可靠性理论

科学论坛　

宋青　

（辽宁水文地质工程地质勘察院１１６０３７）　

【摘要】将可靠性分析引入边坡，通过计算边坡的可靠性指标和破坏概率，充分地反映了各种不确定性因素对边坡的影响情况，避免了安全系数使　

用过程中的绝对化。能够更全面地体现边坡的安全情况。　

【关键词】边坡可靠性分析理论　

１概述　概率分布的参数值是根据样本数据估计的，样本和样本容量不同，估　

所谓可靠性分析，就是在承认计算所用数据的真确性、破坏机理的合　计的参数也不同。我们能够掌握的始终是统计量，真值是不可能求得的，只　

理性、以及分析方法本身的适用性都具有一定程度不确定性的前提下，建　能由上述结果从统计上推断真值。因此，对于一组己知的数据，可以认为分　

立可靠性评价的随机模型，把其输入参数诸如潜在破坏面几何要素、岩土　布参数本身也是随机变量，其不确定性依赖于样本数据总和及已有的知　

物理力学性质、地下水压分布、地震力以及其它附加荷载等均视作随机变　识。这种不确定性叫做统计不确定性。它主要是由于信息误差和信息缺乏　

量，并以一定的分布函数描述它们。借助于概率论和数理统计方法，便可以　而产生的。　

求得边坡可靠度Ｐｓ，即所设计边坡能在使用期内、在指定的工作条件下，　２．１．３模型不确定性　

肯定地达到预计状态的程度，或保证边坡稳定的概率。因为可靠概率Ｐｓ与　边坡可靠性分析和设计是利用数学模型或模拟来实现一组输入量或　

破坏概率Ｐｆ之和为全概率，所以有：Ｐｓ＋Ｐｆ＝ｌ。　基本变量与所要求的输出量之间的联系。这些模型一般在形式上是确定　

因此，可靠性分析结果能反映各种类型的不确定性或随机性，包括频　的，而且，它们都是在对实际问题理想化的数学力学抽象下构造的。因此，　

率分布上的和结果可信程度上的不确定性，不但给出边坡设计可采用的平　任何一种方法总有某种程度的局限性。我们常常只是把注意力放在设计计　

均安全系数，还同时给出相应的可能承担的风险，即破坏概率。用概率论的　算的方法上，却往往忽略了计算和设计背后的简化的假定条件，结果就把　

•第一节 可靠性理论

•可靠性理论

•一、基本术语 （一）可靠性、维修性和有效性（二）可靠度、维修度和有效度（三）用时间计量的可靠度、维修度和有效度

•二、可靠度函数和故障率 （一）可靠度函数（二）故障率曲线（三）系统的单元故障概率

•三、系统可靠度 （一）串联系统（二）并联系统（三）混合系统（四）表决系统（五）非工作贮备系统（冷贮备）（六）复杂系统

•四、人的可靠性 （一）应力（二）人的差错（失误）（三）人的可靠性分析方法（四）人的差错预防办法

• 一、基本术语

• 术语

•（一）可靠性、维修性和有效性

•（二）可靠度、维修度和有效度

•（三）用时间计量的可靠度、维修度和有效度

•

（一）可靠性、维修性和有效性

第二节 事故致因理论

一、事故致因理论的发展过程

二、事故频发倾向论

三、事故因果连锁论

四、能量意外释放论

五、心理动力理论

六、系统理论

七、撒利模型

八、变化的观点

一、事故致因理论的发展过程

•主要“从事故学习事故”，为了防止事故，必须弄清事故为什么会发生，造成事故发生的原因因素，为什么会发生，怎样发生的以及如何防止事故发生的理论。研究如何通过消除、控制事故致因因素来防止事故发生，所以被称作事故致因理论。

一、事故致因理论的发展过程

•事故致因理论是一定生产力发展水平的产物。

•随着生产方式的变化，人们安全观念的变化，产生了反映安全观念变化的不同的事故致因理论。

一、事故致因理论的发展过程

•1919年英国的格林伍德（M.Greenwood）和伍兹（H.H.Woods）经统计分析发现，工人中的某些人较其他人更容易发生事故。进而，在1939年，法默(Farmer)等人据此提出了事故频发倾向的概念。

•1936年，美国人海因里希(W．H．Heinrich)提出了事故因果连锁理论。该理论也和事故频发倾向理论一样，仅仅关注人的因素，把大多数的工业事故责任都归因于工人的不注意等方面，表现出时代的局限性。

系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义

系统可靠性是系统工程中非常重要的一个领域，它一方面涉及到理论研究、模型建立等基础工作，另一方面也需要结合实际工程实践来验证和改进。本讲义将介绍系统可靠性的基本理论与工程实践，并探讨如何提高系统的可靠性。

一、系统可靠性的定义与重要性

1.1 系统可靠性的定义

系统可靠性是指系统在给定的条件下在一段时间内满足特定要求的能力。这个特定要求可以是正常工作的概率、失效的概率、失效后的恢复能力等。

1.2 系统可靠性的重要性

系统可靠性直接影响到系统的稳定性、安全性和可用性。一个可靠的系统能够正常工作并且能够应对可能出现的各种故障和异常情况，从而保证工程项目的顺利进行和安全性。

二、系统可靠性的理论基础

2.1 可靠性的概率理论

可靠性的概率理论是系统可靠性研究的基础，它将系统的可靠性问题转化为概率分布和统计计算问题。常用的理论方法有可靠性函数、失效率函数、故障模式与失效分析等。

2.2 系统结构与可靠性分析

系统结构与可靠性分析是指通过对系统结构与组成部分进行分析，计算系统的可靠性。常用的方法有事件树分析、故障树分析、Markov模型等。

2.3 可靠性增长理论

可靠性增长理论是指通过对系统进行可靠性试验和监控，根据得到的失效数据对系统进行可靠性增长预测和改进。常用的方法有可靠性增长图、可靠性增长模型等。

三、系统可靠性的工程实践

3.1 可靠性设计

可靠性设计是指在系统设计阶段，通过选择可靠性较高的组件和结构，提高系统的可靠性。常用的方法有设计可靠性评估、冗余设计、容错设计等。

3.2 可靠性测试

可靠性测试是指对系统进行工作负载、压力、故障等方面的测试，以评估系统的可靠性。常用的方法有端到端测试、负载测试、异常情况测试等。

3.3 可靠性维护与改进

可靠性维护与改进是指在系统投入使用后，对系统进行设备维护、故障排除、性能改进等工作，以保持系统的可靠性和稳定性。

可靠性工程的理论与实践

可靠性工程是一门致力于提高产品可靠性的技术学科，它通过对产品失效率、寿命、维修保养等因素的分析和研究，帮助企业提高产品质量和有效降低成本。这门学科在工程领域拥有广泛的应用，从航空航天、汽车制造到电子电器等各个领域都有其身影。那么，可靠性工程的理论与实践是什么样的呢？

一、可靠性工程的理论

可靠性工程的核心理论是可靠性分析，其目的是为了识别和评估系统或设备存在的风险和失效的可能性。可靠性分析主要有三种方法：故障模式与效应分析（FMEA）、故障树分析（FTA）和可靠性块图法（RBD）。

FMEA是一种逐级分析系统或设备因故障可能性和影响的方法，主要分析可能性较高但影响程度较小的故障，并采取纠正和预防措施。FTA用树形图表示系统或设备失效的逻辑关系，可以评估故障因素对系统或设备性能影响的程度。RBD则是用块图来表示系统或设备的可靠性，通过块图分析来找出故障源头的位置和故障因素，并采取相应的纠正措施。

除了可靠性分析，可靠性工程的理论还包括可靠性设计、可靠性维修和可靠性测试。可靠性设计是指在产品设计或工程设计中，通过考虑各种故障可能性，采取相应的设计措施来保证产品或设备的可靠性。可靠性测试则是通过模拟实际使用环境下的情况来评估产品或设备的可靠性。可靠性维修则是指在产品或设备使用过程中，采取相应维修措施，以保持其可靠性。

二、可靠性工程的实践

可靠性工程理论中虽然有很多的方法和技术，但是在实践中我们也需要结合实际情况进行适当的调整和实施。下面笔者将分别从可靠性设计、可靠性分析和可靠性测试三个方面来介绍一下可靠性工程的实践。

1. 可靠性设计

在可靠性设计方面，我们可以采用模块化设计来提高产品或设备的可靠性。模块化设计是将产品或设备的不同部分分为独立的模块，通过模块之间的结构和接口进行连接，提高产品或设备的可靠性和维修性，同时还可以提高产品或设备的灵活性和可扩展性。

同时，在可靠性设计方面，我们还需要考虑到可靠性增长。可靠性增长是指在产品使用过程中，通过对产品故障的处理和纠正，不断提高产品的可靠性。我们可以采用可靠性增长方法来提高产品或设备的可靠性，例如使用专业的维修和纠正方法，并通过不断反馈前期故障纠正的经验，进一步提高产品的可靠性。