可靠性基本概念

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1、可靠性理论是以产品寿命特征为主要研究对象的一门综合性和边缘性科学，它涉及到基础科学、技术科学和管理科学的许多领域。对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。它的应用完善了传统的设计理论，极大地提升了结构和产品的质量，因此一直受到国内外学者的关注。可靠性理论在其发展过程中主要经历了五个时期：（1）萌芽期可靠性理论早在十九世纪30～40年代已发展起来了。十七世纪初

2、期由伽利略、高斯、泊淞、拉普拉斯等人逐步建立了概率论，奠定了可靠性工程的主要理论基础。十九世纪初布尔尼可夫斯基主编出版了一本概率论教程，同时他的学生马尔可夫建立了随机过程理论和大数定律，成为了维修性的理论基础。1939年瑞典专家威布尔提出了描述材料疲劳强度的威布尔分布。可靠性研究萌芽于飞机失事事件，1939年美国航空委员会出版的《适航性统计学注释》中，提出飞机事故率不应超过105／h。这里讲的事故率只是未能沿用可靠度的定义而已。（2）摇篮期50年代的电子管事件揭开了可靠性研究的序幕。50年代电子真空管的故障率

3、增长迅速。使电子技术进步与失效间的矛盾十分突出。例如1941～1945年第二次世界大战期间，美国空军运往远东的机载电子设备在到达时就有60%已经失效，轰炸机的MTBF（无故障时间）不超过20小时。另外，1945年12月美国制成的第一台电子管计算机，整个计算机共有18000只电子管。但是，平均每33分钟就有一只失效。与此同时，1943年德国火箭专家R.Lusser第一次用概率乘法法则定量算出了V-2火箭诱导装置的可靠度R的值为0.75。第二次世界大战结束以后，美国国防部总结战争教训，提出了一个全新的问题——可靠

4、性，并下令军队有关部门在今后的采购中只选择有可靠性指标的军需品。（3）奠基期60年代，美国成为可靠性发展最早的国家。1952年美国国防部成立AGREE电子设备可靠性顾问团。同年，可靠性顾问团第一次提出了科学的可靠性定义。AGREE组织于1957年写出了一份较为系统的《电子设备可靠性报告》，较完整地提出了电子产品的可靠性理论基础和方法。这份《电子设备可靠性报告》的发表，是可靠性工程成为一门独立学科的标志。1957年在美国国防部领导下，美国有关部门起草和陆续出版了空军、陆军、海军、航空、航天等一整套较完整的八大可

5、靠性标准系列：MIL、EIA、AIC、ANSI、RTCA、IEEE，其中以MIL-STD最为重要。这些标准为世界各国所引证，为各国的可靠性标准体系奠定了基础。（4）普及期70年代，日本成为了可靠性技术发展最快的国家。60年代到70年代期间，美国形成可靠性热，可靠性技术成为了美国登月成功的关键，美国在50年代就提出了开发宇宙的阿波罗计划，当时失败了很多次，致使很多研究方面落后于原苏联，后引进了可靠性技术，并利用可靠性技术率先登月成功。登月成功后，NASA(美国航空航天局）将可靠性工程列为三大技术成就之一。可靠性

6、技术是阿波罗计划成功之关键，这在很大程度上震撼了日本工程界。当时，日本众多媒体声称：“可靠性对国家、军事、社会和产业界均是一个划时代意义的大问题，本国对可靠性问题重要性的认识已为时过晚了”。1956年日本从美国引进可靠性技术，并使其迅速发展。例如日本的小松制作所，70年代此公司濒临倒闭，在日本引入可靠性技术以后全公司开展可靠性活动，经过数年的努力，使推土机MTBF的产量提高了三倍，维修费下降2／3，使出口贸易额由原来的小于20％上升到40—50％，可以说可靠性技术拯救了小松企业。现在日本此公司的汽车、家用电器

7、等成为质量信得过产品，营销全球。美国认为：“对民用产品进行可靠性投资和美国直接效益不相结合，划不来”。而日本则认为可靠性技术将成为今后经济竞争的焦点，成为以后与各国产品竞争的有力武器，使日本民用产品的可靠性成为世界上发展最快的国家，其民用产品的质量和可靠性在全球也是遥遥领先。（5）成熟期70年代，实施产品质量法PL（ProductLiability）的出台，从法律上规定可靠性成为质量保证QA（QualityAssurance）的重要坏节。1987年美国颁布可靠性和维修性（RM）2000年发展规划。至此，可靠性

8、脱颖而出发展成为一门新兴学科——“可靠性工程学”。中国可靠性研究始于60年代中期的宇航电子产品的研究，陆续从美国引进了可靠性标准和资料。1981年成立电子元器件数据交换和质量认证中心。1985年10月科工委也颁发“航空技术装置寿命和可靠性工作暂行规定”。1988年全国相继成立了七个全国性可靠性技术学术组织：中国电子产品可靠性与质量管理学会、中国数学可靠性学会、中国现代设计法可靠性学会、机电部可靠性委