作从电子产品扩展到机械产品，从军工产品扩展到民用产品。

    英国航空委员会1939年发表《适航性统计学注释》，首次提出飞机故障率≤0.00001次/ h，相当于一小时内飞机的可靠度Rs=0.99999，这是较早的飞机安全性和可靠性定量指标。二战末期，德火箭专家R•卢瑟（Lussen）把Ⅴ—Ⅱ火箭诱导装置作为串联系统，求得其可靠度为75%，这是首次定量计算复杂系统的可靠度问题。

    日本是在1956年由美国引进可靠性技术。日本将可靠性技术推广应用到民用工业部门取得很大成功，极大地提高了产品的可靠度，使其高可靠性产品，例如汽车、彩电、照相机、收录机、电冰箱等，畅销到全世界，带来巨大的经济效益。日本人曾预见到今后产品竞争的焦点在于可靠性。1958年，日本成立可靠性研究委员会。1971年起每年召开一次可靠性与维修性学术会议。

    英国于1962年出版了《可靠性与微电子学》(Reliability And Microelectronics)杂志。法国国立通讯研究所也在这一年成立了“可靠性中心”，进行数据的收集与分析，并于1963年出版了《可靠性》杂志。前苏联在50年代就开始了对可靠性理论及应用的研究，1950年起，前苏联开始研究机器可靠性问题。1964年，当时的苏联及东欧各国在匈牙利召开了第一届可靠性学术会议。

可靠性在中国

在我国，较早是由电子工业部门开始可靠性工作的，在60年代初进行了有关可靠性评估的开拓性工作。70年代初，航天部门首先提出了电子元器件必须经过严格筛选。70年代中期，由于中日海底电缆工程的需要，提出高可靠性元器件验证试验的研究，促进了我国可靠性数学的发展。从1984年开始，在国防科工委的统一领导下，结合中国国情并积极汲取国外的先进技术，组织制定了一系列关于可靠性的基础规定和标准。1985年10月国防科工委颁发的《航空技术装备寿命与可靠性工作暂行规定》，是我国航空工业的可靠性工程全面进入工程实践和系统发展阶段的一个标志。1987年5月，国务院、中央军委颁发《军工产品质量管理条例》明确了在产品研制中要运用可靠性技术；1987年12月和1988年3月先后颁发的国家军用标准GJB368—87《装备维修性通用规范》和GJB450—88《装备研制与生产的可靠性通用大纲》，可以说是目前我国军工产品可靠性技术具有代表性的基础标准。与此同时，各有关工业部门、军兵种越来越重视可靠性管理，加强可靠性信息数据和学术交流活动。全国军用电子设备可靠性数据交换网已经成立；全国性和专业系统性的各级可靠性学会相继成立，进一步促进了我国可靠性理论与工程研究的深入展开。

道路曲折前景光明

可靠性工程专业性强、壁垒高，需要长期积累，且核心竞争力很难复制。从全球范围看，真正能提供专业可靠性工程项目服务的大公司也不多。目前，可靠性工程研究在我国仍然属于边缘学科，仅有几家高校、科研院所与企业成立了专门的可靠性研究实验室。

尽管存在着一系列的发展瓶颈，但对于我国可靠性工程的发展前景，仍然是光明的。

可靠性工程发展动向

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