复杂系统可靠性分析背景知识介绍

AaronSpark

可靠性的提出至今已经60多年了，它的发展可以分为三个阶段：

　　上个世纪30-40年代的初期发展阶段，这一时期经历了两次世界大战，战争中运输工具和武器装备的大比例因“意外事故”而失效，使得人们注意到并开始研究这些“意外事故”发生规律，这就是可靠性问题的提出。

　　到第二次世界大战末期，德国火箭专家R.Lussen首次把V-II火箭诱导装置作为串联系统，利用概率乘法，求出其可靠度为75%,标志着对系统可靠性研究的开始。

　　第二阶段，50-60年代可靠性技术发展形成阶段。这一时期世界上不少发达国家都注意到产品可靠性问题，并对可靠性问题进行了深入的研究，大体上确定了可靠性研究的理论基础以及研究方向。

　　1952年，美国军事部门、工业部门和有关学术部门联合成立了“电子设备可靠性咨询组”——AGREE(Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment)。并于1975年提出了《军用电子设备可靠性报告》。该报告首次比较完整的阐述了可靠性的理论及研究方向，从此可靠性研究的方向大体被确定下来。

　　1954年，美国召开了第一次可靠性和管理学术会议。1962年，又召开了第一届可靠性与可维修性学术会议及第一届设备故障物理学术会议。将对可靠性的研究发展到对可维修性的研究，进而深入到研究产品故障的机理方面。

　　60年代以后美国大约40%的大学开设了可靠性工程课程。

　　日本是在1956年从美国引进可靠性技术的。1958年日本科技联盟（JUSE）成立了可靠性研究委员会，1971年日本召开了第一届可靠性学术会议。日本虽然开展可靠性工作较晚，但其注意将可靠性技术推广运用到民用工业部门，取得了很大的成功，大大提高了其产品的可靠度，使其高可靠性产品，如汽车、彩电、冰箱、收录机、照相机等畅销全世界，也正是日本人率先预见到今后产品竞争在与可靠性。

　　英国1962年出版了《可靠性与微电子学》杂志 。同时法国国立通讯研究所也成立了“可靠性中心：，进行可靠性数据的收据与分析，并于1963年出版了《可靠性杂志》。
前苏联从1950年起开始注意到可靠性问题并开始对可靠性理论及运用进行研究。60年代初开始从技术上、组织上采取措施，提高产品可靠性，促进了可靠性技术的发展。

　　第三阶段，70年代以后。这一阶段是可靠性进一步发展的国际化时代。可靠性引起国际的高度重视。1977年国际电子技术委员会（IEC）设立了可靠性与可维修性技术委员会，负责协调各国的可靠性用语及定义、可靠性管理、数据的收集等。可靠性研究已经由电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械、动力、土木等一般产业部门，扩展到工业产品的各个领域。当今，提高产品的可靠性已经成为提高产品质量的关键。在全球化的趋势下，只是那些高可靠性的产品和企业才能在日趋激烈的市场竞争中幸存下来。不仅如此，现在国外还把对可靠性的研究工作提高到节约资源和能源的高度来认识，力求通过可靠性研究来延长使用期，通过有效的可靠性分析、设计达到有效利用材料、减少工时和产品轻便化。

AaronSpark

可靠性的发展阶段
　　 可靠性的提出至今已经60多年了，它的发展可以分为三个阶段：

　　上个世纪30-40年代的初期发展阶段，这一时期经历了两次世界大战，战争中运输工具和武器装备的大比例因“意外事故”而失效，使得人们注意到并开始研究这些“意外事故”发生规律，这就是可靠性问题的提出。

　　到第二次世界大战末期，德国火箭专家R.Lussen首次把V-II火箭诱导装置作为串联系统，利用概率乘法，求出其可靠度为75%,标志着对系统可靠性研究的开始。

　　第二阶段，50-60年代可靠性技术发展形成阶段。这一时期世界上不少发达国家都注意到产品可靠性问题，并对可靠性问题进行了深入的研究，大体上确定了可靠性研究的理论基础以及研究方向。

　　1952年，美国军事部门、工业部门和有关学术部门联合成立了“电子设备可靠性咨询组”——AGREE(Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment)。并于1975年提出了《军用电子设备可靠性报告》。该报告首次比较完整的阐述了可靠性的理论及研究方向，从此可靠性研究的方向大体被确定下来。

　　1954年，美国召开了第一次可靠性和管理学术会议。1962年，又召开了第一届可靠性与可维修性学术会议及第一届设备故障物理学术会议。将对可靠性的研究发展到对可维修性的研究，进而深入到研究产品故障的机理方面。

　　60年代以后美国大约40%的大学开设了可靠性工程课程。

　　日本是在1956年从美国引进可靠性技术的。1958年日本科技联盟（JUSE）成立了可靠性研究委员会，1971年日本召开了第一届可靠性学术会议。日本虽然开展可靠性工作较晚，但其注意将可靠性技术推广运用到民用工业部门，取得了很大的成功，大大提高了其产品的可靠度，使其高可靠性产品，如汽车、彩电、冰箱、收录机、照相机等畅销全世界，也正是日本人率先预见到今后产品竞争在与可靠性。

　　英国1962年出版了《可靠性与微电子学》杂志 。同时法国国立通讯研究所也成立了“可靠性中心：，进行可靠性数据的收据与分析，并于1963年出版了《可靠性杂志》。
前苏联从1950年起开始注意到可靠性问题并开始对可靠性理论及运用进行研究。60年代初开始从技术上、组织上采取措施，提高产品可靠性，促进了可靠性技术的发展。

　　第三阶段，70年代以后。这一阶段是可靠性进一步发展的国际化时代。可靠性引起国际的高度重视。1977年国际电子技术委员会（IEC）设立了可靠性与可维修性技术委员会，负责协调各国的可靠性用语及定义、可靠性管理、数据的收集等。可靠性研究已经由电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械、动力、土木等一般产业部门，扩展到工业产品的各个领域。当今，提高产品的可靠性已经成为提高产品质量的关键。在全球化的趋势下，只是那些高可靠性的产品和企业才能在日趋激烈的市场竞争中幸存下来。不仅如此，现在国外还把对可靠性的研究工作提高到节约资源和能源的高度来认识，力求通过可靠性研究来延长使用期，通过有效的可靠性分析、设计达到有效利用材料、减少工时和产品轻便化

AaronSpark

我国可靠性研究现状
　　我国对可靠性问题的研究起步较晚，最早也是由电子工业部门开展可靠性工作，在60年代进行了有关可靠性评估的开拓性工作，由于种种原因，直到70年代末、80年代初可靠性研究才重新受到重视，特别是八十年代初，伴随着全面质量管理的兴起，质量意识的深入，可靠性研究才逐渐被人们所认识。主要表现在以下几个方面：

　　（1） 行业相继成立了可靠性学术组织
　　1979年，中国电子学会成立了可靠性与质量委员会。1981年，中国数学学会成立了可靠性专门委员会。1984年，中国汽车工程学会设立了汽车可靠性专门委员会。1987年，中国机械工程专业管理委员会。此外，还成立了“中国电子元器件质量认证委员会“、”电子电工产品可靠性与维修性标准化委员会“等机构。

　　（2） 制定和颁布了一批可靠性标准
　　1982年颁布了第一个可靠性标准国标GB3187-82《可靠性基本名词术语》，1981年发布研制了第一个可靠性和实验系列标准国标GB2689-81《寿命实验和加速寿命实验》，根据其编写的
《可靠性实验及其统计分析》成为我国可靠性研究人员自行编制的具有较大影响的重要参考书
目。此外，还相续颁布了一系列国家标准如：GB5085-86《设备可靠性实验有关标准》，GB4885-85《正态分布完全样本可靠度单侧置信下限》等。

　　（3）召开相关会议
　　第一届发动机可靠性学术讨论会，筹办单位：北航，2000
　　湖南省线损、无功电压、可靠性会议召开，2001
　　第二届全国结构安全性与可靠性学术会议，2002
　　2002年全国可靠性学术交流会，大连，2002.10
　　学术交流主要集中在机械工程方面，可靠性分析的应用主要在航空、航天和军事方面。
因为我国的可靠性研究发展较晚，在理论和实践、运用方面都有待于进一步深入研究探讨。

AaronSpark

可靠性研究的必要性
　　近几年来，尤其是对于像核电站、大型化工厂、空间飞行器等这样复杂、高风险的系统，可靠性和安全性分析显得越来越重要。

　　印度博帕尔惨案，大量致命性毒气在联合碳化厂（union carbide factory）泄露，造成上千人丧生；

　　“挑战者”号航天飞机失事，导致上亿美元的经济损失和七名宇航员丧生。

　　可靠性评估技术是伴随航空工业和军事技术的应用而发展起来的，并很快应用到了其他一些领域。在核工业中，一直受到压力，要确实保证核反应对安全可靠运行；在电力工业中，希望不发生区域性故障或大规模事故而供给所需电能；以及诸如钢铁厂和化工厂等具有连续生产过程的工业中，如果系统失效就会导致巨大损失和闪置，等等。所有这些例子都与大规模系统、或者与故障会带来严重社会影响的系统相关联。现代可靠性评估技术还在家用器具、汽车工业以及故障不会造成多大社会经济影响的其它产品等更广阔的领域中得到了应用。提高产品的可靠性必须从设计、制造等方面开始，因此会使产品的设计费用、元件成本、制造成本增加，但是因产品减少了维修，提高了使用寿命，就总的经济效益来说将得到大幅度的提高。

　　复杂系统，如大型电站、大型客机、通讯网、铁路网、计算机网、雷达网、各种控制系统
等，尤其是人造卫星、大型火箭等的实际使用试验，要耗费巨资，且周期很长，所以全系统的实际使用试验次数一般很少．为了在很少的全系统使用试验后，使复杂系统能达到高可靠与高性能的要求，国外在50年代的中、后期总结出了金字塔式的试验程序，即对较“低级”的产品进行大量模拟试验以发现问题，并改进设计与工艺，为较“高级”产品的高可靠性奠定基础，“级”越高，则试验量越少．当系统做完模拟试验后，即使夏杂未统还未作使用试验，但对其可靠性已有了相当的了解了．故对复杂系统再做少量使用试验，就能对其可靠性作出保证．

　　随着人类社会经济的发展和科学技术的日新月异，可靠性作为产品质量和技术措施的一个最重要的指标早已受到世界各国的高度重视。任何产品和技术都是以可靠性为基础的，离开可靠性谈质量管理，安全生产都是不可能的，因为科学技术的发展本身要求高可靠性，现代工业生产过程需要贯穿可靠性，使用、维修阶段依赖可靠性。特别是随着科学技术的进步，人们设计、制造的产品逐渐由低级转向高级，由简单转向复杂，由局部转向整体。产品的高性能化，多功能化，大型化以及运用环境的残酷化决定了可靠性研究的发展趋向。大型系统、复杂系统的大量涌现迫切需要站在系统的角度研究可靠性，这是可靠性发展的必然结果，也是从经验教训中总结出的规律。系统不可靠会造成经济和人员的重大损失，也可能对国家的军事、政治声誉产生严重后果。在航空、铁路、公路等航运交通系统，因系统不可靠造成的重大事故是惨痛的，而化工厂、核电站、动力工厂以及各种动力装置的不可靠造成的环境污染也是极其严重的。从美国发射的“先锋号”卫星，由于一个价值2美元的元器件失效造成整个系统管理220万美元损失，到美苏合作发射的载人卫星，因返回器失灵造成宇航员丧命，从美国三里岛核电站放射性物质泄露造成严重污
染，到前苏联切尔若贝利核电站爆炸事件轰动全世界，无一不证明了可靠性研究必须长期、深入的进行下去。


现代系统的结构日趋复杂，功能日臻完善，对可靠性的要求也越来越高，达到高可靠性的难度也大大增加，所以系统可靠性成为不可忽视的重要问题，尤其是复杂系统。钱学森教授明确指出“在研究一个大而复杂的系统(不论是技术领域或经济领域)时就不能不考虑它的可靠性。不仅是其各个组成部分的可靠性．更要研究它们组成的整个系统的可靠性”。
80年代以来，系统可靠性分析工作迅速发展，例如：故障模式影响及危害性分析（FMECA）、故障树分析法（FTA）、系统的可靠性框图分析法、全概率公式法、蒙特卡洛法、GO法、事件树分析。

likuiming

目前可靠度理论已经进入瓶颈阶段。体系可靠度更是困难的问题。人们应该回过头来思考，是不是前辈大牛们的初衷就错掉了？仅仅是一点思考，目前没有具体的凭证和完备的依据。

icepoint

楼上高见
就像量子力学突破经典力学