系统可靠性设计与分析(三)序言:可靠性的……

讲师风采
孙惠中
讲师简介:
孙惠中,1937年9月生,江苏张家港市人。现为中国科学院空间科学与应用研究中心研究员、主任设计师、总体研究室主任、兼任中国运筹学会可靠性学会常务理事、中国现代设计法研究会可靠性学会理事、中国民主同盟北……
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系统的可靠性设计是指在遵循系统工程规范的基础上,在系统设计过程中,采用一些专门技术,将可靠性"设计"到系统中,以满足系统可靠性的要求。它是根据需要和可能,在事先就考虑产品可靠性诸因素基础上的一种设计方法。系统可靠性设计技术是指那些适用于系统设计阶段,以保证和提高系统可靠性为目的的设计技术和措施。它是提高系统可靠性的行之有效的方法。
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孙惠中:下面来简单讲一讲可靠性的几个属性,首先可靠性是一个概率,产品在规定时间规定条件完成规定功能的概率,从这个角度讲,因为可靠性是个概率,所以可靠性是应用数学,特别是对概率统计。但是实际上我们讲第二章我们要详细讲,我们所谓的计算可靠实际上要计算概率,就是计算概率。所以从这个意义上讲,可靠性它是一种应用数学,一种概率统计在具体工程上的应用。但是我们也不能光从理论的角度来考虑问题,比如我现在举一个例子,我们的航天测控系统,航天测控系统是好多年之前的事情了,我再一次参加学术会议的时候遇到 的问题,我们的航天测控系统它有好多测控站,控制中心,测控站,还有好多遥测车做成的。我们当时有一个同志他算出来,所有测控系统把它完成任务的时间,和他所用的电子元器件数量进行计算,计算出来之后也是用于我们航天测控系统电子系统的电子元器件它的失效率是10的53次方,大家想一想,目前在前几年世界上没有失效率那么低,可靠性那么高的元器件,根本不存在这个元器件。那么它的问题是什么呢?它在哪儿呢,跟大家一说就清楚,因为所有的航天的测控系统都有备份的,两部车完成统一,三部车完成统一,有备份的。那么你把备份都搞成全力系统,都搞成算的话,备份有备份的算法,你都搞成代份算的话,这个算出来当然高了。所以它的错误在哪里,这说明什么问题呢?因为可靠性是一种概率,所以它就是一个应用数学,概率统计的计算并不能代替功能的评价,10的53次方的元器件,世界上有这个东西吗,现在当然有了以前没有。这个结果如果你要仔细分析一下它就有问题了,实际上用的也不是可靠度那么高的元器件,用的也没有那么高,他怎么就算出来这个结果呢,问题就在于它把所有的并列系统,都按全力系统来算了,算的结果是这样,这个说明的就是计算的结果,统计应用的结果,还要用工程的逻辑来加以评估,来加以判断,这是第一个问题。 第二个问题像可靠性,是人们对事物一种认识水平,这个怎么讲呢?我讲一个简单的例子,从哲学角度来讲,可靠性它是一个程序性,它是带有程序性了,不是因果的,它是程序的不是因果的,不是1+1=2,有因必然有果,是一个肯定的事情,它是个程序的事件。怎么说呢?我下面来举一个例子,比如说我们载人航天飞船要发射了,发射了之后我们假设一个事件,发射之前我们的航天员问我们的总设计师,我这次上天去有问题还是没有问题,这个总设计师没法回答你的,为什么呢?因为他算出来,比如说我刚才说的假设可靠度0.9,这什么意思呢?我这个发射飞船打十发,肯定有九发是成功的,有一发是不成功。它的可能性,换句话说你这一枚火箭打上去,到底是成功还是不成功,我只能告诉你你成功的可能性,成功的概率是90%,不成功的概率是10%。那么你打上去到底是10%还是90%,谁也回答不了这个问题,这就是可靠性的巧妙之处。好多人学可靠性、研究可靠性,往往这个概念都不清楚。问他寿命是不是,什么时候它会坏是肯定的,对,是肯定的,不是那个问题。这个说明什么呢?说明我们可靠性是人们对事物的认识水平,十个要打的话,九成是成,还有一成是不成的,我只能告诉你这个。至于你这枚成不成,我没法告诉你,航天员坐的这门火箭,成也好、败也好,都符合我的要求,为什么呢?我在讲的细致一点,一共打十发,你这一发坏了,你前面打的、后面打的一共加起来十发里面,只有你这发坏了,那九发都是成功的。这是一个小概率事件,但小概率事件还是会发生的,天上的卫星成百上千的卫星在转,你说天那么大它会碰上吗?它偏偏碰上了,不只一次,碰上好几次了,这也是小概率事件。 第三个问题是可靠性的统计意义,我刚才已经说了,可靠性一批产品里面可靠性90%,到每一个时间可靠性都是90%,只能说明到每一个时间为止,在这个时间点上面十个产品里面,有九个是好的,有一个是坏的,只能说明这个,至于哪一个是好的,哪几个好,哪几个坏,都说不清楚。反正这十个里面有九个是好的一个是坏的,所以这是它的统计意义。那么这一个产品来讲,只能说这个产品经过一段时间运行之后,只能说它的可靠性,它成功的概率就是可靠的,不成功的概率就是它的不可靠的。只能说它可能性,它可能性成功的可能性是多少,失败的可能性是多少,不能绝对的,不能说它就是成功的或就是失败,说不清楚的。 第四,像广义可靠性,广义可靠性我们讲的,我们实际上讲的可靠性一般来讲是不可修系统,我刚才讲了,我研究了上天的产品,上了天是不能修的,所以它的可靠性叫做不可救系统,不可修的电子系统。狭义的可靠性就是指不可修系统,广义的可靠性一般包括的就多了,比如说可修系统、维修性,还有载人的、安全性,还有地面站,还有雷达站,它要求可用性,可用性修了之后随时启动,启动十次有几次成功的,这是可用性的问题,这是广义可靠性的问题。

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