環境工程與可靠性工程的關系初探

張勇華

摘要：可靠性工程與環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關系。本文首先對環境工程與可靠性工程進行了簡要闡述，然后探究了兩者存在的差異性，并深入分析了環境工程與可靠性工程的關系與有機融合。希望本文的研究能夠對環境工程與可靠性工程的發展提供一定幫助。

關鍵詞：環境工程；可靠性工程；關系

引言：可靠性工程是為了達到產品的可靠性標準而在產品設計、研發、生產等環節采取的有序的管理，設計以及分析等工作的綜合。產品的環境適應性是指在規定的貯存、運輸以及適用條件下產品的適應能力，環境工程就是利用各類科技手段來降低環境對產品性能的影響，并有效提高產品耐環境能力的工程學科。

1環境工程與可靠性工程概述

1.1環境工程。環境工程最早產生于第二次世界大戰期間，為了更好的改善軍用裝備的環境適應性，美軍開始進行“環境試驗”理論與實踐的探索，從上世紀90年代開始，西方國家開始將裝備的環境適應性研究工作作為一項系統性的工作，最終形成了現在的環境工程。環境工程的目的是為了改善裝備的環境適應性，因此在其試驗過程中力求最大可能的模擬實際環境，并以故障機理分析作為研究工作的重要展開基礎，同時也較為強調專家經驗與技術基礎在環境工程中的重要作用。

1.2可靠性工程。可靠性工程技術最早產生于上世紀50年代，是美國為解決軍用電子設備故障問題而研發出的工程技術，在上世紀80年代進入到了中國，并在國內得到了飛速發展，我國工程型號的可靠性工作進入了快速發展時期。在經歷了早期的探索時期后，國內形成了一些列完善的額可靠性設計、檢驗與管理標準，能夠對產品進行較為成熟的定性與定量檢測。而隨著科學技術的不斷發展，人們對可靠性的探究從故障數據轉變為了故障機理，基于物理方法的可靠性工程得到了廣泛應用，故障物理方法能夠從本質上探究產品不可靠的影響因素，并對這—探究過程進行更加詳細的描述，因此能夠為可靠性工程提供科學依據。

2環境工程與可靠性工程的差異

環境工程與可靠性工程雖然存在較多聯系，但其在描述與技術基礎等方面都存在較多差異，具體表現在以下幾個方面：①環境工程在探究產品的可靠性時強調定性判斷，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際服役條件中的可靠服務，必須通過定性判斷產品的環境適應性，但其可靠性指標則必須進行定量描述。②環境工程主要從機理分析出發，而可靠性工程則需要對宏觀表現進行研究，環境適應性需要從微觀上對產品的物理、化學以及生物反應過程進行分析，并從產品結構、材料等環節采取故障控制手段，可靠性工程則通常采用概率統計等方法對產品進行宏觀性能的描述，兩者存在本質性的區別。③可靠性工程通常采用簡化方法進行研究，而環境工程則需要考察其綜合性，原因在于導致產品故障的因素極為復雜，因此在進行研究時必須對部分條件進行限定，通過這種簡化方法才能有效展開研究工作，但這種簡化研究方法容易出現對實際環境細節的忽略；對產品環境適應性的研究必須從產品與環境條件之間的關系出發，因此必須進行綜合考慮，并將產品置于大的實際環境之中進行探究。④可靠性工程在研究過程中需要采用各種數學計算方法，而環境工程在考察產品適應性時需要對復雜的實際環境進行研究，而有效改善產品的環境適應性必須依靠領域專家的自身經驗，因此在環境工程中需要充分利用專家經驗來進行研究工作的展開。

3環境工程與可靠性工程的關系與有機融合

3.1環境試驗與可靠性試驗的有機融合。現代可靠性工程是控制產品故障的技術與管理活動，其必然也包括對產品環境適應性故障的研究與管理，這就使得環境工程與可靠性工程存在著有機融合關系。實際上，產品的可靠性試驗在一定程度上而言都屬于環境試驗的范疇，科學、有效的環境試驗對于減少產品故障有著一定的積極租用，環境試驗與可靠性試驗的環境條件都是環境工程的研究范圍，且目前環境與可靠性試驗都從原有的單一條件環境試驗發展為現有的綜合性環境試驗。例如與航天產品相關的工程性能研究，由于這類產品造價高、只能進行小批量生產，無法對其進行大量試驗來獲得統計結果，因此這些產品的可靠性也只能通過環境試驗來進行。

3.2環境效應與失效機理研究的融合。環境工程與可靠性工程都較為重視對環境效應與失效機理的分析研究，且其研究方向、研究方法等都都具有一致性，兩者在試驗研究過程中都強調對由環境應力引起的產品性能失效的物理化學以及生物反應過程、失效規律以及失效影響進行分析。環境效應與失效機理的研究能夠為環境工程研究提供科學依據，并在結構、材料以及生產等環節采取適當的改善措施，從而有效提高產品的可靠性與環境適應性。

3.3環境適應性設計與可靠性設計的融合。環境適應性設計是環境工程中的重要部分，其主要應用在產品研發與生產過程中，其在多個方面與可靠性設計存在重合。在可靠工程的研究中，如果依靠一般的設計技術無法滿足產品的可靠性設計要求，則必須采取特殊的結構設計與工藝方法來提高產品的環境適應性，而這部分也是環境工程在適應性設計中的核心內容，因此環境工程與可靠性工程在性能設計環節存在較多聯系。

3.4環境工程與可靠性工程的統一管理。環境工程與可靠性工程的研究與設計工作通常都貫穿于產品研發、生產的全周期中，因此在制定相關管理條例時，必須注意兩者之間的協調性，同時需要對兩者進行區別規劃，根據工作標準、需求的不同制定差異性的管理大綱，通過兩類規劃之間的相互融合、借鑒來制定出統一的工作規劃與管理綱要，從而促進產品的環境適應性與可靠性研究工作的推進。

結論：本文在對環境工程與可靠性工程進行概述的基礎上，探究了兩者在實驗條件、故障描述以及解決途徑等方面存在的差異，然后重點對環境工程與可靠性工程之間的關系進行了探究，指出了兩者在試驗、機理以及管理等方面的有機融合。