可靠性發展歷史與工業史

質量與可靠性，是一對形影不離的雙胞胎，而且伴隨著工業化過程過去一百年的歷程。

圖4 過程質量檢驗的發展史

第一個階段就是在大批量制造業出現的過程中。首先產生的產品質量檢驗。

說起質量檢驗的概念可以查到中國古代，一把劍鑄造的好不好，也取決于設計、制造、檢驗，但那是手工業時代，所有這些事情可能都是一個人做。但是工業化以后批量生產就不一樣了，福特汽車在大批量生產時代，做的最有里程碑意義的事情，就是把質量檢驗從產業工人里面分出來，專門有一批人看著制造線上的產品，生產出來之后是合格的還是不合格的。這是真正的專業化質量檢驗，是基于專業化分工的流水線上的質量檢驗，質量專業因此而誕生了。

質量檢驗又分為兩個階段，當批量比較少的時候是全數檢驗；后來，批量上來了，一年幾百萬輛車，零件上千萬個，無法全數檢驗，統計的方法出現了——也就是抽樣檢驗。這兩個檢驗都可以叫做過程質量檢驗。過程質量檢驗的出現是質量可靠性發展歷史上的第一個里程碑事件。

第二個階段可以稱為過程質量控制。當工業化發展到一定程度后，又出現新的問題，質量檢驗是產品生產出來之后才能對它進行合格不合格的判定，會產生廢品，造成質量損失。所以，這個問題就驅動人們思考：能不能在制造過程中進行質量控制，預防不合格品的發生，降低不合格率，這個就是過程質量控制。統計過程控制SPC和六西格瑪概念方法就是這個階段產生的。

圖5 質量檢測和質量控制的發展史

第三個階段是跟安全性有關。工業品出來之后，會發生很多事故。

圖6 安全性的發展史

20世紀工業化進程很精彩，人類產生很多偉大的發明，如蒸汽機、汽車、火車、飛機等，有人總結每一次技術的發明都為人類創造了一種新的死亡方式。這就是安全性問題。沒有汽車的時候，人類死亡方式最多就是被馬踢死了；有了汽車，就有了新的死亡模式，被車撞死了；發明了飛機，就有飛機事故。所以，安全性是伴隨著工業化要面臨的又一個問題，就是產品一定要安全。所以安全性在當時也成為一個新概念。但人們很容易接受，很多時候大家都能想到安全，電氣產品如何安全，機械產品如何安全。這都需要有一套設計準則，有一套嚴格的驗證規范，政府也要監督。

但是，像民用飛機這一類政府監管的適航取證，則是只管安全性，不管可靠性。可靠性對飛機安全有影響，但是安全性又有自己的技術范疇，安全的不一定可靠，可靠的不一定安全，這是兩個很有意思的概念。

圖7 可靠性 的發展史

第四個階段就是可靠性問題。第二次世界大戰德國人用火箭打英國的過程中，通過作戰運籌產生的可靠度的概念，就有了可靠性的意識。到了50年代，美國正式誕生了可靠性工程專業。但是質量這塊的發展也一直在往外推進，從質量過程的事后檢驗到事前的過程質量控制，到了60、70年代發現光抓生產過程不行，還要抓全面質量管理，這就是非常經典的“人機料法環”。

圖8 可靠性與質量伴隨著整個工業化進程

可以這樣總結，過程質量檢驗、過程質量控制是經典的傳統的方法，70、80年代是全面質量管理。在這個過程中，可靠性逐漸發展了維修性、測試性、保障性等概念。維修性指的是要好修；測試性指的是維修的過程中要能快速進行故障定位、診斷；保障性指的是在維修診斷的過程中，要能夠提供足夠多的資源、備件、維修人員、維修設備、維修設施等。

伴隨著這些新概念的發展，國外尤其是美國，在可靠性概念出來10年之后，也就是1960s在研發過程中提出新的管理的技術叫工程專業綜合，后來發展成系統工程，到了90年代發展成并行工程，現在就是基于模型的系統工程，這些解決什么呢？解決可靠性這些概念融入到設計研發流程以及整個壽命周期流程的問題。

所有的這些特性都是要設計的。從上面的歷史可以看出，可靠性與質量伴隨了整個工業發展的全過程，是工業化的主旋律。

中外工業發展史對比

在過去一百年整個國外工業化的過程，西方先進國家的制造業平均十年左右遇到一類問題，然后去解決，就是這么按部就班發展起來的。中國的工業則呈現了不太一致的局面。

中國的工業化進程，可以說過去一百年，在1949年之前中國幾乎沒有像樣的工業。新中國才有了工業化，大概又分成兩個階段，一個是改革開放前與改革開放后，所謂前30年和后30年。

圖9 中外工業第一階段對比

在50年代，航空航天等領域的工業化過程有一個非常高大上的名稱：“測繪仿制”，非軍工行業可能就叫做拷貝模仿，或者干脆就叫“山寨”。這是一個發展中國家走向工業化的必由之路，而且是一個國家工業化快速發展的保障。德國當年模仿英國也是這樣走過來的。沒有測繪、模仿或所謂的“侵權”，德國、日本和中國制造都走不到今天。

測繪仿制過程中沒有正向研發，只有生產過程的質量管理。中國工業化的前三十年還沒有批量生產，因為中國彼時還不是消費型社會。消費能力不夠的情況導致批量也很少，所以在前30年，改革開放之前的研發上，基本是測繪仿制，制造上是小批量，滿足不了人民生活和社會發展的需求。這是中國制造當時的實際情況。這個背景下對于質量可靠性的需求都很弱，這是第一個階段。

圖10 中外工業第二個對比

第二個對比是，國外二戰期間和之后，制造過程的質量控制、質量檢驗做的很充分，在上個世紀50年代隨著新的可靠性這些概念的出現，開始有了正向研發。美國軍工行業在50年代開始建立采辦程序，就是研發程序。中國以軍品為代表的研發也是改革開放之后1982年才開始，有了武器裝備研制程序。這個是一個非常有意義的歷程。而非軍工行業又比軍工行業晚發展20年左右。

圖11 中外工業化對比全景圖

第三個對比是在80年代的時候。當時國外的可靠性、維修性工程實踐了20多年，概念、方法全都有，但是效果不好，武器裝備的可靠性也很差。因此，在80年代美國國防部狠抓可靠性、維修性管理，制定很多政策文件。而此時，在1985年中國北航成立可靠性系統工程專業是，就是在發現美國人如此重視可靠性，而中國要搞新型殲擊機（殲十）的時候，對可靠性工程幾乎一無所知。在這個背景下，老一輩專家開始搞這個專業，在50歲左右的時候開始創業，建立了一個全新專業。正是這個高屋建瓴的遠見才造就了今天的可靠性工程的枝繁葉茂。1991年軍工口開始提出可靠性系統工程，抓與故障相關的特性設計。通過近40年的發展，基本在管理的方法論方面趕上國外，而且有一定的特色。