《机械产品可靠性测试与设计》

所谓可靠性设计，我们可以理解为将载荷、材料性能、强度、零部件尺寸等与设计有关的参数、变量、数据都视为符合某种概率分布的统计量，应用概率与数理统计理论及强度理论，求出在给定设计条件下零部件产生破坏的概率公式。应用这些公式，就可以在给定可靠度下求出零部件尺寸、寿命等。

长期以来，可靠性一直作为衡量产品质量的一个重要指标而受到用户的欢迎，不仅如此，有些产品如汽车、轮船和飞机等，如果其关键零部件不可靠，会给用户带来不方便，因而耽误时间，造成经济损失，甚至直接威胁使用者的生命安全。

像美国“挑战者”号航天飞机、前苏联切尔诺贝利核电站等发生的可靠性事故导致的严重性后果，都足以说明因产品可靠性差，会产生一系列严重性问题，甚至危及国家的荣誉和安全。而1957年前苏联第一颗人造卫星升天，1969年美国阿波罗11号宇宙飞船载人登月等可靠性技术成功的典范，不仅是国家的荣耀，而且说明高科技发展要以可靠性为技术基础，科学技术的发展要求高的可靠性。

早期，人们已经开始对“可靠性”这一个概念从定性方面去理解，而没有数值量度，为了更好地表述可靠性的准确含义，不能只从定性方面来评价，而应用定量的尺度来衡量。在第二次世界大战后，德国火箭专家R.Lusser首先提出用概率成绩法则，将系统的可靠度看成是其各个子系统的可靠度乘积，从而得V-E型火箭诱导装置的可靠度为75%，首次定量地表达了产品的可靠度。从20世纪50年代初期开始，可靠性问题作为一门新的学科系统地加以研究。

美国对可靠性的研究始于第二次世界大战时期，当时雷达系统已得到发展而电子元件却屡屡出现故障，因此，可靠性早期开始研究，重点主要是故障分析，设计产品时不仅重视电气特性，而且重视其耐振、抗冲击等可靠性方面的研究。

美国对机械可靠性的研究始于20世纪60年代，其发展与航天计划有关，当时在航天方面由于机械故障引起的事故多，损失大，于是美国NASA（宇航局）从1965年开始进行机械可靠性研究。表现为采用超载荷的负荷进行机械产品可靠性试验验证，在随机动载荷下研究机械结构和零件的可靠性，将预先给定的可靠度目标值直接落实到应力分布和强度分布的随变的机械零件设计中等。

日本从1956年开始进行可靠性研究，并将可靠性技术推广到民用工业部门，并取得了一些成绩，日本的产品很重视产品的可靠性，正因如此，日本产的汽车、电视、相机、冰箱等畅销全球，取得了巨大的经济利益。日本曾预言未来产品竞争的焦点在于产品的可靠性。

英国于1962年出版了《可靠性与微电子学》（Reliability And Microelectronics）杂志法国国立通信研究所也在这一年成立了“可靠性研究中心”进行数据的收集与分析，并于1963年出版了“可靠性”杂志。前苏联在20世纪50年代开始对可靠性理论及应用进行研究，于1964年在匈牙利召开了第一届可靠性学术会议。(www.xing528.com)

国际电工委员会（IEC）于1965年设立了可靠性技术委员会，1977年改名为可靠性与可维修性技术委员会，它在可靠性方面的定义、用语、书写方法、可靠性管理、数据收集等方面进行了国际间的协调工作。

20世纪60年代以来，空间科学和宇航技术的发展提高了可靠性的研究水平，扩展了其研究范围。对可靠性的研究已由电子、航空、宇航及核能等尖端工业部门扩展到由电机和电力系统、机械、动力、土木等一般产业部门，并广泛应用到工业的各个领域。当今，提高产品的可靠性已成为产品竞争的关键。在产品竞争日益激烈的时代，只有提高产品的可靠性才是提高竞争实力的有效方法。在国外，很多产品的可靠性作为一项重要的指标，不仅因为可靠性可以延长产品的使用寿命，而且可以有效地利用材料，减少加工工时，获得体积小、重量轻的产品。

在我国，可靠性的研究工作最早由电子工业部门开展；20世纪60年代初开始进行可靠性评估的开拓性工作；20世纪70年代初，航天部首先提出了电子元器件必须经过严格筛选；20世纪70年代中期，由于中日海底电缆工程需要，提出高可靠性元件验证研究，促进了我国可靠性的研究。从1984年开始，在中华人民共和国国防科学技术工业委员会（简称国防科工委）的统一领导下，结合中国国情，汲取国外先进技术，组织制定了一系列关于可靠性的基础规定和标准。1985年10月，国防科工委颁布《航空技术装备寿命与可靠性工作暂行规定》，是我国航空工业的可靠性工程进入工程实践和系统发展阶段的标志。1987年5月国务院、中央军委颁布的《军工产品质量管理条例》，明确了在产品研制中运用可靠性技术，1987年12月和1988年3月颁发国家军用标准GJB 368.3—1987《装备维修性通用规范》和GJB450—1988《装备研制与生产的可靠性通用大纲》，目前我国军工产品可靠性技术具有代表性的标准。

与此同时，各个工业部门、军兵种越来越重视可靠性管理，加强可靠性信息数据和学术交流活动。全国军用电子设备可靠性数据交换网络成立及全国性和专业系统性的各级可靠性学会成立，进一步促进了我国可靠性理论与工程研究的深入开展。

在现代生产中，可靠性技术已贯穿于产品的初期研制、设计、制造、试验、运输、保管及维修等各个环节。

从经济上讲，为了减少维修费用，提高产品利用率，提高产品的可靠性越来越重要，但是也不是可靠性好，耗费就低，还有产品制造成本问题，因此需要综合考虑，优化选择，找出使总费用最低的最佳可靠度。

利用概率论的方法可以把产品发生故障的规律作为随机现象来研究。因此，通常说的可靠度，一般不指单独产品，而是针对长期运行的条件下，观察其故障规律，则不仅能估计单个产品的可靠性，也能估计该产品总体的可靠性。