在第二次世界大战中，为了能对系统可靠性进行量化评估，美国政府采购部门着手建立一种标准化的方法来制定需求规格和预测过程。因为如果没有标准化，每个供应商的预测就会基于他们各自的数据。这样，对于一个由不同供应商生产的元器件组成的系统，不仅将难以评估其可靠性预计，而且对于同样功能的元件或系统的不同设计之间的比较也造成了困难。

可靠性预测与评估标准可以追溯到 1956 年 11 月。那时 RAC 发布了以“电子设备的可靠性应力分析”为题的 TR-1100 标准。该标准介绍了元器件失效的计算值模型。此后，美军方发布了MIL-HDBK-217 可靠性预测手册。

MIL-HDBK-217A 规定，不论其使用环境、应用场合、所用材料、系统结构、器件功耗、制造工艺或制造商，所有的单块集成电路的失效率都是每百万小时 0.4 个失效。这种单一数值的失效率反映出一个事实：正确性和科学性没有像标准化一样被关注。

微电子器件复杂的发展，使得依据 MIL-HDBK- 217 手册的预计日趋困难。有人可能会说 MIL-HDBK-217 不应该用来预计新技术的可靠性。但是由于手册一般来说都是几年以前出版的，而其中的数据一般是出版之前 5 到 10 年或更久以前的，那么我们可以公正地说，手册已经不能用来对任何正在使用的电子技术进行预计了。例如利用 MIL- HDBK - 217B 对 64K 随机存储器件（RAM）计算出的平均故障间隙时间是 13 秒。此结果超过器件实际 MTBF（Mean Time Between Failures,  平均故障间隔时间）几个数量级。所以，由于电子业的迅猛发展，MIL-HDBK-217 不能有效地预计电子产品可靠性了。

现在，美军方已经取消了 MIL-HDBK-217 标准。美国政府和军方，以及美国和欧洲的各种电子元器件、印刷电路板、电子设备和系统的制造商，已经不再使用传统可靠性预计方法（如 MIL-HDBK-217 及其衍生标准）。

通过美国国家标准与技术协会（NIST）、贝尔北方研究所、美国陆军、波音公司、Honeywell、Delco 和福特汽车公司等机构进行的研究清楚地表明，这一传统可靠性预计方法已经给业界带来了损害，必须加以改变。

当前，我国军工企业很多单位还在沿用美国的方法，紧抱着GJB299不放啊，甚至有些专家也是开口闭口都是299，基本上是把可靠性预计当作表面文章。

想要准确预测电子产品的可靠性，需要掌握器件工程，设计原理，生产与制造工艺流程以及预期的使用环境。到目前已有多种方式可以对电子系统和部件的可靠性进行预测，可靠性物理学方法在工业和防务领域得到较为广泛的应用。

可靠性物理学方法（RPA）是建立在掌握失效机理并且可以套用故障物理学模型进行数据分析的基础上。故障物理学是一种可以发现导致电子部件失效的物理过程和原理并进行特征分析和建模的方法，其核心是运用物理和化学既有方程式进行计算机建模和仿真。

另外，针对非电子产品，工程上也越来越重视可靠性预计方法的实用性，以及对产品可靠性改进发挥的作用。

表1 非电产品可靠性预计方法

相似产品法

相似产品法的基本思想是根据仿制或改型的类似国内外非电产品的故障率，分析两者在组成结构、设计水平、制造工艺水平、原材料与零部件选用情况、使用环境等方面的相似因素，通过专家评分给出各方面的修正系数，综合权衡后得出一个综合修正因子，再用相似产品故障率除以综合修正因子，得到新产品可靠性预计结果。此方法类似于电子产品可靠性预计中的相似产品法。

修正系数法

修正系数法的基本思想是：通过建立零部件故障率与影响其故障模式的主要设计、使用参数的函数关系（即故障率模型）来预计新的零部件的故障率，再运用产品可靠性模型，预计产品的可靠性。

修正系数法的实施步骤和要点为：

（1）建立零部件的故障率模型。根据零部件的种类，参考预计标准和手册（如NSWC-98/LE1《机械设备可靠性预计程序手册》），确定故障率模型。

（2）确定零部件的相关参数。依照选定的故障率模型确定零部件预计需要的参数，主要是设计、使用参数（如速度、载荷、规定温度、润滑剂的黏度等）。

（3）计算零部件的故障率。

（4）根据可靠性模型预计产品的可靠性。

    如从NSWC-98/LE1《机械设备可靠性预计程序手册》找出齿轮的故障率模型为：

    λGE  =λGE,B·CGS·C GP·CGA·C GL·C GT·C GV

   式中：λGE—特定情况下齿轮故障率

            λGE,B —制造商提供的基本故障率；

            CGS —速度偏差的修正系数；

            C GP —载荷偏差的修正系数；

            C GA —轴线不重合度的修正系数；

            C GL —润滑偏差的修正系数；

            C GT —温度的修正系数；

            C GV —保养因素的修正系数。

应力—强度干涉法

应力—强度干涉法的基本思想是：零部件是否故障取决于强度与应力的关系，当强度大于应力时，认为零部件正常；而当应力大于强度时，则认为零部件必定故障。实际工作中应力与强度表现为一定分布状态的随机变量，将应力与强度表示在同一坐标系中，如图2所示，图中阴影即为应力—强度“干涉区”，在此区域内就可能发生应力大于强度的情况，计算干涉区内应力大于强度的概率模型（故障概率），即为应力—强度干涉模型。

应力—强度干涉模型中，应力X和强度Y的概率密度函数分别用和表示,强度大于应力的概率（可靠度）可表示为：

 应力—强度干涉法实施步骤：

   （1）确定零部件应力、强度分布。

    （2）根据应力—强度干涉模型计算零部件可靠度。常用概率分布的可靠度计算公式见表2。

   （3）根据可靠性建模的基本可靠性模型和任务可靠性模型预计产品的可靠性。

在工程使用时，应力—强度干涉法要求知道应力和强度这两个随机变量的概率密度函数，这些函数在实际中难以得到，应用中常采取近似假设。另外，可对干涉模型中的应力和强度的概念推广，凡是引起故障的因素都称为“应力”，凡是阻止故障的因素都称为“强度”，那么应力—强度干涉法同样可以应用到刚度、磨损及其他可靠性问题中。

极限状态函数法

应力—强度干涉法是概率分析和设计的基础，但是由于应力—强度干涉法需要已知应力和强度的分布类型和概率密度函数，因此工程中有时难以直接应用。通过建立极限状态函数，利用一次二阶矩等方法，可以不需要知道应力和强度分布进行可靠性预计，该方法是近似概率法的一种，常用于结构可靠性概率设计。

一次二阶矩法基本思想是把极限状态函数用近似极限状态曲面代替原极限状态曲面。一次二阶矩法是在标准正态空间中在均值点或最可能失效点处构造与极限状态曲面相切的切平面，然后计算原点到该切平面的距离从而计算可靠度，即将极限状态函数按泰勒级数一次展开，利用随机变量的均值（一阶矩）和标准差（二阶矩）计算结构可靠度的值。目前比较常用的计算此类问题的方法是验算点法，下面给出验算点法的实施步骤。

极限状态函数法注意事项：

1）注意区分随机变量的分布形式，对正态分布和非正态分布要分别处置。

2）一次二阶矩法计算量较大，建议采用计算机软件辅助计算。