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可靠性系统工程理论——概念与起源

可靠性杂坛 2020-07-21 11:26 发文

1980年代的北京航空航天大学隶属航空工业部,1985年北航建立工程系统工程系暨可靠性工程研究,杨为民先生为首任系主任兼所长。这一事件既标志着中国的大学建立了首个可靠性工程专业,也标志着中国航空工业的可靠性工作跃上了一个新台阶。经过近20年的探索,以杨为民先生为代表的北航第一代“可靠人”成功地将可靠性工程引入航空装备的研制实践,歼十飞机成为我国完整地走完可靠性工程实践全过程的第一型武器装备。在这一过程中杨为民先生创立了可靠性系统工程理论。

 

可靠性系统工程作为一个专门的术语,最早出现在1991年。2010年航空工业出版社出版的《歼十飞机研制大事记》中记载:1991年11月15至18日,国防科工委在成都组织召开了重点型号可靠性系统工程研讨会,包括歼十飞机在内的八个武器装备重点型号总设计师、副总设计师,航空航天工业部、船舶工业总公司、兵器工业总公司、工程物理研究院等主管部门及有关厂所的代表和总参谋部、海军、空军、二炮、国家卫星气象中心等使用部门的代表共69人出席了会议。国防科工委主任丁衡高做了重要讲话,北京航空航天大学杨为民教授做了“可靠性系统工程——理论与实践”大会报告。

 

介绍可靠性系统工程理论的第一篇学术论文:“可靠性系统工程——理论与实践”以英文发表在1994年在北京召开的第二届国际可靠性维修性安全性会议(ICRMS‘94)上,1995年这篇论文被译成中文发表在《航空学报》上。国防工业出版社在1995年出版的《可靠性维修性保障性总论》中,专设一章全面论述了可靠性系统工程理论的概念框架、实施要素、综合模型等内容。

 

我之所以把这个过程简要概括出来,想说明可靠性系统工程理论是在中国特色的工业化发展路径中形成的理论创新,也是继续指引中国制造业推进可靠性工工作的行动指南。每一名可靠性工程师都应该理解和掌握可靠性系统工程原理。

 

在《可靠性维修性保障性总论》中,杨为民先生给出的可靠性系统工程定义如下:

可靠性系统工程是研究产品全生命过程以及同故障做斗争的工程技术。从产品的整体性及其同外界环境的辩证关系出发,用实验研究、现场调查、故障或维修活动分析等方法,研究产品寿命和可靠性与外界环境的相互关系,研究产品故障的发生、发展及其预防和维修保障直至消灭的规律,以及增进可靠性、延长寿命和提高效能的一系列技术和管理活动。

 

按照这个定义,可靠性系统工程是一门工程技术,它要研究产品的全生命过程,即产品的“生、老、病、死”,它还要与产品的“病”——故障作斗争;在研究中要考虑产品的整体,而不是局部和部分;还要考虑产品的外界环境,环境既能使产品性能表现好、实现功能,也可以使产品性能表现差、丧失功能,这就是辩证关系。


可靠性系统工程采用的研究方法是科学实验认识规律,而不是工程试验考核通过;是现场调查想定故障场景进行推演,而不是脱离实际假定条件简单计算;是故障分析找到根本原因,而不是统计数据只评结果;是分析维修活动制定修复故障、恢复功能的主动策略,而不是面对故障毫无章法的被动处置。


可靠性系统工程要研究产品的寿命(“死”)和可靠性(“病“)与外界环境的相互关系,产品故障发生(“病发”)、发展(“病变”)及其预防(“防病”)和维修保障(“治病”)直至消灭(“免疫”)的规律。当然这些关系和规律的表征就是各类方程和模型。


可靠性系统工程还包括一系列技术与管理活动,这些活动是在认识清楚上述关系和规律后,增进产品可靠性的活动(“减少疾病”、“消灭疾病”)、延长寿命的活动(再设计、再制造、再防护等)和提高效能的活动(减少和优化维修保障资源)。

 

2002年,杨为民先生离开了我们。我们继承了可靠性系统工程的理论研究和实践应用,充实了可靠性系统工程的理论与技术框架、凝练了可靠性系统工程的实施要素和应用模式、开发了可靠性系统工程软件集成环境、拓展了重大工程实践的应用领域。


2013年,“可靠性系统工程理论与重大工程实践”获得了国家科技进步二等奖。2015年,《中国制造业可靠性系统工程发展战略》作为中国工程院重大咨询项目“制造强国战略研究”成果公开出版;2016年,中国质量协会发布的《中国制造业企业质量管理蓝皮书》收录了可靠性系统工程专题;2019年,中国质量协会颁布了团体标准《制造业可靠性系统工程能力评价准则》(T/CAQ10109-2019)。


至此,诞生于中国航空航天领域的可靠性系统工程理论完成了向中国制造业的全面拓展。可靠性系统工程理论在推动“中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”的进程中,仍将继续发挥重要作用。这是北航第二代“可靠人”的历史贡献。



 


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