中山市天乙能源有限公司
摘要:可靠性工程和环境工程是型号研制过程中的两套工程体系,在确保产品可靠使用上,可靠性工程和环境工程具有互补关系,但是两者在概念和方法上有较大区别。现代可靠性工程的发展使传统可靠性工程和环境适应性工程具备了互相融合的基础,环境工程与可靠性工程的融合是现代可靠性工程发展的趋势。
关键词:环境工程;可靠性工程;融合
产品可靠性是指产品在规定的使用条件下,在规定的时间内完成规定功能的能力[1]。其中规定条件包括环境条件、载荷工作条件及使用维护条件等。可靠性工程是一门工程学科,是为了达到产品的可靠性要求而在产品的设计、研制和生产中采取一系列有序且相互联系的管理、设计、分析和试验措施等工作的总和[2]。产品的环境适应性是指产品对规定的贮存、运输和使用环境条件的适应能力,包括耐受规定的恶劣的贮存和运输环境而不致被损坏的能力和在规定的极限工作环境条件下正常工作的能力。与产品环境适应性对应的工程活动是环境工程,GJB4239把环境工程定义为:将各种科学技术和工程实践用于减缓各种环境对装备(产品)效能影响或者提高产品耐环境能力的工程学科。
1.环境工程的内容
环境工程是提升环境质量、研究防治环境污染并从事该项工作的科学技术,与不同领域中的环境都存在一定的联系,如生物学中的生态学、环境物理学、环境化学、环境卫生学、环境医学等领域,但是其根本还是以对环境污染源的治理为主。同时环境工程也是一门复杂、庞大的技术体系,主要内容包括对治环境污染和公害的防治措施研究、合理利用与保护自然资源、废物资源化技术、发展少害或无害的闭路生产系统、改革生产工艺等方面。环境工程的主要目的是治理环境污染源,促进良好环境效果的提升,争取获得更大的经济效益,这也是环境工程发展的主要方向。
2.环境工程的特点
从环境工程的发展历程看,环境工程有下列特点。
2.1故障的机理分析是环境工程的重要基础
早期的环境工程以环境试验为中心,但是随着环境工程成为一项系统工程,环境条件分析、环境适应性设计、环境试验的剪裁等技术都需要了解环境对装备造成的种种影响,特别是造成故障的机理。因此分析环境在微观上对产品的物理、化学和生物的作用机理是环境工程的重要基础。
2.2强调专家经验的作用以及技术基础的支撑作用
作为一项基础性和共性的工作,环境工程中基础环境数据的搜集分析、环境试验的设计与剪裁、环境损伤机理及其控制等技术需要大量的技术基础研究和专业知识,因此环境工程中强调要组织来自不同专业的专家(如材料专家、试验技术专家、元器件专家等)形成环境工程专家组,支撑型号的环境工程技术工作,避免粗放式设计。例如,如果没有环境工程专家积累和分析基础环境数据,型号设计人员只能通过“过设计”来保证成功,有时甚至是凭着感觉设计,毫无疑问这种设计的质量很难保证。
2.3保证环境适应性设计是环境工程活动的目的
环境工程的最初目的主要是为了可靠地进行环境试验。随着环境试验的积累,环境试验人员、设计人员以及相关领域的专家积累了丰富的环境适应性设计素材,总结这些实用的工程经验,就为指导装备的设计提供了条件。例如波音公司在其设计手册中涉及到不少环境控制、材料选择和结构设计的内容,这都是多年环境工程活动的工程经验总结,确保波音飞机满足适航性的规定,并成为企业的核心技术。环境适应性设计技术是在环境工程活动基础上形成的工程经验结晶,是环境工程活动最终的成果。
3.环境工程与可靠性工程两者之间存在的关系
通过上述对环境工程与可靠性工程两者概述的分析,我们能够从中总结出他们两只之间的紧密联系,可靠性工程中可靠性能力的提升会受到他所在地域环境条件的影响,提升或降低该项工程建设的可靠性,而工程可靠性的不稳定或不符合标准,将使各项产业生产或工作效率不达标,如建筑工程、工业生产、水利工程等可靠性的不合格,不仅会直接导致建设或生产质量的降低,还会增加废水、废气、废渣等污染物的排放量,造成环境污染,影响环境工程防止污染的有效性。此外,可靠性工程中可靠性能的强化,在一定程度上也会改善周遭恶劣环境的质量情况,环境工程与可靠性工程两者之间具有相互补充、相互促进、相互影响等作用,而他们的关系具体表现如下:
3.1可靠性工程是环境工程的客观要求
良好环境是人类赖以生存的根本,它不仅是人类生产与生活等方面所需物质的来源,也是人类生产与生活的自然环境条件,人类的生存与发展都与环境有着非常紧密的联系。而可靠性工程建设是提升人们物质生活水平的主要途径,同时,由于各地区环境情况的不同,很多从环境中获得的物质所需,还必须通过可靠性工程建设才能够得以实现,如水源短缺或是水污染严重等环境情况而进行水利工程建设,这种可靠性工程建设能够弥补自然环境中的不足,在一定程度上还能够改善周围环境,降低环境污染程度或是弥补当地资源匮乏的环境情况,这从本质上符合了环境工程的基本内容,因此,可靠性工程是环境工程的客观要求。
3.2环境工程所保护的良好环境是可靠性工程的重要保障
从可靠性工程的定义中就能够看出,产品可靠性能力发挥的是成度高低与规定环境条件的影响有非常紧密的联系,只要在符合标准的良好环境中,可靠性的发挥才能得以真正的实现,而环境工程是以提升环境质量为己任,以防治环境污染为根本的一种科学技术,对环境质量提升与环境保护有非常重要的意义。在人类不断破坏环境的今天,环境工程存在的重要意义也更加突显,而他改善环境的有效性也终将决定可靠性工程中其可靠性能的提升与发挥,因此,环境工程所保护的良好环境是可靠性工程的重要保障。如建筑工程建设、水利工程建设都会对需要工程建设地区进行实地勘察,会考虑周遭环境中气候、湿度、水资源、地质等各项环境因素。
3.3环境工程和可靠性工程可以统一管理
环境工程工作和可靠性工程工作都贯穿于产品研制、生产的整个过程,甚至部分工作有重合,因此环境工程和可靠性工程可以统一管理。例如GJB450A与GJB4239的工作项目都对计划、试验、设计、信息收集做出了规定,所不同的是关注的重点有差别。在研制工作中,有些环境工程的工作实际上已经被可靠性工程工作所覆盖,例如FRACAS系统,但是某些环境工程的工作内容则需要一些专门的技术,如环境预示技术、实验室环境试验和自然环境试验相关性技术。所以型号研制过程中形成了可靠性工程和环境工程两套工程体系,环境工程管理大纲和可靠性大纲都是在产品研制、生产甚至使用过程中分别对环境工程工作和可靠性工程工作进行规划,并进行监督和检查的顶层文件。但是由于它们控制产品故障目的的一致性,以及工作的互补性,所以它们也是可以相互借鉴的。因此把环境工程和可靠性工程工作互相融合,制定出统一的工作计划及管理大纲,这将更有利于保证产品研制、生产全过程的环境适应性和可靠性。
结论
可靠性工程和环境工程是型号研制过程中的两套工程体系,两者在概念和方法上有较大区别,但在确保产品可靠使用上,可靠性工程和环境工程具有互补的关系。由于二者都是为预防产品故障发生、消减故障后果而产生的,这就使其具备了有机融合的基础。环境工程和可靠性工程的有机融合是现代可靠性工程发展的需要。
参考文献:
[1]郭庆功.我国农村生态环境的合理治理研究[A]//决策论坛——政用产学研一体化协同发展学术研讨会论文集(上)[C].2015.
[2]秦彩霞.公路建设与生态环境协调发展探讨[J].江西建材,2016(15).
[3]周志帮.水利工程与地质环境相互影响分析[J].中国高新技术企业,2009(24).