现代科技综述知识文库：模糊可靠性

1、现代科技综述系列模糊可靠性科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“模糊可靠性”的解读，以供大家了解。模糊可靠性20世纪80年代之前所谓的可靠性，都是只考虑事物随机性的可靠性，称之为经典可靠性或普通可靠性。随着科学技术的发展，尤其是大的复杂系统的出现，人们的认识由单纯的随机性逐渐深入到了随机性与模糊性相互渗透的更高层次。这时，经典可靠性的传统观念和方法与人类本质的思维方式、事物的复杂化以及模糊信息和模糊概念等发生了严重的冲突。以致经典可靠性只能解决随机性问题，对于随机性与模糊性相互渗透的问题却无能为力。为了解决上述矛盾，必须建立新的可靠性观念

2、、原理和分析、计算方法。模糊可靠性的研究就是在这种背景下出现的。模糊可靠性是经典可靠性的拓展，它既考虑事物随机性又考虑事物模糊性时的可靠性。国外研究模糊可靠性始于20世纪80年代初期，他们的工作主要局限于应用模糊数学的原理和方法解决经典可靠性中某些参数的计算问题。1984年，福龙达(HFuruta)和绥莱伊西(NShiraishi)在模糊集合及系统(Fuzzy Sets and Systems)上发表了“故障树分析中的模糊重要度”(Fuzzy importance in fault tree analysis)一文，将模糊集合理论应用于重要度的计算。这几乎是最早涉及模糊可靠性的文章。1990年

3、辛格(DSinger)在上述杂志上发表了“模糊集合应用于故障树和可靠性分析”(A fuzzy Set approach to fault tree and reliability analysis)一文，比福龙达和绥莱伊西的文章前进了一步，但是仍然未达到系统地研究模糊可靠性的境界。中国对模糊可靠性的研究也十分重视。80年代初期，钱学森曾提醒有关的研究单位说，怎样把模糊数学应用于可靠性分析，并希望组织力量做这方面的工作。正式的研究始于80年代中期，王光远自1986年起，先后发表了数篇有关模糊可靠性的文章，对一般结构(尤其是抗震结构)的模糊可靠性进行了开拓性的研究。他将可靠性分作3类：(1)随机可

4、靠性一只考虑随机性时的可靠性，即经典可靠性。(2)模糊可靠性只考虑模糊性时的可靠性。(3)模糊随机可靠性既考虑随机性又考虑模糊性时的可靠性，也称做广义可靠性。他进一步提出了“模糊有效域()”和“模糊失效域”等概念，并将模糊随机可靠度定义为结构在使用期限内正常工作()发生的概率。这些研究工作对中国模糊可靠性研究的起步和发展起了重要的作用。李廷杰与高和从测度的角度出发，在国内外首次全面、系统地研究了模糊可靠性的基础概念和方法。自1988年起，已先后在国内外有关杂志上发表了13篇文章。在经典可靠性定义的五项内容(对象、条件、时间、功能和能力)中，他们着眼于功能和能力的模糊性，定义模糊可靠性为产品在规

5、定的条件下，在预期的时间内，某种程度上保持其规定功能的能力，这个“能力”既可以用精确概率表示，也可以用模糊概率表示。按照模糊概率论的原理，他们将可靠性分作4类：(1)清晰事件精确概率型，即经典可靠性。(2)模糊事件精确概率型。(3)清晰事件模糊概率型。(4)模糊事件模糊概率型。后三类的可靠性统称为模糊可靠性。为了描述可靠性定义中各种不同的模糊功能，他们借助于模糊语言的组成规则，利用各种语言算子、模糊余集的概念和语言值的运算法则，获得了几十种模糊功能子集。例如：“极可靠”、“很可靠”、“可靠”、“比较可靠”、“比较不可靠”、“不可靠”、“很不可靠”、“极不可靠”、“不大可靠”、“倾向于可靠”。同

6、时他们还定义了模糊故障，并按照故障的不同程度，将模糊故障分作八大类。另外，他们还定义了模糊可靠性的主要指标(比如模糊可靠度、模糊故障率、模糊平均寿命、模糊维修度等)，并且按照模糊集合理论和模糊概率论的原理和方法建立了各主要指标在前述三种类型下不同的数学模型。他们的这些研究工作对中国模糊可靠性研究的发展起了推动作用。中国自80年代中期起，模糊可靠性研究蒸蒸日上，已经先后发表了约40篇文章。这些论文的着眼点和方法是各式各样。从着眼点考虑，有的着眼于“时间”的模糊性，有的着眼于“条件”的模糊性，而更多的着眼于“功能”的模糊性从方法上考虑，有的应用可能性理论，有的应用模糊映射原理，有的应用模糊概率论等

7、。总之，国内研究模糊可靠性具有以下特点：全面，系统，发展快，形式多样。目前，中国研究模糊性的势头和成绩在国际上遥遥领先。模糊可靠性目前还处于初步形成和发展阶段。但我们相信，通过许多人的共同努力，模糊可靠性终将会成为一支成熟的工程技术学科。【参考文献】： 1 Furuta H，et alFuzzy Sets andSystems，1984，34(2)：205213 2 王光远，等力学学报，1986，448445 3 王光远，等地震工程与工程振动，1986，6(1) 4 李廷杰，等模糊系统与数学，1988，1123 5 Onisawa T，et alFuzzy Sets and Systems，1988；28(2)：115127 6 李廷杰，等模糊系统与数学第3卷第1期，1989，3(1)：3845 7 李廷杰系统工程理论与实践，1989，9(3)2631 8Singer D AFuzzy Sets and Systems，1990，34(2)145 155 9 Li Ti