本節書摘來自華章社群《電子元器件的可靠性》一書中的第1章，第1.1節可靠性發展階段，作者王守國，更多章節内容可以通路雲栖社群“華章社群”公衆号檢視
1.1 可靠性發展階段
1.1.1 國外可靠性的發展史
一般認為，可靠性問題的提出最初是在軍工領域，其後逐漸形成完整的工程技術體系，并逐漸應用到民用産品中。二次大戰時期，電子裝置開始廣泛應用，産品不可靠性帶來的問題開始暴露出來。在這個時期，航空電子裝置由于自身不能可靠地工作嚴重地影響了任務的執行，電子裝置自身出現故障的比例甚至超過了敵方造成的損失。是以觸發了對産品可靠性的研究，德國在v-1火箭的研制中，最早提出了系統可靠性的基礎理論，即串聯系統理論，火箭系統的可靠性等于所有元器件零部件可靠性的乘積。是以，v-1火箭也是世界上第一個運用系統可靠性理論的航空飛行器。
20世紀40年代是可靠性的萌芽階段。在此期間，美國經過統計分析，找出航空無線電裝置失效的主要原因是電子管的可靠性太差，在1943年成立了電子管研究委員會，專門研究電子管的可靠性問題。為推動可靠性研究及學術交流，美國無線電子工程師學會成立了第一個可靠性專家學術組織——可靠性技術組。
20世紀50年代是可靠性興起階段。美國在北韓戰争中發現，不可靠的電子裝置不僅影響戰争的進行，而且需要大量的維修費用。當時，軍用電子裝置每年的維修費用為基本成本的兩倍。為解決軍用電子裝置和複雜飛彈系統的可靠性問題，美國國防部成立了一個由軍方、工業部門和學術界組成的電子裝置可靠性咨詢組織（advisory group on reliability of electronic equipment，agree）。1957年，agree在“軍用電子裝置可靠性”研究報告中提出了可靠性設計、試驗、管理的程式及方法，說明産品的可靠性是可建立的、可配置設定的和可驗證的，由此确定了美國可靠性工程的發展方向，成為可靠性發展的奠基性檔案，标志着可靠性已成為一門獨立的學科，這是可靠性工程發展的重要裡程碑。此後，美軍方從管理的角度制定了一些展現“可靠性管理、保證和要求的大綱檔案”（标準或規範）。如“彈道飛彈及航天系統的可靠性大綱”、“宇航系統、分系統及裝置的可靠性大綱要求”、“電子裝置可靠性保證大綱”等。在此期間，可靠性驗證工作還停留在機率論和數理統計上。也由于這個原因，機率論和數理統計得到了快速的發展，為随後開展的可靠性試驗驗證奠定了理論基礎。
20世紀60年代是可靠性全面發展的階段，空間科學和宇航技術的發展提高了可靠性的研究水準，擴充了其研究範圍。對可靠性的研究，已經由電子、航空、宇航、核能等尖端工業領域擴充到電機與電力系統、機械、動力、土木等領域。美國國防部及國家航空航天局（nasa）采納agree的可靠性研究報告中的建議，在新研制的裝備中開始推廣可靠性設計、試驗和管理标準。為了改善可靠性工程的管理，美國國防部于1965年頒發了mil-std-785，即“系統與裝置的可靠性大綱要求”，1969年修改為mil-std-785a。美空軍系統司令部決定在羅姆航空發展中心（rome air development center，radc）組建可靠性分析中心。從事可靠性預計、可靠性分析與配置設定、可靠性試驗、資料采集等研究。雖然可靠性有定量的名額要求，若無相應的驗證方法，那也會流于形式。二十世紀四五十年代在機率論和數理統計發展起來的基礎上，開始了名額的試驗驗證。在此期間，美國國防部頒布了mil-std-781“可修複的電子裝置可靠性試驗等級和接收/拒收準則”，後修改為mil-std-781a“可靠性試驗——指數分布”，後又修改為mil-std-781b“可靠性試驗——指數分布”。随後産生了mil-std-690“失效率抽樣方案和程式”，dod-h-108“壽命和可靠性試驗抽樣程式和表格”等檔案，這些标準為可靠性名額試驗驗證提供了具體方法，被世界各國采用。從工業部門的産品分類着眼，把裝置和系統的可靠性視為元器件來處理。如mil-std-781将電子裝置分為七類，分别對應環境條件a、b、c、d、e、f、g七個等級。g級最高，g級的溫度為+95℃。mil-std-781a将電子裝置分為十類，分别對應環境條件a、a-1、b、c、d、e、f、g、h、j十個等級。最高等級為j級，溫度為+125℃。mil-std-781b關于電子裝置的分類與a相同，其差别在于，前者增加了用于全部産品的篩選（試驗），其目的是去除有早期缺陷的産品，試驗時間50h或1/4mtbf（mean time between failure，平均無故障時間），取其中的較小者。在試驗方案上，采用了放寬和加嚴試驗的轉換規則。這些标準使用的環境條件是振動、溫度和電壓三個單項應力。
20世紀70年代可靠性步入成熟階段，盡管美國出現嚴重的經濟蕭條，可靠性工程作為減少壽命期費用的重要工具，仍然得到深入的發展，并日趨成熟。随着軍用電子裝置複雜性的迅速增長，電子裝置的可靠性仍是美國防部所關切的問題。為此，由美國政府部門、工業及學術界代表建立了“電子裝置可靠性讨論會”，根據其對加強電子裝置可靠性統一管理的建議，正式成立了“電子系統可靠性聯合技術協調組”來執行會議提出的各項建議。該協調組的職能擴大到非電子裝置，并改名為“可靠性、可用性及維修性聯合技術協調組”，作為集中統一的可靠性管理機構，負責組織、協調美國國防部範圍的可靠性政策、标準、手冊和重大研究課題，建立了全國性的資料交換網，加強了美國政府機構同工業部門之間的資訊交流，制定了一整套較完善的方法和程式。這個階段強調可靠性工程的整體保證，加強元器件控制，強調設計階段的元器件降額使用和熱設計，強調環境應力篩選以及綜合的可靠性試驗。在可靠性設計上，采用更嚴格、更符合實際及更為有效的設計方法。如發展了“失效實體”（可靠性實體學）、fme（c）a（failure mode effects and criticality analysis，故障模式、影響和危險度分析）、更嚴格的降額設計、綜合熱分析及設計技術等為設計服務。由于mil-std-781a、b均按裝置分級，與裝置的實際使用不符，試驗使用的環境條件也不是模拟裝置使用時所處的綜合環境條件。是以許多電子裝置按mil-std-781b試驗獲得的mtbf與現場使用獲得的mtbf相差懸殊（有的廠家把試驗獲得的mtbf除以10或20）。為此，在1977年對mil-std-781b進行了較大的修改，頒發了mil-std-781c，其名稱為“可靠性設計鑒定試驗及産品驗收試驗（指數分布）”。781c将裝置按使用現場分成六大類。要求環境試驗條件應根據裝置使用的環境情況和工作任務來确定，提出把按時間順序變化的綜合環境試驗剖面施加在試件上，即采用後來出現的綜合環境可靠性試驗方法（cert）。這解決了由于試驗室中使用的環境試驗條件對使用環境模拟不真實造成兩者的mtbf值相差懸殊的問題，但其準确程度取決于綜合環境試驗條件的仿真程度。
20世紀80年代以來，可靠性已成為産品裝置綜合名額的一個重要組成部分，與性能、費用和進度處于同等重要的地位，幾乎所有編入美軍用标準的可靠性設計及試驗程式都是為電子裝置服務的。在技術上，主要在大規模內建電路、光電器件和軟體可靠性等方面有較大發展。為了對綜合環境可靠性試驗進行深入的研究。美國國防部于1980年成立了“cert工作組”，組織相關機關對“cert”進行有針對性的研究。并于1981年在亞特蘭大（atlanta）召開了“cert”工作組會議，總結“cert”在環境試驗、可靠性研制增長試驗、可靠性鑒定試驗、生産驗收試驗、“産品來源”選擇、現場問題處理、保障維修、環境應力篩選等方面的應用。美國“太平洋飛彈試驗中心”（pacific missile test center），利用cert技術，發展了空中發射飛彈的飛行試驗仿真技術。用試驗室中的cert代替原先用飛機進行的批生産飛行器可靠性驗收試驗。解決了批生産飛行器可靠性驗收試驗的經費問題，并被指定為mil-std-810d中的方法523.0。mil-std-781c解決的是可靠性試驗中的驗證（統計）試驗部分。而另一部分可靠性工程試驗（環境應力篩選和可靠性增長試驗）在此期間也得到迅速的發展，并形成了相應的軍用标準與手冊：mil-std-2164、mil-std-1635和mil-hdbk-189。此時的可靠性試驗标準還是分散制定的。至1986年和1987年，美國用軍用标準mil-std-781d（名為“工程研制、鑒定和生産的可靠性試驗”）和mil-hdbk-781（名為“工程研制、鑒定和生産的可靠性試驗方法、方案和環境”）把有關可靠性試驗統一在一起進行規範。
進入21世紀，可靠性工程技術方法和理念逐漸被應用到了民用産品上。日本是最早成功應用可靠性技術的國家之一，他們将這些理論與其提出的全面品質管理等方法結合在一起，在民用産品上取得了良好的效果，在性能、費用、品質和可靠性上取得了很好的均衡，極大地提高了産品的可靠性，使其高可靠性産品（例如，汽車、彩電、照相機、收錄機、電冰箱等）暢銷到全世界，獲得了巨大的經濟效益。日本人曾預見到今後産品競争的焦點在于可靠性方面。
美國也逐漸調整了其可靠性工作開展的政策，從規定裝備開發的具體活動中抽出精力來強調驗證和結果。在最早應用可靠性工程技術的軍用裝備的供應商中，多數也生産民用産品，這些方法被逐漸應用到了民用産品上，并且形成了适合其自身特點的方法。1994年的“佩裡備忘錄”（佩裡是美國當時的國防部長）支援這一觀點：把過去主要依賴軍用标準、規範及僅為國防使用者建立的系統的采辦過程，轉變為最大限度地減少對這些标準和規範的依賴，即盡量民用化。為此，1996年，美國用mil-hdbk-781a取代了mil-std-781d和mil-hdbk-781、mil-std-785b，并準備今後用民用标準替代它。同時，還提出可靠性能和維修性能，即把可靠性和維修性直接歸到商品的性能上。
1.1.2 我國可靠性的發展史
20世紀50年代在廣州成立了亞熱帶環境适應性試驗基地，開始了我國的可靠性研究工作。随後電子工業部門在20世紀50年代末60年代初進行了可靠性調查摸底和環境适應性工作，并專門成立了可靠性研究機構，調查了電子産品的失效情況，開展了電子産品的可靠性和環境适應性試驗研究工作，對電子裝置及系統的可靠性設計和試驗進行了試探性工作。但是由于發展較慢，使得我國可靠性工作與國際水準的差距拉大了。20世紀70年代初，航天部門首先提出了電子元器件必須經過嚴格篩選。1972年組建并成立了我國電子産品可靠性與環境試驗研究所，從國外引進了可靠性工程的概念和方法，這對我國可靠性工程的發展起了積極的促進作用。20世紀70年代中期，由于中日海底電纜工程的需要，提出了高可靠性元器件驗證試驗的研究，這項研究促進了我國可靠性數學的發展。1975年後，我國電子産品的可靠性水準有了較大提高。人造衛星的成功發射，洲際飛彈試驗和同步通信衛星的成功發射，标志着我國電子産品可靠性達到一定水準，但與國際先進水準相比，仍有較大差距。
1978年後，我國提出“電子産品可靠性七專品質控制與回報科學試驗計劃”，經過10年努力，使軍用元器件可靠性提高了兩三個數量級。在軍用整機系統可靠性設計上采取嚴格的措施，保證了航空電子、運載火箭、通信衛星和海底通信電纜等産品的長期正常運作。在軍事領域，提出了定量的可靠性要求，并為此而開展了可靠性配置設定、預計及可靠性評估試驗等工作，保證了産品可靠性的不斷提高，目前在軍工企業中形成了嚴格的可靠性工作體系。
我國民用企業的可靠性源于電視機工業，1978年的電視機品質工作會議對電視機等産品明确提出了可靠性、安全性要求和可靠性名額，組織全國整機及元器件生産廠家開展了以可靠性為中心的大規模全面品質管理，整機和元器件的可靠性水準提高了一至兩個數量級。
狠抓國家重點工程和電視機的可靠性，推動了我國可靠性工程的發展。在20世紀80年代出現了我國可靠性工作的第一個高潮，全國各工業部門及各兵種紛紛進行可靠性普及教育訓練教育，形成了骨幹隊伍，建立了可靠性工作組織管理機構，進行可靠性試驗和可靠性設計及資訊收集與回報工作。其後出台了一系列完整的國家軍用标準和管理辦法，進一步推動了可靠性工程在我國的發展。從1984年開始，在國防科工委的統一上司下，結合中國國情并積極吸取國外的先進技術，組織制定了一系列關于可靠性的基礎規定和标準。1985年10月，國防科工委頒發的“航空技術裝備壽命與可靠性工作暫行規定”，是我國航空工業的可靠性工程全面進入工程實踐和系統發展階段的一個标志。1987年5月，國務院、中央軍委頒發“軍工産品品質管理條例”，明确提出在産品研制中要運用可靠性技術；1987年12月和1988年3月先後頒發的國家軍用标準gjb 368—1987“裝備維修性通用規範”和gjb 450—1988“裝備研制與生産的可靠性通用大綱”，可以說是目前我國軍工産品可靠性技術中具有代表性的基礎标準。與此同時，各有關工業部門、軍兵種越來越重視可靠性管理，加強可靠性資訊資料和學術交流活動。全國軍用電子裝置可靠性資料交換網已經成立；全國性和專業系統性的各級可靠性學會相繼成立，這進一步促進了我國可靠性理論與工程研究的深入展開。
目前，除了有可靠性與品質管理學會外，我國還建立了電子産品可靠性資料交換委員會、電子元器件品質認證委員會，重新組建了專業研究所。不少工廠、研究所相應建立了可靠性室（中心），廣泛地開展了可靠性研究活動，取得了一定成果。
1.1.3 可靠性發展的階段
縱觀世界和我國可靠性技術的發展史，可靠性技術大體可分為四個階段。
第一階段：調查研究階段，主要對電子産品可靠性問題的嚴重性、環境應力對失效機理的影響、可靠性總體工作的内容等進行調查研究；
第二階段：統計試驗階段，主要對電子産品進行統計壽命試驗及環境試驗，定量地得出電子元器件或整機的可靠性水準，同時制訂出各種環境試驗方法的标準；
第三階段：可靠性實體研究階段，主要對可靠性問題的本質（故障或失效的模式及其機理）進行分析研究，并探讨和提出各種加速試驗的方法；
第四階段：可靠性保證階段，也就是在了解可靠性現象和本質的基礎上，從産品研制開始到使用的各個階段，加強可靠性管理和保證、評價、認證及控制，建立可靠性資料收集、交換體系和資料中心。
目前國外電子元器件可靠性方面的主要工作已經全面而深入地展開，研究重點滲透到整機、系統可靠性與維修性（r&m）的研究工作中，随着計算機的深入，從重視硬體可靠性轉向軟體可靠性的研究中，包括可靠性資料處理、設計等，可靠性學科正在廣泛實踐的基礎上加速發展。不僅如此，目前對産品可靠性的研究工作已經提高到節約資源和能源的高度來認識。通過可靠性設計，可以有效地利用材料，增長産品使用期限，獲得體積小、重量輕的産品，這也是今後的可靠性研究方向之一。