国外可靠性工程发展

国外可靠性工程发展
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）领域影响最大、意义最深远的可能就是对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。多年之后，美国可靠性标准的发展情况如何？
在传统的可靠性教科书中，“可靠性”都是以一种量化的方式来定义，如“产品在规定条件下和规定时间内，（无故障地）完成规定功能的概率”。今天，可靠性工程已经发展到包括各种其它问题，其中一些问题的定性特征更甚于定量特征，一些问题的度量更加困难。当前的趋势说明可靠性工程的研究重点正在转向预防失效的方法，而不仅仅是描述失效发生概率或为失效发生概率建立模型。这种趋势的重要体现是更加重视实用的可靠性高加速应力试验技术；通过发展军民两用的故障诊断和预测技术来提高产品的可靠性、维修性和安全性。高加速应力试验技术、故障诊断和预测技术的发展情况已在《装备质量》2001年第8期有详细介绍，本文不再赘述。
可靠性预计方法是可靠性工程技术领域争论最多的一个话题，过去30年中，国外一直占主导地位的可靠性预计方法是MIL-HDBK-217。如今，美国国防部已经放弃了对该手册的维护和更新，许多人已开始怀疑用该方法进行可靠性预计的准确性。而可靠性预计作为产品可靠性的一个重要工作项目又是不可缺少的，在这种形势下，美国可靠性分析中心（RAC）推出一种新的可靠性预计方法，并编制了相应的软件工具，称为PRISM。
随着计算机技术的迅猛发展以及新旧世纪交替中出现的“千年虫”（Y2K）问题，软件可靠性问题受到人们日益增多的关注和重视。
人的可靠性一直是一个非常活跃的研究领域，近年来人们更加重视对人的行为可靠性、特别是人机接口技术的研究。
微机械系统和微机电系统技术是近两年出现的很有发展前途的新技术，它的可靠性问题也引起了人们的关注。
一、可靠性标准的发展概况
1、采办改革给美国可靠性标准带来的影响
自1994年采办改革开始以来，美国国防部的部分标准已经被取消、部分被修改或改写为手册。其结果导致了制订民用可靠性标准的热潮，甚至出现两个或更多的标准制订机构（SDO）同时编写同一个主题的标准，造成重复劳动，使得各公司支持雇员参加SDO工作的热情下降。因此，除了产生在内容上相类似的标准外，许多SDO的能力也因重复劳动而受到了很大限制。
有选择余地自然是好事。然而，当很难从几种标准中比较哪一种是好的时，就会造成混乱，可靠性标准正是遇到了这种情况。即使人们对这些标准都了解，但是要就某一个可靠性方面获得所有可能的可靠性标准也是困难和昂贵的。因此，必须做出明智的选择。重要的是，各SDO之间以及各个国际标准化机构之间能否协同工作，联合制订更有用、技术水平更高的标准。
2、改进可靠性标准的现状
通过各标准制订机构（SDO）合作来改进可靠性标准的现状。比较典型的几个致力于改进可靠性标准的混乱状况的机构有：
（1）Z1可信性分委会
一个SDO——Z1可信性分委会已经决定不再制订更多的可靠性标准。相反，该分委会正在制订一项策略，与美国其他SDO合作，共同致力于：
制定联合的美国标准；
采用满足美国需求的国际标准；
与TAG（TC56）一起制订国际标准。
（2）可靠性、维修性和保障性标准合作机构（PartnershipinRMSStandards）
为促进可靠性、维修性和保障性（RMS）标准改革的实施，与采办改革步伐相一致，来自工业界、政府和专业学会的专家联合起来，成立了RMS标准合作机构，它利用专业学会和工业协会作为平台来构建关于RMS标准化机构的新的工业界-政府伙伴关系。RMS标准合作机构是专业学会和政府机构产生世界级的可靠性、维修性和保障性双用途标准的一种新型合作方式。其任务是协调RMS军用标准的民用替代标准的产生，避免各种工作之间的重复劳动或不一致。该机构成立于1994年初，它是由来自各个不同专业学会和工业协会的专家组成的一个松散的联合体。该机构每季度召开一次会议，交流情况。1995年该机构的时事通讯（Newsletter）创刊，作为该机构的代表、成员以及其他感兴趣的专家了解有关RMS标准化工作方面的活动的主要通信工具之一。该时事通讯每季度发表一期，主要内容包括：（a）专业学会/工业协会发出的邀请参与RMS标准制定和（或）修订方面的信息；（b）本合作机构有关项目的进展状况；（c）本机构会议召开的日期和地点通知；（d）RMS专家发表的有关RMS标准方面的文章。
（3）可靠性分析中心（RAC）
RAC由IIT研究所（IITRI）运作，在罗姆实验室（现为空军研究实验室信息部）资助的研究工作的基础上，出版了“世界可靠性及维修性标准：美国及其他国家的政府及非政府文件入门”。该“入门”提供了88种美国国家和国际可靠性及维修性标准摘要及目录，这方面信息使查找同一题目的标准以及对名称相同的各种不同标准的比较更容易进行。此外，该“入门”还提供了标准发布单位、联系信息、美国可靠性及维修性标准变化的信息、国内及国际组织正在制订的标准信息以及标准制订的背景信息等，可供读者查阅。
可靠性标准化是受防务采办改革影响较大的领域之一。这种影响不限于美国，因为世界上许多公司和政府都采用美国的军用标准。在美国防务采办带来的许多变化中，各种不同单位争相编写同一种可靠性标准便是最明显的变化之一。例如，美国国内各种标准编写机构和国际电工委员会编写的国际标准。然而，随着标准快速繁殖的问题出现，改进可靠性标准的机会也随之出现。通过把协同工作、把集体的经验和知识汇集起来，把各种不同的可靠性观点集中起来，美国各标准制订机构便能制订出提高美国工业能力，开发和生产出世界上最可靠的产品的标准。
3、英国和NATO的可靠性标准状况
英国和北约集团仍在继续国防标准的修订、完善工作，并继续发布了一些新的综合保障标准。例如：
对ARMP-3“国家R&M文件的应用”的1989年第1版进行了修订，于1998年发布了ARMP-3第2版“国家和国际R&M文件的清单和来源”。
1998、1999年、2000年相继发布了一系列综合后勤保障标准，共25部分。
二、PRISM——RAC的可靠性预计新方法
1、MIL-HDBK-217的不足之处
基于经验的电子设备可靠性预计方法MIL-HDBK-217在过去30年中被广泛应用于军用电子系统和一些民用电子系统的可靠性预计中。在20世纪90年代中期美国国防部采办改革之前，它一直作为美国许多研制新的电子系统的政府合同中规定使用的可靠性预计方法。尽管MIL-HDBK-217目前仍在起作用，但最近几年一直没有对其加以更新或维护。原因是美国空军的一项重大的重组活动，将从事电子系统可靠性研究工作的原罗姆实验室并入新成立的空军研究实验室，取消了其全部可靠性研究工作。也没有其它政府机构愿意接手没有经费支持的MIL-HDBK-217的维护工作。
除MIL-HDBK-217外，还有不少其它基于经验的可靠性预计方法都与217手册有不同程度的相似性。其中的某些模型是一个行业如电信或汽车行业独有的。这些方法包括Bellcore、英国电信HRD-5、Nippon电话与电报以及CNET（法国）技术。
MIL-HDBK-217之类可靠性预计方法的前提是，系统的失效率主要由组成系统的各部件决定。RAC近年的统计数据（见图1）却表明，78%以上的失效由非部件原因引起，即：
设计缺陷、制造缺陷、不良的系统管理技术如要求不明确、耗损、软件缺陷、诱发失效以及没有发现缺陷（NDF）的失效。这些在以前的方法中都没有明确涉及到。RAC针对上述失效原因提出一种新的方法来评估电子系统的失效率，并编制了相应的软件PRISM。该方法引入了新的部件可靠性预计模型（RACRates）、一种非部件变量引起的系统可靠性评估过程和一个软件可靠性模型。