環(huán)境工程與可靠性工程的關(guān)系初探

張勇華

摘要：可靠性工程與環(huán)境工程是重要的兩套工程體系，兩者雖然在定義與方法等方面有著較大差異，但卻存在一定的互補(bǔ)關(guān)系。本文首先對(duì)環(huán)境工程與可靠性工程進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，然后探究了兩者存在的差異性，并深入分析了環(huán)境工程與可靠性工程的關(guān)系與有機(jī)融合。希望本文的研究能夠?qū)Νh(huán)境工程與可靠性工程的發(fā)展提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；可靠性工程；關(guān)系

引言：可靠性工程是為了達(dá)到產(chǎn)品的可靠性標(biāo)準(zhǔn)而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)采取的有序的管理，設(shè)計(jì)以及分析等工作的綜合。產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性是指在規(guī)定的貯存、運(yùn)輸以及適用條件下產(chǎn)品的適應(yīng)能力，環(huán)境工程就是利用各類科技手段來(lái)降低環(huán)境對(duì)產(chǎn)品性能的影響，并有效提高產(chǎn)品耐環(huán)境能力的工程學(xué)科。

1環(huán)境工程與可靠性工程概述

1.1環(huán)境工程。環(huán)境工程最早產(chǎn)生于第二次世界大戰(zhàn)期間，為了更好的改善軍用裝備的環(huán)境適應(yīng)性，美軍開始進(jìn)行“環(huán)境試驗(yàn)”理論與實(shí)踐的探索，從上世紀(jì)90年代開始，西方國(guó)家開始將裝備的環(huán)境適應(yīng)性研究工作作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，最終形成了現(xiàn)在的環(huán)境工程。環(huán)境工程的目的是為了改善裝備的環(huán)境適應(yīng)性，因此在其試驗(yàn)過(guò)程中力求最大可能的模擬實(shí)際環(huán)境，并以故障機(jī)理分析作為研究工作的重要展開基礎(chǔ)，同時(shí)也較為強(qiáng)調(diào)專家經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)基礎(chǔ)在環(huán)境工程中的重要作用。

1.2可靠性工程?？煽啃怨こ碳夹g(shù)最早產(chǎn)生于上世紀(jì)50年代，是美國(guó)為解決軍用電子設(shè)備故障問(wèn)題而研發(fā)出的工程技術(shù)，在上世紀(jì)80年代進(jìn)入到了中國(guó)，并在國(guó)內(nèi)得到了飛速發(fā)展，我國(guó)工程型號(hào)的可靠性工作進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。在經(jīng)歷了早期的探索時(shí)期后，國(guó)內(nèi)形成了一些列完善的額可靠性設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)與管理標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行較為成熟的定性與定量檢測(cè)。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)可靠性的探究從故障數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榱斯收蠙C(jī)理，基于物理方法的可靠性工程得到了廣泛應(yīng)用，故障物理方法能夠從本質(zhì)上探究產(chǎn)品不可靠的影響因素，并對(duì)這—探究過(guò)程進(jìn)行更加詳細(xì)的描述，因此能夠?yàn)榭煽啃怨こ烫峁┛茖W(xué)依據(jù)。

2環(huán)境工程與可靠性工程的差異

環(huán)境工程與可靠性工程雖然存在較多聯(lián)系，但其在描述與技術(shù)基礎(chǔ)等方面都存在較多差異，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①環(huán)境工程在探究產(chǎn)品的可靠性時(shí)強(qiáng)調(diào)定性判斷，而可靠性工程則更加注重定量判斷，例如為了確定裝備在實(shí)際服役條件中的可靠服務(wù)，必須通過(guò)定性判斷產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，但其可靠性指標(biāo)則必須進(jìn)行定量描述。②環(huán)境工程主要從機(jī)理分析出發(fā)，而可靠性工程則需要對(duì)宏觀表現(xiàn)進(jìn)行研究，環(huán)境適應(yīng)性需要從微觀上對(duì)產(chǎn)品的物理、化學(xué)以及生物反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析，并從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料等環(huán)節(jié)采取故障控制手段，可靠性工程則通常采用概率統(tǒng)計(jì)等方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行宏觀性能的描述，兩者存在本質(zhì)性的區(qū)別。③可靠性工程通常采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行研究，而環(huán)境工程則需要考察其綜合性，原因在于導(dǎo)致產(chǎn)品故障的因素極為復(fù)雜，因此在進(jìn)行研究時(shí)必須對(duì)部分條件進(jìn)行限定，通過(guò)這種簡(jiǎn)化方法才能有效展開研究工作，但這種簡(jiǎn)化研究方法容易出現(xiàn)對(duì)實(shí)際環(huán)境細(xì)節(jié)的忽略；對(duì)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的研究必須從產(chǎn)品與環(huán)境條件之間的關(guān)系出發(fā)，因此必須進(jìn)行綜合考慮，并將產(chǎn)品置于大的實(shí)際環(huán)境之中進(jìn)行探究。④可靠性工程在研究過(guò)程中需要采用各種數(shù)學(xué)計(jì)算方法，而環(huán)境工程在考察產(chǎn)品適應(yīng)性時(shí)需要對(duì)復(fù)雜的實(shí)際環(huán)境進(jìn)行研究，而有效改善產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性必須依靠領(lǐng)域?qū)＜业淖陨斫?jīng)驗(yàn)，因此在環(huán)境工程中需要充分利用專家經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行研究工作的展開。

3環(huán)境工程與可靠性工程的關(guān)系與有機(jī)融合

3.1環(huán)境試驗(yàn)與可靠性試驗(yàn)的有機(jī)融合。現(xiàn)代可靠性工程是控制產(chǎn)品故障的技術(shù)與管理活動(dòng)，其必然也包括對(duì)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性故障的研究與管理，這就使得環(huán)境工程與可靠性工程存在著有機(jī)融合關(guān)系。實(shí)際上，產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)在一定程度上而言都屬于環(huán)境試驗(yàn)的范疇，科學(xué)、有效的環(huán)境試驗(yàn)對(duì)于減少產(chǎn)品故障有著一定的積極租用，環(huán)境試驗(yàn)與可靠性試驗(yàn)的環(huán)境條件都是環(huán)境工程的研究范圍，且目前環(huán)境與可靠性試驗(yàn)都從原有的單一條件環(huán)境試驗(yàn)發(fā)展為現(xiàn)有的綜合性環(huán)境試驗(yàn)。例如與航天產(chǎn)品相關(guān)的工程性能研究，由于這類產(chǎn)品造價(jià)高、只能進(jìn)行小批量生產(chǎn)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行大量試驗(yàn)來(lái)獲得統(tǒng)計(jì)結(jié)果，因此這些產(chǎn)品的可靠性也只能通過(guò)環(huán)境試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。

3.2環(huán)境效應(yīng)與失效機(jī)理研究的融合。環(huán)境工程與可靠性工程都較為重視對(duì)環(huán)境效應(yīng)與失效機(jī)理的分析研究，且其研究方向、研究方法等都都具有一致性，兩者在試驗(yàn)研究過(guò)程中都強(qiáng)調(diào)對(duì)由環(huán)境應(yīng)力引起的產(chǎn)品性能失效的物理化學(xué)以及生物反應(yīng)過(guò)程、失效規(guī)律以及失效影響進(jìn)行分析。環(huán)境效應(yīng)與失效機(jī)理的研究能夠?yàn)榄h(huán)境工程研究提供科學(xué)依據(jù)，并在結(jié)構(gòu)、材料以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)采取適當(dāng)?shù)母纳拼胧?，從而有效提高產(chǎn)品的可靠性與環(huán)境適應(yīng)性。

3.3環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)的融合。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)是環(huán)境工程中的重要部分，其主要應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程中，其在多個(gè)方面與可靠性設(shè)計(jì)存在重合。在可靠工程的研究中，如果依靠一般的設(shè)計(jì)技術(shù)無(wú)法滿足產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)要求，則必須采取特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝方法來(lái)提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，而這部分也是環(huán)境工程在適應(yīng)性設(shè)計(jì)中的核心內(nèi)容，因此環(huán)境工程與可靠性工程在性能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在較多聯(lián)系。

3.4環(huán)境工程與可靠性工程的統(tǒng)一管理。環(huán)境工程與可靠性工程的研究與設(shè)計(jì)工作通常都貫穿于產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)的全周期中，因此在制定相關(guān)管理?xiàng)l例時(shí)，必須注意兩者之間的協(xié)調(diào)性，同時(shí)需要對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)別規(guī)劃，根據(jù)工作標(biāo)準(zhǔn)、需求的不同制定差異性的管理大綱，通過(guò)兩類規(guī)劃之間的相互融合、借鑒來(lái)制定出統(tǒng)一的工作規(guī)劃與管理綱要，從而促進(jìn)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性與可靠性研究工作的推進(jìn)。

結(jié)論：本文在對(duì)環(huán)境工程與可靠性工程進(jìn)行概述的基礎(chǔ)上，探究了兩者在實(shí)驗(yàn)條件、故障描述以及解決途徑等方面存在的差異，然后重點(diǎn)對(duì)環(huán)境工程與可靠性工程之間的關(guān)系進(jìn)行了探究，指出了兩者在試驗(yàn)、機(jī)理以及管理等方面的有機(jī)融合。