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翻开可靠性工程的发展史，不难看出，可靠性的发展历程与产品故障密切相关。可靠性概念由故障而催生，并在与故障的斗争中不断发展和演进。这是一个从对故障机理一无所知到探索出规律准确预测，从对故障的被动处理到主动预防的漫长发展过程。可靠性概念自问世以来，经历了概念形成、建立、全面发展、趋于成熟、深入发展和新技术革命6个阶段，如图1-4所示。
这一阶段大致发生在20世纪40年代。在这一阶段，欧美等国开始注意到产品的故障，萌发并逐步形成可靠性方面的观念，英国和美国是可靠性思想的重要发源地。
图1-4 可靠性的发展历程
可靠性概念的萌芽可追溯到20世纪30年代末40年代初。英国航空委员会协同有关部门在1938年开始对飞机的故障和飞机结构件的故障情况进行调查与统计分析，随后在其飞机适航性研究报告中首次用概率来描述飞机的可靠性和安全问题，这可以看成可靠性观念的最早萌芽。
20世纪40年代初，电台、雷达等各种复杂电子设备的发明和应用，大大提高了战场通信和侦测预警能力，但这些设备故障连连，严重影响其正常效能的发挥。统计数据表明，该时段美国超过一半的机载电子设备运到远东后不能使用，一半左右的电子设备在贮存期间出现故障。经过分析，发现这些电子设备故障的主要原因是电子管的可靠性太差。因此，1943年美国成立了真空管发展部，随后在国防部下设置了电子设备可靠性专门工作组、电子管顾问组、电子元件顾问组和导弹可靠性专门委员会。美国电子工业协会内设置了电子设备质量鉴定过程研究协会。1949年，美国“无线电工程师学会”成立了第一个可靠性与质量控制专业组织—可靠性技术组。
第二次世界大战期间，在V-1火箭的研制过程中，科学家提出了串联系统可靠性的概念—串联系统可靠性等于其各组成部分可靠性之积。
苏联于1946年开始关注和研究可靠性问题。苏联的可靠性技术研究首先在航天领域和武器研制方面展开，并逐步推广应用到一般民用设备。
这一阶段大致发生在20世纪50年代。欧美各国纷纷成立可靠性方面的组织机构，并创立可靠性方面的理论，开始探索实践。我国也开始从国外引进可靠性方面的理论和技术，建立相应的环境试验机构，开展电子产品环境试验方面的探索性实践。
20世纪50年代初，通信装备频繁发生故障，装备系统的效能得不到良好发挥，加上高昂的维护费用，这些一直困扰着美国部队指挥部门和后勤保障部门，也对美国国内装备研制厂商形成了巨大的压力。为此，美国军方和装备研制厂商开始了空前的可靠性研究，美国的学术界也参与进来，纷纷成立与可靠性相关的组织机构，开展相应的研究和实践。
1950年年底，美国成立了“电子设备可靠性专门委员会”。1952年8月，美国国防部成立了一个由军方、工业部门及学术界组成的“电子设备可靠性咨询组”（AGREE），其任务是提出改善军用电子设备可靠性的措施，推动可靠性工程的发展。该组织于1955年制订了一项可靠性发展计划，包括从设计、研制、试验、生产、交货、贮存及使用等各阶段的可靠性研究。AGREE在1957年6月发表了研究报告《军用电子设备可靠性》。报告阐述了可靠性设计、试验等的方法和程序，确定了美国可靠性工程发展的方向，成为美国可靠性工程发展的奠基性文件。自报告发表以来，美国各研究和标准化机构制定了许多有关可靠性与环境试验方面的标准。
美国国防部于1958年成立了“导弹可靠性特设委员会”（ACGMR），专门研究可靠性管理问题，为美国空军系统司令部起草设计、研制及生产可靠性管理大纲。1959年1月，美国空军导弹系统分部出版了AFMM-58-10《弹道导弹及航天系统的可靠性大纲》，后来成为空军采用的主要可靠性管理规范。1959年3月，美国国防部颁布了MIL-R-25717C《电子设备可靠性大纲》，规定了试产及批产电子设备可靠性保障的一般要求。
苏联在20世纪50年代后期已认识到发展现代化设备不仅需要质量控制及质量检验，还需要可靠性工程，并开始可靠性研究及寿命试验工作。1958年，日本科学技术联盟成立了“可靠性研究委员会”，介绍可靠性文献和开展可靠性普及活动，并从美国引进了可靠性技术。但是，苏联、日本等国的可靠性工程是在20世纪60年代以后才得以快速发展的。
20世纪50年代，我国在广州筹建了亚热带环境适应性试验基地，1955年12月成立中国亚热带电信器材研究所，专门从事电子产品环境试验和亚热带防护措施研究。随后又在海南岛、上海、舟山、西北等地区设立了试验站，并开始了人工模拟试验工作。从电子产品对环境的适应性试验入手逐步引入电子产品可靠性概念，并展开初步的探索实践。
20世纪60年代可靠性理论和工程技术得到快速、全面发展，欧美等发达国家从标准化、设计分析和试验评价等方面展开卓有成效的研究与实践，并取得了重要进展。我国也开始建立相应的可靠性机构，开拓性地开展可靠性方面的研究和实践。
20世纪60年代，美国武器研制系统开始全面制订和贯彻落实可靠性大纲要求。美国军事工业，特别是航空及航天工业发展迅速，研制、发展了如“阿波罗”号、“水星”号等各种航天器，F-111、F-15战斗机，M1坦克，“民兵”导弹等。这些系统的研制，为可靠性工程的发展提出现实的需求，起到了很好的促进和推动作用。在这期间，AGREE提出并逐步完善的可靠性设计及试验方法被美国航空航天局（NASA）及美国国防部（DOD）接受，在上述系统中，特别是在电子系统研制中得到广泛应用。
这一时期，美国已充分认识到可靠性管理的重要性，军方已从可靠性工程的角度着手制订统一的可靠性大纲和要求，并有计划地在武器系统的研制开发中强制实施。美国空军于1961年颁布《系统、分系统及设备的可靠性大纲》，1965年美国国防部颁布了MIL-STD-785《系统与设备的可靠性大纲要求》，1980年颁布了其修订版本MIL-STD-785B，明确了武器系统和设备寿命周期中各阶段的可靠性要求和实施要点。
同时，美国“罗姆航空发展中心”（RADC）在1963年组建了“可靠性分析中心”（RAC），以加强武器系统和设备可靠性方面的专业研究，包括可靠性预测、可靠性试验、可靠性分析、数据应用等。
在这一时期，美国军方在可靠性试验、预测和分析方面也得到全方位的发展。在技术标准方面，1963年美国国防部颁布了可靠性试验标准MIL-STD-781《可靠性试验》，并在几年内陆续颁布了其修订版MIL-STD-781A和MIL-STD-781B，规定了可靠性试验的程序和方法。20世纪60年代初期，RADC的可靠性分析中心提出了加速寿命试验和筛选试验方法；在可靠性预测方面，美国国防部基于收集的大量现场和试验的失效数据，发布了可靠性军用手册MIL-HDBK-217《电子设备可靠性预计》，并在几年后发布其第一个修订版MIL-HDBK-217A，该手册提供了大量的电子元器件可靠性数据及分析方法，作为电子设备及系统可靠性预计的基础，在世界各国得到了广泛应用，也被我国所采用。RADC在20世纪60年代初率先开展故障物理研究，研究各种电子元器件的故障机理及故障模式，建立其故障物理模型。1962年召开了“美国第一届电子设备故障物理年会”。NASA在20世纪60年代初率先在航天器中开展了故障模式、影响分析（FMEA），“贝尔电话实验室”于1961年提出了故障树分析（FTA）方法，利用演绎方法分析“民兵”导弹的可靠性和安全性，取得了良好的效果。随后FMEA和FTA技术在其他工业领域也得到广泛应用。到现在，这两种方法仍然是主要的可靠性分析方法。
这一时期，苏联制订了一系列措施来推动可靠性工程技术的发展。随后，开始注重可靠性理论研究和实用的可靠性工程方法探索，在K-S统计检验法及马尔可夫过程等方面取得成就，并在可靠性设计的裕度技术、降额技术、系统综合等方面取得实践成果。
日本引进美国的可靠性工程经验和技术后，开始注意把可靠性、经济性和全面质量控制（TQC）紧密结合，并在20世纪60年代中期建立了覆盖可靠性及质量领域的质量保证体系，把质量保证与可靠性作为TQC的重要内容。
英国在1961年成立了“可靠性与质量全国委员会”，1966年成立了“质量与可靠性协会”，并开展了全国性的可靠性与质量活动。20世纪60年代中期，英国标准局成立了电子设备可靠性委员会，出台了一系列可靠性标准。
法国的可靠性研究工作始于1962年。设立了专门的可靠性试验机构和数据机构，负责可靠性数据收集处理和可靠性试验方法研究。从20世纪60年代中期起，在法国军用电子设备合同中开始提出了可靠性要求，相关的可靠性机构制定了各种可靠性标准和规范，以统一规范军用设备可靠性要求，以及可靠性预计、试验和分析的程序与方法。
我国于20世纪60年代初开始引入可靠性理论和技术，并在电子行业率先开展全国性的宣传和推广应用。在20世纪60年代，我国在雷达、通信机、电子计算机等方面由于故障频频出现，引发了对可靠性问题的重视，并开展了元器件的寿命试验工作，分别对雷达、通信机、电子计算机等整机进行了初步探索，举办了一系列可靠性知识培训班。由第三机械工业部第十六研究所等单位牵头开展研究和实践，其他一些厂所也开始建立可靠性试验小组，着手采取有效的可靠性设计措施。
这一阶段大致从20世纪70年代初到80年代末。可靠性工程经过了20世纪60年代的全面快速发展后，在这一阶段，已日臻成熟，主要表现在成立全国性的可靠性管理机构和数据交换网、可靠性管理和技术手段日益丰富完善、可靠性标准体系基本确立等方面。
首先是全国性的可靠性管理和技术机构的形成。美国国防部于1975年成立了直属美国三军联合后勤司令部的“电子系统可靠性联合技术协调组”；后面该协调组改名为“可靠性、可用性及维修性联合技术协调组”，其管理职能扩展到非电子设备，负责编写美国国防部范围内有关可靠性、维修性的政策及指导性文件；组织并协调国防部军用标准、手册的制定和修改，以及重大的可靠性与维修性研究课题的实施。
为加强政府机构与工业部门之间的数据交换，美国于1970年9月正式成立全国性的数据交换网—政府机构与工业部门数据交换网（GIDEP），并设立常设机构，制定交换网的章程。1974年欧洲电子元器件性能验证试验数据交换网与GIDEP建立电子元器件试验数据交换关系。到1980年，已有220个政府机构及404个工业部门加入了该网。到目前为止，GIDEP仍然是国际公认的权威性的数据交换网，其主要职能是收集、贮存、检索和分配有关材料、元件、部件、设备、系统的可靠性试验和使用数据、试验设备数据、标准试验方法与有关计量数据，以及设备研制、试验及外场使用获得的可靠性数据。
中国于1979年成立了可靠性与质量管理学会；1980年组织建立了中国电子产品质量与可靠性信息交换网；1981年4月成立了中国电子元器件质量认证委员会；1982年国家标准总局召开并成立了全国电工电子可靠性与维修性标准化技术委员会。
同时在可靠性设计技术方面，采用成熟技术、简化设计、降额设计等可靠性设计准则被总结出来，并得到更加严格的要求和强化实施。在可靠性试验方面，综合环境应力试验、环境应力筛选和可靠性增长试验等技术得到很好应用，相应的标准也相继颁布。比如，美国颁布的可靠性试验标准MIL-STD-781C、美国海军颁布的标准NAVMATP-9492，美国国防部颁布的标准MIL-STD-1635；中国建立的“七专”质量控制实验线。在可靠性相关的法令和标准方面，美国逐渐从提高部队作战能力的角度出发来发展可靠性并发布对应的法令和标准。美国国防部于1980年7月颁布了可靠性及维修性指令DODD 5000.40《可靠性及维修性》，规定国防部发展各种武器系统的可靠性和维修性政策，以及武器系统采购中可靠性和维修性活动应达到的目标等。1982年2月美国国防部颁布指令DOD 3235.1《系统可靠性、可用性和维修性试验与评价》，对系统可靠性、可用性和维修性试验与评价提出明确要求。美国空军也于1984年着手制订2000年的可靠性及维修性行动计划，提出通过提高可靠性及维修性来提高部队战斗力、增强生存力、减少部署运输量、节省人力和降低费用五项目标，并制订了一系列的实施办法。我国在军、民领域逐步制定了一系列标准，比如，GB 3187—82《可靠性基本名词术语及定义》、GB/T 1772—79《电子元器件失效率试验方法》、GB 2689.1—81《恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则》、GJB/Z 299B—98《电子设备可靠性预计手册》、GJB 899A—2009《可靠性鉴定和验收试验》、GJB 450—88《装备研制与生产的可靠性通用大纲》等。同时，机械产品、计算机软件的故障和维修保障问题，在这一时期得到了重视，研究提出了大量的机械零部件的可靠性预计模型、分析方法和验证试验方案及非电子产品数据手册。
20世纪90年代至21世纪初，可靠性进入深入发展阶段。海湾战争后，美军推行采办改革，废止了部分可靠性标准，弱化了可靠性工作。在其后续新装备的研发过程中，可靠性相关问题频出，美国经过深刻反思，颁布相关的采办改革法，重新强调可靠性的重要性，将可靠性作为装备性能的关键要素，探索面向综合化、系统化和智能化装备特点的可靠性技术，借助集成化的软件工具开展可靠性工作，出现了PTC等集成化的软件工具，并在航空、航天、船舶等各领域得到广泛应用。
我国于20世纪90年代后深入开展可靠性技术和管理工作，组织制定和完善了可靠性及维修性的基础标准，逐步形成比较完善的可靠性及维修性标准体系，并成立了中国电子学会电子产品可靠性与质量管理专业委员会（中国电子学会可靠性分会）、全国军事技术装备可靠性标准化技术委员会等专业技术组织；进入21世纪后，国内对于可靠性工作的投入持续升温，大量开展装备定寿延寿试验技术、失效物理技术、通用质量特性综合应用技术、软件可靠性技术、网络系统可靠性技术等研究和实践；可靠性软件也从最初的预计分析工具逐步发展成为涵盖指标论证、方案优选、设计与分析、试验与评价的集成化、自动化、综合化的平台。
21 世纪初至今，可靠性进入新技术革命阶段。随着工业技术、信息技术等的不断发展和进步，新一代装备向集成化、体系化、智能化、模型化演进，可靠性工程技术也快速向前发展，同时也面临着新的要求和挑战。复杂系统科学是近年来人们关注的一个热点，特别是美国桑塔菲研究所的创始人乔治·考温（George Cowan）把这个问题提升到“21世纪的科学”的高度以来，人们对复杂系统科学的研究兴趣更是与日俱增，复杂系统可靠性逐渐成为可靠性工程需要解决的首要问题。2007年，系统工程国际委员会在其举办的国际研讨会上给出基于模型的系统工程（Model Based System Engineering，MBSE）的定义，从此，MBSE引起学术界和工业界的广泛关注，也推动着装备研制模式从传统的基于文本的系统工程向基于模型的系统工程转变，也促使可靠性工程技术向协同化、自动化甚至智能化方向发展。