可靠性發(fā)展歷史與工業(yè)史

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

圖4 過程質(zhì)量檢驗(yàn)的發(fā)展史

第一個(gè)階段就是在大批量制造業(yè)出現(xiàn)的過程中。首先產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。

說起質(zhì)量檢驗(yàn)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(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)，但那是手工業(yè)時(shí)代，所有這些事情可能都是一個(gè)人做。但是工業(yè)化以后批量生產(chǎn)就不一樣了，福特汽車在大批量生產(chǎn)時(shí)代，做的最有里程碑意義的事情，就是把質(zhì)量檢驗(yàn)從產(chǎn)業(yè)工人里面分出來，專門有一批人看著制造線上的產(chǎn)品，生產(chǎn)出來之后是合格的還是不合格的。這是真正的專業(yè)化質(zhì)量檢驗(yàn)，是基于專業(yè)化分工的流水線上的質(zhì)量檢驗(yàn)，質(zhì)量專業(yè)因此而誕生了。

質(zhì)量檢驗(yàn)又分為兩個(gè)階段，當(dāng)批量比較少的時(shí)候是全數(shù)檢驗(yàn)；后來，批量上來了，一年幾百萬輛車，零件上千萬個(gè)，無法全數(shù)檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)的方法出現(xiàn)了——也就是抽樣檢驗(yàn)。這兩個(gè)檢驗(yàn)都可以叫做過程質(zhì)量檢驗(yàn)。過程質(zhì)量檢驗(yàn)的出現(xiàn)是質(zhì)量可靠性發(fā)展歷史上的第一個(gè)里程碑事件。

第二個(gè)階段可以稱為過程質(zhì)量控制。當(dāng)工業(yè)化發(fā)展到一定程度后，又出現(xiàn)新的問題，質(zhì)量檢驗(yàn)是產(chǎn)品生產(chǎn)出來之后才能對它進(jìn)行合格不合格的判定，會產(chǎn)生廢品，造成質(zhì)量損失。所以，這個(gè)問題就驅(qū)動(dòng)人們思考：能不能在制造過程中進(jìn)行質(zhì)量控制，預(yù)防不合格品的發(fā)生，降低不合格率，這個(gè)就是過程質(zhì)量控制。統(tǒng)計(jì)過程控制SPC和六西格瑪概念方法就是這個(gè)階段產(chǎn)生的。

圖5 質(zhì)量檢測和質(zhì)量控制的發(fā)展史

第三個(gè)階段是跟安全性有關(guān)。工業(yè)品出來之后，會發(fā)生很多事故。

圖6 安全性的發(fā)展史

20世紀(jì)工業(yè)化進(jìn)程很精彩，人類產(chǎn)生很多偉大的發(fā)明，如蒸汽機(jī)、汽車、火車、飛機(jī)等，有人總結(jié)每一次技術(shù)的發(fā)明都為人類創(chuàng)造了一種新的死亡方式。這就是安全性問題。沒有汽車的時(shí)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(fā)明了飛機(jī)，就有飛機(jī)事故。所以，安全性是伴隨著工業(yè)化要面臨的又一個(gè)問題，就是產(chǎn)品一定要安全。所以安全性在當(dāng)時(shí)也成為一個(gè)新概念。但人們很容易接受，很多時(shí)候大家都能想到安全，電氣產(chǎn)品如何安全，機(jī)械產(chǎn)品如何安全。這都需要有一套設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，有一套嚴(yán)格的驗(yàn)證規(guī)范，政府也要監(jiān)督。

但是，像民用飛機(jī)這一類政府監(jiān)管的適航取證，則是只管安全性，不管可靠性?？煽啃詫︼w機(jī)安全有影響，但是安全性又有自己的技術(shù)范疇，安全的不一定可靠，可靠的不一定安全，這是兩個(gè)很有意思的概念。

圖7 可靠性 的發(fā)展史

第四個(gè)階段就是可靠性問題。第二次世界大戰(zhàn)德國人用火箭打英國的過程中，通過作戰(zhàn)運(yùn)籌產(chǎn)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(yè)。但是質(zhì)量這塊的發(fā)展也一直在往外推進(jìn)，從質(zhì)量過程的事后檢驗(yàn)到事前的過程質(zhì)量控制，到了60、70年代發(fā)現(xiàn)光抓生產(chǎn)過程不行，還要抓全面質(zhì)量管理，這就是非常經(jīng)典的“人機(jī)料法環(huán)”。

圖8 可靠性與質(zhì)量伴隨著整個(gè)工業(yè)化進(jìn)程

可以這樣總結(jié)，過程質(zhì)量檢驗(yàn)、過程質(zhì)量控制是經(jīng)典的傳統(tǒng)的方法，70、80年代是全面質(zhì)量管理。在這個(gè)過程中，可靠性逐漸發(fā)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(jìn)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(shè)備、維修設(shè)施等。

伴隨著這些新概念的發(fā)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(fā)過程中提出新的管理的技術(shù)叫工程專業(yè)綜合，后來發(fā)展成系統(tǒng)工程，到了90年代發(fā)展成并行工程，現(xiàn)在就是基于模型的系統(tǒng)工程，這些解決什么呢？解決可靠性這些概念融入到設(shè)計(jì)研發(fā)流程以及整個(gè)壽命周期流程的問題。

所有的這些特性都是要設(shè)計(jì)的。從上面的歷史可以看出，可靠性與質(zhì)量伴隨了整個(gè)工業(yè)發(fā)展的全過程，是工業(yè)化的主旋律。

中外工業(yè)發(fā)展史對比

在過去一百年整個(gè)國外工業(yè)化的過程，西方先進(jìn)國家的制造業(yè)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(fā)展起來的。中國的工業(yè)則呈現(xiàn)了不太一致的局面。

中國的工業(yè)化進(jìn)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(yè)。新中國才有了工業(yè)化，大概又分成兩個(gè)階段，一個(gè)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(yè)第一階段對比

在50年代，航空航天等領(lǐng)域的工業(yè)化過程有一個(gè)非常高大上的名稱：“測繪仿制”，非軍工行業(yè)可能就叫做拷貝模仿，或者干脆就叫“山寨”。這是一個(gè)發(fā)展中國家走向工業(yè)化的必由之路，而且是一個(gè)國家工業(yè)化快速發(fā)展的保障。德國當(dāng)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(quán)”，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(fā)，只有生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理。中國工業(yè)化的前三十年還沒有批量生產(chǎn)，因?yàn)橹袊藭r(shí)還不是消費(fèi)型社會。消費(fèi)能力不夠的情況導(dǎo)致批量也很少，所以在前30年，改革開放之前的研發(fā)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(fā)展的需求。這是中國制造當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況。這個(gè)背景下對于質(zhì)量可靠性的需求都很弱，這是第一個(gè)階段。

圖10 中外工業(yè)第二個(gè)對比

第二個(gè)對比是，國外二戰(zhàn)期間和之后，制造過程的質(zhì)量控制、質(zhì)量檢驗(yàn)做的很充分，在上個(gè)世紀(jì)50年代隨著新的可靠性這些概念的出現(xiàn)，開始有了正向研發(fā)。美國軍工行業(yè)在50年代開始建立采辦程序，就是研發(fā)程序。中國以軍品為代表的研發(fā)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(gè)是一個(gè)非常有意義的歷程。而非軍工行業(yè)又比軍工行業(yè)晚發(fā)展20年左右。

圖11 中外工業(yè)化對比全景圖

第三個(gè)對比是在80年代的時(shí)候。當(dāng)時(shí)國外的可靠性、維修性工程實(shí)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(shí)，在1985年中國北航成立可靠性系統(tǒng)工程專業(yè)是，就是在發(fā)現(xiàn)美國人如此重視可靠性，而中國要搞新型殲擊機(jī)（殲十）的時(shí)候，對可靠性工程幾乎一無所知。在這個(gè)背景下，老一輩專家開始搞這個(gè)專業(yè)，在50歲左右的時(shí)候開始創(chuàng)業(yè)，建立了一個(gè)全新專業(yè)。正是這個(gè)高屋建瓴的遠(yuǎn)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(tǒng)工程，抓與故障相關(guān)的特性設(shè)計(jì)。通過近40年的發(fā)展，基本在管理的方法論方面趕上國外，而且有一定的特色。