我今天要报告的这个题目就是《可靠性理论简介》，主要讲讲可靠性理论的起源和发展，可靠性学科的重要性、学科性质和应用领域。可靠性理论的基本概念、基本模型和基本方法和可靠性理论的主要研究方向。 我准备分七个部分来讲：第一部分引言；第二部分可靠性理论的基本概念；第三部分元部件可靠性；第四部分系统可靠性；第五部分可修系统可靠性；第六部分可靠性工程的基本问题；第七部分一些重要的研究方向。 先来讲第一部分就是引言部分。先讲一下可靠性理论产生的背景。可靠性这个思想它朴素的思想是古已有之，就是农民的播种，这是几千年了，两千年以前。农民播种的时候就已经知道这个种子是完全可靠的，在播种的时候农民刨一个坑，如果说每一个坑需要有一株苗，那么农民在下种的时候根据他们的经验往往不是下一粒种子，往往是下两粒或者是三粒根据种子的质量情况。为什么要这样呢？他们担心万一播种下去以后如果播了一粒种子，它长好了长一棵苗，如果这个种子是坏的，那么这个以后还要补种。这不仅是时间上的浪费，更麻烦的是很可能错过了播种的季节。这就使得整个播种带来了很多麻烦，所以宁愿播两粒或者是三粒种子，然后事后如果都长出苗来了再通过减苗的方法去掉长得比较差的一些苗留下一个最好的苗。这个本身就包含了对于可靠性这样一个概念的理解，这是很早就有这样的概念。 但是作为学科起源真正提到日程上来的是到了上个世纪的30年代，那个时候主要有三方面。一个是关于机器维修方面的，那是跟那个排队论有关系的一个方面，有关机器问题维修的研究。第二是关于更新问题的研究。还有一个是关于材料类疲劳寿命研究。这三个方面可以认为是可靠性的一个学科最原始的起源。 那么真正提到日程上来是40年代第二次世界大战的时候，那个时候德国在研制那个V—1、V—2型火箭，它在1943年、1944年的时候刚开始火箭能够达到飞往人登上空的话只有30%能够达到目标。那个时候就已经开始认识到控制系统可靠性的重要性了。那么经过研究，他们后来能够达到75%以上，就是可靠性能够达到75%以上，并且从那个时候第一次用科学的方法对这个火箭进行了可靠性评估。美国当时在打仗高潮的时候，美国很多远东战略轰炸机已近半数难以飞行，其中电子设备有50%发生故障，仅有30%能够有效工作，所以促使了美国组织力量对电子设备的可靠性进行研究。 那么到50年代的时候真正变为了可靠性的学说，一个重要的标志就是1957年美国国防部成立了一个电子设备可靠性咨询组来研究电子设备。原因是由于朝鲜战争中间，美国在1952年成立了一个小组战略性进行研究。一直到1957年，国防部的咨询小组出了一个研究报告。这个研究报告，我们一般认为是可靠性建立学科的一个起点。因为当时这个报告里面的一些内容和那些方法、一些概念一直到现在是大家都承认的，都在运用，所以认为这个报告是建立这个学科的标志。 可靠性成熟的一个标志是60年代，美国阿波罗登月计划的成功。阿波罗登月计划显示了可靠性建设的有效性，一般他们共同认为这个计划是可靠性的充分体现，所以认为可靠性是阿波罗计划成功的关键。到70年代，最成功的例子是可靠性理论的故障式分析法叫STA成功的应用于核电站的安全性和风险分析。 那么从50年代到60年代中间，在全世界美国、德国、苏联、英法，包括中国都进行了可靠性的普遍应用。那么从军事装备扩展到民用产品，特别到了民用产品特别是像日本的家用电器的可靠性，大家都深有体会，它的可靠性比较高。因为它全面的把可靠性的理论应用到家用电器上。那么同时在各个工程里面都开始了可靠性的研究和应用，这个领域包括电子电力、航空航天、机械、核能、化工、船舶、电工等等，在每一个领域里面都有大量的可靠性的工作。 工作的简单情况是这样，我们起步也是很早的，在60年代初四机部也就是现在的电子部已经成立了可靠性与环境实验研究所专门从事可靠性和环境实验方面的研究。同时七机部就是现在的航天部组织了一批科学家，包括科学院或者是高校的一些研究人员进行攻关。当然攻关范围很广，可靠性也是其中一个重要内容。尽管起步比较早，到后来因为我们国家文革的原因，这个方面的工作比较落后了。 到70年代中，在两个方面开始逐步分析，科学院和像北大等等一些高校组织了一些讨论班，特别在可靠性统计方面有一个全国性的比较固定的讨论班，为后来的可靠性统计打下了很好的基础。 另外一个方面，也是在70年代中以后有一部分研究机构跟高校的老师们开始对系统可靠性的理论进行了研究，所以在70年代以后，我们国家在可靠性统计和系统可靠性方面有很多理论研究成果，真正开始在一些刊物上发表。这些研究都为以后我们国家可靠性的理论和可靠性工程全面展开打下了很好的理论基础。 1979年的时候，中国电子学会可靠性专业委员会

下面讲讲可靠性理论的重要性。现代军事装备它们的特点一个是因为要完成工种越来越多，所以说系统越来越复杂。而我们大家都知道组成系统的元部件越多往往这个系统越容易发生问题，就是说元件越多往往可靠性越低。这样的话，可靠性跟复杂性之间形成了非常严重的一对矛盾。本来为了工种多就要复杂，结果复杂了不可靠了，这个复杂就失去意义。怎么来处理这对矛盾性和可靠性之间的矛盾？就需要有一套系统理论进行指导，能够使得复杂性不是使得可靠性下降，而是复杂性能够使得可靠性提高。比如说电脑，一台电脑可能容易出毛病，我用两台电脑进行工作，一台坏了，我另外一台也工作，当然提高了可靠性能。通过增加复杂性来提高可靠性，但是这种提高是有限度的，因为你有成本问题，还有重量问题，那么怎么来处理好这对矛盾？特别有些现代军事装备需要上天的，那么重量不仅是一个经济成本的问题，你不能太重，不能有很多电脑很多控制系统，这个显然不行。怎么用理论的指导综合的平衡复杂性与可靠性之间的问题？这是可靠性理论的重要性的内容之一。 第二就是现代技术装备的重要特点就是更新换代特别快，而研制周期非常长，特别是一些尖端武器设备。这对矛盾是非常尖锐的一对矛盾。现代，尤其是军事技术装备研制过程是一场重实践、重设备的，它禁不起这么大的反复，所以也需要有一整套科学方法做指导，要把可靠性的思想、理念、方法贯穿于研制、生产、使用、维修的全过程。因此，复杂设备的可靠性成了相当严重而迫切需要解决的问题。