3.2 可靠性參數(shù)

可靠性是什么？如何正確描述一個(gè)系統(tǒng)的可靠性？不同的人提出了不同的定義和參數(shù)，目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定論，但大家普遍公認(rèn)的定義是Robert Lusser于1952年在San Diego的一次論壇上首次提出的概念。

1953年，Reichard R.Carhart對(duì)它進(jìn)行了概括：可靠性是指系統(tǒng)在一定的條件下，在一定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)完成預(yù)定功能的能力。因此，它有三個(gè)要素：不同的條件、不同的時(shí)間和不同的功能。在不同的發(fā)展階段，由于人們對(duì)系統(tǒng)可靠性的關(guān)注的角度不同而產(chǎn)生了不同的描述系統(tǒng)可靠性的參數(shù)，主要有可靠性（Reliability）、可維性（Maintainability）、可用性（Availability）和保能性（Performability）等。

1. 可靠性和可靠度

可靠度R（t）主要從一個(gè)系統(tǒng)能夠正常工作的時(shí)間長(zhǎng)短來描述系統(tǒng)的可靠性。它定義為：系統(tǒng)在t0時(shí)刻正常工作的條件下，在 [t0，t] 時(shí)間區(qū)間內(nèi)正常工作的概率。

R（t）=P{X＞t}

不可靠度F（t）為：

F（t）=1-R（t）

它主要應(yīng)用于不可修復(fù)或極難修復(fù)的系統(tǒng)（如衛(wèi)星系統(tǒng)）等。在可靠性發(fā)展的早期階段，人們主要應(yīng)用可靠度來衡量系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。

2. 可維性和可維度

隨著可維修系統(tǒng)的出現(xiàn)和大量應(yīng)用，人們又提出了可維性的概念。可維性是衡量系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)維修難易程度的一種指標(biāo)，其定量測(cè)度稱為可維度（系統(tǒng)失效后在時(shí)間間隔t內(nèi)被修復(fù)的概率），記為M（t）。

M（t）=P{X≤t}

3. 可用性與可用度

可靠性與系統(tǒng)的生存周期有關(guān)，而維修性與系統(tǒng)的維修有關(guān)。1982年，Tillman等人通過把這兩者結(jié)合起來創(chuàng)造了一類反映系統(tǒng)有效性的參數(shù)，這就是系統(tǒng)的可用性（在時(shí)刻t時(shí)系統(tǒng)正常工作的概率）。

穩(wěn)態(tài)可用度（Ass）作為系統(tǒng)連續(xù)工作的度量，平均可用度（）作為系統(tǒng)在一定周期內(nèi)的度量。

對(duì)于不可維修系統(tǒng)有A（t）=R（t）。

4. 保能性和保能度

保能度是保能性的度量指標(biāo)。保能度P（L，t）的定義是系統(tǒng)在時(shí)刻t時(shí)其性能保持在L級(jí)或L級(jí)以上水平的概率。它是把性能與可靠性結(jié)合起來的一項(xiàng)指標(biāo)。其中引入了部分失效的概念，系統(tǒng)發(fā)生一定的故障，但并不影響系統(tǒng)的運(yùn)行，只不過系統(tǒng)性能降了一定的等級(jí)。特別是自在電信工業(yè)中提出QoS（Quality of Service）以來，保能度的研究越來越受到重視。

保能度和可靠性的一個(gè)重要區(qū)別是：可靠性是衡量系統(tǒng)能夠正確執(zhí)行全部功能的可能性的一種指標(biāo)，而保能度則是衡量系統(tǒng)能正確執(zhí)行最低限度部分功能的可能性的一種指標(biāo)。

5. MTTF MTTR MTBF

MTTF、MTTR、MTBF是三個(gè)簡(jiǎn)化的可靠性參數(shù)：平均故障前時(shí)間（Mean Time To Fail-ure，MTTF）、平均維修時(shí)間（Mean Time To Repair，MTTR）、平均故障間隔時(shí)間（Mean Time Between Failure，MTBF）。它們之間有如圖3-1所示的關(guān)系。

由圖3-1可知：MTBF=MTTR+MTTF。