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第 23 卷第 4 期 青岛建筑工程学院学报
. 23 . 4 2002 Journal of Q ingdao Institute
V o l N o
of A rch itecture and Engineering
三种可靠性理论模型及应用
陈立辉 宋年秀
(青岛建筑工程学院机械工程系, 青岛 266033)
摘 要: 简述了 3 种可靠性理论模型: 常规可靠性、稳健可靠性和模糊可靠性的基本概念, 以及各
自目前的工程应用状况, 分析了其优缺点, 并展望了 3 种可靠性理论的应用前景.
关键词: 常规可靠性, 稳健可靠性, 模糊可靠性
中图分类号: TB 114. 3
可靠性作为产品的一个基本属性, 是衡量产品质量的重要指标, 也是当今世界产品竞争成功与否的关
键所在. 研究可靠性与系统工程、环境工程、价值工程、工程心理学、质量控制技术、维修技术、生产管理与
使用管理技术及计算机技术等密切相关. 可靠性学科是一门新兴边缘学科, 它在提高产品质量、延长使用
寿命以及制定管理策略等方面取得了显著成就, 并成为工程设计、企业管理、决策以及产品运行维修等活
动中不可缺少的工具. 目前工程中研究的可靠性模型主要有常规可靠性、稳健可靠性以及模糊可靠性3
种.
1 常规可靠性
常规可靠性, 又称概率可靠性、经典可靠性, 即我们通常所讲的可靠性. 它是用概率定义的, 即产品在
规定的时间内、在规定的条件下完成规定功能的能力. 将其定量化则称之为可靠度, 也就是产品在规定的
时间内, 规定的条件下完成规定功能的概率. 与可靠度相对的是失效率. 如果一个产品失效的概率越低, 则
这个产品就越可靠. 如今, 常规可靠性理论的应用极为广泛, 在可靠性统计与试验方面, 对各种分布的研究
以及相应的点估计、参数估计、区间估计已日趋成熟, Bayes 估计理论也在发展完善, 可靠性试验规范和标
准已相继制定, 在可维修理论研究方面, 基于半马氏过程的各种可修复系统可靠性研究已很深入, 在系统
分析、网络分析理论、故障树分析(FTA ) 也发展得相当成熟, 关联、非关联系统的分析方法、系统可靠度
上、下限的估计技术、冗余技术等也已经在工程系统的设计、规划、管理中得到了广泛应用, 在软件可靠性
方面, 也研制了计算系统可靠度快速算法、系统可靠性数字仿真软件等软件包. 可以说常规可靠性理论在
其几十年的发展历史中取得了巨大成就, 在工程应用中也获取了显著成果.
但同时我们也可以看到, 常规可靠性由于其数学基础的局限性, 使得其在工程应用中存在着不小的障
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碍. 由于常规可靠性是以概率论和数理统计作为其数学基础的, 所以其包含着如下两个基本假设 :
( )
1 离散有限状态假设: 在离散逻辑基础上, 将系统指标的取值范围划分为若干部分, 每一部分标志系
统的不同性能水平, 即系统不同状态. 如在二态假设中, 系统只有两类状态: 要么完全正常, 要么完全故障.
(2) 概率假设: 系统可靠性行为可以完全地在概率范畴内刻画.
此外, 应用概率方法处理实际问题必须满足四个前提:
①事件明确加以定义; ②大量样本存在, 这是由大数定理决定的; ③样本具有概率重复性; ④不受人为
因素影响.
但在实际问题中, 许多情况下以上两种假设并不能成立, 4 个前提也往往不能同时满足, 这就促使人
收稿日期: 2002- 04- 16
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