可靠性基础知识-概论

 可靠性基础知识-概 论

1.1 研究可靠性的意义
可靠性问题存在于人们的日常生活中，人们在选购商品时，除了对商品的外观及性能提出各种要求外，在很大程度上要考虑商品的经久耐用问题，这个“经久耐用”即为产品的可靠性问题。早在北宋，《武经总要》就记载了弓箭多次使用弓力不减弱，天气冷热弓力保持不变的问题，这就是早期的武器可靠性。尽管当时人们并没有明确认识到可靠性问题，但可靠性问题存在于任何产品中。 一、可靠性是战争发展的需要 二、可靠性是企业的命脉 企业的兴旺，决定于产品的竞争力，企业丧失竞争力，就难以生存，而决定产品竞争力的重要因素是产品的可靠性，对于军用产品都要求达到一定的可靠性指标，否则产品将被拒收，成为废品；或者返修找到故障所在，造成设计。生产和试验费用的增加，有可能将失去用户，导致企业破产。民用企业同样有类似问题。日本人把可靠性当做国家兴旺的大事，其产品可靠性相当高，博得世界用户的称赞，赢得了市场，成为经济强国。总之，在科学技术迅速发展的今天，产品的可靠性显得尤其突出，国家已把可靠性列为评价产品质量的主要指标，可靠性将直接关系到产品研制的成败。产品可靠性与产品性能、成本以及研制周期等基本价值目标有着密切关系。
1.2 可靠性工程的发展
尽管作为产品基本属性的可靠性随着产品的存在而存在，但可靠性作为一门独立的工程学科只有五、六十年的历史，它是从概率论、系统工程、质量控制和生产管理等学科中脱颖而出，从而成为一门新兴的工程学科。 一、国外可靠性工程的发展 1．美国的可靠性工程发展 可靠性工程诞生地在美国。40多年来发展十分迅速，特别是在军事装备和航天领域获得广泛应用，取得很大的成功。因此，了解可靠性工程的发展就必须首先了解美国的可靠性工程发展。

40到50年代——可靠性工程形成： 二次大战期间，当时德国V—Ⅱ火箭的诱导装置和美国军用雷达与以往的电子设备相比，均达到更加精密程度，但在运输、贮存和使用中却大量出现因故障而丧失战斗力，导致人员的伤亡，甚至导致战役的失败。如美国对日作战的电子设备中有50%到达战场不能工作；海军电子设备在规定时间内，仅有30%的时间能有效工作。于是，德国火箭研制者之一R.Lusser首先利用概率乘积法则，认为N个部件组成的串联系统，其可靠度等于N个部件的可靠度的乘积，这就是现在常用的串联系统可靠性乘积定律，并以此算出V—Ⅱ诱导装置可靠度为0.75，第一次定量表示产品的可靠性。美国则从电子管开始可靠性研究。1952年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询小组，对电子产品的设计、制造、贮存、运输、使用等各方面问题进行深入调查研究，经过5年时间的努力，于1957年6月发表了《军用电子设备可靠性报告》，从此确定了美国可靠性工程发展的方向，成为美国可靠性工程发展奠基性文件。随后制定了许多可靠性标准、规范等。如《电子设备可靠性》，《电子设备可靠性保证大纲》等。 1954年美国正式召开第一届可靠性与质量管理学术交流会。 60年代——可靠性工程全面发展： 美国由于推行阿波罗计划，投入了大量的资金，对航天装置提出了极高的可靠性要求，大大推进可靠性工程的全面发展。例如，作为飞船的运载火箭，“火星”号共有760万个零件和元件，要求其可靠性相当于2万台电视机同时工作而不允许有一台发生故障。这样高的可靠性要求，除了大力提高元器件的可靠性之外，重要的是进行充分的可靠性设计。到了60年代中期，对可靠性的一些误解，例如“可靠性是电子领域的事情”。“搞可靠性要有高深的概率与数理统计”，“可靠性工程深奥，一般企业搞不了”等被排除了，使可靠性技术进入普及和全面发展时期。美国这一时期主要发展的是： （1）改善可靠性管理，建立可靠性研究机构。1965年美国国防部颁布MIL—STD—785《系统与设备的可靠性大纲》，把可靠性与设计，试验及生产的工程活动结合起来，以保证在产品研制初期能预测并排除潜在的不可靠问题，从而获得良好的经济效益。经过4年的实践，1969年修改为MIL—STD—785A。此外在空军罗姆航空发展中心组建可靠性分析中心。 （2）制定可靠性试验标准，发展新的试验方法。1963年颁布MIL—STD—781《可靠性试验（指数分析）》，1965年修改为MIL—STD—781A，1967年进一步修改为MIL—STD—781B，并改名为《可靠性鉴定试验及产品验收试验（指数分析）》。5年之内对标准修改两次，可见美国对可靠性研究的重视程度和研究的不断深入。这一标准在国际上得到广泛应用。为了缩短试验时间，又发展了两种新的试验方法，即加速寿命试验和快速筛选试验。 发展新的可靠性预计技术。1962年颁布MIL—HDBK—217《电子设备可靠性预计》，1965年修改为MIL—HDBK—217A，1979年修改为MIL—HDBK—217C。这本设计手册提供了大量的电子元器件可靠性数据和预计方法，被人们誉为电子设备可靠性的“圣地”，在世界各国得到广泛应用。1961年颁MIL—STD—756《可靠性模型的建立与可靠预计》，1963年修改为MIL—STD—756A。60年代初，美国还颁布MIL—STD—721《可靠性和维修术语的定义》。

（4）开展失效物理研究，发展新的失效模式分析技术。1962年召开了第一届电子设备失效物理年会，1967年改名为可靠性物理年会，深入研究设备失效的机理，制定了MIL—STD—1629《故障模式、影响及危害度分析程序》。此外，对安全性也深入研究并制定了MIL—STD—822《系统及有关分系统、设备的安全性大纲》。 （5）重视维修性研究。1963年颁布MIL—STD—470《维修性大纲要求》，1966年颁布MIL—STD—471《维修性鉴定、验收及评价》和维修性手册MIL—HDBK—472《维修性预计》，从而出现了以可靠性为中心的维修性理论。 （6）创建可靠性教育。美国十分重视可靠性知识的普及和教育，到60年代后期，美国40%的大学都设置了可靠性课程，培养了大批的包括硕士和博士在内的各种可靠性工程技术专家。 70年代——可靠性工程进入成熟期，得到深入发展： （1）建立统一的可靠性管理机构。1978年2月成立了直属三军联合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，该组下设高系统管理、电子设备设计、电子设备试验、机械设备设计、机械设备试验和维修等六个分组。其工作是统一组织、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）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个工业组织参加该交换网。 （3）重视机械可靠性研究。 （4）改善可靠性设计及试验方法。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，研究非电子设备的可靠性设计与试验方法。1977和1978年先后成立机械设备可靠性设计及可靠性试验研究组织，负责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，加强环境应力筛选试验，发展可靠性增长试验，1978年颁布MIL—STD—1635《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，提高维修水平。 （6）开展软件可靠性研究。70年代由于微机的出现，使计算机的应用出现高潮，软件研究及应用更加迅速，使一些计算机的软件费用已经超过硬件。而软件同样存在可靠性问题。于是1978年成立三军软件可靠性技术协调组来负责国防部范围内的可靠性研究与协调工作。 （7）制定产品责任法。产品责任（PL）问题是指产品不可靠使消费者蒙受损失，从而到法庭上起诉、为赔偿损害而争执的问题，为此制定产品责任法，使企业更感到可靠的重要性。据1975年美国《质量进展》杂志的预测，由于PL问题，当年请求赔偿金额达5000亿美元。 80年代以后——可靠性工程更受重视且更加成熟：
美国从实践中认识到过去的军事装备过分追求先进的性能而对可靠性和维修性重视不够，致使装备完好率下降和后勤保障费用大幅度猛增。这一教训使美国国防部政策发生了变化，即从过分追求先进性能转变为强调可靠性和维修性。于是国防部制定第一个可靠性及维修性条令，即1980年正式颁布的5000.40条令《可靠性及维修性》。该条令规定发展各种武器的可靠性及维修性政策，规定国防部各部门对可靠性和维修性的职责，规定所有武器装备从一开始就要考虑可靠性和维修性，条令还规定武器装备可靠性应包括可用性、任务可靠性、维修人力和后勤支援四个方面的指标。此外，还修订和颁发了一批可靠性标准和手册，如表1-1。 2．原苏联的可靠性工程发展 原苏联早在1958年就曾统计过因产品的质量和可靠性问题而损失1500~2000亿卢布的事实，从而认识到了可靠性工程的重要性。原苏联可靠性工作的特点：一是重视对工程师普及可靠性知识，建立在总工程师领导下的可靠性工作机构，并把可靠性工作机构设在质量管理部门；二是重视可靠性理论研究，原苏联不仅培养了一批如莫戈洛夫、斯米尔诺夫和马尔可夫那样著名的统计学家和可靠性理论专家，而且不少成果为世界公认，如马尔可夫过程就是可靠性维修性研究中常用的工具；三是注意研究实用的可靠性方法，如设计中采用降额与冗余以弥补原苏联自己生产的电子元器件可靠性较差的不足；四是积极吸收和引用美国的经验和标准；五是原苏联对机械可靠性理论和方法都做了较深入的研究，不少研究著作为各国 表1-1 美国80年代以后颁发的部分可靠性军用标准及手册
标准代号 标准名称 颁发日期  MIL—STD—721C MIL—STD—756B MIL—STD—785B MIL—STD—1629A MIL—HDBK—189 MIL—HDBK—217D MIL—STD—781D
可靠性及维修性的术语定义 可靠性模型及预计 系统及设备研制与生产阶段可靠大纲 失效模式、影响及危害度分析程序 可靠性增长管理 电子设备的可靠性预计 工程研制鉴定及生产的可靠性试验
1981．6．21 1981．11．18 1980．9．15 1980．11．24 1981．2．13 1982．2．15 1987．7．12
转载；六是重视可靠性信息工作，各工业部门都设有可靠性信息系统，使用户和工业主管部门有机联系起来，及时分析产品的可靠性变化趋势，评定可靠性对策的有效性。 3．日本的可靠性工程发展 日本可靠性工作特点有四。一是把重点放在民用工业产品，不拘泥于理论研究，采取实用化应用可靠性的观点，这一点可以从我国近几年翻译的日本可靠性书籍中明显看出。二是日本在成功的质量管理基础上引入可靠性工程，两者紧密结合，效果十分显著，欧美等国都赞叹不如。三是日本可靠性工作主要是各大企业自成系统互相保证，企业有内控的可靠性指标的试验及评定的规范标准。对提高可靠性的程度，企业都有明确的目标。比如对电子产品就着重于消除早期故障，对半导体和集成电路都制定了专门的可靠性保证计划。对机械产品则解决寿命耐久性问题，重点放在关键零部件的设计与试验的可靠性保证上。四是日本非常重视可靠性技术的启蒙和培训工作，他们认为只有职工具有优秀的素质，产品才能达到高可靠性的水平。除了高校开设可靠性工程课外，全国不少学术组织也设立可靠性研究会，对可靠性技术普及起到了重要作用。 4．欧洲各国对可靠性也给予很大的关注
英国在标准局成立电子设备可靠性委员会，并从1968年起开始出版可靠性序列标准，如颁发BS5760《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。并已召开了三届全英可靠性学术会议。其可靠活动基本上也和质量管理活动联系起来。法国在国立通讯研究所成立“可靠性中心”，进行数据收集分析研究工作，1963年法国开始出版《可靠性》杂志。 二、国内可靠性工程发展 我国可靠性工作虽在50年代就有重视，例如钱学森同志提出用两个不太可靠的元件组成一个可靠的系统。电子工业领域开始建立可靠性与环境试验研究机构。到80年代，我国可靠性工作的发展已十分迅速了。电子工业以提高“三机”（电视机、录音机、收音机）可靠性为中心，大大促进了电子产品可靠性的提高，黑白电视机的MTBF从只有250小时提高到5000小时，彩电提高到1万小时以上。航空工业以飞机的定寿延寿为中心，推动了航空领域可靠性的发展。90年代我国可靠性技术得到进一步提高，航空、航天、船舶、兵器电子等均建立了可靠性研究中心，颁布了大量的可靠性标准，产品的可靠性有了明显提高，大量产品已进入国际市场，为国家赢得了荣誉。 我国可靠性工作迅速发展具体表现有： 1．相继建立可靠性研究机构。 2．建立可靠性数据交换网和数据库。 3．加紧制定可靠性标准。国家技术监督局几年来十分重视可靠性标准的制定和贯彻，已颁布一批可靠性标准，如GB3187《可靠性基本名词术语及定义》，GB1772《电子元器件失效率试验方法》，GB2689.1《恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则》，GB2689.2《寿命试验和加速寿命试验图估计法》，GJB373A《引信安全设计准则》，GJB2199《炮兵引信战术技术指标通用要求》。GJB450《装备研制与生产的可靠性大纲》、GJB813《可靠性模型的建立与可靠性预计》，GJBZ299B《电子设备可靠性预计手册》等。 4．可靠性学术活动十分活跃，可靠性专业学术组织相继成立。例如中国机械工程学会可靠性专业委员会、中国航空学会可靠性专业委员会、中国电子学会可靠性与质量管理专业委员会、中国宇航学会可靠性与质量管理专业委员会、中国兵工学会可靠性工程专业委员会、中国数学学会可靠性专业委员会、中国航空学会维修工程委员会、中国军械维修工程学会、全国军事技术装备可靠性标准化技术委员会、国防科工委质量与可靠性研究中心等等。这些学会有的每年召开一次学术会，有的两年召开一次学术交流会。 5．可靠性工程教育蓬勃发展，许多高等院校开设了可靠性工程选修课，培养可靠性方面的硕士和博士研究生。各地区和各部门的短期可靠性培训班更是难以计数。
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1.3 可靠性工程的基本内容
可靠性工程所包括的内容很广，其基本任务概括起来有两点：一、确定产品可靠性；二、获得产品可靠性。在时间上，这两个基本任务是相互穿插在一起的。 中国可靠性网 https://www.kekaoxing.com

确定产品可靠性就是通过各种途径，如预计、试验、系统分析等来确定产品的失效机理、失效模式以及各种可靠性特征量的数值或范围等。 获得产品的可靠性就是通过产品的寿命循环期，即从构思、审查、研制、生产、使用、维修等一系列活动中的各种获得并提高可靠性的各项措施，得到最优化的可靠性。 一、产品的寿命循环期 一个产品的可靠性与产品寿命循环期内的各种可靠性活动有关。为了达到可接受的现场可靠性，必须在产品投入现场使用前做大量的工作。这就需要从方案论证开始到产品报费处理为止的整个寿命循环期内有计划地开展可靠性活动。 一个产品的寿命循环期包括以下六个阶段： 1．方案论证（构思）阶段。在该阶段中要发现和探索能满足规定要求的各种可能解决办法和初步草案，还包括拟定可靠性等级和对可靠性与成本的初步分析工作。 2 ．评审阶段。该阶段的工作主要是完善所提出的方案，进行必要的硬件研制、试验及对产品的可靠性进行初步评估。 3．设计研制阶段。在该阶段中要对产品及主要辅助设备进行设计、生产、试验及评估，包括建立可靠性模型，故障模式、影响及后果分析，潜在通路（异常功能的出现与抑制），电子元器件及电路的容差分析，贮备分析，可靠性数据采集与分析，制定元器件规划（控制元器件的选择与使用），进行可靠性分配与预计，实施可靠性增长试验，考虑功能试验和各种环境因素及维修对产品可靠性的影响，估计生产及现场使用的退化系数等。 4．生产阶段。该阶段从批准生产直到最后产品的提交与接收为止。其工作内容为提出质量一致性检验方法，元器件的筛选规范，可靠性验证（包括早期生产产品的鉴定试验与最后生产批的抽样检验），还有确定耗损失效模式是否存在的耐久试验。 5 ．使用阶段。在该阶段，我们应通过使用及维修，收集现场可靠性数据以测定产品的现场可靠性，为改进设计及改进工作提供依据。 6．报废处理阶段。 7．产品的可靠性工作程序。 二、产品可靠性工程的基本内容 产品可靠性工程可分为以下三部分： 1．可靠性管理。它包括制订可靠计划和其它可靠性文件，如可靠性标准，对供应厂的可靠性监督，计划评审，建立失效报告、分析和改进系统。建立失效评审委员会，收集可靠性数据和进行可靠性教育等。 2．可靠性设计。它包括建立可靠性模型，进行可靠性分配，可靠性预计和各种分析（失效模式、影响及危害度分析、故障树分析、潜在通路分析、容差分析、贮备分析、性能试验、贮存、装卸、包装、运输及维修的影响分析，并提出必要的对策），以及部件选择和控制，确定可靠性关键部件等。 3．可靠性试验。包括环境应力筛选试验，可靠性增长试验，可靠性鉴定试验，可靠性验收试验，加速寿命试验等。

1．4 可靠性设计程序 根据设计单位制订的可靠性计划，拟出在设计、制造各阶段为全面达到既定指标的各项工作顺序，称为可靠性设计程序。可靠性设计程序可用图1-1来说明。具体程序如下： 一、可靠性指标的制订 根据收集到的可靠性数据，拟定产品的可靠性等级，通过可靠性分析提出设计要求。这是在方案论证阶段和评审阶段的工作任务之一。 二、元器件或零部件数据的收集与分析 在设计初期，要收集元器件或零部件的通用失效率。虽然这些失效率数据不够精确，但可用于估计出产品的失效率。在设计后期根据各种条件，如环境、负荷等，对基本失效率加以修正，得到应用失效率，从而可比较精确地评估产品的可靠性。 三、可靠性分析 可靠性分析是为了在经济效益、计划及总资金之间取得平衡。 可靠性分析是指建立可靠性模型；失效模型、影响及危害度分析（FMECA）；故障树分析（FTA）；电子元器件及电路的容差分析、贮备分析、功能试验、环境对产品可靠性影响分析，潜在通路分析等等。 1．建立可靠性模型 对于整个系统来说，可靠性模型是系统和组成系统的各单元之间可靠性关系的表示形式。它可认为是网络图，也可以是数学公式或其它形式，甚至可从系统的功能框图推导出来。对于可靠性的各种分析，例如分析产品可能产生的各种失效，以及可靠性分配、可靠性评估等工作，建立可靠性模型是最基本的工作。 2．失效模式、影响及危害度分析 系统可靠性模型，研究系统与元件的相互关系，以便确定可能失效的部位、失效模式和失效机理。以便确定每一种失效模式对系统及其部件产生的影响。认识危害程度并提出可能采取的预防改进措施，以提高产品的可靠性。 3．故障树分析 在系统设计过程中，通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，绘出相应的故障树图，从而确定系统失效原因的各种可能组合方式及其发生的概率，以便计算系统失效的概率，采取相应的纠正措施，提高系统的可靠性。
4．电子元器件及电路容差分析 由于电子元器件在系统中使用越来越广泛，分析由于组成电路元器件误差而造成电路参数超差的现象。 5．贮备分析 根据产品失效对安全、费用等可能造成的后果来确定是否需要贮备，并提出万一产品失效，为完成任务可供选择的办法，以及分析由于加入了贮备导致产品可靠性的变化。 6．性能试验和环境试验 通过性能试验及环境试验对产品可靠性的影响分析确定性能和对环境的适应性，如温度、湿度、振动、运输以及各种性能对产品可靠性的影响。 7．潜在通路分析 确定在正常工作时，潜在通路导致产品出现不需要的功能，或使需要的功能受到抑制的现象。 四、可靠性设计 可靠性设计包括： 1．可靠性分配 可靠性分配是把系统总的可靠性指标合理地分配给下一级，直至元器件或部件的方法。分配的方法有等分配法、代数法和重要度分配法等等。从系统分配到单元可用重要度分配法，从单元分配到元器件可用代数法。 2．可靠性预计 可靠性预计是对所采用的设计能否满足既定可靠性要求的估算工作。 3．漂移设计 漂移设计是避免由于元器件或零部件公差及其参数随时间而改变等随机因素而导致产品失效的一种设计技术。 4．贮备设计 贮备设计是根据贮备分析的结果进行定量设计的方法。 5．耐环境设计 耐环境设计是对于气候、生化、机械和电磁环境造成产品失效的一种对策性设计。 6．考虑安全裕度的设计 产品的失效是由于产品受到的应力，包括电应力（电压、电流、功率等）或机械应力（力、力矩等）超过其强度极限。因为应力和强度都是有一定变化范围的随机变量，因此，安全裕度设计就是从统计角度出发来考虑元器件或零部件如何不易失效的一种方法。由于电子元器件和机械零部件的失效机理是不同的，所以有两种考虑安全裕度的设计方法： 减额使用：为了减少电子元器件使用中的额定应力而使元器件获得较高可靠性的设计方法。 机械概率设计：应用应力和强度相干理论而导出的机械可靠性设计方法。
7．热设计
元器件或零部件的工作温度是电子产品失效的重要因素。热设计就是降低产品内的工作温度来提高产品可靠性的设计方法。它除了将热输入降低到最低限度外，还设法提供低热阻通道。 8．.维修性考虑 这是考虑一台设备在现场时能方便地维修的设计技术，例如模块化设计法，故障诊断技术的应用等。 五、可靠性估计与审查 可靠性估计就是根据一定的数据，估算出产品的可靠特征值。在不同的阶段，可靠性估计有不同的内容，其差异在于数据来源。在新产品研制之前，数据主要来源于手册或同类型产品，这就是设计阶段的可靠性预计；在研制阶段，从研制试验（可靠性增长试验）得到的数据可能是可靠性估计的唯一来源，随后被生产产品的试验数据将相继可利用；投入使用后，数据来自现场试验。此外，若通过可靠性数学模型来进行可靠性估计，就称为可靠性评定。 各阶段的可靠性审查就是要求判断上述各阶段的可靠性估计值（特征量的估计值）是否满足既定要求，或达到什么程度，并推断潜在的不可靠因素，提出对策。只有可靠性审查通过后才能进入下一程序工作。 六、样机试制 样机试制包括部件组装、部件试验及样机制造等程序。样机应严格按照设计要求制造、以便给可靠性增长试验提供样品。 七、可靠性增长试验 可靠性增长试验即预先鉴定试验，即在产品的研制阶段进行的性能监控、失效检测、失效分析、设计更改和验证，以便解决大多数的可靠性问题，并在生产开始之前尽早采取措施来防止问题再发生。这样，随产品设计、研制、生产各阶段工作的相继进行，产品的可靠性特征值是逐渐提高的。 八、试生产 通过可靠性研制试验后就可进入试生产（小批生产）阶段。为了达到并保持可靠性，应对零部件和加工过程实行质量控制。为了确保可靠性、为了使质量控制充分有效，应采取计数和计量接收抽样程序来检查产品质量，这就是质量一致性检验。此外，为了减少产品的早期失效，筛选工作可靠性验收试验是极为重要的。 九、可靠性鉴定试验 可靠性鉴定试验其目的是向上级提供证据，说明该产品在投入生产前已满足设计的最低可接收的可靠性要求。本试验可按有关标准进行。 十、可靠性验收试验在通过可靠性鉴定试验后可进行批量生产。为了保证加工工艺、生产过程、工作流程、设计、零部件质量等因素的改变不致于降低硬件的可靠性，应进行可靠性验收试验。试验可按有关标准进行。 十一、可靠性数据 可靠性数据是设计过程中各种可靠性活动的重要的基本资料。无论在最初的制定可靠性指标和可靠性分析中，还是在以后的设计、估计、生产和评定中，都依靠数据来进行工作。在产品的使用和维修中，也广泛地应用到各种可靠性数据。 十二、可靠性评定 根据现场试验、试验室试验或车间试验收集到的验证数据，通过可靠性数学模型，用统计计算方法评估产品已达到的可靠性水平，称为可靠性评定。评定的方法可以是经典的，也可以是采用先验数据的贝叶斯方法等等。 十三、可靠性管理 经验表明，对于复杂的系统，在研制阶段所取得的可靠性水平并不能保证在现场使用时达到同一可靠性水平。一般情况是生产之后的使用阶段，可靠性会降低到原来的1/3至1/10，减少或消除这种退化现象的主要手段是可靠性管理。 一般认为，产品在计划阶段提出的质量称为计划质量。在研制和设计阶段，运用常规设计技术设计出来的技术文件和图纸所表示的产品质量，就是设计质量。设计质量一般低于计划质量，使两者相一致的技术就是可靠性活动。根据设计文件和图纸生产出来产品的质量称为生产质量。生产质量低于设计质量。使生产质量与设计质量相一致的活动便是质量管理。可靠性管理是为实现产品可靠性要求的活动。它从方案论证阶段开始直到产品报废为止，贯穿在产品的整个寿命循环期之中。
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1.5 质量管理与可靠性的关系
可靠性工作和质量管理的目的是为了设计、制造出品质优良的产品，由于两者的发展过程不同，其内容和范围也不相同。据日本学者说：至少在1970年前后两者还没有统一到一条轨道上来，这是因为两者起源不同。因此，质量管理和可靠性之间既有关系又有区别。 下面分别就可靠性管理与质量管理的发展历史进程进行比较，并对两者的主要研究内容加以概述。 一、质量管理与可靠性管理的历史进展
在1920年以前，控制产品的质量就是用检查的办法，一个个查，不合格就剔去，最简单，但也最原始。1924年休哈特发表了管理图，1929年Roming发表抽样检查表。随着现代化的大批量生产系统的形成，要求生产过程要制造出稳定的优质产品，因此产生了质量管理方法，这就是管理的前期。1930年休哈特正式提出，应用统计学可制定生产稳定性的判别基础，以此保持工序的稳定状态，并在质量管理上加上“统计学”一词，即统计质量管理，简称SQC。这就是SQC的开发期。二次世界大战期间，由于美国政府要向民间企业订购各种产品，为了保证质量，美国防部制定了SQC的规范，大力推广SQC，这就是SQC的展开期。从休哈特提出管理图以及SQC经过20多年时间，质量管理才在美国扎下根来。1950年戴明提出PDCA循环，Juran强调经营的QC，使美国的QC有了进一步发展。日本50年代开始从美国引进质量管理方法，有组织地开展SQC活动。经过十年努力，使日本产品的质量有了很大提高。 1960年，美国Feigenbaun提倡全面质量管理，即TQC。TQC方法认为提高产品质量的途径不一定限于统计方法，也可采用合乎实际的改进措施。例如加强整个生产过程的控制，动员整个公司的人员参加质量管理，也就是全员质量管理和过程质量管理。从1970年以后，TQC又进一步发展为质量保证，即QA。可靠性管理与质量管理逐步走上统一的轨道。因为质量管理方法只解决生产过程的控制，还不能最终提高产品质量。因为，如果设计中不注意使用中的可靠性问题，那么即使生产过程控制了，也还会出现质量问题。因此，提出“源流管理”问题，也就是研制阶段的可靠性设计问题，这正是可靠性工程从40年代发展起点一直在研究的重点，所以自然地把可靠性与质量管理结合起来。为了区别QC，而用QA的名称。进入80年代以后，又出现了产品责任法即PL法，以促进产品质量的提高。产品因设计，生产责任而给消费者造成损失的，可上法庭诉讼。在诉讼中，如果制造者能出示证明其从设计、制造、检查直至出厂整个过程中没有过失的证据，也就表明是正确进行了可靠性设计、可靠性保证等，可以排除责任。因而，当时有些文章的标题就是“可靠性可以使您免上法庭”。 二、质量管理与可靠性的关系与区别 目前，兵器行业的TQC相当多是传统质量管理的内容，正因为如此，才有必要讨论这个问题。
 1．传统质量管理是以制造过程的程序化，规范化为目标，试图通过使工序稳定来提高质量。而可靠性则是研究消除故障的对策。要在论证和设计中就采取措施防止缺陷的发生。
 2．质量管理更多考虑“今天质量”，可靠性考虑“明天的质量”。 美国质量管理专家朱兰对质量管理的定义是“测量实际质量的结果，与标准值对比并以差异采取措施的调节管理过程”。可见，这里的质量概念没有考虑时间因素。控制的是产品出厂时合格或者不合格。至于出厂后发生故障不能保证。所以日本把QC控制的质量形象地称为t=0时的质量，或今天的质量。而可靠性考虑的是产品在规定条件下在规定时间内完成规定功能的能力，考虑的是“规定时间”的质量，所以又称t>0时的质量，或明天质量。因为它能告诉使用者在产品出厂后的规定时间内的失效可能性有多大。例如一辆汽车在行驶1000公里后失效的可能性为1%。前面谈到产品责任法和索赔都是以产品可靠性为依据的。如保用期一般是取产品有效寿命的10%左右，或取失效概率的百分之几时的寿命。
 3．传统质量管理的基本功能是：
（1）在制造阶段，要保证工艺技术条件可以达到，审定材料选择，审定公差，保证正确地更改图纸，通过进行工序研究，使工艺过程符合技术要求。确定生产设备和各道工序的能力，执行工序检查和监督，调查失控的原因，并立即采取措施、评定生产工人的操作能力；准备要制造的零件、元件、部件和产品的管理图。 （2）检验，包括工序检验、供应检验、最后检验和产品检验。要保证所有零部件都正确的装配，按正确的顺序，具有正确的配合的位置；编制检验标准、手册、程序、检查偶然性缺陷原因、报告检验结果，采取纠正措施，处理不合格品。 （3）成品试验，评定其质量。 4．可靠性工程的基本功能： （1）确定产品的可靠性和维修性指标。 （2）为达到可靠性和维修性要求而进行的可靠性和维修性设计。 （3）进行定性和定量的可靠性分析。 （4）进行可靠性增长试验、鉴定试验和验收试验。 （5）评价产品的可靠性。 此外，质量管理与可靠性工程采用的工具也不同。可靠性工程主要应用概率论和数理统计；质量管理使用的是样本均值管理图、因果图、相关图、排列图、批容许不良率。 总之，质量管理和可靠性虽有侧重点或其它一些不同，但两者都是提高产品质量的重要手段，都是不可缺少的。所以提出质量保证即QA是比较适宜的。 中国可靠性网 https://www.kekaoxing.com

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