可靠性工程的发展历史.docx

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可靠性工程的发展历史

可靠性工程的发展历史

班级：

冶研工硕班

姓名：

蔡****

学号：

G2013****

指导教师：

贾志新

2013年10月18日

产品的可靠性是指，元件、产品、系统在一定时间内和一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。

可靠性的概念，广义上是指产品在整个寿命周期内完成规定功能的能力，它包括狭义可靠性和维修性；狭义上的可靠性则指产品在某一规定时间内发生失效的难易程度。

不难看出，一切可靠性活动都是围绕故障展开的，都是为了防止、消除和控制故障的发生。

近年来，世界各发达国家已把可靠性技术和全面质量管理紧密地集合起来，有力地提高了产品的可靠性水平。

可靠性是产品质量的一项重要指标。

重要关键的产品的可靠性问题显得尤为突出，比如航空航天产品，任何一个零部件的失效都有可能导致耗资数亿元的航天项目失败；可靠性与经济性更为密切相关，只有可靠性高的产品，只有把产品的可靠性作为发展准绳的企业，才具有较强的市场的竞争力。

可靠性是一门涉及多种科学技术的新兴交叉学科，比如数学、失效物理学、设计方法与方法学、实验技术、人机工程、环境工程、维修技术、生产管理、计算机技术等。

可靠性工作周期长、耗资大，非几个人、某一个部门可以做好的，需全行业通力协作、长期工作。

可以看出，可靠性问题对于不仅仅对一个产品的质量问题、企业的生产发展有关键的影响作用，还对我们每个人的人身安全,经济效益，乃至国家安全等都密切相关.因此,研究产品、项目乃至工程的可靠性问题,都是具有非常重大的意义。

可靠性问题开始于第二次世界大战之中提出。

当时，军事装备已大量采用电子产品，但是由于当时产品不可靠，造成重大损失。

因此，50年代处人们开始有组织地、系统地研究电子产品的可靠性。

在参阅了各种权威材料后，将可靠性发展的历史大致分为以下4个阶段：

一、可靠性工程的萌芽和兴起阶段（20世纪30~50年代）

最早的可靠性概念来源于航空。

1939年，美国航空委员会出版的《适航性统计学注释》中，提出飞机由于各种失效造成的事故率不应超过0.00001/h，相当于飞机在一小时飞行中的可靠度为0.99999。

现在所用的“可靠性”定义是在1952年美国的一次学术会议上提出来的。

早期的系统可靠性理论见于纳粹德国对V1火箭的研制中。

他们提出了由N个部件组成的系统，其可靠度等于N个部件可靠度的乘积。

1943年美国成立了“电子管技术委员会”并成立“电子管研究小组”，开始了电子管的可靠性研究。

这是有组织地研究电子管可靠性的开始。

1949年，美国无线电工程学会成立了可靠性技术组，这是第一个可靠性专业学术组织。

20世纪50年代初，可靠性工程在美国兴起。

当时，美军用电子设备由于失效率很高而面临着严重的局面：

1949年美国海军电子设备有70%失效，1个正在使用的电子管要9个新的电子管作为随时替换的备件。

为了扭转被动局面，1952年8月21日，美国国防部下令成立由军方、工业办及学术界组成的“电子设备可靠性顾问组”，即AGREE。

在给政府的报告中提出了包括：

设计程序、试验、元件的可靠性、采购、运输、包装、储存、操作、维修等九项建议。

这是产生美国有关可靠性军标的思想基础。

AGREE并于1957年6月14日提出了著名的《军用电子设备的可靠性》（即AGREE报告）。

该报告极为广泛、系统、深入地提出了如何解决产品问题的一系列办法，成为以后美国此类技术文件的依据。

可以认为、AGREE报告的发表是可靠性工程成为一门独立学科的里程碑。

此后美国制定了一系列有关可靠性的军标，确立了可靠性设计方法、试验方法及程序，并建立有效数据收集及处理系统。

20世纪50年代，前苏联为了保证人造地球卫星发射与飞行的可靠性，开始了可靠性的研究工作。

同时

，为了解决作战对导弹的可靠性要求，一些国家也先后开展了对可靠性的研究与应用，日本在1956年从美国引进了可靠性技术和经济管理技术后，于1956年成立了质量管理委员会。

同年由科技联合会召开了第一次全国可靠性讨论会。

二、可靠性工程的发展阶段（20世纪50~60年代）

20世纪60年代是世界经济发展较快的年代。

可靠性工程以美国先行，带动了其他工业国家，得到了全面、迅速的发展。

其主要表现时继续制定、修订了一系列有关可靠性的军标、国标和国际标注、包括可靠性管理、试验、预计、设计、维修等内容；成立了可靠性研究中心；深入的进行了可靠性基础理论、工程方法的研究；开发了加速寿命试验、快速筛选试验这两种更有效的试验方法；开发了按系统系统功能和参数预计可靠型的蒙特卡洛模拟法等新的可靠性预计技术；开拓了旨在研究失效机理的可靠性物理这门新学科；发展了故障模式、影响及危害性分析（FMECA）和故障树分析（FTA两种有效的系统可靠性分析技术）；开展了机械可靠性的研究；发展了维修性、人的可靠性和安全性的研究；建立了更有效的数据系统；开设了可靠性教育课程。

1961年，前苏联发射第一艘有人家似的宇宙飞船时，宇航员对宇宙飞船安全飞行和安全返回地面的可靠性提出了0.999的概率的要求，可靠性研究人员把宇宙飞船系统的可靠性转化为各元器件的可靠性进行研究，取得了成功，满足了宇航员对宇宙飞船系统提出的可靠性要求。

也就在这一时期，前苏联对可靠性问题展开了全面的研究。

20世纪60年代是美国航空航天事业迅速发展的时期。

美国国家航空航天管理局（NASA）和美国国防部接受并发展了20世纪50年代由AGREE发展起来的可靠性设计及实验方案。

与此同时，计算机硬件也从晶体管到集成电路，并朝着超大规模集成

（VLSI）方向发展，计算机的进步主要源于硬件的进步，那时软件的重要性还不显著。

10世纪60年代中期，日本成立了电子元件可靠性中心。

日本将美国在航空、航天及军事工业中的可靠性研究成果应用到民用工业，特别是民用电子工业，使其民用电子工业产品大幅度地提高，产品在世界各国广为销售，赢得了良好的质量信誉。

不到十年，它的工业增长年速度就高达15%。

三、实现以可靠性为中心的全面管理阶段（20世纪70~80年代）

在20世纪60年代全面发展的基础上，可靠性工程技术在处于领先地位的美国和工业较发达的各国得以向纵深发展，具体表现在：

1、建立统一的可靠性管理机构。

1978年2月美国成立了由直属三军联和后勤司令部领导的可靠性、可用性和维修性联合技术协调组，改组下设系统管理、电子设备设计及试验、机械设备设计及维修等六个分组，统一组织和协调国防部内各种可靠性工作，制定可靠性工作的政策和指导性文件；

2、重视机械可靠性研究；

3、成立全国统一的可靠性数据交换网。

1970年正式成立政府-工业部门数据交换网，到1980年已有220个政府机构和404个工业组参加该交换网；

4、改善可靠性设计与试验方法。

例如，计算机可靠性辅助设计、研究设备可靠性预计的软件包以及非电子设备的可靠性设计与试验方法。

美国于1977年和1978年先后成立了机械设备可靠性设计及可靠性试验研究组织，研究机械设备的可靠性，制定相应的新设计程序和试验程序。

在可靠性试验中采用综合环境应力试验，加强环境应力筛选，强调可靠性增长试验；

5、广泛运用以可靠性为中心的维修思想以及自测试设备，提高了维修水平

；

6、开展了软件可靠性研究。

美国1978年成立了三军软件可靠性技术协调组，负责国防部范围内的如软件可靠性研究。

在此期间，欧洲各国对可靠性也给予了很大关注。

英国标准局成立了电子设备可靠性委员会，并开始出版可靠性系列标准。

如颁发设备、系统、元件可靠性标准，阐明可靠性管理程序和试验方法，并列举26个工程应用实例，召开了多届可靠性学术会议，将可靠性活动基本上和质量管理活动联系起来。

法国在锅里通信研究所成立了“可靠性中心”，进行数据收集、分析研究工作。

20世纪80年代以来，可靠性工程呈现出了以下全新发展趋势，主要表现在：

1、从电子产品可靠性发展到机械和非电子产品的可靠性；

2、从硬件可靠性发展到软件可靠性；

3、从重视可靠性统计试验发展到强调可靠性工程试验，以通过环境应力筛选及可靠性强化实验来暴露产品故障，仅为提高产品可靠性；

4、从可靠性工程技术发展为包括维修工程、测试性工程、综合保障工程技术在内的可信性工程；

5、从军用装备的可信性工程技术到民用产品的可信性工程技术。

20世纪80年代，软件可靠性理论研究停滞不前，没有质的飞跃。

但软件可靠性的工程实践经验得到不断积累，不少软件可靠性技术在软件工程实践中得以应用。

某些技术达到实用化程序，如软件可靠性建模技术、管理技术。

可以说这一时期，软件可靠性从研究阶段逐渐迈向工程化阶段。

四、可靠性工程的现代化进展（20世纪90~今）

20世纪90年代初，中国原机械电子工业部提出了“以科技为先导，以质量为主线”，沿着管起来-控制好-上水平的发展模式开展可靠性工作，兴起了我国第二次可靠性工作的高潮，取得了较大的成绩。

进入20世纪90年代后，由于软件可靠性问题的重要性更加突出和软件可靠性工程实践范畴的不断扩展，软件可靠性逐渐成为软件开发者需要考虑的重要因素，软件可靠性工程在软件工程领域逐渐取得相对独立的地位，并成为一个生机勃勃的分支。

1991年海湾战争的“沙漠风暴”行动和科索沃战争表明，未来战争是高技术的较量。

现代化技术装备，由于采用了大量的高技术，极大地提高了系统的复杂性，为了保证战备的完好性、任务的成功性以及减少维修人员和费用，可靠性工程范围将大大扩展，需要更多的可靠性技术做保证，需要更加严密的可靠性管理系统，可靠性研究需要上一个台阶。

二十一世纪以来，可靠性在向着综合化、自动化、系统化和智能化的方向发展。

综合化是指统一的功能综合设计而不是分立单元的组合叠加，以提高系统的信息综合利用和资源共享能力。

自动化是指设计对象具有功能的一定自动执行能力，可提高产品在使用过程中的可靠性。

系统化是指研究对象要能构成有机体系，发挥单个对象不能发挥的整体效能。

智能化将计算技术引入，采用例如人工智能等先进技术，提高产品系统的可靠性和维修性。

可靠性发展也是在从单一领域的研究发展到结合各个学科门类中相应的研究，形成多学科交叉渗透。

结构可靠性理论是涉及多学科并与工程应用有密切关系的学科，对结构设计能否符合安全可靠、耐久适用、经济合理、技术先进、确保质量的要求，起着重要的作用。

它运用了概率论、数理统计、随机过程等数学方法处理工程结构中的随机性问题，以应力-强度分布干涉理论为基础，涉及到结构随机可靠度的基本概念、原理和相关基本算法，如今可靠性理论与优化理论结合的可靠性优化技术已成功应用在结构和产品设计中，并产生了明显的经济和社会效益。

近来，可靠性分析方法的研究趋于活跃，许多学者将人工智能、随机模拟、心理学、认知工程学、神经网络、信息论、突变论、模糊集合论等学科的思想应用到人可靠性分析中，出现了人可靠性心理模型、人可靠性分析综合认知模型、人模糊可靠性模型、人机系统人失误率评估的动态可靠性技术以及计算机辅助人可靠性分析等。

可靠性在电力系统中也得以广泛应用，目前的研究几乎涉及到电力系统发电、输电、配电等各方面，可靠性分析也正逐步成为电力系统规划、决策的一项重要的辅助工具。

在电子领域，现有的绝大多数可靠性数学模型和研究方法是以电子产品为最初对象产生和发展起来的，所以目前对电子产品的可靠性研究不论从可靠性建模理论、可靠性设计方法、失效机理分析、可靠性试验技术及数据统计方式等均已趋向成熟。

另外，在机械、汽车、电力等领域，可靠性也发挥着不可替代的作用。

可靠性成为一门独立的学科仅仅四十多年，已经取得了很大的成就，但其在发展研究上也有亟待解决的问题。

首先，目前对电子产品的可靠性研究已较成熟，对机械系统的可靠性研究要晚，由于机械零件的失效模式和电子元件相比有很大差别，机械系统的构成也不同于电子系统，机械系统的受载方式更为复杂，其失效的影响因素也更为多样，至今还没有数学模型和分析方法可直接用于机械系统进行可靠性研究。

目前应用于机械系统的可靠性分析方法基本沿用以电子元件或设备为对象总结出来的可靠性方法，这就有可能导致对机械系统的可靠性分析与设计走入误区。

其次，如何在小样本条件下确定系统的可靠性参数是一个迫切需要解决的问题。

最后，常规的可靠性理论是在二态假设和概率假设基础上建立的，但在可靠性工程实际中

很难满足上述两个基本假设，用常规可靠性理论进行系统评价并不能完全反映实际情况。

总之，系统可靠性从诞生、发展到应用已经逐步向着各学科渗透，但在现代科技飞速发展的时期，系统可靠性在理论和研究模式上还有欠缺，需要结合其他理论如模糊理论、人工智能等，使可靠性理论、试验和管理能够更成熟、更完善。

事实上，可靠性工程的推广应用和给企业与社会带来的巨大经济效益，让人们更加认识到提高产品可靠性的重要性。

世界各国纷纷投入大量人力物力进行研究，并在更广泛的领域里推广应用。

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