考虑土体不均匀性的岩土工程可靠度分析水利水电岩土工程包含多种不确定性因素,如岩土体参数不确定性、测量误差导致的认知不确定性和模型不确定性等,其中岩土体固有的不均匀性对岩土工程可靠度分析有重要的影响。由于土体普遍经历不同的地质、环境和化学作用,这导致不同深度的土体特性参数如抗剪强度参数往往呈现随深度变化的趋势,然而,目前大多数岩土工程可靠度分析虽然考虑了土性参数空间变异性的影响,但是土性参数随深度变化趋势对岩土结构物可靠度的影响还缺少深入的研究,如抗剪强度参数均值或标准差随深度变化对岩土结构物可靠度的影响规律等。
另一方面,实际岩土工程中还存在另一种形式的岩土体不均匀性,即地层变异性。它表现为不同类型岩土材料的互相嵌套或一种类型土体材料在另一种较均质土体材料中不规则出现。
这种地层变异性在其他领域如石油勘探、地下水及污染物运移研究中得到了足够的重视。岩土工程领域虽然很早就意识到地层变异性对岩土工程安全的影响,如有研究表明地层变异性对滑坡分布和方向有重要影响。
然而,地层变异性对于岩土工程可靠度的影响还未见研究。此外,石油勘探,地下水污染物运移中都是采用基于大尺度分析的地层变异性模拟方法。
对于大多数岩土结构物来说,这种地层变异性模拟方法不一定适用。因此,亟需发展适用于岩土结构物尺度的地层变异性模拟方法,在此基础上探讨地层变异性对岩土结构物可靠度的影响规律。
此外,现有的考虑空间变异性的边坡可靠度分析大多关注边坡失效概率的计算,对于空间变异性对边坡失效模式的影响研究不够深入,而边坡最危险滑动面直接决定着边坡失稳的规模和尺寸,直接影响边坡失效后果评估。非常有必要深
入研究土体参数空间变异性对边坡最危险滑动面分布规律的影响。
针对上述3个关键科学问题,本文重点研究土体抗剪强度参数随深度变化的空间变异性和地层变异性模拟方法,在此基础上探讨这两种土体不均匀性对岩土结构物可靠度的影响规律,同时研究土体参数空间变异性对边坡最危险滑动面的影响。主要研究内容包括：基于非平稳随机场的土体抗剪强度参数空间变异性建模方法、土体空间变异性对边坡最危险滑动面的影响、考虑土体参数空间变异性的岩土结构物可靠度分析方法、基于钻孔资料的耦合马尔可夫链水平方向转移概率矩阵估计、考虑地层变异性的边坡稳定性分析方法。
主要工作及结论如下：(1)阐述了考虑土体不均匀性的岩土工程可靠度分析的研究背景及意义,回顾了岩土参数不确定性的建模方法,指出了存在的问题和需要改进的方向。归纳了考虑参数空间变异性的岩土工程可靠度分析方法及研究对象。
简要概述了地层变异性在岩土工程领域的研究现状,分析了考虑地层变异性的岩土工程可靠度关键问题,介绍了马尔可夫链模型在工程领域的应用情况。(2)为了研究抗剪强度参数随深度变化趋势对岩土结构物可靠度的影响,提出了表征抗剪强度参数空间变异性的非平稳随机场模型及其模拟方法。
从经验公式和实测数据两方面验证了不排水抗剪强度参数和有效内摩擦角随土体深度变化的趋势,指出了两者非平稳随机场模型的差异,建立了不排水抗剪强度参数和有效内摩擦角的非平稳随机场模型,为利用总应力和有效应力方法考虑参数随深度变化趋势的空间变异性奠定了一定的理论基础。(3)针对考虑岩土体参数空间变异性的边坡最危险滑动面分布特征问题,提出了考虑土体抗剪强度参数空间变异性的边坡最危险滑动面确定方法,探讨了土体抗剪强度参数的波
动范围和变异系数对边坡最危险滑动面分布规律的影响,揭示了抗剪强度参数空间变异性对边坡最危险滑动面位置、规模和分布范围的影响规律,为考虑土体参数空间变异性的边坡破坏模式确定提供了有效的分析工具。
(4)提出了考虑土体抗剪强度参数均值随深度变化的无限长边坡稳定性概率分析方法,建立了表征土体抗剪强度参数空间变异性的非平稳随机场模型,探讨了考虑土体抗剪强度参数空间变异性时边坡失效概率和最危险滑动面的变化规律,以无限长不排水黏性土坡和摩擦/黏性土坡为例验证了所提方法的有效性,搜集了现实中实际滑坡案例验证了数值分析结果的正确性。研究成果为实际工程中大多数滑坡发生浅层破坏现象提供了有效依据。
(5)提出了考虑土体不排水抗剪强度均值和标准差随深度变化的地基稳定性概率分析方法,阐明了土体不排水抗剪强度参数空间变异性对地基极限承载力的影响规律,系统地比较了不排水抗剪强度参数平稳和非平稳随机场模型对地基极限承载力的影响。得出了忽略不排水抗剪强度参数随深度变化趋势将会明显低估不排水条件下地基可靠度的重要结论,为改进地基可靠度设计提供了方向。
(6)针对岩土结构物中地层变异性模拟问题,提出了一种新的耦合马尔可夫链水平方向转移概率矩阵估计方法,实现了岩土结构物地层变异性的精细模拟。搜集了不同地区的钻孔资料,检验了土体状态转移的一阶马尔可夫性,验证了所提方法的有效性。
在此基础上,研究了土体状态转移马尔可夫链水平方向转移概率矩阵和竖直方向转移概率矩阵的一般规律,实现了土体状态转移水平方向转移概率矩阵的有效估计,为岩土工程中地层变异性的模拟奠定了理论基础。(7)提出了考虑地层变异性时边坡稳定安全系数分析方法,建立了基于钻孔资料和耦合马尔可夫链的地
层变异性模型,基于有限元应力法建立了考虑地层变异性时边坡稳定性概率分析方法。
分析了不同钻孔布置方案对边坡稳定安全系数不确定性的影响,建议了最外围钻孔距边坡坡顶(或坡脚)的合适距离,阐明了钻孔位置、数目对边坡稳定安全系数和最危险滑动面不确定性的影响规律,为地质勘探方案设计提供了理论指导。
MOS 器件及其集成电路的可靠性与失效分析（提要） 作者：Xie M. X. (UESTC ，成都市) 影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多，有设计方面的，如材料、器件和工艺等的选取；有工艺方面的，如物理、化学等工艺的不稳定性；也有使用方面的，如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。 从器件和工艺方面来考虑，影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个：一是栅极氧化层性能退化；二是热电子效应；三是电极布线的退化。 由于器件和电路存在有一定失效的可能性，所以为了保证器件和电路能够正常工作一定的年限（例如，对于集成电路一般要求在10年以上），在出厂前就需要进行所谓可靠性评估，即事先预测出器件或者IC 的寿命或者失效率。 （1）可靠性评估： 对于各种元器件进行可靠性评估，实际上也就是根据检测到的元器件失效的数据来估算出元器件的有效使用寿命——能够正常工作的平均时间（MTTF ，mean time to failure ）的一种处理过程。 因为对于元器件通过可靠性试验而获得的失效数据，往往遵从某种规律的分布，因此根据这些数据，由一定的分布规律出发，即可估算出MTTF 和失效率。 比较符合实际情况、使用最广泛的分布规律有两种，即对数正态分布和Weibull 分布。 ①对数正态分布： 若一个随机变量x 的对数服从正态分布，则该随机变量x 就服从对数正态分布；对数正态分布的概率密度函数为 222/)(ln 21)(σμπσ--?=x e x x f 该分布函数的形式如图1所示。 对数正态分布是对数为正态分布的任 意随机变量的概率分布；如果x 是正态分布 的随机变量，则exp(x)为对数分布；同样， 如果y 是对数正态分布，则log(y)为正态分 布。 ②Weibull 分布： 由于Weibull 分布是根据最弱环节模型 或串联模型得到的，能充分反映材料缺陷和 应力集中源对材料疲劳寿命的影响，而且具 有递增的失效率，所以，将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强 度模型是合适的；而且尤其适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式。由于它可以根据失效概率密度来容易地推断出其分布参数，故被广泛地应用于各种寿命试验的数据处理。与对数正态分布相比，Weibull 分布具有更大的适用性。 Weibull 分布的失效概率密度函数为 m t m t m e t m t f )/()(ηη--?= 图1 对数正态分布
可靠性设计的主要内容 1、研究产品的故障物理和故障模型 搜集、分析与掌握该类产品在使用过程中零件材料的老化、损伤和故障失效等（均为受许多复杂随机因素影响的随机过程）的有关数据及材料的初始性能（强度、冲击韧性等）对其平均值的偏离数据，揭示影响老化、损伤这一复杂物理化学过程最本质的因素，追寻故障的真正原因。研究以时间函数形式表达的材料老化、损伤的规律，从而较确切的估计产品在使用条件下的状态和寿命。用统计分析的方法使故障（失效）机理模型化，建立计算用的可靠度模型或故障模型，为可靠性设计奠定物理数学基础，故障模型的建立，往往以可靠性试验结果为依据。 2、确定产品的可靠性指标及其等级 选取何种可靠性指标取决于产品的类型、设计要求以及习惯和方便性等。而产品可靠性指标的等级或量值，则应依据设计要求或已有的试验，使用和修理的统计数据、设计经验、产品的重要程度、技术发展趋势及市场需求等来确定。例如，对于汽车，可选用可靠度、首次故障里程、平局故障间隔里程等作为可靠性指标，对于工程机械则常采用有效度。 3、合理分配产品的可靠性指标值
将确定的产品可靠性指标的量值合理分配给零部件，以确定每个零部件的可靠性指标值，后者与该零部件的功能、重要性、复杂程度、体积、重量、设计要求与经验、已有的可靠性数据及费用等有关，这些构成对可靠性指标值的约束条件。采用优化设计方法将产品（系统、设备）的可靠性指标值分配给各个零部件，以求得最大经济效益下的各零部件可靠性指标值最合理的匹配。 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠性设计 即把规定的可靠性指标值直接设计到零件中去，使它们能够保证可靠性指标值的实现。
第二单元 集成电路芯片封装可靠性知识—郭小伟 （60学时） 第一章、可靠性试验 1．可靠性试验常用术语 试验名称 英文简称 常用试验条件 备注 温度循环 TCT （T/C ） －65℃~150℃, dwell15min, 100cycles 试验设备采用气冷的方式，此温度设置为设备的极限温度 高压蒸煮 PCT 121℃，100RH., 2ATM,96hrs 此试验也称为高压蒸汽，英文也称为autoclave 热冲击 TST （T/S ） －65℃~150℃, dwell15min, 50cycles 此试验原理与温度循环相同，但温度转换速率更快，所以比温度循环更严酷。 稳态湿热 THT 85℃,85%RH., 168hrs 此试验有时是需要加偏置电压的，一般为Vcb=0.7~0.8BVcbo,此时试验为THBT 。 易焊性 solderability 235℃,2±0.5s 此试验为槽焊法，试验后为10~40倍的显微镜下看管脚的 上锡面积。 耐焊接热 SHT 260℃,10±1s 模拟焊接过程对产品的影响。 电耐久 Burn in Vce=0.7Bvceo, Ic=P/Vce,168hrs 模拟产品的使用。（条件主要针 对三极管） 高温反偏 HTRB 125℃, Vcb=0.7~0.8BVcbo, 168hrs 主要对产品的PN 结进行考核。回流焊 IR reflow Peak temp.240℃ （225℃） 只针对SMD 产品进行考核，且 最多只能做三次。 高温贮存 HTSL 150℃,168hrs 产品的高温寿命考核。 超声波检测 SAT CSCAN,BSCAN,TSCAN 检测产品的内部离层、气泡、裂缝。但产品表面一定要平整。
精心整理土木工程学院工程课程报告 课程：《岩土工程测试》 班级： 专业： 3.6、动力触探试验 .............................................................................. 错误!未指定书签。 3.7、岩石力学参数测定 ...................................................................... 错误!未指定书签。 3.8、软岩及土的流变试验 .................................................................. 错误!未指定书签。 3.8.1、软岩的特征与流变特性 .......................................................... 错误!未指定书签。 3.9、岩土中的应力测量 ...................................................................... 错误!未指定书签。 3.10、超声波测试 ................................................................................ 错误!未指定书签。 3.11、桩基检测试验 ............................................................................ 错误!未指定书签。
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岩土工程的现状及发展 作者：陈东佐， 李静， Chen Dongzuo， Li Jing 作者单位：陈东佐,Chen Dongzuo(太原大学,建工系,山西,太原,030009)， 李静,Li Jing(山西城市建设职工中专,山西,太原,030013) 刊名： 太原大学学报 英文刊名：JOURNAL OF TAIYUAN UNIVERSITY 年，卷(期)：2003,4(3) 被引用次数：2次 本文读者也读过(10条) 1.李远耀.殷坤龙.代云霞基于广义Hoek-Brown准则强度折减法的岩坡稳定性分析[会议论文]-2008 2.谢国忠.曾庆招浅谈岩土工程的发展[期刊论文]-四川建材2006,32(6) 3.胡岱文.吴曙光土力学与基础工程课程教学改革与实践[会议论文]-2006 4.龚晓南.马克生.白晓红.梁仁旺.巨玉文.张小菊复合地基沉降可靠度分析[会议论文]-2002 5.李晓俊.白晓红.黄仙枝土工带加筋碎石土本构关系的三轴试验研究[会议论文]-2004 6.陈东佐.梁仁旺水泥土桩及CFG桩复合地基问题的探讨[期刊论文]-太原理工大学学报2003,34(3) 7.阎凤翔.白晓红.梁仁旺.栗润德太原东山黄土静力与动力性质对比[会议论文]-2004 8.白晓红.黄仙枝.岂连生土工加筋带技术在建筑地基中应用[会议论文]-2006 9.王佳.白晓红.贺武斌.贾军刚湿陷性黄土的原位载荷试验研究[会议论文]-2005 10.张平.尹建军.杨存龙.李宁.ZHANG Ping.YIN Jianjun.YANG Cunlong.LI Ning H-B准则及其在某公路隧洞支护设计中的应用[期刊论文]-中南公路工程2006,31(6) 引证文献(2条) 1.王元锋.黎来福.张虹野浅议岩土工程新发展[期刊论文]-山西建筑 2007(33) 2.唐春海上部结构与地基基础静力共同作用研究的回顾与展望[期刊论文]-中国科技信息 2005(12) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/ce5526713.html,/Periodical_tydxxb200303012.aspx
通用的可靠性设计分析方法 1.识别任务剖面、寿命剖面和环境剖面 在明确产品的可靠性定性定量要求以前，首先要识别产品的任务剖面、寿命剖面和环境剖面。 （1）任务剖面“剖面”一词是英语profile的直译，其含义是对所发生的事件、过程、状态、功能及所处环境的描述。显然，事件、状态、功能及所处环境都与时间有关，因此，这种描述事实上是一种时序的描述。 任务剖面的定义为：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。它包括任务成功或致命故障的判断准则。 对于完成一种或多种任务的产品，均应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：1）产品的工作状态； 2）维修方案； 3）产品工作的时间与程序； 4）产品所处环境（外加有诱发的）时间与程序。 任务剖面在产品指标论证时就应提出，它是设计人员能设计出满足使用要求的产品的最基本的信息。任务剖面必须建立在有效的数据的基础上。 图1表示了一个典型的任务剖面。 （2）寿命剖面寿命剖面的定义为：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。寿命剖面包括任务剖面。 寿命剖面说明产品在整个寿命期经历的事件，如：装卸、运输、储存、检修、维修、任务剖面等以及每个事件的持续时间、顺序、环境和工作方式。 寿命剖面同样是建立产品技术要求不可缺少的信息。 图2表示了寿命剖面所经历的事件。
（3）环境剖面环境剖面是任务剖面的一个组成部分。它是对产品的使用或生存有影响的环境特性，如温度、湿度、压力、盐雾、辐射、砂尘以及振动冲击、噪声、电磁干扰等及其强度的时序说明。 产品的工作时间与程序所对应的环境时间与程序不尽相同。环境剖面也是寿命剖面和任务剖面的一个组成部分。 2.明确可靠性定性定量要求 明确产品的可靠性要求是新产品开发过程中首先要做的一件事。产品的可靠性要求是进行可靠性设计分析的最重要的依据。 可靠性要求可以分为两大类：第一类是定性要求，即用一种非量化的形式来设计、分析以评估和保证产品的可靠性；第二类是定量要求，即规定产品的可靠性指标和相应的验证方法。 可靠性定性要求通常以要求开展的一系列定性设计分析工作项目表达。常用的可靠性定性设计工作项目见表1。
第四章 （46）可靠性试验设计与分析 §4．6 加速寿命试验(Accelerated Life Testing) 随着科学技术的发展，高可靠性、长寿命的产品愈来愈多，前面讲的截尾寿命试验也 不能适应这种要求，如，不少电子元器件寿命很长，在正常工作温度0 40C 下，寿命可达数 百万小时以上，若取1000个这种元件可能只有1～2个失效，甚至没失效的情况。假如我们把温度提高到0 60C ，甚至0 80C ，只要失效机理不变，仅环境更恶劣一些，则失效数会增加，这种超过正常应力下的寿命试验称为加速寿命试验。 加速寿命试验的目的：用加强应力的办法，加快产品故障，缩短试验时间，以便在较短的时间内预测出产品在正常应力作用下的寿命特征。其基本原则是失效机理不变。 一． 加速寿命试验的类型 (1).恒定应力加速寿命试验（简称恒加试验） 试验之前，先选一组加速应力水平，如12,,......,k s s s ，它们都是高于正常应力水平0s ，一般取012k s s s s <<<鬃鬃鬃<。然后将一定数量的样品分成k 组，每组在一个加速应力下进行寿命试验，直到各组均有一定数量的样品失效为止（如定数截尾0r r ）。从图4.32可以看出，恒加试验是由若干个寿命试验组成，为了缩短寿命试验，特别是低应力水平下的寿命试验采用截尾试验，这样才能更好地发挥加速寿命试验缩短试验时间地优点。 (2).步进应力加速寿命试验（简称步加试验） 它也选定一组加速应力水平0s 12k s s s <<<鬃鬃鬃<， （0s 为正常应力水平） 试验时把一定数量的样品都置于应力水平1s 进行寿命，经过一段时间，如1t 小时后，把应力提高到2s ，将未失效的样品在2s 应力下继续进行寿命试验，一直到有一定数量的样品发生失效为止。如图4.33所示。 在本试验中，一个样品先在加速应力1s 下试验一段时间，若失效，则退出试验，若没有失效，将进入2s 应力下的试验，如此下去，一个样品可能会遭遇若干个加速应力水平的考
岩土工程勘察的可靠性控制和置信度
岩土工程勘察的可靠性控制和置信度 作为工程建筑场地,工程设计所需的地质参数的可靠性如何,直接关系到工程建设的经济与安全性。探讨岩土工程地质参数精度评价的方法，包括数据优选、确定最优样本及计算可靠度。按不同设计阶段给定的目标值评价其置信度。 我们对地质体的认识就是从随机现象开始，从观测或试验所积累的丰度，数据的离散性决定了地质参数的变异性。这就有一个精度问题。样本多、指标精度高，置信概率大，其工作量和消耗的费用也大。反而从有限的测试样本中统计出来的指标，其可靠性是不高的。 一、当前岩土工程勘察实行市场化、全面放开，勘察单位互相竞争，相互压价，最为突出的问题是： 1、对场地土层取原状土试样数量少，把不同成因的土层亦归为一层 取6件土样。 2、布孔：把勘探孔布在建筑物中间，造成二排孔变成一排孔，或变 成一个梅花型和变成一个折线形。有的在复杂的山前倾斜平原 中，也不论地质条件复杂程度如何，仍按方格网布孔。孔的间距 定在规范允许的上限，造成控制不了查明暗藏的河道、河滨等对 工程不利的埋藏物夹层或透镜体的分布范围。 3、钻探：对要求鉴别地层和取样钻孔，开孔就采用送水钻进的方 法。钻进中，把水量开得很大，使孔内岩芯搅成泥返出孔口，同 时回次进尺把主要持力层或重点部位控制在0.5米以上，一般地层钻进中回次进尺也超过2米，在巨厚的淤泥质土中，回次进尺甚
至达10多米，对于钻粉土、砂层和卵石层，没有采用优质泥浆，泥浆的浓度也未控制，致使出现坍孔、埋钻，取不上岩芯，造成岩芯采取率达不到规范的要求。 4、取样：对采取I、II级土试样，不用薄壁取土器取土样或快速连续 静压方式贯入器，采取原状土试样，而采用直接从送水冲出来的岩芯，或从岩芯管中顿出来的岩芯装入铁皮筒中，作为原状土试样，没有及时进行贴标签、封蜡、用胶带纸代替蜡封口，导致土样严重失水。运输土样也没有专用土样箱，扰动、振动，致使含水量、孔隙比、液性指数、压缩性系数和抗剪强度指标严重失 真。 5、地下水的量测：地层中有潜水含水层和承压含水层时没有采取止 水措施，将被测潜水含水层和承压含水层隔开量测水位，只测得一个混合水位和水头，常作为孔隙潜水位。 6、原位测试：对标贯和动探试验不规范行为：①没有清除孔底废土 就进行试验。②试验中深度不到底，其结果与野外鉴定和室内试验结果不吻合，出现偏低情况。③动探和标贯器破损严重仍在使用，导致数据严重失真。进尺过大导致分层困难。 7、室内岩土试验：试验人员发现异常情况，未与原始记录核对。不 对实验结果进行分析对比，给工程质量安全留下隐患。 8、地基评价：勘察报告定性多，定量少，尤其是对岩土体的变形、 强度和稳定性定量分析少。地基评价一般化，老一套，真正解决施工问题的很少。①每个场地只取一件水样就对建筑材料腐蚀性
4．6 可靠性设计的基本概念与方法 一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义 可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；而一个工业产品(包括像飞机这样的航空飞行器产品)由于内部元件中固有的不确定因素以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时间(寿命)往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。作为飞机结构的可靠性问题，从定义上讲可以理解为：“结构在规定的使用载荷／环境作用下及规定的时间内，为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤，应保持其必要的强刚度、抗疲劳断裂以及耐久性能力。”可靠度则应是这种能力的概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。例如，结构元件或结构系统的静强度可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，结构安全寿命的可靠性是指结构的裂纹形成寿命小于使用寿命的概率；结构的损伤容限可靠性则一方面指结构剩余强度大于工作应力的概率，另一方面指结构在规定的未修使用期间内，裂纹扩展小于裂纹容限的概率．可靠性的概率度量除可靠度外，还可有其他的度量方法或指标，如结构的失效概率F(c)，指结构在‘时刻之前破坏的概率；失效率^(()．指在‘时刻以前未发生破坏的条件下，在‘时刻的条件破坏概率密度；平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)，指从开始使用到发生故障的工作时间的期望值。除此而外，还有可靠性指标、可靠寿命、中位寿命，对可修复结构还有维修度与有效度等许多可靠性度量方法。 2．.结构可靠性设计的基本过程与特点 设计一个具有规定可靠性水平的结构产品，其内容是相当丰富的，应当贯穿于产品的预研、分析、设计、制造、装配试验、使用和管理等整个过程和各个方面。从研究及学科划分上可大致分为三个方面。 (1)可靠性数学。主要研究可靠性的定量描述方法。概率论、数理统计，随机过程等是它的重要基础。 (2)可靠性物理。研究元件、系统失效的机理，物理成固和物理模型。不同研究对象的失效机理不同，因此不同学科领域内可靠性物理研究的方法和理论基础也不同． (3)可靠性工程。它包含了产品的可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验、可靠性数据的收集处理和交换等．从产品的设计到产品退役的整个过程中，每一步骤都可包含于可靠性工程之中。 由此我们可以看出，结构可靠性设计仅是可靠性工程的其中一个环节，当然也是重要的环节，从内容上讲，它包括了结构可靠性分析、结构可靠性设计和结构可靠性试验三大部分。结构可靠性分析的过程大致分为三个阶段。 一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料，并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关统计量，以作为可靠度和失效概率计算的依据。
谈遗传算法在岩土工程可靠度分析中的应用 摘要：在岩土工程中影响工程安全性的因素都存在着不同程度的不确定性，可 靠度分析方法就是对这些不确定性进行研究，并估计它对岩土工程安全性的影响。运用遗传算法的原理对岩土工程中的可靠指标进行计算，并对验算点的全局优化 算法进行设计。在岩土工程可靠度分析中运用遗传算法原理，克服了传统方法的 缺点，避免了求导数工作的繁琐。 关键词：遗传算法；岩土工程；可靠度分析；应用 引言： 岩土要错综复杂具有变异的性质，因此岩土工程具有不确定性的特点，在进行施工时必 须全面考虑工程的各种不确定性因素，如岩土的物理性质、荷载、抗力等变力，进而提高工 程的安全可靠性。但是由于岩土工程的受力变形机制的复杂性，很难用解析的方法获得作用 效应的显式解，而且功能函数的隐式具有非线性程度高。Duncan 在传统安全系数的基础上提 出了一种简单的可靠度分析法。这种方法只有使用和常规分析中类型和数量相同的数据就可 以进行近似的可靠度的分析。在岩土工程的可靠性分析中，经常采用的方法有一次二阶矩和 二次二阶矩及优化方法等。这些方法对于极限状态的方程是线性方程，而且各个随机变量服 从正态颁布，因此得到的可靠指标和可靠度都是精确的，因此只对显式的功能函数适用。否 则结果就是近似的，有些甚至还会出现不收敛的现象。因此许多学者开始寻找其他的数值方法。有的学者提代出采用一种同时取功能函数级数展开的一次项和二次项的方法，提出了采 用二次二阶矩法和基于四阶矩的最大熵密度法。还有一种加到求解可靠指标的基本问题的方法。也就是求解可靠指标发球求解极限状态曲面到原点最短距离的优化问题的方法。优化方 法求解可靠指标是一种非常有效的求解方法。但是目前大部分优化方法求解是非常复杂的， 在求解时可能会运用于功能函数的二阶偏导数或者逆矩阵，甚至有时还陷入了局部极小值。 本文基于可靠指标的几何涵义，采用遗传算法对岩土工程的可靠度进行计算，希望能够在数 量不多的模拟次数中达到精度的要求，同时得到可靠性指标和设计验算点，进而适应岩土工 程功能函数的高次非线性和复杂性。 一、可靠性分析的可行性 可靠性分析法在我国于20世纪80年代开始通知于岩土工程实践中，在21世纪后，可这 个方法得到了许多学生的关注，并对其实用性进行了考察验证，可以得知这种方法是可行的。岩土工程中存在着许多不确定的因素，因此人们对传统的定值法设计产生了疑问。如1970 年8月，旧金山港口修建一座轻型码头的过程，水下边坡就发生了失稳。这是由于按照以前 的经验可知旧金山地区在这个海湾土层开挖水下边坡坡比至少为1：1，进行LASH码头边坡 稳定分析可知1：1坡度的边坡的安全系数为1.25。这个安全系数是确定性方法来进行分析的，通过计算可知这个边坡是稳定的。可是在实际的施工过程中却出现了换称现象。后来采 用Taylor 级数展开技术分析可靠性，则得到边坡的失效概率为18%，由此可见，边坡的稳定 性破坏的风险很大。由此可见，如果运用可靠度分析确定边坡的合理坡比可以节省土方工程量，还可以避免结构失稳而带来的经济损失。由于岩土强度测试具有较大的离散性，传统的 确定参数和安全系数的概念已不完全适用。可靠度理论为岩土力学提供了一种合适的分析的 方法，这种方法以概率理论为基础，能够为岩土结构的设计提供可靠依据，在保证工程安全 的同时，减少了工程破坏的经济损失。 二、遗传算法原理 遗传算法的解题能力强而且适应范围广，近些年来，遗传算法在岩土工程中应用的越来 越多。GA根据生物进化论和遗传学论采用数学的方法对生物进化的过程进行模拟，并把问题的求解转化为对一群染色体的一系列操作。通过转化，收敛到一个最能适应环境的染色体上面，进而求得问题的最优解。在一个给定的优化问题中，可以把目标函数设为F= f(x,y,z) x,y,z∈Ω,F∈ R (1)在式子中， x,y,z都是自变量;Ω是解空间; F是解的优劣程度，; f是映射函数。要想求求(x＊,y＊,z＊),可以先求其最小值， 则GA的求解如下：
可靠性设计与分析作业 学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线 （1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析 在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数 的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整 机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。 有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随 着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的 颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加 而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。 在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零 件的可靠度会提升，增加可靠性。 二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线 （1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];
ji 第四章(44) 可靠性试验与设计 四、最小二乘法 用图估法在概率纸上描出[],()i i t F t 点后,凭目视作分布检验判别所作的回归直线往往因人而异，因此最好再通过数值计算求出精确的分布检验结论和求出数学拟合的回归直线。通常用相关系数作分布检验，用最小二乘法求回归直线。 相关系数由下式求得： ()() n i i X X Y Y γ--= ∑ 其中X,Y 是回归直线的横坐标和纵坐标，它随分布的不同而不同。下表是不同分布的 坐标转换 只有相关系数γ 大于临界值0γ时，才能判定所假设的分布成立。0γ临界系数可查相应的临界相关系数表，如给定显著水平0.05α=，n=10,可查表得00.576γ=。若计算的0γγ，则假设的分布成 立。 如果回归的线性方程为 Y mX B =- 则由最小二乘法得到系数为
1 1 111 221 1??1?1 ()n n i i i i n n n i i i i i i i n n i i i i Y m X B N X Y X Y N m X X N =======-+=-=-∑∑∑∑∑∑∑ 代入上表中的不同的分布，就可以得到相应分布的参数估计值。 五、最好线性无偏估计与简单线性无偏估计 1、无偏估计 不同子样有不同的参数估计值?q ，希望?q 在真值q 附近徘徊。若?()E q q =，则?q 为q 的无偏估计。如平均寿命的估计为?i t n q =? ，是否为无偏估计？ Q 1 [] ?()[]n i i i i t E t E E n n n q q q === = =? 邋 \ ?q 为q 的无偏估计 2、最好无偏估计定义 若?k q 的方差比其它无偏估计量的方差都小，即?()min ()k k D D q q =，则?k q 为最好无偏估计。 3、线性估计定义 若估计量?q 是子样的一个线性函数，即1 ?n i i i a q ==C ? ，则称?q 为线性估计。 4、最好线性无偏估计 当子样数25n ￡时，通过变换具有()F m s C -形式的寿命分布函数，其,m s 的最好线性无偏估计为： 1 ?(,,)r j i D n r j X m ==? ?(,,)j C n r j X s =? 其中(,,),(,,)D n r j C n r j 分别为,m s 的无偏估计，有了,,n r j 后，可有专门表格查无偏系数(,,),(,,)D n r j C n r j 。
岩土工程中安全系数和可靠度的探讨 【摘要】简单的可靠度分析方法不需要复杂的理论和难懂的术语, 仅仅在常规分析的基础再向前一步,就可以在日常岩土工程实践中应用。简单的可靠度分析不仅能够评价计算中参数不确定性带来的综合影响,而且还为常规分析提供了有益的补充。可靠度分析所需要的附加数据—标准差—可以使用与常规分析相同类型和数量的数据获得。 该方法的简单和实用性通过稳定计算实例得到了验证。 1 简介 在常规岩土工程实践中使用基于经验的安全系数是合乎逻辑的。然而,通常在同一类应用中,如长期边坡稳定,使用相同的安全系数值,而忽略了问题的不确定性。在规范或习惯中,常将同一个安全系数应用于不确定性变因素化很大的不同条件,这样就不太合理了。 可靠度计算能够估计不确定因素的综合效果,以及区分不确定性的相对大小。虽然有这么多的优点,但是可靠度方法在日常岩土工程中使用的还很少。这主要有两个原因：首先, 大多数岩土工程师不太熟悉可靠度理论的术语和概念；其次,人们常常误以为可靠度理论在绝大多数情况下需要更多的数据、时间和努力。 Christian等（1994）、Tang（1999）和其他一些学者已经将可靠度理论解释得非常清楚,而且还介绍了许多精彩的在岩土工程中的应用实例。本文的主要目的在于说明可靠度能够以最简单的方式应用于岩土工程实践,而不需要额外的数据、时间和努力。只要使用与常规分析中相同类型和数量的数据,就可以进行近似但却十分有效的可靠度分析。 如果采用相同类型的数据、判断和简化,简单可靠度分析的结果将和常规确定性分析的结果精度一致。由于两种方法精度一致,因此可以互为补充和提高。 在这里并不是夸大可靠度分析而抛弃安全系数分析方法,而是建
岩土设计中可靠性的探究 随着各种工程建设技术的大力发展与进步，岩土设计的应用和普及已成为现代网络技术发展的一种必然趋势，为更好的发展和支持岩土设计项目的进步，促进光其在工程建设领域的应用，岩土工程的可靠性设计基于大量的参数的基础，还具有一定的应变性，是基础工程设计理念最核心的一块，也是研究里最受关注的一块。 标签：岩土工程设计可靠性 1我国岩土工程可靠性理论的发展 岩土工程可靠性原来的含义是指一个人是否守信义，或者人们对某市某物是否真实的一种主观判断行为，可靠性概念无法测度，比较模糊。在第二次世界大战期间，为了提高军事器材的使用效率，军事专家需要对器材具有一个准确的认识，因此，出现了采用统计学方法和概率论方法来分析和研究器械元件可靠性的活动。在世界大战之后，人们逐渐认识到可靠性分析的重要性，于是抓紧对可靠性进行研究，从而形成了一门新的学科门类――可靠性工程学。在上世界中叶的时候，可靠性工程学开始运用于土木工程领域，从而开启了岩土工程分析设计的新纪元。 2我国岩土工程可行性分析的发展 岩土工程可行性研究存在的不足：我国对于岩土工程的可行性理论的引进和研究是从上世纪70 年代后期开始的，距今已有三十多年的发展历史。在这个过程中，岩土工程的可行性研究呈现出自己的发展特点，主要表现为：岩土工程可行性研究起步较晚，发展速度较快，可行性研究面很广，规模庞大，在某些方面已经达到了世界先进水平。然而，我国对于岩土工程的可行性研究也存在不足，主要表现在：岩石方面的可行性研究比较少，岩土动力学的研究不够充分，岩土工程的特点没有得到研究者的关注，岩土力学物理机制与可靠性研究之间的结合不够紧密，有些方面的研究不够深入等。岩土工程可行性研究取得的成绩：在30 年的可靠性研究发展过程中，取得了不小的成绩，发表了一系列的学术论文和专著，其内容很广泛，包括可靠性理论的系统论述，关于建筑工程中的沉降概率情况分析，岩土参数的统计规律和渗透问题，以及岩土参数的数学统计模型等。这些成果的取得集中反映了我国在可靠性研究领域的进展情况。 3岩土工程可靠性设计需要解决的问题 岩土工程可靠性设计需要解决许多问题，这些问题包括：对收集、观察或者试验获得的数据进行分析处理，其中获得的数据包括岩土的属性、周围环境以及荷载等，处理的内容很多，包括统计参数的预测和计算，岩土工程设计参数的概率分布拟合度的验证等；对岩土工程现场进行勘察和取样，并进行初步的试验设计；采取合适的压实技术，使用合适的质量控制措施；通过计算，分析破坏概率
可靠性测试鬼谷子品质联盟——乐天提供 可靠性测试内容 可靠性测试应该在可靠性设计之后，但目前我国的可靠性工作主要还是在测试阶段，这里将测试放在前面（目前大部分公司都会忽略最初的可靠性设计，比如我们公司，设计的时候，从来都没有考虑过可靠性，开发部的兄弟们不要拿砖头仍我……这是实话，只有在测试出现失效后才开始考虑设计）。 为了测得产品的可靠度（也就是为了测出产品的MTBF），我们需要拿出一定的样品，做较长时间的运行测试，找出每个样品的失效时间，根据第一节的公式计算出MTBF，当然样品数量越多，测试结果就越准确。但是，这样的理想测试实际上是不可能的，因为对这种测试而言，要等到最后一个样品出现故障――需要的测试时间长得无法想象，要所有样品都出现故障——需要的成本高得无法想象。 为了测试可靠性，这里介绍：加速测试（也就增加应力*），使缺陷迅速显现；经过大量专家、长时间的统计，找到了一些增加应力的方法，转化成一些测试的项目。如果产品经过这些项目的测试，依然没有明显的缺陷，就说明产品的可靠性至少可以达到某一水平，经过换算可以计算出MTBF（因产品能通过这些测试，并无明显缺陷出现，说明未达到产品的极限能力，所以此时对应的MTBF是产品的最小值）。其它计算方法见下文。（*应力：就是指外界各种环境对产品的破坏力，如产品在85℃下工作受到的应力比在25℃下工作受到的应力大；在高应力下工作，产品失效的可能性就大大增加了）； 一、环境测试 产品在使用过程中，有不同的使用环境（有些安装在室外、有些随身携带、有些装有船上等等），会受到不同环境的应力（有些受到风吹雨湿、有些受到振动与跌落、有些受到盐雾蚀侵等等）；为了确认产品能在这些环境下正常工作，国标、行标都要求产品在环境方法模拟一些测试项目，这些测试项目包括：
考虑土体不均匀性的岩土工程可靠度分析水利水电岩土工程包含多种不确定性因素,如岩土体参数不确定性、测量误差导致的认知不确定性和模型不确定性等,其中岩土体固有的不均匀性对岩土工程可靠度分析有重要的影响。由于土体普遍经历不同的地质、环境和化学作用,这导致不同深度的土体特性参数如抗剪强度参数往往呈现随深度变化的趋势,然而,目前大多数岩土工程可靠度分析虽然考虑了土性参数空间变异性的影响,但是土性参数随深度变化趋势对岩土结构物可靠度的影响还缺少深入的研究,如抗剪强度参数均值或标准差随深度变化对岩土结构物可靠度的影响规律等。 另一方面,实际岩土工程中还存在另一种形式的岩土体不均匀性,即地层变异性。它表现为不同类型岩土材料的互相嵌套或一种类型土体材料在另一种较均质土体材料中不规则出现。 这种地层变异性在其他领域如石油勘探、地下水及污染物运移研究中得到了足够的重视。岩土工程领域虽然很早就意识到地层变异性对岩土工程安全的影响,如有研究表明地层变异性对滑坡分布和方向有重要影响。 然而,地层变异性对于岩土工程可靠度的影响还未见研究。此外,石油勘探,地下水污染物运移中都是采用基于大尺度分析的地层变异性模拟方法。 对于大多数岩土结构物来说,这种地层变异性模拟方法不一定适用。因此,亟需发展适用于岩土结构物尺度的地层变异性模拟方法,在此基础上探讨地层变异性对岩土结构物可靠度的影响规律。 此外,现有的考虑空间变异性的边坡可靠度分析大多关注边坡失效概率的计算,对于空间变异性对边坡失效模式的影响研究不够深入,而边坡最危险滑动面直接决定着边坡失稳的规模和尺寸,直接影响边坡失效后果评估。非常有必要深
入研究土体参数空间变异性对边坡最危险滑动面分布规律的影响。 针对上述3个关键科学问题,本文重点研究土体抗剪强度参数随深度变化的空间变异性和地层变异性模拟方法,在此基础上探讨这两种土体不均匀性对岩土结构物可靠度的影响规律,同时研究土体参数空间变异性对边坡最危险滑动面的影响。主要研究内容包括：基于非平稳随机场的土体抗剪强度参数空间变异性建模方法、土体空间变异性对边坡最危险滑动面的影响、考虑土体参数空间变异性的岩土结构物可靠度分析方法、基于钻孔资料的耦合马尔可夫链水平方向转移概率矩阵估计、考虑地层变异性的边坡稳定性分析方法。 主要工作及结论如下：(1)阐述了考虑土体不均匀性的岩土工程可靠度分析的研究背景及意义,回顾了岩土参数不确定性的建模方法,指出了存在的问题和需要改进的方向。归纳了考虑参数空间变异性的岩土工程可靠度分析方法及研究对象。 简要概述了地层变异性在岩土工程领域的研究现状,分析了考虑地层变异性的岩土工程可靠度关键问题,介绍了马尔可夫链模型在工程领域的应用情况。(2)为了研究抗剪强度参数随深度变化趋势对岩土结构物可靠度的影响,提出了表征抗剪强度参数空间变异性的非平稳随机场模型及其模拟方法。 从经验公式和实测数据两方面验证了不排水抗剪强度参数和有效内摩擦角随土体深度变化的趋势,指出了两者非平稳随机场模型的差异,建立了不排水抗剪强度参数和有效内摩擦角的非平稳随机场模型,为利用总应力和有效应力方法考虑参数随深度变化趋势的空间变异性奠定了一定的理论基础。(3)针对考虑岩土体参数空间变异性的边坡最危险滑动面分布特征问题,提出了考虑土体抗剪强度参数空间变异性的边坡最危险滑动面确定方法,探讨了土体抗剪强度参数的波
第四章(45) 可靠性试验设计与分析 §4．4可靠性增长试验（Reliability Growth Test） 一、概述 可靠性增长：通过改正产品设计和制造中的缺陷，不断提高产品可靠性的过程。 产品试制阶段，由于设计缺陷与工艺上的不成熟，其可靠性一定会远低于预计的标准，通过试验发现故障，通过机理分析找出故障源，通过再设计与工艺的更改，以达到消除故障的目的，保证研制期间的可靠性达到预期的指标。 可靠性增长是不断反复设计、试验、故障、纠正这样一个循环过程。是为达到可靠性增长目的而执行可靠性秩序中所采用的一种试验方法。 可靠性增长的三个主要因素： 1).通过分析和试验找出产品的潜在故障源。 2).将存在问题（返馈），采取纠正措施更改设计。 3).对改进后的产品重新进行试验。 图4.23 可靠性增长过程 二、可靠性增长试验 目的：通过试验诱导出设计不良或工艺不成熟而引起的潜在故障，通过机理分析找出问题，在设计与工艺上加以纠正，从而达到可靠性增长目的。可靠性增长试验耗费的资源和时间比较多，试验总时间通常为预期的MTBF目标值的5~25倍，所以也并不是所有产品都适宜于安排可靠性增长试验。其试验大纲按照试验、分析、纠正(Test, Analysis And Fix test简称TAAF)这一过程来制定，为此要选定一个可靠性增长的模型，以便确定试验计划时所需考虑的因素。 1、可靠性增长模型 目前在可修产品的增长试验中，普遍使用的杜安(Duane)模型。有时为了使杜安模型的
适合性和最终评估具有较坚实的统计学依据，可用AMSAA 模型作为补充。 杜安模型是用于飞机发动机和液压机械装置等复杂可修产品的增长试验的。模型未涉及随机现象，是确定性模型，即工程模型，而不是数理统计模型。 其基本假设： 只要不断进行可靠性试验，系统可靠性增长（用MTBF 的提高表示）与累积试验时间在双对数纸上成线性关系，直线的斜率是可靠性增长率的一个度量。 图4.24 可靠性增长曲线 上述描绘了杜安可靠性增长模型。其增长率范围在0.3~0.7之间，若增长在0.3以下，说明纠正措施不够有力，在0.7以上表明采用了强有力的纠正措施。 从曲线上还可表明，制定可靠性增长大纲所需要的四个因素： (1).系统固有的MTBF 值P q 与要求的MTBF 值s θ关系： p θ在设计时用预测的方法确定，而s q （可接受值）比P q 低些，这是验证试验之前应增长到的值。 (2).增长曲线的起始MTBF 值0q ：当P q 预期值为200h ￡时，增长线以100试验小时（横坐标）与10%P q （纵坐标）为起始点。当200P h q >，则以100h 试验与50%P q 为起始点。 (3).关于MTBF 增长率a ：取决于大纲要求，如制定合理并执行严格，增长率可达0.6， 没有特殊考虑时可取0.1a =。 (4).增长所要求的总时间： 增长线与指标要求的MTBF 值的水平线交点所对应的总试验时间即为预计总试验时间。美国军用标准有个试验指南： 当固定的试验持续时间为规定的MTBF （s q ）的10～25倍时，该时间完全可以满足达到50～2000hMTBF 内预期的设备可靠性增长需要。当规定的MTBF 在2000h 以上时，其持续试验时间取决于设备的复杂性和大纲要求，但至少应是要求的MTBF 的一倍。无论任何情况下，持续时间试验都不得少于2000h 或不多于10000h 。
岩土工程研究领域问题综述 马逸群 核工业金华工程勘察院 【摘要】：本文根据岩土工程学科特点对岩土工程发展的要求、趋势、影响进行综合分析，指出重视的研究领域，同时展望岩土工程的发展前景。 【关键词】：岩土工程领域问题分析综述 一、岩土工程测试技术 岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。在原位测试方面，地基中的位移场、应力场测试，地下结构表面的土压力测试，地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点，随着总体测试技术的进步，这些传统的难点将会取得突破性进展。虚拟测试技术将会在岩土工程测试技术中得到较广泛的应用。及时有效地利用其他学科科学技术的成果，将对推动岩土工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用，如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土工程测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提高，测试模式的改进及测试仪器精度的改善，最终将导致岩土工程方面测试结果在可信度方面的大大改进。 二、地基与建(构)筑物不同介质相互作用分析 当天然地基不能满足建(构)筑物对地基要求时，需要对天然地基进行处理形成人工地基。桩基础、复合地基和均质人工地基是常遇到的三种人工地基形式。研究桩体与土体、复合地基中增强体与土体之间的相互作用，对了解桩基础和复合地基的承载力和变形特性是非常有意义的。 地基与建（构）筑物相互作用与共同分析已引起人们重视并取得一些成果，但将共同作用分析普遍应用于工程设计，其差距还很大。大部分的工程设计中，地基与建筑物还是分开设计计算的。进一步开展地基与建（构）筑物共同作用分
软件可靠性分析与设计 软件可靠性分析与设计 软件可靠性分析与设计的原因?软件在使用中发生失效(不可靠会导致任务的失败,甚至导致灾难性的后果。因此,应在软件设计过程中,对可能发生的失效进行分析,采取必要的措施避免将引起失效的缺陷引入软件,为失效纠正措施的制定提供依据,同时为避免类似问题的发生提供借鉴。 ?这些工作将会大大提高使用中软件的可靠 性,减少由于软件失效带来的各种损失。 Myers 设计原则 Myers 专家提出了在可靠性设计中必须遵循的两个原则: ?控制程序的复杂程度
–使系统中的各个模块具有最大的独立性 –使程序具有合理的层次结构 –当模块或单元之间的相互作用无法避免时,务必使其联系尽量简单, 以防止在模块和单元之间产生未知的边际效应 ?是与用户保持紧密联系 软件可靠性设计 ?软件可靠性设计的实质是在常规的软件设计中,应用各种必须的 方法和技术,使程序设计在兼顾用户的各种需求时, 全面满足软件的可靠性要求。 ?软件的可靠性设计应和软件的常规设计紧密地结合,贯穿于常规 设计过程的始终。?这里所指的设计是广义的设计, 它包括了从需求分析开始, 直至实现的全过程。 软件可靠性设计的四种类型
软件避错设计 ?避错设计是使软件产品在设计过程中,不发生错误或少发生错误的一种设计方法。的设计原则是控制和减少程序的复杂性。 ?体现了以预防为主的思想,软件可靠性设计的首要方法 ?各个阶段都要进行避错 ?从开发方法、工具等多处着手 –避免需求错误 ?深入研究用户的需求(用户申明的和未申明的 ?用户早期介入, 如采用原型技术 –选择好的开发方法
?结构化方法:包括分析、设计、实现 ?面向对象的方法:包括分析、设计、实现 ?基于部件的开发方法(COMPONENT BASED ?快速原型法 软件避错设计准则 ? (1模块化与模块独立 –假设函数C(X定义了问题X 的复杂性, 函数E(X定义了求解问题X 需要花费的工作量(按时间计,对于问题P1和问题P2, 如果C(P1>C(P2,则有 E(P1> E(P2。 –人类求解问题的实践同时又揭示了另一个有趣的性质:(P1+P2>C(P1 +C(P2 –由上面三个式子可得:E(P1+ P2> E(P1+E(P2?这个结论导致所谓的“分治法” ----将一个复杂问题分割成若干个可管理的小问题后更易于求解,模块化正是以此为据。 ?模块的独立程序可以由两个定性标准度量,这两个标准分别称为内聚和耦合。耦合衡量不同模块彼此间互相依赖的紧密程度。内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。 软件避错设计准则 ? (2抽象和逐步求精 –抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节 ?举例