环境工程与可靠性工程的关系初探

张勇华

摘要：可靠性工程与环境工程是重要的两套工程体系，两者虽然在定义与方法等方面有着较大差异，但却存在一定的互补关系。本文首先对环境工程与可靠性工程进行了简要阐述，然后探究了两者存在的差异性，并深入分析了环境工程与可靠性工程的关系与有机融合。希望本文的研究能够对环境工程与可靠性工程的发展提供一定帮助。

关键词：环境工程；可靠性工程；关系

引言：可靠性工程是为了达到产品的可靠性标准而在产品设计、研发、生产等环节采取的有序的管理，设计以及分析等工作的综合。产品的环境适应性是指在规定的贮存、运输以及适用条件下产品的适应能力，环境工程就是利用各类科技手段来降低环境对产品性能的影响，并有效提高产品耐环境能力的工程学科。

1环境工程与可靠性工程概述

1.1环境工程。环境工程最早产生于第二次世界大战期间，为了更好的改善军用装备的环境适应性，美军开始进行“环境试验”理论与实践的探索，从上世纪90年代开始，西方国家开始将装备的环境适应性研究工作作为一项系统性的工作，最终形成了现在的环境工程。环境工程的目的是为了改善装备的环境适应性，因此在其试验过程中力求最大可能的模拟实际环境，并以故障机理分析作为研究工作的重要展开基础，同时也较为强调专家经验与技术基础在环境工程中的重要作用。

1.2可靠性工程。可靠性工程技术最早产生于上世纪50年代，是美国为解决军用电子设备故障问题而研发出的工程技术，在上世纪80年代进入到了中国，并在国内得到了飞速发展，我国工程型号的可靠性工作进入了快速发展时期。在经历了早期的探索时期后，国内形成了一些列完善的额可靠性设计、检验与管理标准，能够对产品进行较为成熟的定性与定量检测。而随着科学技术的不断发展，人们对可靠性的探究从故障数据转变为了故障机理，基于物理方法的可靠性工程得到了广泛应用，故障物理方法能够从本质上探究产品不可靠的影响因素，并对这—探究过程进行更加详细的描述，因此能够为可靠性工程提供科学依据。

2环境工程与可靠性工程的差异

环境工程与可靠性工程虽然存在较多联系，但其在描述与技术基础等方面都存在较多差异，具体表现在以下几个方面：①环境工程在探究产品的可靠性时强调定性判断，而可靠性工程则更加注重定量判断，例如为了确定装备在实际服役条件中的可靠服务，必须通过定性判断产品的环境适应性，但其可靠性指标则必须进行定量描述。②环境工程主要从机理分析出发，而可靠性工程则需要对宏观表现进行研究，环境适应性需要从微观上对产品的物理、化学以及生物反应过程进行分析，并从产品结构、材料等环节采取故障控制手段，可靠性工程则通常采用概率统计等方法对产品进行宏观性能的描述，两者存在本质性的区别。③可靠性工程通常采用简化方法进行研究，而环境工程则需要考察其综合性，原因在于导致产品故障的因素极为复杂，因此在进行研究时必须对部分条件进行限定，通过这种简化方法才能有效展开研究工作，但这种简化研究方法容易出现对实际环境细节的忽略；对产品环境适应性的研究必须从产品与环境条件之间的关系出发，因此必须进行综合考虑，并将产品置于大的实际环境之中进行探究。④可靠性工程在研究过程中需要采用各种数学计算方法，而环境工程在考察产品适应性时需要对复杂的实际环境进行研究，而有效改善产品的环境适应性必须依靠领域专家的自身经验，因此在环境工程中需要充分利用专家经验来进行研究工作的展开。

3环境工程与可靠性工程的关系与有机融合

3.1环境试验与可靠性试验的有机融合。现代可靠性工程是控制产品故障的技术与管理活动，其必然也包括对产品环境适应性故障的研究与管理，这就使得环境工程与可靠性工程存在着有机融合关系。实际上，产品的可靠性试验在一定程度上而言都属于环境试验的范畴，科学、有效的环境试验对于减少产品故障有着一定的积极租用，环境试验与可靠性试验的环境条件都是环境工程的研究范围，且目前环境与可靠性试验都从原有的单一条件环境试验发展为现有的综合性环境试验。例如与航天产品相关的工程性能研究，由于这类产品造价高、只能进行小批量生产，无法对其进行大量试验来获得统计结果，因此这些产品的可靠性也只能通过环境试验来进行。

3.2环境效应与失效机理研究的融合。环境工程与可靠性工程都较为重视对环境效应与失效机理的分析研究，且其研究方向、研究方法等都都具有一致性，两者在试验研究过程中都强调对由环境应力引起的产品性能失效的物理化学以及生物反应过程、失效规律以及失效影响进行分析。环境效应与失效机理的研究能够为环境工程研究提供科学依据，并在结构、材料以及生产等环节采取适当的改善措施，从而有效提高产品的可靠性与环境适应性。

3.3环境适应性设计与可靠性设计的融合。环境适应性设计是环境工程中的重要部分，其主要应用在产品研发与生产过程中，其在多个方面与可靠性设计存在重合。在可靠工程的研究中，如果依靠一般的设计技术无法满足产品的可靠性设计要求，则必须采取特殊的结构设计与工艺方法来提高产品的环境适应性，而这部分也是环境工程在适应性设计中的核心内容，因此环境工程与可靠性工程在性能设计环节存在较多联系。

3.4环境工程与可靠性工程的统一管理。环境工程与可靠性工程的研究与设计工作通常都贯穿于产品研发、生产的全周期中，因此在制定相关管理条例时，必须注意两者之间的协调性，同时需要对两者进行区别规划，根据工作标准、需求的不同制定差异性的管理大纲，通过两类规划之间的相互融合、借鉴来制定出统一的工作规划与管理纲要，从而促进产品的环境适应性与可靠性研究工作的推进。

结论：本文在对环境工程与可靠性工程进行概述的基础上，探究了两者在实验条件、故障描述以及解决途径等方面存在的差异，然后重点对环境工程与可靠性工程之间的关系进行了探究，指出了两者在试验、机理以及管理等方面的有机融合。