可靠度的可靠性工程的发展

如题所述

第1个回答  2016-05-27

萌芽阶段:二次世界大战期间,德国在研制V1火箭中提出了系统可靠性的基本理论,据此V1火箭的可靠度达到75%。在朝鲜战争时期,美国60%的机载电子设备运到远东后不能使用,50%的电子设备在储存期间就失效。美国海军有16、7万台电子设备,每年需更换100万个电子元件,其中电子管的更换率比其他元件高5倍。1943年美国成立了“电子管研究委员会,专门研究电子管的可靠性问题。1949年美国无线电工程师学会成立了可靠性技术组——第一个可靠性专业学术组织诞生了 。
可靠性工程创建阶段:20世纪50年代美国在朝鲜战争中发现,不可靠的电子设备影响战争的进行,而且需要大量的维修费用,每年的维修费是设备采购费用的2倍!军方和制造公司及学术界都卷入了可靠性的研究工作。1950年12月美国成立了“电子设备可靠性专门委员会”,到1952年3月便提出了有深远影响的建议 :
可靠性工程全面发展阶段:20世纪60年代,随着航空航天工业的迅速发展,可靠性设计和试验方法被接受和应用于航空电子系统中,可靠性工程得到迅速发展 。主要表现在:
改善可靠性管理,建立了可靠性研究中心,美国于1965年颁发了《系统与设备的可靠性大纲要求》,可靠性工程活动与传统的设计、研制和生产相结合,获得了较好的效益。罗姆航空发展中心组建了可靠性分析中心,从事与电子设备有关的电子与机电、机械件及电子系统的可靠性研究,包括可靠性预计、可靠性分配、可靠性试验、可靠性物理、可靠性数据采集、分析等 。
制定可靠性试验标准,发展可靠性试验方法。主要研究设计了统计试验方案及抽样方案,颁发了《失效率抽样方案和程序》、《可靠性试验,指数分布》(1967年修改为《可靠性设计鉴定试验及产品验收试验(指数分布)》)、《寿命和可靠性试验抽样程序和表格》等 。
发展可靠性预计技术,颁发可靠性预计手册标准。在收集了大量现场和试验的失效数据后于1962年颁发了《电子设备可靠性预计手册》,次年修改后作为飞机、导弹、卫星及电子设备研制各阶段可靠性定量预计的标准 。
建立了有效的数据系统。数据采集系统、可靠性数据中心、安全中心、相继在美国军队和科研机构建立,并且于1966年形成了全国数据交换网络 。
重视维修性研究。20世纪50年代中美国每年用于武器系统维修的费用90亿美圆,占国防预算的1/4。罗姆航空发展中心在50年代末开始了3年的维修性研究计划,研究影响维修的因素、发展维修性验证和预计技术。1966年颁发了《维修性大纲要求》、《维修性鉴定、验证及评估》、《维修性预计》等标准 。
各国相继开展全面的可靠性工程研究。20世纪60年代初,苏联从技术上、组织上采取措施促进了可靠性工程的发展,1962年出版了较完善的教科书《可靠性及质量控制的统计方法》,建立了由总工程师领导的可靠性组织机构和有关的试验室,研究成果K-S统计检验法和马尔可夫过程为国际公认,采用余度技术、降额技术、提高原材料和专门电路等措施保证产品的可靠性,弥补了电子元器件的不足。他们大量引用了美国的可靠性军用标准。法国的可靠性工程强调了集中管理,重视元器件的可靠性研究,成立了“电讯委员会”,以协调各部门对电子元器件的可靠性要求。建立中心验收试验系统,在电讯委员会监督下由制造商对批生产产品进行可靠性验收试验,以节省经费。1962年在国立电讯研究中心建立了可靠性中心,负责收集、综合、出版可靠性资料,收集、分析、处理及分配可靠性数据,研究可靠性试验方法 。
可靠性工程深入发展阶段:20世纪70年代中,美国国防武器系统的寿命周期费用问题突出,人们更深切地认识到可靠性工程是减少寿命费用的重要工具,进一步得到发展,日趋成熟。阶段特点是:1建立统一的可靠性管理机构。2成立全国统一的可靠性数据交换网。3改善可靠性设计和试验方法。更严格、更符合实际、更有效的设计和试验方法被采用。发展了失效物理研究和分析技术,如FMEA发展为FMECA。更加严格的降额设计 。
我国可靠性工程发展情况:引进早,引用较扎实,有活力。20世纪60年代初电子部成立了“中国电子产品可靠性与环境试验研究所”,进行了可靠性评估的开拓性工作。1965年在钱学森科学家的建议下7机部成立了可靠性质量管理研究所。航天产品采用严格筛选的“七专”元器件。20世纪70年代中因中日海缆需要,电子部开展了高可靠元器件验证试验,发展为加速寿命试验技术。自20世纪70年代后期始,不少大学举办了可靠性学习班培训在职人员,以后开设可靠性课程,招收本科生和研究生。自1984年起,组织制定、引进、颁发了可靠性和无限小标准,形成了比较完整的体系。军工企业开展了可靠性补课工作,进行产品可靠性增长工作,军方开展了可靠性评估和分析工作,电子部5所建立了可靠性数据中心 。
可靠性工程展望:改革开放、建立现代企业制度,使国家与国家的竞争延伸为企业与企业的竞争,可靠性工程也相应快速发展,主要表现是:观念改变。企业领导的观念由过去的“要我重视可靠性工程”变为现在的“我要十分重视可靠性工程”。可靠性工程被社会广泛接受,大学把可靠性理论和技术列为许多专业的专业基础课程。可靠性知识将成为人们的基本常识。许多产品明确了可靠性定量指标和重要的广告词 。
可靠性工程从军工企业发展到民用电子信息产业、交通、服务、能源等行业,从专业变成“普业”。在质量管理体系的ISO认证过程中可靠性管理被作为审查的重要内容。有关可靠性的专业技术标准被重新梳理,纳入到质量管理体系文件之中,成为“说到的必须做到”的管理条文 。
在可靠性技术方面,发展十分迅速。我国载人航天工程自1992年起,至2003年10月“神舟”5号载人飞船圆满完成任务止,共投资190亿元。飞船的运载能力是3人、300千克、7天。可靠性为0.97,安全性为0.997。设计有自主故障判断、自主功能重组能力,在空间即使被撞击破裂,舱内压力仍可保持15分钟,确保航天员更换航天服的时间。参加研制的院所共110个,有3000多个单位参加了产品制造。总共生产了:一个试样、4个正样和5枚运载火箭。“神舟”5号飞船直径2.5米,其上共有600多台仪器、10万个元器件、8万个接点,软件共有70万条程序,其中20%用于正常运行使用,其余都是为出现故障时处置使用的。在发射上升段设计了8种故障模式,运行回收段设计了108种故障模式的处置方案 。

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