目录
摘要................................................... I ABSTRACT .................................................. II 1可靠性技术发展的历史，现状及趋势.. (1)
1.1可靠性技术发展的历史 (1)
1.2可靠性技术发展的现状 (3)
1.3可靠性技术发展的趋势 (4)
2可靠性技术研究的重要意义，举例说明 (4)
2.1产品的可靠性与企业的生命、国家的安全 (4)
2.2产品结构复杂化要求有很高的可靠性 (5)
2.3产品更新速度的加快，使用场所的广泛性、严酷性要求有很高的
可靠性 (5)
2.4产品竞争的焦点是可靠性 (5)
2.5大型产品的可靠性是一个企业、一个国家科技水平的重要标志5 3可靠性设计技术现状及应用 (5)
3.1可靠性要求 (6)
3.2选择和确定可靠性参数及指标的依据和要求 (6)
4可靠性预计 (7)
4.1可靠性预计目的 (8)
4.2可靠性预计程序 (8)
4.3电子设备可靠性预计方法 (8)
5可靠性分配 (9)
5.1可靠性分配目的 (9)
5.2研制阶段不同时期可靠性分配方法的选择 (9)
5.3可靠性分配准则 (10)
5.4可靠性分配注意事项 (10)
6可靠性预计、分配工作流程 ( 见下图) (11)
7可靠性与安全性 (11)
结束语 (12)
致谢 (13)
参考文献 (14)
可靠性工程技术认识
摘要
本文是从可靠性的诞生开始，阐述了可靠性在各个时代的理论和应用上的状态；介绍了可靠性的基本内容、发展过程、研究现状和方法的各自特点；并提出了未来系统可靠性发展可能存在的问题。同时对在可靠性工程技术中可靠性的定义、可靠性指标的选用、可靠性预测、可靠性分配、可靠性预计、分配工作流程等内容的介绍及初步分析。
关键词可靠性/定义/基本内容/研究现状
RELIABILITY ENGINEERING
TECHNOLOGY
ABSTRACT
This article begins with the birth of reliability, this paper expounds the theory and application of reliability in all times on the state; This paper introduces the basic content, development process, the reliability of the research status and method of characteristics; And put forward the possible problems in the development of the future system reliability. The definition of reliability in reliability engineering technology, selection of reliability, reliability prediction and reliability distribution, reliability prediction and allocation is introduced and a preliminary analysis of work flow, etc.
KEY WORDS Basic content,reliability,definition,research status
1可靠性技术发展的历史，现状及趋势
1.1可靠性技术发展的历史
可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性又可分为两种：一种是固有可靠性，是指产品在设计、制造过程中，产品对象已经赋予的固有属性，这部分的可靠性是在产品在设计开发时可以控制的；一种是使用可靠性，是指产品在实际使用过程中表现出来的可靠性，除了固有可选性的影响因素外，还需要考虑产品安装、操作使用、维修保障等各方面因素的影响。
可靠性和质量不可分离，其前身是伴随着兵器的发展而诞生和发展。在公元前26世纪的冷兵器时期，到1703年英法两国完全取消长矛为止，前后经历了4000年发展成长的漫长过程中，人类已经对当时所制作的石兵器进行了简单检验。在殷商时代已有的文字记载中，就有关于生产状况和产品质量的监督和检验，对质量和可靠性方面已有了朴素的认识。热兵器的成熟期在国际上二战时期德国使用火箭和美国使用原子弹为标志。当时，德国发射的火箭不可靠及美国的航空无线电设备不能正常工作。德国使用V-2火箭袭击伦敦，有80枚火箭没有起飞就爆炸，还有的火箭没有到达目的地就坠落；美国当时的航空无线电设备有60%不能正常工作，其电子设备在规定的使用期限内仅有30%的时间能有效工作。二战期间，因可靠性引起的飞机损失惨重，损失飞机2100架，是被击落飞机的1.5倍。
其实，与可靠性有关的数学基础理论很早就发展起来了。可靠性最主要的理论基础概率论早在17 世纪初就逐步确立；另一主要基础理论数理统计学在20世纪30 年代初期也得到了迅速发展；作为与工程实践的结合,除了三、四十年代提出的机械维修概率、长途电话强度的概率分布、更新理论、试件疲劳与极限理论的关系外，1939 年瑞典人威布尔为了描述材料的疲劳强度而提出了威布尔分布，后来成为可靠性最常用的分布之一。德国的V-1火箭是第一个运用系统可靠性理论计算的飞行器。德国在研制V-1火箭后期，提出用串联系统理论，得出火箭系统可靠度等于所有元器件、零部件乘积的结论。根据可选性乘积定律，计算出该火箭可靠度为0.75。而电子管的可选性太差是导致美国航空无线电设备可靠性问题的最大因素。于是美国在1943年成立成立电子管研究委员会，专门研究电子管的可靠性问题。
所以，二十世纪四十年代被认为是可靠性萌芽时期。到了20世纪中期，是可靠性兴起和形成的重要时期。为了解决电子设备和复杂导弹系统的可靠性问题，美国展开了有组织的可靠性研究。其间，在可靠性领域最有影响力的事件是1952年成立的电子设备可靠性咨询小组（AGREE），它是由美国国防部成立的一个由军方、工业领域和学术领域三方共同组成的、在可靠性设计、试验及管理的程序及方法上有所推动的、并确定了美国可靠性工程发展方向的组织。AGREE组织在1955年开始制订和实施从设计、试验、生产到交付、储存和使用的全面的可靠性计划，并在1957年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告，从9方面全面阐述可靠性的设计、试验、管理的程序和方法，成为可靠性发展的奠基性文件。这个组织的成立和这份报告的出现，也标志着可靠性学科发展的重要里程碑，此时，它已经成为一门真正的独立的学科。
可靠性工程全面发展的阶段是在此后的十多年——20世纪60年代。随着可靠性学科的全面发展，其研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门。在这十年中，美国先后开发出战斗机、坦克、导弹、宇宙飞船等装备，都是按照1957年AGREE 报告中提出的、被美国国防部和国家航空航天局认可的一整套可靠性设计、试验和管理的程序和方法进行设计开发的。此设计试验管理程序和方法在新产品的研制中得到广泛应用并发展、检验，逐渐形成一套比较完善的可靠性设计、试验和管理标准。此时，已经形成了针对不同产品制订的较完善的可靠性大纲，并定量规定了可靠性要求，可进行可靠性分配和预测。在理论上，有了故障模式及影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）。在设计理念上，采用了余度设计，并进行可靠性试验、验收试验和老练试验，在管理上对产品进行可靠性评审，使装备可靠性提升明显。美国的可靠性研究使其在军事、宇航领域装备可靠性大大增加。在此十年期间，许多其他工业发达国家，如日本、苏联等国家也相继对可靠性理论、试验和管理方法进行研究，并推动可靠性分析向前迈进。
二十世纪七十年代，可靠性理论与实践的发展进入了成熟的应用阶段。世界先进国家都在可靠性方面有所应用。例如美国建立集中统一的可靠性管理机构，负责组织、协调可靠性政策、标准、手册和重大研究课题，成立全国数据网，加强政府与工业部门间的技术信息交流，并制定了完善的可选性设计、试验及管理的方法和
程序。在项目设计上，从一开始设计对象的型号论证开始，就强调可靠性设计，在设计制造过程中，通过加强对元器件的控制，强调环境应力筛选、可靠性增长试验和综合环境应力可靠性试验等来提高设计对象的可靠性。
八十年代开始，可靠性一直向更深更广的方向发展。在技术上深入开展软件可靠性、机械可靠性、光电器件可靠性和微电子器件可靠性的研究，全面推广计算机辅助设计技术在可靠性领域的应用，采用模块化、综合化和如超高速集成电路等可靠性高的新技术来提高设计对象的可靠性。可靠性在世界得以普遍应用和发展。
到了二十世纪九十年代，可靠性在向着综合化、自动化、系统化和智能化的方向发展。综合化是指统一的功能综合设计而不是分立单元的组合叠加，以提高系统的信息综合利用和资源共享能力。自动化是指设计对象具有功能的一定自动执行能力，可提高产品在使用过程中的可靠性。系统化是指研究对象要能构成有机体系，发挥单个对象不能发挥的整体效能。智能化将计算技术引入，采用例如人工智能等先进技术，提高产品系统的可靠性和维修性。
1.2可靠性技术发展的现状
可靠性发展也是在从单一领域的研究发展到结合各个学科门类中相应的研究，形成多学科交叉渗透。上世纪四十年代初期到六十年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期；六十年代到八十年代，是结构可靠性理论得到了发展并已较为成熟的时代。结构可靠性理论是涉及多学科并与工程应用有密切关系的学科，对结构设计能否符合安全可靠、耐久适用、经济合理、技术先进、确保质量的要求，起着重要的作用。它运用了概率论、数理统计、随机过程等数学方法处理工程结构中的随机性问题，以应力-强度分布干涉理论为基础，涉及到结构随机可靠度的基本概念、原理和相关基本算法，如今可靠性理论与优化理论结合的可靠性优化技术已成功应用在结构和产品设计中，并产生了明显的经济和社会效益。九十年代，人可靠性分析方法的研究趋于活跃，许多学者将人工智能、随机模拟、心理学、认知工程学、神经网络、信息论、突变论、模糊集合论等学科的思想应用到人可靠性分析中，出现了人可靠性心理模型、人可靠性分析综合认知模型、人模糊可靠性模型、人机系统人失误率评估的动态可靠性技术以及计算机辅助人可靠性分析等。可靠性在电力系统中也得以广泛应用，目前的研究几乎涉及到电力系统发电、输电、配电等各方
面，可靠性分析也正逐步成为电力系统规划、决策的一项重要的辅助工具。在电子领域，现有的绝大多数可靠性数学模型和研究方法是以电子产品为最初对象产生和发展起来的，所以目前对电子产品的可靠性研究不论从可靠性建模理论、可靠性设计方法、失效机理分析、可靠性试验技术及数据统计方式等均已趋向成熟。另外，在机械、汽车、电力等领域，可靠性也发挥着不可替代的作用。
1.3可靠性技术发展的趋势
可靠性成为一门独立的学科仅仅四十多年，已经取得了很大的成就，但其在发展研究上也有亟待解决的问题。首先，目前对电子产品的可靠性研究已较成熟，对机械系统的可靠性研究要晚，由于机械零件的失效模式和电子元件相比有很大差别，机械系统的构成也不同于电子系统，机械系统的受载方式更为复杂，其失效的影响因素也更为多样，至今还没有数学模型和分析方法可直接用于机械系统进行可靠性研究。目前应用于机械系统的可靠性分析方法基本沿用以电子元件或设备为对象总结出来的可靠性方法，这就有可能导致对机械系统的可靠性分析与设计走入误区。其次，如何在小样本条件下确定系统的可靠性参数是一个迫切需要解决的问题。最后，常规的可靠性理论是在二态假设和概率假设基础上建立的，但在可靠性工程实际中,很难满足上述两个基本假设，用常规可靠性理论进行系统评价并不能完全反映实际情况。总之，系统可靠性从诞生、发展到应用已经逐步向着各学科渗透，但在现代科技飞速发展的时期，系统可靠性在理论和研究模式上还有欠缺，需要结合其他理论如模糊理论、人工智能等，使可靠性理论、试验和管理能够更成熟、更完善。
2可靠性技术研究的重要意义，举例说明
2.1产品的可靠性与企业的生命、国家的安全
（1）中国两弹一星成功的经验——可靠性
（2）二战中美军空军飞机由于技术故障造成的事故高于被击落的损失
（3）1979年3月28日美国三漓岛核电站发生放射性物质泄漏
（4）1984年12月美国联合碳化物公司（印度）农药厂毒气泄漏事故
（5）1986年4月苏联切尔诺贝里核电站发生爆炸
2.2产品结构复杂化要求有很高的可靠性
美国：F-105战斗机，投资2500万美元，可靠度从0.7263提高到0.8986，每年节省维修费用5400万
2.3产品更新速度的加快，使用场所的广泛性、严酷性要求有很高的可靠性
1986年1月28日美国航天飞机“挑战者”号，在发射后进入轨道前，因助推火箭燃料箱密封装置在低温下失效，使燃料溢出发生爆炸——7人死亡，12亿美元损失。
2.4产品竞争的焦点是可靠性
(1)日本：将可靠性作为企业的主要奋斗目标
(2)美国：认为世界产品竞争的焦点是可靠性
(3)苏联：将可靠性纳入25年发展规划
(4)某越野车可靠性对比试验：9台国产车，3台奔驰车
(5)无故障运行里程：国产车：380km—880km；进口车：28000km。
2.5大型产品的可靠性是一个企业、一个国家科技水平的重要标志
(1)1969，美国阿波罗飞船登月成功，美国宇航局将可靠性工程列为三大技术成就之一。
(2)山峡工程大坝合拢时，使用的全部车辆为进口产品。
(3)“神州5号”飞船成功的关键是解决了可靠性工程，其可靠性指标达到0.97，航天员安全性指标达到0.997.，
3可靠性设计技术现状及应用
一直以来，人们认为产品性能好则质量好。单纯追求性能。而对产品的可靠性、维修性及寿命周期费用未予重视。产品性能的先进性是至关重要的，而可靠性、维
修性是性能先进性得以持久保持保证。
通过设计奠定产品的可靠性础，研究在设计阶段如何预测和预防各种可能发生的故障和隐患，使其达到规定的定性或定量的可靠性目标值。
3.1可靠性要求
产品可靠性要求分为定量要求和定性要求两种。它是进行可靠性设计的依据，应在有关的文件中加以明确。
(1)可靠性定性要求。一般可分为两类：设计要求和分析要求。在定量设计和分析缺乏大量数据支持的情况下，提出定性设计和定性分析要求，并加以实现。a )定性设计要求一般是指在产品研究过程中要求采取的可靠性措施，以保证提高产品的可靠性。如：制定贯彻可靠性设计准则、简化设计、冗余设计、降额设计等。b )定性分析要求一般是指在产品研制过程中要求采取的可靠性分析手段，以保证提高产品的可靠性。如故障模式和影响分析 ( F M E A) 、故障树分析( F T A ) 。
( 2 )可靠性定量要求。可靠性定量要求是确定产品的可靠性参数、指标及验证时机和验证方法，以便在设计、生产、试验验证、使用过程中用量化方法评价或验证产品可靠性水平。技术指标的重要组成部分，应存系统或产品的研制任务书或技术合同中明确规定。同时也要合理而明确地确定产品的敞障判据才能使可靠性定量要求得以正确实施。
（3）理解要求。a)设计目标要求：设计必须满足的要求。在合同中规定的可靠性定量要求 ( 如R n 、M T BF )。b)验证要求：即最小接受值。按标准的统计试验方案必须达到的要求 ( 如M T B F L 、R L )。验证可以是试验验证、使用验证或综合评估。c)故障判据：即什么是故障，合同双方要明确。
3.2选择和确定可靠性参数及指标的依据和要求
(1)选择可靠性参数的依据
(2)确定可靠性指标的依据.应根据需要与可能，经综合权衡后确定.a)需要：指考虑使用方的需求，产品的重要程度。b)可能：指考虑国内外类似产品实际达到的可靠性水平，当前研究中所采取的技术对可靠性的影响，国内的技术基础和生产水平以及研制装备的费用、进度、预期的使用和保障等约束条件。
(3)参数、指标确定的程序
产品可靠性参数、指标确定的程序
4可靠性预计
4.1可靠性预计目的
(1) 将可靠性预计结果与可靠性指标要求进行比较，审查设计是否能达到任务书要求的可靠性指标或确定可靠性要求是否合理。
(2)在产品可靠性论证阶段，通过可靠性预计，可对不同的设计方案进行比较，选择最优方案。
(3)在产品设计阶段，通过可靠性预计，发现设计中的簿弱环节，改进产品设计，提高其可靠性。
(4)为可靠性增长试验、验证试验提供依据。
(5)为产品可靠性分配和权衡提供依据。
4.2可靠性预计程序
(1)明确产品可靠性结构的定义，即产品功能、任务、结构组成等。
(2)明确产品工作条件和故障判据。
(3)画出可靠性框图、建立产品可靠性数学模型。
(4)预计各功能单元可靠性 R i 。
(5) 按产品可靠性数学模型预计产品的可靠性 R ( t ) 。
4.3电子设备可靠性预计方法
电子设备最大的特点是寿命服从指数分布，即故障率是常数，
(1)元器件计数法是一种简单而又快速的预计方法。适用于电子设备方案论证和初步设计阶段。具体计算过程是：先计算设备中每一类元器件的数量和型号，再用该类元器件的通用故障率乘以
元器件数目和该类元器件的质量等级系数，最后把各类元件的乘积累加起来，即得到部件( 或设各) 的故障率。
(2)元器件应力分析法适用于电子设备详细设计阶段，已具备了详细的元器件清单、电应力比、环境温度等信息。应力分析法的基本原理是通过元器件应力分析出的温度及负荷系数呈函数关系的基本故障率九，考虑各种因数的影响，引进系数，将其与基本失效率相乘，得出实际故障率。再根据实际故障率,元器件的种类、
数量及可靠性框图，计算出设备的可靠性。
应力分析法具体步骤如下：
a)将所有元器件按功能单元分类，全部列入元器件应
力分析计算表；
b)确定所列的元器件的电应力；
c)确定元器件的工作环境温度( ℃) ；
d)确定元器件的质量等级：
e)计算元器件基本失效率；
f)根据元器件的种类、质量、应用条件、环境选定修
正系数；
g)根据元器件失效率模型计算元器件的应用失效率
h)根据功能单元的可靠性数学模型确定功能单元的失效率；
i)用功能单元的可靠度代入部件( 或系统) 的可靠性数学模型，求得部件( 或系统) 的可靠度。有关电子元器件可靠性预计详细资料可查阅国家标准G J B 2 9 9 A( B 、C) 。
注意：要求一般预计值0 = l .2 5 o Q 表示设计目标值：0指平均寿命，即M T B F ) 。
5可靠性分配
5.1可靠性分配目的
将系统的可靠性目标值合理地分配给各构成单元。例如，对于电子产品是将总的可靠性指标按系统~装置 (子系统)一模块 ( 组件)一元器件这样的层次进行分配。对于机械产品是将整机的可靠性指标分配到各总成，再将总成的指标分配到各部件、零件。分配到每一部分的指标即是这一部分的可靠性设计目标值。
5.2研制阶段不同时期可靠性分配方法的选择
具体进行可靠性分配时，首先必须明确设计目标、限制条件，系统的可靠性模型及有关同类产品的可靠性预测数据等信息。随着设计工作的不断深入。可靠性
模型的逐步细化，则采用的可靠性分配模型也应有所不同。具体可参见下
表：
不同研制阶段可靠性分配方法的选取
5.3可靠性分配准则
(1)对于复杂度高的子系统、设备等，应分配较低的可靠性指标；
(2)对于技术上不成熟的产品，分配较低的可靠性指
标；对于技术上成熟的产品，分配较高的可靠性指标；
(3) 对于处于恶劣环境条件下工作的产品，分配较低的
可靠性指标；
(4)当把可靠度作为分配参数时，对于需要长期工作的
产品，分配较低的可靠性指标；
(5)对于重要度高的产品，分配较高的可靠性指标；
(6)对于可达性差的组件，分配较高的可靠性指标。
5.4可靠性分配注意事项
(1)可靠性分配应在研制阶段初期进行；
(2)可靠性分配应反复多次进行；
(3)为减少可靠性分配的重复次数，在规定的可靠性指标的基础上，可考虑留出一定的余量；
(4)必须按产品成熟期规定值 ( 或目标值)进行分配。
6可靠性预计、分配工作流程 ( 见下图)
7可靠性与安全性
可靠性就是产品在规定的条件和规定的时间内不出现故障或者能够保持正常工作的概率，也就是说可靠性高的产品出现故障的机率小点，平均运行时间长点。安全性技术，就我的理解是人们应用世界的普遍规律和客观真理来保证人类社会中各种活动、事件不对人类或者自然界造成伤害的技术。其次，可靠性技术和安全性技术它们各自使用的领域也是不同的，据我所知，可靠性工程是一门探“因”究“理”：分析出事情（故障）发生原因及机理并保证产品或系统不出故障和尽量少出故障的技术。而安全性技术是研究怎样避免人的伤亡的技术。再次，产品或系统具有可靠性是其能够安全运行的基础和前提，但是可靠性解决的是尽量避免安全事故的发生和强“质”保“安”，提高产品质量，尽可能保障产品安全性，它并不能彻底的防止安全事故的产生，也就是可靠不一定安全，但安全一定可靠。由此可见二者具有同等重要的关系，甚至在某些情况下可靠性更加重要一点。
结束语
可靠性工程技术是为了提高产品的可靠性要求而发展起来的新兴科学，是一门综合了统计学、概率论、控制论、计算机技术等众多科学成果，以提高产品的可靠性为出发点的边缘科学。它着重研究产品或系统的故障原因、处理和预防措施，提高产品的可靠性，延长使用寿命、降低维护费用、提高产品的使用效益。本文大部分为网上摘抄内容，仅供参考，主要为熟悉本科论文写作格式要求而作。
致谢
参考文献
【1】王隆太.先进制造技术.机械工业出版社，2003，9
【2】Feng Peian，Qiu Ojngying，乳a1．Research onGeneralized Optimization Process for M echanicalProduet[J]．中国科学(英文版)，1999(4)
【3】盐见弘：《可靠性工程基础》，科学出版社，1983
【4】盐见弘：《信赖性工学入门》，1979
【5】lioyd david k&lipow myron ,reliability:mana-ement,methods and mathematics newjersey,prentice-hall.1962
【6】王秉刚：《汽车可靠性工程方法》，1993-01
东北农业大学成人教育学院考试题签 可靠性工程（A） 一、填空题（每空1分，总分40分） 1、软件可靠性是指在（）和（）软件完成（）的能力。所谓规定的条件是指软件所处的（）、（）及其（）。 2、软件可靠性定义与时间密切相关，（）、（）、（）是最常使用的三种时间度量。 3、某软件系统由6个顺序执行的模块构成，该软件系统成功运行的条件是所有模块都成功执行，假设该软件系统失效率的目标值为0.01失效数/小时，那么，分配到6个模块的失效率指标分别为：λi=（）失效数/小时。 4、一般地，软件的可靠性要求可分为（）和（）两类。 5、一般地，软件可靠性模型的评价体系由（）、（）、（ ）、（）、（）、（）等要素构成。6、软件可靠性工程研究和实践的三个基本问题分别是：（）、（）、（）。 7、在严格遵循软件工程原理的基础上，为了保证和提高软件的可靠性，通常在软件设计过程中还采用（）、（）、（）设计和（）等软件可靠性设计方法。 8、软件可靠性设计准则是长期的软件开发实践经验和可靠性设计经验的总结，使其（）、（）、（），成为软件开发人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求。 9、一般地，软件容错的基本活动包括（）、（）、（）、
（）和（）等容。 10、在配合硬件系统进行软件的健壮性设计时，通常应考虑（）、()、()、()、()、()、( )等因素。 二、判断题（每题1分，总分10分） 1、软件缺陷是由于人为差错或其他客观原因，使得软件隐含导致其在运行过程中出现不希望或不可接受的偏差的软件需求定义以及设计、实现等错误。（） 2、通常情况下，软件运行剖面难以直接获得，在工程上按照：确定客户剖面→定义系统模式剖面→建立用户剖面→确定功能剖面→确定运行剖面的流程来开发软件的运行剖面。（） 3、一旦时间基准确定之后，软件失效就可以用累积失效函数、失效密度函数、失效平均时间函数这三种方式中的任一种来表示，且这三种度量标准是密切相关且可以相互转化。（） 4、在浮点数运算过程中，10.0乘以0.1一定等于1.0。（） 5、在汇编语言编程过程中，原则上禁止使用暂停（halt）、停止（stop）以及等待（wait）等指令。（） 6、在系统简化设计过程中，因为软件易于实现或实现成本相对较低，因此首选采用软件简化设计或者说通过软件简化设计来代替硬件简化设计。（） 7、常规软件测试是一种基于运行剖面驱动的测试，而软件可靠性测试则是一种基于需求的测试。（） 8、软件可靠性预计是一个自上而下的归纳综合过程，而软件可靠性分配则是一个自下而上的演绎分解过程。软件可靠性的分配结果是可靠性预计的目标，可靠性预计的结果是可靠性分配与指标调整的基础。（） 9、数据相异技术通常采用某种措施使输入数据多样化，在使用时通过表决机制将输入数据从失效
3．3 安全性、可靠性和性能评价 3．3．1主要知识点 了解计算机数据安全和保密、计算机故障诊断与容错技术、系统性能评价方面的知识，掌握数据加密的有关算法、系统可靠性指标和可靠性模型以及相关的计算方示。 3．3．1．1数据的安全与保密 （1）数据的安全与保密 数据加密是对明文（未经加密的数据）按照某种加密算法（数据的变换算法）进行处理，而形成难以理解的密文（经加密后的数据）。即使是密文被截获，截获方也无法或难以解码，从而阴谋诡计止泄露信息。数据加密和数据解密是一对可逆的过程。数据加密技术的关键在于密角的管理和加密/解密算法。加密和解密算法的设计通常需要满足3个条件：可逆性、密钥安全和数据安全。 （2）密钥体制 按照加密密钥K1和解密密钥K2的异同，有两种密钥体制。 ①秘密密钥加密体制（K1=K2） 加密和解密采用相同的密钥，因而又称为密码体制。因为其加密速度快，通常用来加密大批量的数据。典型的方法有日本的快速数据加密标准（FEAL）、瑞士的国际数据加密算法（IDEA）和美国的数据加密标准（DES）。 ②公开密钥加密体制（K1≠K2） 又称不对称密码体制，加密和解密使用不同的密钥，其中一个密钥是公开的，另一个密钥是保密的。由于加密速度较慢，所以往往用在少量数据的通信中，典型的公开密钥加密方法有RSA和ESIGN。 一般DES算法的密钥长度为56位，RSA算法的密钥长度为512位。 （3）数据完整性 数据完整性保护是在数据中加入一定的冗余信息，从而能发现对数据的修改、增加或删除。数字签名利用密码技术进行，其安全性取决于密码体制的安全程度。现在已经出现很多使用RSA和ESIGN算法实现的数字签名系统。数字签名的目的是保证在真实的发送方与真实的接收方之间传送真实的信息。 （4）密钥管理 数据加密的安全性在很大程度上取决于密钥的安全性。密钥的管理包括密钥体制的选择、密钥的分发、现场密钥保护以及密钥的销毁。 （5）磁介质上的数据加密
我所认知的电子设备可靠性工程 04091102班04091061 石坚 摘要：说到到可靠性工程，由于这学期在学校开了个鸡排店，用到了油炸的机器，接触到了有关可靠性设计的部分。所以选了电子设备可靠性工程这门选修课，以便进一步了解机器的可靠性设计，尤其是和我们专业有关的电子设备的可靠性。可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。任何产品不论是机械、电子，还是机电一体化产品都有一定的可靠性，产品的可靠性与实验、设计和产品的维护有着极大的关系。通过自己的亲身经历，觉得可靠性是个很重要的参数，而随着社会的进步和科学技术的发展，人们对电子设备、电子器件的可靠性更是要求越来越高。本文就电子元器件的可靠性，包括电子元器件在不同条件下的不同特征，元件失效的规律，发生故障的概率等做了简单的论述。 引言：可靠性的定义是系统或元器件在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性技术基于两个重要的理论基础：失效物理和概率统计，同时，它产生了两个重要的应用领域，即系统可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性领域又进一步可分为元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的设计和制造过程中的可靠性，后者侧重研究在电子系统研制过程中如何选好、买好、用好和管好元器件，防止、控制引入过应力而损坏可靠元器件和接收、使用可靠性不能满足要求得元器件。根据电子行业界分析，60%以上的生产故障是由于元器件失效引起的，70%以上的市场返修也是因为器件失效引起的。国内外地有关资料表明：在电子元器件的失效中，由于选择或使用不当等人为因素导致失效的比列高达失效数的50%以上。 一．提高电子产品的可靠性意义重大 提高产品的可靠性，可以防止故障和事故的发生，尤其是避免灾难性的事故发生，从而保证人民生命财产安全。1986年1月28日，美国航天飞机“挑战者”号由于1 个密封圈失效，起飞76s 后爆炸，其中7 名宇航员丧生，造成12 亿美元的经济损失；1992年，我国发射“澳星”时，由于一个小小零件的故障，使“澳星”发射失败，造成了巨大的经济损失和政治影响。
系统配置与性能评价 题库1-1-8
问题： [单选]下列关于软件可靠性的叙述，不正确的是（） A.由于影响软件可靠性的因素很复杂，软件可靠性不能通过历史数据和开发数据直接测量和估算出来 B.软件可靠性是指在特定环境和特定时间内，计算机程序无故障运行的概率 C.在软件可靠性的讨论中，故障指软件行为与需求的不符，故障有等级之分 D.排除一个故障可能会引入其他的错误，而这些错误会导致其他的故障 软件可靠性是软件系统在规定的时间内及规定的环境条件下，完成规定功能的能力，也就是软件无故障运行的概率。这里的故障是软件行为与需求的不符，故障有等级之分。软件可靠性可以通过历史数据和开发数据直接测量和估算出来。在软件开发中，排除一个故障可能会引入其他的错误，而这些错误会导致其他的故障，因此，在修改错误以后，还是进行回归测试。
问题： [单选]在关于计算机性能的评价的下列说法中，正确的叙述是（） Ⅰ、机器主频高的一定比主频低的机器速度高。 Ⅱ、基准程序测试法能比较全面地反映实际运行情况，但各个基准程序测试的重点不一样。 Ⅲ、平均指令执行速度（MIPS）能正确反映计算机执行实际程序的速度。 Ⅳ、MFLOPS是衡量向量机和当代高性能机器性能的主要指标之一。 A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ B.Ⅱ和Ⅲ C.Ⅱ和Ⅳ D.Ⅰ和Ⅱ 机器主频高的并不一定比主频低的机器速度快，因为指令系统不同，各指令使用的机器周期数也不同。平均指令执行速度并不能完全正确地反映计算机执行实际程序的速度，因为它仅是对各种指令执行速度加权后的平均值，而实际程序使用的指令情况与测试平均指令速度的程序不一样。基准程序测试法是目前一致承认的测试性能较好的方法，目前，有很多这样的测试程序，各个基准程序测试的重点和应用领域都不一样。向量机和当代高性能机器主要用在工程应用计算中，浮点工作量占很大比例，因此机器浮点操作性能是这些机器性能的主要指标之一。
YF-ED-J3347 可按资料类型定义编号 人因可靠性分析实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
人因可靠性分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 第一节人因可靠性研究 一、人因可靠性分析的研究背景 随着科技发展，系统及设备自身的安全与 效益得到不断提高，人-机系统的可靠性和安全 性愈来愈取决于人的可靠性。核电厂操纵员可 靠性研究是“核电厂人因工程安全”的主要组 成部分。在核电厂发生的重大事件和事故中， 由人因引起的已占到一半以上，震惊世界的三 里岛和切尔诺贝利核电厂事故清楚地表明，人 因是导致严重事故发生的主要原因。 据统计，(20~90)%的系统失效与人有关，
其中直接或间接引发事故的比率为(70~90)%，这其中包括许多重大灾难事故，如： l 印度Bhopal化工厂毒气泄漏 l 切尔诺贝利核电站事故 l 三里岛核电站事故 l 挑战者航天飞机失事 因此，如何把人的失误对于风险的后果考虑进去，以及如何揭示系统的薄弱环节，在事故发生之前加以防范，便成为亟待解决的重要问题。而这些都以详尽和准确的人因可靠性分析(Human Reliability Analysis，HRA)为基础。对人因加以研究，在核电厂各个阶段应用人因工程的原则来防止和减少人的失误，已成
功能机可靠性测试标准 功能机可靠性测试标准文件编号发行日期 xx.12.28 版本 A0 共22页，第22页1.目的1.1 将产品潜在缺陷通过实验加速发展成故障,提前暴露出来,排除。 1.2 使用尽可能少的样机,在最短的时间内完成实验；前面的实验不影响后面的实验结果；破坏性的实验需安排在最后,增加测试可靠度。 2 .适用范围本文件适用于沸石手机整机及相关产品（零部件）在研发.中试.量产阶段的可靠性试验，由整机品质部负责实施。 3. 定义3.1 GB：国家标准3.2 YD：通信行业标准 4. 职责分配4.1 可靠性测试工程师：负责整机产品测试规范的制定.测试方法开发.文件的修订与发放；制定测试计划并执行产品测试，测试数据收集，评估测试规范的有效性和合理性。 4.2 项目经理：提出测试需求及测试样品。 4.3 DQE：提出测试需求及测试样品。 4.4 SQE：提出测试需求及测试样品。 5. 作业流程流程图职权相关说明相关表单判定申请试验准备资料送样/接收测试需求部门无送检单需求部门样品.承认书.供应商报告无需求部门/试验员确认样品无试验员依据标准检验检验报告试验员通知相关人员日检验报告 6.
可靠性试验测试方法和判定标准6.1制定测试方案6.1.1 需要针对该手机新功能/新器件,写出可靠性测试方案或做出风险评估。 6.1.2 清楚各个阶段的测试项,试验目的和测试要点。 6.1.3 了解产品可靠性方面的知识，更需要懂得每个产品的功能特性.每个部品的工艺以及工作原理等，否则无法给出完善的测试方案。 6.2 测试顺序见附件表单6.3 测试标准6.3.1环境可靠性试验6.3.1.1 低温储存测试6.3.1.1.1 测试目的：验证手机在低温环境下的适应性6.3.1.1.2 引用标准：YD/T1539-xx.GB2423.1-896.3.1.1.3 测试条件：温度：-40℃±2℃.持续时间：24H；6.3.1.1.4 测试数量：2PCS6.3.1.1.5 测试设备：高低温箱 6.3.1.1.6 测试前检查项目：对手机进行全面外观.结构.功能检测； a. 功能检查：拨打电话.显示.铃声.振动.按键.扬声器.受话器.回音.指示灯.拍照.充电. 蓝牙.MINI SD 卡等基本功能； b. 结构检查：TP无起翘，装饰件，logo，LENS 等无开胶现象，以及其它未描述到的结构； c. 外观检查：壳体表面无裂纹.涂层不可脱落.变色，起泡等现象，以及未描述到的外观；6.3.1.7 测试方法： a. 存入5 个电话，5 条短信息，设置手机时钟为当前日期时间；手机里存放MP3；
1.5.1 模拟通信系统性能指标 知识点归纳： 通信系统的主要性能指标 通信系统的性能指标指涉及有效性、可靠性、标准性、经济性及可维护性等，但设计或评价通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。有效性主要是指消息传输的“速度”，而可靠性主要是指消息传输的“质量”。 对于模拟通信系统来说，有效性可以用消息占用的有效带宽来度量，可靠性可以用接受端输出的信噪比来度量。 对于数字通信系统来说，度量其有效性的主要性能指标是传输速率和频带利用率，可靠性主要指标是差错率。 数字系统的性能指标 有效性 有效性时通信系统传输信息的数量上的表征，时指给定信道和时间内传输信息的多少。数字通信系统中的有效性通常用码元速率RB、信息速率Rb和频带利用率衡量。 1．码元速率 码元速率RB也称为传码率、符号传输速率等定义：码元速率RB是指每秒钟传输码元的数目。单位：为波特（baud），简记为B, 例如，某系统在 2 秒内共传送 4800 个码元，则该系统的传码率为 2400B 。 虽然数字信号由二进制和多进制的区分，但码元速率与信号的进制无关，只与一个码元占有时间Tb有关，RB=1/Tb。 2 .信息速率 定义：信息速率（Rb）是指每秒传输的信息量。单位：比特/秒（bit/s），简记（b/s） 例如，若某信源在 1 秒钟内传送 1200 个符号，且每一个符号的平均信息量为 l （ bit ），则该信源的信息传输速率 =1200b/s 或 1200bps 。对于传输二进制数字信号，则Rb为二进制码元数目/秒，对于传输N二进制数字信号，有 Rb=RBlog2M 式中RB为M进制数字信号的码元速率。二进制时，码元速率与信息速率数值相等，只是单位不同。 3.频带利用率 在比较不同的数字通信系统的效率时，仅仅看他们的信息传输速率是不够的。因为即使是两个系统的
关于软件可靠性 什么的软件可靠性？ 软件可靠性是指在给定时间内，特定环境下软件无错运行的概率。 软件可靠性的内容 软件可靠性包含了以下三个要素： 1.规定的时间 软件可靠性只是体现在其运行阶段，所以将“运行时间”作为“规定的时间”的度量。“运行时间”包括软件系统运行后工作与挂起(开启但空闲)的累计时间。由于软件运行的环境与程序路径选取的随机性，软件的失效为随机事件，所以运行时间属于随机变量。 2.规定的环境条件 环境条件指软件的运行环境。它涉及软件系统运行时所需的各种支持要素，如支持硬件、操作系统、其它支持软件、输入数据格式和范围以及操作规程等。不同的环境条件下软件的可靠性是不同的。具体地说，规定的环境条件主要是描述软件系统运行时计算机的配置情况以及对输入数据的要求，并假定其它一切因素都是理想的。有了明确规定的环境条件，还可以有效判断软件失效的责任在用户方还是研制方。 3.规定的功能 软件可靠性还与规定的任务和功能有关。由于要完成的任务不同，软件的运行剖面会有所区别，则调用的子模块就不同(即程序路径选择不同)，其可靠性也就可能不同。所以要准确度量软件系统的可靠性必须首先明确它的任务和功能。 软件可靠性的测试 软件可靠性测试的目的 软件可靠性测试的主要目的有:
(1)通过在有使用代表性的环境中执行软件,以证实软件需求是否正确实现。 (2) 为进行软件可靠性估计采集准确的数据。估计软件可靠性一般可分为四个步骤,即数据采集、模型选择、模型拟合以及软件可靠性评估。可以认为,数据采集是整个软件可靠性估计工作的基础,数据的准确与否关系到软件可靠性评估的准确度。 (3)通过软件可靠性测试找出所有对软件可靠性影响较大的错误。 软件可靠性测试的特点 软件可靠性测试不同于硬件可靠性测试,这主要是因为二者失效的原因不同。硬件失效一般是由于元器件的老化引起的,因此硬件可靠性测试强调随机选取多个相同的产品,统计它们的正常运行时间。正常运行的平均时间越长, 则硬件就越可靠。软件失效是由设计缺陷造成的,软件的输入决定是否会遇到软件内部存在的故障。因此,使用同样一组输入反复测试软件并记录其失效数据是没有意义的。在软件没有改动的情况下,这种数据只是首次记录的不断重复,不能用来估计软件可靠性。软件可靠性测试强调按实际使用的概率分布随机选择输入,并强调测试需求的覆盖面。软件可靠性测试也不同于一般的软件功能测试。相比之下,软件可靠性测试更强调测试输入与典型使用环境输入统计特性的一致,强调对功能、输入、数据域及其相关概率的先期识别。测试实例的采样策略也不同,软件可靠性测试必须按照使用的概率分布随机地选择测试实例,这样才能得到比较准确的可靠性估计,也有利于找出对软件可靠性影响较大的故障。 此外,软件可靠性测试过程中还要求比较准确地记录软件的运行时间,它的输入覆盖一般也要大于普通软件功能测试的要求。 对一些特殊的软件,如容错软件、实时嵌入式软件等,进行软件可靠性测试时需要有多种测试环境。这是因为在使用环境下常常很难在软件中植入错误,以进行针对性的测试。 软件可靠性测试的效果 软件可靠性测试是软件可靠性保证过程中非常关键的一步。经过软件可靠性测试的软件并不能保证该软件中残存的错误数最小,但可以保证该软件的可靠性达到较高的要求。从工程的角度来看,一个软件的可靠性高不仅意味着该软件的失效率低,而且意味着一旦该软件失效,由此所造成的危害也小。一个大型的工程软件没有错误是不可能的,至少理论上还不能证 明一个大型的工程软件能没有错误。因此,保证软件可靠性的关键不是确保软件没有错误,而是要确保软件的关键部分没有错误。更确切地说,是要确保软件中没有对可靠性影响较大的错误。这正是软件可靠性测试的目的之一。软件可靠性测试的侧重点不同于一般的软件功能测试,其测试实例设计的出发点是寻找对可靠性影响较大的故障。因此,要达到同样的可靠性要求,可靠性测试比一般的功能测试更
注：装订线内禁止答题，装订线外禁止有姓名和其他标记。 东北农业大学成人教育学院考试题签 可靠性工程（A） 一、填空题（每空1分，总分40分） 1、软件可靠性是指在（）和（）软件完成（）的能力。所谓规定的条件是指软件所处的（）、（）及其（）。 2、软件可靠性定义与时间密切相关，（）、（）、（）是最常使用的三种时间度量。 3、某软件系统由6个顺序执行的模块构成，该软件系统成功运行的条件是所有模块都成功执行，假设该软件系统失效率的目标值为0.01失效数/小时，那么，分配到6个模块的失效率指标分别为：λi=（）失效数/小时。 4、一般地，软件的可靠性要求可分为（）和（）两类。 5、一般地，软件可靠性模型的评价体系由（）、（）、（ ）、（）、（）、（）等要素构成。6、软件可靠性工程研究和实践的三个基本问题分别是：（）、（）、（）。 7、在严格遵循软件工程原理的基础上，为了保证和提高软件的可靠性，通常在软件设计过程中还采用（）、（）、（）设计和（）等软件可靠性设计方法。 8、软件可靠性设计准则是长期的软件开发实践经验和可靠性设计经验的总结，使其（）、（）、（），成为软件开发人员进行可靠性设计所遵循的原则和应满足的要求。 9、一般地，软件容错的基本活动包括（）、（）、（）、（）和（）等内容。 10、在配合硬件系统进行软件的健壮性设计时，通常应考虑（）、( )、( )、( )、( )、( )、( )等因素。 二、判断题（每题1分，总分10分） 1、软件缺陷是由于人为差错或其他客观原因，使得软件隐含导致其在运行过程中出现不希望或不可接受的偏差的软件需求定义以及设计、实现等错误。（） 2、通常情况下，软件运行剖面难以直接获得，在工程上按照：确定客户剖面→定义系统模式剖面→建立用户剖面→确定功能剖面→确定运行剖面的流程来开发软件的运行剖面。（） 3、一旦时间基准确定之后，软件失效就可以用累积失效函数、失效密度函数、失效平均时间函数这三种方式中的任一种来表示，且这三种度量标准是密切相关且可以相互转化。（） 4、在浮点数运算过程中，10.0乘以0.1一定等于1.0。（） 5、在汇编语言编程过程中，原则上禁止使用暂停（halt）、停止（stop）以及等待（wait）等指令。（） 6、在系统简化设计过程中，因为软件易于实现或实现成本相对较低，因此首选采用软件简化设计或者说通过软件简化设计来代替硬件简化设计。（） 7、常规软件测试是一种基于运行剖面驱动的测试，而软件可靠性测试则是一种基于需求的测试。
FMEA 技术培训 陈晓彤 运通恒达科技有限公司 2013年8月
2 内容 1.FMEA的背景知识 2.FMEA的分析思想 3.FMEA的分析流程 4.FMEA举例 ●设计FMEA及范例 ●过程FMEA及范例 5.FMEA总结
3第一部分FMEA的背景知识 什么是FMEA？ FMEA的其它几种叫法 FMEA 的历史
4 什么是FMEA ？ 故障模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis ，简记为FMEA ） 是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。 FM Failure Mode Analysis E A Effect
5 FMEA的其它几种叫法 PFMEA Potential Failure Mode and Effects Analysis PMEA Problem Mode and Effects Analysis FMECA Failure Mode Effects & Criticality Analysis 不要与FMA（Failure Mode Analysis）混淆 Failure－已经发生了 从概率的观点看－100%的事实 聚焦于－故障诊断 用于－生产和使用过程
6 FMEA 的历史 二十世纪六十年代，起源于Apoll项目，美国航天。 1974年，MIL-STD-1629诞生，美国海军。 1976年，美国国防部确定FMEA所有武器采购的必要活 动。 七十年代后期，美国汽车工业采用FMEA作为风险评估 工具。 八十年代中期，美国汽车工业采用过程FMEA。 1991年，ISO9000 推荐 1994年，QS9000 强制
浅谈软件可靠性工程的应用(一) 摘要：本文就武器装备软件开发的现状和中存在的问题，介绍了软件可靠性工程的发展及其研究的内容，对软件可靠性工程如何在软件开发中应用进行了重点说明，并提供了成功应用软件可靠性工程的典型案例，指出软件可靠性工程研究的必要性。 关键词:软件可靠性工程随着科学技术的不断进步，计算机技术被越来越多地应用到武器系统中。计算机软件的复杂程度随着功能的增强，因而系统的可靠性也越来越与软件直接相关。例如AFTI/F-16飞机首航因软件问题推迟一年，事先设计的先进程序无法使用；海湾战争中F/A–18飞机飞行控制系统计算机500次故障中，软件故障次数超过硬件。软件可靠性成为我们关注的一个问题，本文仅就软件可靠性工程在软件开发过程中的应用谈谈自己的认识。 1、软件可靠性工程的基本概念及发展 1.1什么是软件可靠性工程 软件可靠性工程简单地说就是对基于软件产品的可靠性进行预测、建模、估计、度量及管理，软件可靠性工程贯穿于软件开发的整个过程。 1.2软件可靠性工程的发展历程 软件可靠性问题获得重视是二十世纪60年代末期，那时软件危机被广泛讨论，软件不可靠是造成软件危机的重要原因之一。1972年正式提出Jelinski—Moranda模型，标志着软件可靠性系统研究的开始。在70年代．软件可靠性的理论研究获得很大发展，一方面提出了数十种软件可靠性模型，另一方面是软件容错的研究。在80年代，软件可靠性从研究阶段逐渐迈向工程化。进入90年代后,软件可靠性逐渐成为软件开发考虑的主要因素之一，软件可靠性工程在软件工程领域逐渐取得相对独立的地位，成为一个生机勃勃的分支。 1.3软件可靠性工程研究的基本问题 软件可靠性工程的主要目标是保证和提高软件可靠性。为达到这一目标，首先要弄清软件为什么会出现故障或失效。只有这样，才有可能在软件开发过程中减少导致软件故障或失效的隐患，且一旦出现软件故障或失效，有可能采取有效措施加以清除。但是软件是开发出来的，满足可靠性要求的软件也是开发出来的，因此，软件可靠性工程的核心问题是如何开发可靠的软件。而有了软件，又该如何检验其是否满足可靠性要求?这是软件可靠性工程的又一个问题。 2、软件可靠性工程在软件开发中的应用 2.1项目开发计划及需求分析阶段 在项目开发计划阶段需根据产品具体要求作出软件项目开发计划，明确项目的目的、条件、运行环境、软件产品要求、人员分工和职责及进度，并估计产品的可靠性。需求分析阶段要根据项目开发计划阶段确定软件开发的主要任务、次要任务和其它任务，并设计软件程序的基本流程、软件结构、模块的定义和输入输出数据、接口和数据结构等同时应对项目开发计划阶段作出的可靠性预计进一步细化形成可靠性需求，建立具体的可靠性指标。这个阶段的可靠性工作一般应如下安排： ⑴确定功能概图 所谓功能概图就是产品的各种功能及其在不同环境条件下使用的概率。为确立功能概图必须定义产品的功能，功能定义不但包括要完成的任务，还包括影响处理的环境因素。 ⑵对失效进行定义和分类 这里应从用户的角度来定义产品失效，将软件和硬件失效及操作程序上的失效区分开，并将其按严重程度进行分类。 ⑶确定用户的可靠性要求 在这个阶段应由系统设计师、软件设计师、可靠性师、测试人员及用户方代表可靠性评估小组共同根据用户提出的系统可靠性来确定软件的可靠性。
模拟通信系统性能指标 知识点归纳： 通信系统的主要性能指标 通信系统的性能指标指涉及有效性、可靠性、标准性、经济性及可维护性等，但设计或评价通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性。有效性主要是指消息传输的“速度”，而可靠性主要是指消息传输的“质量”。 对于模拟通信系统来说，有效性可以用消息占用的有效带宽来度量，可靠性可以用接受端输出的信噪比来度量。 对于数字通信系统来说，度量其有效性的主要性能指标是传输速率和频带利用率，可靠性主要指标是差错率。 数字系统的性能指标 有效性 有效性时通信系统传输信息的数量上的表征，时指给定信道和时间内传输信息的多少。数字通信系统中的有效性通常用码元速率RB、信息速率Rb和频带利用率衡量。 1．码元速率 码元速率RB也称为传码率、符号传输速率等定义：码元速率RB是指每秒钟传输码元的数目。单位：为波特（baud），简记为B, 例如，某系统在 2 秒内共传送 4800 个码元，则该系统的传码率为 2400B 。 虽然数字信号由二进制和多进制的区分，但码元速率与信号的进制无关，只与一个码元占有时间Tb有关，RB=1/Tb。 2 .信息速率 定义：信息速率（Rb）是指每秒传输的信息量。单位：比特/秒（bit/s），简记（b/s） 例如，若某信源在 1 秒钟内传送 1200 个符号，且每一个符号的平均信息量为 l （ bit ），则该信源的信息传输速率 =1200b/s 或 1200bps 。对于传输二进制数字信号，则Rb为二进制码元数目/秒，对于传输N二进制数字信号，有Rb=RBlog2M 式中RB为M进制数字信号的码元速率。二进制时，码元速率与信息速率数值相等，只是单位不同。 3.频带利用率 在比较不同的数字通信系统的效率时，仅仅看他们的信息传输速率是不够的。因为即使是两个系统的信息传输的速率相同，他们所占用的频带宽度也可能不同。从而效率也不同。对于相同的信道频带，传输的信息量越来越高。所以用来衡量数字通信系统传输效率指标(有效性）应当是单位频带内的传输速率，即 n=符号传输速率/频带宽度（波特/赫） 对于二进制传输，则可以表示为 n=信息传输速率/频带宽度（比特/秒*.赫） 可靠性
科学知识的可靠性 材33班张金宇 2013012040 科学，是一种存在。如果考察这种存在的来源的话，不难发现它来源于人与外部客观实体的相互作用（按照唯物主义的观点）。作为个体的科学家从外界事物得到科学知识的过程，可以类比数学上的一些变化，如：x→f(x)或者α→Aα，其中f和A表示函数的对应关系或者矩阵的变换，只不过个人对外界的感知过程是十分复杂的一个物理化学过程，包括了对外界信息的感知、加工和转化（成为文字语言或数学语言）。在这些过程中，科学的可靠性受到了一些影响，出现了“失真”。另外，科学是一项人类集体智慧的产物，其客观性来源于人类，狭义地讲是来自于科学家在最大可能的领域上理性意见的一致。而科学家在对科学实验和理论的判断上会群体性地受到时代的约束和人性的约束，这也是不得不引起我们注意和思考的地方。 首先，让我们考虑x或者α。从逻辑上讲，我们连外界是否可认知都无法确定。按照卡尔纳普对休谟问题的消解，如果外界是不可认知的，那么我们从事研究至少是不好不坏的。但如果外界是有规律的，那么科学家就可以利用归纳法寻找规律。不过，即使科学是有规律的，外部世界就目前来看也是一个相当复杂的系统，哪怕上帝的创世想法是简单的，也或许不是我们仅仅用线性系统、对称性、最小作用原理一下子就可以说清楚的，毕竟上帝的语言和人类的语言不同，人类所做的，很可能只是为世界描绘了一幅粗劣的地图而已。试想这样的场景：当一位科学家死后，来到上帝的面前，在向上帝讲诉自己所研究的领域时，他很可能会发现上帝连他研究领域里最基本的概念都弄不明白。 再详细说一下f和A，这代表着人类对外界信息的感知、加工和转化。但是，一开始我们从外界获得的数据就是粗糙的。现代的实验测量中，也许很少有我们中学课本实验中那些实验误差，但是有一些误差是难以避免的。首先，外界“噪音”的影响，在实验过程中是存在其他因素干扰的，尤其是科学家在对微弱信号进行检测时，需要加大增益的调节，但此时噪音的背景使得科学知识的“声音”不容易被听到。再考虑引力波的寻找。由广义相对论，大质量物体快速变速在时空连续地产生类似于波的扰动，这种扰动将使得任何刚性系统发生力学弯曲，于是有科学家建造了引力天线，可以检测原子直径百万分之一量级的振动，但是这种装置输出的是起伏的“噪音”，因为没有完全排除各种各样的小扰动。而在生物学中，机体产生的“噪音”有时是无法消除的（非要消除的话机体可能就死掉了），那么从一个生物实验得到的结论就会收到更多的干扰，结论就具有更大的不确定性，从而影响科学的可靠性。 上述的“粗糙”会造成物理定律的近似，如牛顿力学是相对论的近似（还有，我怀疑一些公式是更精确公式的Taylor展开）。还有一些误差是结构性的，例如海森堡不确定性原理，完成测量至少要发出了光子，而光子会对实验的结果造成影响。这使得科学家不能像数学家那样建立起完美的数学理论典范、欧氏几何般古老而深远的逻辑演绎体系。可以这样说，如果科学是一本书，那么数学家就是语法和句法的专家，其他科学家则是文学评论的专家。 另外，更加深刻的不精确来自理论模型的建立。一个理论模型，既不能被简单地证实也不能被证伪，因为全称命题不能通过归纳性的实验逻辑推出，模型也可以通过修改辅助假说解释否定性的判决实验。换而言之，诉诸实验的理论模型的证实不是一个其结果能被简单逻辑确定的机械过程。它依科学家的内行判断而定，在数据有不确定性和数学分析不可避免理想化的情况下，他们必须为自己判断：在理论和实验之间是否存在适当的符合。做出这种判断的本领来自经验。而经验不是逻辑的，判断的标准也不是固定的。但至少是要和一部分实验吻合，在一定范围内，其一致性和广泛应用是完全令人信服的。
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答 1 荷载与作用 1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？ 结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。它们都是间接作用于结构，称为间接作用。 “荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。 1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。 1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？ 荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表 值：标准值，组合值，频遇值和准永久值。荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。 2 重力作用 2.1 成层土的自重应力如何确定？ 地面以下深度z 处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。 2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？ 根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。 2.3 试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件？比较三者数值的大小？当挡土墙在土压力作用下，不产生任何位移或转动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背所受的土压力称为静止土压力，可用E0 表示。 当挡土墙在土压力的作用下，向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐减少，直至墙后土体出现滑动面。滑动面以上的土体将沿这一滑动面向下向前滑动，在滑动楔体开始滑动的瞬间，墙背上的土压力减少到最小值，土体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力，可用E a 表示。 当挡土墙在外力作用下向土体方向移动或转动时，墙体挤压墙后土体，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐增大，墙后土体也会出现滑动面，滑动面以上土体将沿滑动方向向上向后推出，在滑动楔体开始隆起的瞬间，墙背上的土压力增加到最大值，土体内应力处于被动极限平衡状态。此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力，可用E p 表示。 在相同的墙高和填土条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，即： 2.4 如何由朗金土压力理论导出土的侧压力计算方法？ 郎金土压力理论假定土体为半空间弹性体，挡土墙墙背竖直光滑，填土面水平且无附加荷载，根据半空间内土体的应力状态和极限平衡条件导出了土压力计算方法。当填土表面受有连续均布荷载或局部均布荷载，挡土墙后有成层填土或填土处有地下水时，还应对侧向土压力进行修正。 2.5 试述填土表面有连续均布荷载或局部均布荷载时土压力的计算？
可靠性设计方法的研究 摘要：可靠性设计又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。可靠性设计是在传统设计的基础上,将设计对象的设计参数载荷、材料性能、强度、零部件尺寸等与设计有关的参数、变量等要素处理为服从某种统计规律的随机变量,按可靠性设计准则建立概率数学模型 ,应用概率与数理统计理论及强度理论,求出在给定设计条件下零部件产生破坏的概率公式,并应用这些公式求出在给定可靠度下零部件的尺寸、寿命等 ,使其不仅符合工况运行要求 ,而且得出最好的设计参数 ,既弥补了常规设计的不足,又使设计方案更加贴近生产实际。[1]目前 ,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其他机械产品重要部件的设计过程中。机械可靠性设计的基本任务是在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提供实际计算的数学力学模型和方法及实践。这样就可以在机械产品的研制阶段，估计或预测产品在规定工作条件下的工作能力状态或寿命，保证产品具有所需的可靠性。对于可靠性设计方法，在对于初学者在认知上作出一些说明，以及对于现实理论具有的指导意义。[2]在发展情况和发展趋势上将作进一步探讨。 关键词：机械产品可靠性设计可靠性发展趋势可靠性优化设计 Abstract: reliability design is also called the probability of mechanical design, mechanical parts is one of the modern design method. Reliability design is on the basis of traditional design, the design object, material properties, the design parameters of load intensity, the size of the parts related to the design parameters, such as variable elements such as processing to obey some statistical regularity of random variables ,according to the reliability design principles to establish the mathematical model of probability, the probability and mathematical statistics theory and strength theory, and under the condition of a given design parts damage probability formula, and the formula is applied in the size of the parts under given reliability, life and so on, make it not only conform to the requirements of the operation, and it is concluded that the best design parameters, both make up for the deficiency of the conventional design, and make the design more close to the actual production.At present, the design method is widely used in aircraft, automotive and other important products, and other mechanical products are important components of the design process.Basic task of mechanical reliability design is on the basis of the failure physics, combined with the reliability test and statistical analysis of failure data, providing mathematical mechanical model and method to compute the actual and practical.So that it can be in mechanical product development phase, estimate or forecast products under prescribed conditions of the ability to work or life, guarantee the reliability of the product is required.For the reliability design method, make some suggests on for beginners in cognition, and has guiding significance for practical theory.In the development situation and the trend will be further discussed. Keywords: mechanical product reliability design trend of development of reliability optimization design 1 起源 可靠性技术的研究开始于20 世纪20 年代，在结构工程设计中的应用始于20 世纪40 年代，即第二次世界大战期间。可靠性技术最早应用在二战末期德国V- Ⅱ火箭的诱导装置上。德国火箭研究机构参加人首先提出了利用概率乘积法则，把一个系统的可靠度看成该系统的子系统可靠度的乘积。自从1946 年在国际上发表“结构的安全度”一文以来，基于传统设计法中的安全系数和结构破坏概率之间的内在关系建立了结构可靠性分析的理想数学模型，即应力—强度干涉模型，这标志着概率可靠性模型的初步建立，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。1957 年美国国防部电子设备顾问委员会发表的《电子设备可靠性报告》，被公认为是电子产品可靠性理论和方法的奠基性文件，由此可靠性研究逐渐发展成为一门独立的学科。1969 年美国在苏联尔然尼钦工作的基础上，提出并建立了结构安全度的二阶矩模式，即一次二阶矩方法，打破了传统可靠性分析方式。另外，苏联为了保证人造卫星发射与飞行的可靠性，投入了可靠性的研究工作。美国航空航天事业迅速发展的时期，NASA 和美国国防部接受并发展了可靠性设计及实验方案，开始了机械部件的