可靠性發(fā)展歷史與工業(yè)史
質(zhì)量與可靠性，是一對(duì)形影不離的雙胞胎，而且伴隨著工業(yè)化過(guò)程過(guò)去一百年的歷程。
圖4 過(guò)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(guò)程中。首先產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。
說(shuō)起質(zhì)量檢驗(yàn)的概念可以查到中國(guó)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(lái)，專門(mén)有一批人看著制造線上的產(chǎn)品，生產(chǎn)出來(lái)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(lái)，批量上來(lái)了，一年幾百萬(wàn)輛車，零件上千萬(wàn)個(gè)，無(wú)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(guò)程質(zhì)量檢驗(yàn)。過(guò)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(guò)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(wèn)題，質(zhì)量檢驗(yàn)是產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)之后才能對(duì)它進(jìn)行合格不合格的判定，會(huì)產(chǎn)生廢品，造成質(zhì)量損失。所以，這個(gè)問(wèn)題就驅(qū)動(dòng)人們思考：能不能在制造過(guò)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(guò)程質(zhì)量控制。統(tǒng)計(jì)過(guò)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(cè)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(lái)之后，會(huì)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(wèn)題。沒(méi)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(wèn)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?duì)飛機(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(wèn)題。第二次世界大戰(zhàn)德國(guó)人用火箭打英國(guó)的過(guò)程中，通過(guò)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(shí)。到了50年代，美國(guó)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(guò)程的事后檢驗(yàn)到事前的過(guò)程質(zhì)量控制，到了60、70年代發(fā)現(xiàn)光抓生產(chǎn)過(guò)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(guò)程質(zhì)量檢驗(yàn)、過(guò)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(guò)程中，可靠性逐漸發(fā)展了維修性、測(cè)試性、保障性等概念。維修性指的是要好修；測(cè)試性指的是維修的過(guò)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(guò)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(guó)外尤其是美國(guó)，在可靠性概念出來(lái)10年之后，也就是1960s在研發(fā)過(guò)程中提出新的管理的技術(shù)叫工程專業(yè)綜合，后來(lái)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(wèn)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(guò)程，是工業(yè)化的主旋律。
中外工業(yè)發(fā)展史對(duì)比
在過(guò)去一百年整個(gè)國(guó)外工業(yè)化的過(guò)程，西方先進(jìn)國(guó)家的制造業(yè)平均十年左右遇到一類問(wèn)題，然后去解決，就是這么按部就班發(fā)展起來(lái)的。中國(guó)的工業(yè)則呈現(xiàn)了不太一致的局面。
中國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程，可以說(shuō)過(guò)去一百年，在1949年之前中國(guó)幾乎沒(méi)有像樣的工業(yè)。新中國(guó)才有了工業(yè)化，大概又分成兩個(gè)階段，一個(gè)是改革開(kāi)放前與改革開(kāi)放后，所謂前30年和后30年。
圖9 中外工業(yè)第一階段對(duì)比
在50年代，航空航天等領(lǐng)域的工業(yè)化過(guò)程有一個(gè)非常高大上的名稱：“測(cè)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(guó)家走向工業(yè)化的必由之路，而且是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化快速發(fā)展的保障。德國(guó)當(dāng)年模仿英國(guó)也是這樣走過(guò)來(lái)的。沒(méi)有測(cè)繪、模仿或所謂的“侵權(quán)”，德國(guó)、日本和中國(guó)制造都走不到今天。
測(cè)繪仿制過(guò)程中沒(méi)有正向研發(fā)，只有生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量管理。中國(guó)工業(yè)化的前三十年還沒(méi)有批量生產(chǎn)，因?yàn)橹袊?guó)彼時(shí)還不是消費(fèi)型社會(huì)。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(kāi)放之前的研發(fā)上，基本是測(cè)繪仿制，制造上是小批量，滿足不了人民生活和社會(huì)發(fā)展的需求。這是中國(guó)制造當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況。這個(gè)背景下對(duì)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(duì)比
第二個(gè)對(duì)比是，國(guó)外二戰(zhàn)期間和之后，制造過(guò)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(kāi)始有了正向研發(fā)。美國(guó)軍工行業(yè)在50年代開(kāi)始建立采辦程序，就是研發(fā)程序。中國(guó)以軍品為代表的研發(fā)也是改革開(kāi)放之后1982年才開(kāi)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(duì)比全景圖
第三個(gè)對(duì)比是在80年代的時(shí)候。當(dāng)時(shí)國(guó)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(guó)國(guó)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(guó)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(guó)人如此重視可靠性，而中國(guó)要搞新型殲擊機(jī)（殲十）的時(shí)候，對(duì)可靠性工程幾乎一無(wú)所知。在這個(gè)背景下，老一輩專家開(kāi)始搞這個(gè)專業(yè)，在50歲左右的時(shí)候開(kāi)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(jiàn)才造就了今天的可靠性工程的枝繁葉茂。1991年軍工口開(kāi)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(guò)近40年的發(fā)展，基本在管理的方法論方面趕上國(guó)外，而且有一定的特色。