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并行设计中可制造性分析的研究

并行设计中可制造性分析的研究*⒇

张冠伟**　徐燕申　李　佳　林　岳

(天津大学机械工程学院)

摘　要　总结了可制造性分析的目标、内容和方法.采用面向对象技术,提出了用于可制造性分析的面向对象零件特征模型.在M D T软件基础上,建立了用于零件并行设计可制造性分

析的原型系统.描述了特征建模、特征识别、工艺设计以及智能评价等相关技术和策略.

关键词　并行设计　可制造性分析　特征建模　智能评价

分类号　T P391.72

缩短产品的上市时间,企业才能赢得市场并求得生存与发展.虽然产品的设计成本仅占产品总成本的一小部分,但产品设计却从根本上决定了产品的内在质量及其总的制造成本,并关系到产品营销的成败.并行设计作为一种有效的解决方法,已愈加受到人们的重视并得到广泛地应用.改变传统的从C AD到C APP 再到CAM这种串行的设计模式,将CAD与CAPP融为一体,在产品设计的同时,进行可制造性分析(de-sig n fo r manufacturability,DFM),进而形成并行闭环的设计过程是其中的关键[1～3].

1　可制造性分析的目标

产品在制造过程中要受到制造技术和制造环境的制约,即通常所说的制造约束,其中包括加工方法、加工设备、刀具、定位装夹以及测量手段等约束.当零件结构满足这些制造约束条件时,才能保证它的可制造性.在并行设计中,强调在设计时尽量考虑与制造相关的诸多因素,尽早地发现产品设计中存在的问题,保证产品的可制造性,从而缩短产品总的开发周期.

零件并行设计中,可制造性分析的目标[4]可以概括为:

1)特征加工可行性.即按照给定的制造约束,判定所设计零件中的各个特征能否被加工出来.

2)工艺方案最优性.即依据加工成本、加工效率和加工精度,判定所设计的零件在制造过程中不同的加工方案的难易和优劣程度;

3)问题建议可用性.若零件不能满足给定的制造约束时,应给出具体切实可用的建议.

2　可制造性分析的内容和方法

2.1　可制造性分析的内容

按照上述可制造性分析的目标,其内容可具体划分为特征设计可制造性分析和零件加工可制造性分析两类.特征设计可制造性分析用于实现特征加工可行性和问题建议可用性目标.零件加工可制造性分析用于实现工艺方案最优性目标.

特征设计可制造性分析的制造约束[5]包括:

1)机床约束.主要指机床的加工精度和加工范围.即特征的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的值必须在机床的加工范围之内.否则,系统将提出相应的建议,以确保该特征能够被制造出来.

2)刀具约束.主要指刀具的类型和刀具的结构几何参数以及刀具的干涉检查.刀具的类型约束指的是设计某一类型的特征时,加工此特征所需的刀具必须存在,刀具结构的几何参数用于保证所选刀具能够用于加工给定的特征表面.刀具的干涉检查确保刀具与工件和夹具之间不发生干涉和碰撞.

零件加工可制造分析的制造约束包括:

1)毛坯约束.包括毛坯材料、毛坯尺寸大小等.

2)机床约束.包括可供选择的机床资源的加工精

天津大学学报　第32卷　第6期1999年11月

J O U RN AL O F T IAN JIN U N IV ERSI T Y　V ol.32　N o.6　Nov.1999

⒇　收稿日期1999-01-07,修回日期1999-03-22.

　*　日本丰田科研基金资助项目.

　**　1965年生,男,硕士,讲师.Born in1965,m ale,master,lecturer.

度和加工范围.

3)夹具约束.包括夹具的类型和夹具的尺寸约束. 4)刀具约束.主要指切削参数是否合理以及进行刀具轨迹的干涉检验.切削参数的合理选择必须要考

虑生产批量、加工精度,并要满足相应的生产率需求. 5)量具约束.指是否具有测量的手段. 6)热处理约束,指热处理实现的可能性.2.2　可制造性分析的方法

针对于上述特征加工可行性和问题建议可用性目标,进行特征设计可制造性分析.首先按照构成零件的特征进行特征划分,采用面向对象技术,建立面向对象的特征模型;将特征与相应的对加工方法知识库以及分析评价领域知识库的操作封装在一起,建立零件设计所需要的特征类库.智能评价中的问题建议可用性评价模块对设计中存在的问题提出建议.设计中存在的问题可分为一般问题和严重问题两类,一般问题指特征可以被制造,但相应的加工成本可能很高;严重问

题指特征不能制造出来,必须重新设计.对于工艺方案最优性目标,需要建立相应的特征识别模块和工艺过程生成模块,以及智能评价中的工艺方案最优性评价模块,进行零件加工可制造性分析.

3　可制造性分析的策略

3.1　原型系统的建立

零件并行设计中可制造性分析的原型系统,是使用Visua l C ++语言和Autodesk 公司的面向对象的开发环境Object ARX (Auto CAD runtim e eXtension )以及M CAD API (mechanical applicatio n prog ramming interface )应用程序接口,在Autodesk 公司三维机械设计平台M DT (mechnical desktop)软件基础上开发的.原型系统的总体框架如图1所示.整个系统分为特征造型、特征识别、工艺过程设计和智能评价四个部分组成

图1　可制造性分析原型系统框架

Fig .1

　Framework of the prototype system for manuf acturability analysis 3.2　特征建模

通常使用的C AD 软件,因为缺少工艺过程设计所需的工艺信息,所以必须在所选用的CAD 软件基础上建立特征模型[6].在M DT 软件中包括的特征有:草图特征(拉伸、放样、旋转、扫掠等)、位置特征(孔、倒角、抽壳、阵列、组合、曲面切割、拔模斜度、零件分割等)、定位特征(工作面、工作轴、工作点等).这些特征均为几何特征,仅用于零件的设计.因此需要在此基础上,采用面向对象技术,创建零件特征模型.

在本系统中,零件特征模型如图2所示.图中菱形表示聚集关系,直线表示一对一的关系,实心圆表示一对多的关系.构成零件的特征为:

1)总体信息特征.包括零件的名称、图号、零件所用材料以及技术要求等.

2)形状功能特征.包括功能属性用来说明该特征的功能以及特征的编号;形状属性为该特征的几何尺寸描述;精度属性包括该特征的尺寸公差、形状公差和粗糙度;加工属性包括加工该类特征所需的工艺加工链,典型的数控加工代码段,以及相应的加工方法知识;装配属性包括装配关系等.

3)关联尺寸特征.包括特征与特征之间关联的尺寸、公差以及位置公差要求.

在此模型的基础上,按照形状功能特征所包含的属性要求,对箱体类零件分类建立待加工特征类库.而箱体类零件主要的加工特征为孔、面和槽.比如对于孔类,可以将其细分为直孔、圆柱沉孔、圆锥沉孔、带槽孔等,每种孔又可分为通孔和盲孔.孔的功能属性描述孔的用途以及孔的特征编号;孔的形状属性包括孔的直

699·　天津大学学报张冠伟等:并行设计中可制造性分析的研究

径、长度、轴线的法向、定位尺寸等;孔的精度属性包括尺寸公差和粗糙度等;孔的加工属性应包括加工孔的工艺加工链及相应的数控代码段;孔的装配属性包括孔的装配关系.

零件特征的信息描述方法,是通过M CAD API 中的对象键(o bject key s)给零件和特征添加属性(at-tributes).对象键是一个C ++对象,具有严格的层次和类型检查.对象键用来作为M CAD API 函数的参数进行数据传递和返回.这里添加的属性是指与实体相关联的数据.所附加的属性在模型的生成过程中始终保持有效.属性有两种创建方法:可实例化属性和继承属性.创建的属性也有两种存储形式,一种是直接将属性存入Auto C AD 的DW G 文件;另一种是将属性存入外部数据文件,以减小图形文件的大小,通过M CAD API 函数和对象键来进行读取.对于关联尺寸特征的属性,将把同样的属性内容分别添加到相关联的特征上

图2　零件特征模型

Fig .2

　Part feature inf ormat ion model 3.3　特征创建和识别

零件的特征造型过程,按照如下步骤进行: 步骤1　创建零件,添加零件的总体信息特征; 步骤2　创建基础特征; 步骤3　在基础特征的上面添加辅助特征.若添加的辅助特征属于孔类,使用已建立的特征类库中的形状功能特征—孔特征,同时添加特征的各种属性.其中加工属性是通过使用封装在孔特征内的对加工方法知识库的操作来判定,通过对孔特征的尺寸、精度及粗糙度分析,确定出所需的工艺加工链以及相应的数控代码.调用智能评价中的特征加工可分析模块和问题建议可用性评价模块,进行特征设计可制造性分析.若存在问题,提出修改建议.

步骤4　使用鼠标拾取和确认需要加工的平面特征,通过特征描述器提取该平面特征的几何信息,同时添加面特征的属性.确定出所需的工艺加工链以及相应的数控代码.进行特征设计可制造性分析; 步骤5　若还需添加特征,返回步骤3;

步骤6　使用鼠标拾取的方式,添加零件的关联尺寸特征; 步骤7　提取零件的整体轮廓尺寸,根据现有的制造资源,确定零件特征的可制造性.

对于需要加工的特征,需要通过鼠标进行确认和识别.特征的信息提取分为两部分.首先是通过特征描述器,提取形状功能特征中的形状属性.特征描述器(feature descriptors)中包含构造特征的一般的几何信息,如孔的直径等,以及特征的定位信息和特征的终止信息.其次是通过M CAD API 函数和对象键,对在特征造型时添加到特征内的属性进行读取和查询.3.4　工艺过程设计

零件的设计造型过程是将零件离散化为单个特征进行造型,每个待加工的特征又分别映射对应一组工艺加工链,将多个工艺加工链合并成有序的工序序列是工艺过程设计的关键.工艺过程设计要受到多种因素的影响,比如现有的各种制造资源的限制以及工艺工程师的喜好等.排除主观因素影响,对客观存在的制造资源需要建立相应的数据库.这些数据库应包括:机床数据库、刀具数据库、夹具数据库、量具数据库、切削参数数据库、工时定额与成本计算数据库等.

在工艺过程设计中,首先考虑毛坯和加工基准的

选取,对于箱体类零件的加工应考虑作为基准的工艺

孔在零件图上一般未予表达,需要在零件造型时加入.其次是加工设备的选择和工序排序.然后是零件的夹紧定位方式,应保证夹具与机床、零件、刀具之间保持正确的位置关系.最后是刀具、切削参数的选择与工步排序.在数控加工环境下,零件的工序与工步排序应遵循的准则有:先基准后其他,先外后内,先主后辅,先粗后精,先面后孔,少换刀等.另外,对于数控加工需要增加一些特殊的工步,例如使用数控机床钻孔时,需要使用特殊的刀具在钻孔的位置先锪一个小锥面,然后再钻孔等.

3.5　智能评价

智能评价是在零件设计的同时进行可制造性分析的核心,总体框架如图3所示.其主要构成包括:模型库、知识库、数据库、以及这些库文件的管理和推理机.模型库中有机床模型、刀具模型、夹具模型、量具模型、切削参数模型、加工工时及成本计算模型、特征设计的

700·天津大学学报 1999年　第32卷　第6期　

图3　智能评价的总体框架

Fig .3

　Structure of the intelligent evaluation module 评价模型、工艺方案的评价模型、制造环境模型等.知识库存放着各种关于特征设计、加工方法问题与建议、工艺方案的最优化方面的规则知识.

知识的存放包括两部分内容:一部分是知识库中的规则集(IF -THEN 结构);另一部分为封装在形状功能特征中采用框架结构描述的知识.知识库中的规则集与推理机相互独立,便于知识的更新与获取,实现知

识库的自学习.推理过程有规则的正向推理和反向推理,以及框架的填充.正向推理用于特征设计以及工艺加工链的选择,反向推理用于显式地表达导致问题发生的原因.工艺方案的最优性评价指标有最低的成本和最高的生产率,选优过程分为单项目标选优和综合目标选优两部分.

库管理包括对以上库文件的创建、修改、删除、添加等库管理操作,以及提供友好的用户界面,方便操作.

4　结　语

分析总结了在零件并行设计时进行可制造性分析

的目标、内容和方法.在M DT 软件基础上,采用面向

对象技术,建立了用于零件并行设计的可制造性分析的特征模型.描述了特征建模、特征创建和识别、工艺过程设计以及智能评价相关技术和策略.并在所建立的原型系统上得以实现.初步证明了所述思想和方法的可行性.在后续的研究中,还需要对所建的原型系统进一步完善,并增加零件并行设计的可制造性分析仿真的内容.

参　考　文　献

1　Cheng J o hn G,Shao Xinyu,Ch en Y ubao et al .Featur e-based par t modeling and process planning fo r r apid r e-sponse https://www.wendangku.net/doc/1f17319792.html,puters and Indust rial Eng ineer-ing ,1998,34(2):257

～2792　Alain Chep,Luig i Tricarico ,Pie rr e Bo urdet et al .Desig n of

objec t-o riented da ta ba se fo r the definition of machining op-era tion sequences of 3D wo rkpieces .Co mpute rs and Indus-trial Engineering ,1998,34(2):515

～5303　Cha ng chien S Wesley,Li Lin.A kno w ledge-ba sed design

critique sy stem for ma nufactur e a nd a ssembly of r o ta tio nal machined par ts in co ncur rent eng ineering .Co mputers in

Industr y ,1996,32

:117～1404　Sa tyandra K Gupta,William C Reg li,Diga nta Da s et al .Au-tomated ma nufactura bility ana ly sis :a surv ey.Resear ch in Enginering Desig n ,1997(9):168

～1905　吴会林.机械产品并行设计理论与方法学的研究及其工程应用[博士学位论文].天津大学机械工程学院,19966　张冠伟,张世昌,王凤歧等.基于Auto C AD 的特征造型系统.计算机辅助设计与图形学学报,1996,8(4):313～320

RES EARCH ON MANUFACTURABILITY ANALYSIS

DURING C ONC URRENT DESIGN

Zhang Guanw ei Xu Ya nshen Li Jia Lin Yue

(Schoo l o f M echanical Engineering ,Tianjin U niv er sity )

Abstract In co ncur rent desig n manufac turability analysis sy tstem is a v ery useful to o l.In this pa per a surv ey o f th e objectiv e,co ntent a nd method o f ma nufactura bility analysis is made.By using object-oriented a nalysis,a object-o riented par t featur e info rma tio n model is pro vided .This mo del ca n r epresents a pa r t with all detailed info rma tio n .

Based on the M D T sof twa re ,a pr oto type sy stem o f ma nufactura bility ana ly sis is dev elped .T he pro to type sy stem can per fo r m pa rt ma nufactura bility a na ly sis and fulfill par t pro cess planning task by using a intellig ent ev aluatio n mo dule.Th e fea ture mo delling ,fea ture r eco g nitio n,process planning and intellig ent ev aluatio n in this pro to type sy stem appr oach ar e described .

Keywords concurr ent desig n ma nufactura bility a nalysis fea ture modelling intelligent eva luation

701·　天津大学学报张冠伟等:并行设计中可制造性分析的研究

可靠性设计的主要内容

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。

建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001

建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001 中华人民共和国国家标准建筑结构可靠度设计统一标准 Unified standard for reliability design of building structures GB 50068-2001 主编部门：中华人民共和国建设部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2002年3月1日关于发布国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》的通知建标[2001]230 号根据我部“关于印发《一九九七年工程建设标准制订、修订计划的通知》”（建标[1997]108号）的要求，由建设部会同有关部门共同修订的《建筑结构可靠度设计统一标准》，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB 50068-2001 ，自2002年3月1日起施行。其中1.0.5，1.0.8为强制性条文，必须严格执行，原《建筑结构设计统一标准》GBJ 68-84 于2002年12月31日废止。本标准由建设部负责管理，中国建筑科学研究院负责具体解释工作。建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国建设部 2001年11月13日前言本标准是根据建设部建标[1997]108 号文的要求，由中国建筑科学研究院会同有关单位对原《建筑结构设计统一标准》(GBJ 68-84)共同修订而成的。本次修订的内容有：

1.标准的适用范围:鉴于《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》在结构可靠度设计方法上有一定特殊性，从原标准要求的"应遵守"本标准，改为"宜遵守"本标准； 2.根据《工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50153-92)的规定，增加了有关设计工作状况的规定，并明确了设计状况与极限状态的关系； 3.借鉴最新版国际标准ISO 2394:1998 《结构可靠度总原则》，给出了不同类型建筑结构的设计使用年限； 4.在承载能力极限状态的设计表达式中，对于荷载效应的基本组合，增加了永久荷载效应为主时起控制作用的组合式； 5.对楼面活荷载、风荷载、雪荷载标准值的取值原则和结构构件的可靠指标以及结构重要性系数等作了调整； 6.首次对结构构件正常使用的可靠度做出了规定，这将促进房屋使用性能的改善和可靠度设计方法的发展； 7.取消了原标准的附件。本标准黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本标准将来可能需要进行局部修订，有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》杂志上。为了提高标准质量，请各单位在执行本标准的过程中，注意总结经验，积累资料，随时将有关的意见和建议寄给中国建筑科学研究院，以供今后修订时参考。本标准主编单位：中国建筑科学研究院本标准参编单位：中国建筑东北设计研究院，重庆大学，中南建筑设计院，四川省建筑科学研究院，福建师范大学。本标准主要起草人：李明顺胡德炘史志华陶学康陈基发白生翔苑振芳戴国欣陈雪庭王永维钟亮戴国莹林忠民 1 总则 1.0.1 为统一各类材料的建筑结构可靠度设计的基本原则和方法，使设计符合技术先进，经济合理、安全适用、确保质量的要求，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于建筑结构，组成结构的构件及地基基础的设计。

通用的可靠性设计分析方法

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。

系统可靠性设计与分析

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'];

可靠性设计的基本概念与方法

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。

建筑结构可靠度设计统一标准

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

众智软件 1 总则 1.0．1 为统一各类材料的建筑结构可靠度设计的基本原则和方法，使设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求,制定本标准。１.0．2 本标准适用于建筑结构，组成结构的构件及地基基础的设计。 1.0．3 制定建筑结构荷载规范以及钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范应遵守本标准的规定;制定建筑地基基础和建筑抗震等设计规范宜遵守本标准规定的原则。 1.0.4 本标准所采用的设计基准期为5０年。 1.0．５结构的设计使用年限应按表1.0．5采用。１.0.６结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。 1.0.7 结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：?１在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;?2在正常使用时具有良好的工作性能; 3 在正常维护下具有足够的耐久性能；?4在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。 1.０．8 建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表1.0.8的要求。

1.0.９建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级可进行调整,但不得低于三级。１.0.10 为保证建筑结构具有规定的可靠度,除应进行必要的设计计算外,还应对结构材料性能、施工质量、使用与维护进行相应的控制。对控制的具体要求,应符合有关勘察、设计、施工及维护等标准的专门规定。 1．0.11 当缺乏统计资料时，结构设计应根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行。

软件可靠性技术发展与趋势分析

软件可靠性技术发展及趋势分析 1引言 1)概念软件可靠性指软件在规定的条件下、规定的时间内完成规定的功能的能力。安全性是指避免危险条件发生，保证己方人员、设施、财产、环境等免于遭受灾难事故或重大损失。安全性指的是系统安全性。一个单独的软件本身并不存在安全性问题。只有当软件与硬件相互作用可能导致人员的生命危险、或系统崩溃、或造成不可接受的资源损失时，才涉及到软件安全性问题。由于操作人员的错误、硬件故障、接口问题、软件错误或系统设计缺陷等很多原因都可能影响系统整体功能的执行，导致系统进入危险的状态，故系统安全性工作自顶至下涉及到系统的各个层次和各个环节，而软件安全性工作是系统安全性工作中的关键环节之一。因此，软件可靠性技术解决的是如何减少软件失效的问题，而软件安全性解决的是如何避免或减少与软件相关的危险条件的发生。二者涉及的范畴有交又，但不完全相同。软件产生失效的前提是软件存在设计缺陷，但只有外部输入导致软件执行到有缺陷的路径时才会产生失效。因此，软件可靠性关注全部与软件失效相关的设计缺陷，以及导致缺陷发生的外部条件。由于只有部分软件失效可能导致系统进

入危险状态，故软件安全性只关注可能导致危险条件发生的失效。以及与该类失效相关的设计缺陷和外部输入条件。硬件的失效，操作人员的错误等也可能影响软件的正常运行，从而导致系统进入危险的状态，因此软件安全性设计时必须对这种危险情况进行分析，井在设计时加以考虑。而软件可靠性仅针对系统要求和约束进行设计，考虑常规的容错需求，井不需要进行专门的危险分析。在复杂的系统运行条件下，有时软件、硬件均未失效，但软硬件的交互作用在某种特殊条件下仍会导致系统进入危险的状态，这种情况是软件安全性设计考虑的重点之一，但软件可靠性并不考虑这类情况。2）技术发展背景计算机应用范围快速扩展导致研制系统的复杂性越来越高。软硬件密切耦合，且软件的规模，复杂度及其在整个系统中的功能比重急剧上升，由最初的20%左右激增到80%以上。伴随着硬件可靠性的提高，软件的可靠性与安全性问题日益突出。在军事、航空航天、医疗等领域，核心控制软件的失效可能造成巨大的损失甚至威胁人的生命。1985年6月至1987年1月，Therac-25治疗机发生6起超大剂量辐射事故，其中3起导致病人死亡。1991年海湾战争。爱国者导弹在拦截飞毛腿导弹中几次拦截失败，其直接原因为软件系统未能及时消除计时累计误差。1996年阿里亚娜5型运载火箭由于控制软件数据转换溢出起飞40秒后爆炸，造成经济损

北京航空航天大学系统可靠性设计分析期末试卷a

1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分） (1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。 (2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。 (3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。 (4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2 进行可靠性分配。 (5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。 (6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。 (7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。 (8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。 (9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段。 (10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。 2．填空题（共20分，每空2分） (1)MFHBF的中文含义为。 (2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。 (3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分布，二是零部件程度低。 (4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。 (5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不高、设计参数变化范围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化范围较大时，可采用。 (6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一：、或。

3．简要描述故障树“三早”简化技术的内容。（10分）

软件可靠性和安全性设计指南

软件可靠性和安全性设计指南 1 范围 1 .1主题内容 [此处加入主题内容] 1 .2适用范围 [此处加入适用范围] 2 引用标准 GBxxxx 信息处理——数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定。 GB/Txxx 软件工程术语 GB/Txxxxxx 计算机软件质量保证计划规范 GB/T xxxxx 计算机软件配置管理计划规范 GB/T xxxxx 信息处理——程序构造及其表示的约定 GJBxxxx 系统安全性通用大纲 GJBxxxxx 系统电磁兼容性要求 GBxxxx 电能质量标准大纲 GBxxxxx 电能质量标准术语 3 定义 [此处加入定义] 3 .1失效容限 [此处加入失效容限] 3 .2扇入 [此处加入扇入] 3 .3扇出 [此处加入扇出] 3 .4安全关键信息 [此处加入安全关键信息] 3 .5安全关键功能 [此处加入安全关键功能]

3 .6软件安全性 [此处加入软件安全性] 4 设计准则和要求 4 .1对计算机应用系统设计的有关要求 4 .1.1 硬件软件功能的分配原则 [此处加入硬件软件功能的分配原则] 4 .1.2 硬件软件可靠性指标的分配原则[此处加入硬件软件可靠性指标的分配原则] 4 .1.3 容错设计 [此处加入容错设计] 4 .1.4 安全关键功能的人工确认 [此处加入安全关键功能的人工确认] 4 .1. 5 设计安全性内核 [此处加入设计安全性内核] 4 .1.6 记录系统故障 [此处加入记录系统故障] 4 .1.7 禁止回避检测出的不安全状态[此处加入禁止回避检测出的不安全状态] 4 .1.8 安全性关键软件的标识原则 [此处加入安全性关键软件的标识原则] 4 .1.9 分离安全关键功能 [此处加入分离安全关键功能] 4 .2对硬件设计的有关要求 [此处加入对硬件设计的有关要求] 4 .3软件需求分析 4 .3.1 一般要求 [此处加入一般要求] 4 .3.2 功能需求 [此处加入功能需求] 4.3.2.1输入 [此处加入输入] 4.3.2.2处理 [此处加入处理] 4.3.2.3输出 [此处加入输出]

可靠性试验分析及设计

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 。

宁波大学结构可靠性设计基础考试复习题

一﹑单项选择题 1．我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 2.对普通房屋和构筑物，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 3．对临时性结构，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 4．我国现行建筑规范中设计基准期为 A ．10年 B 。30年 C ．50年 D 。100年 5. 现行《建筑结构荷载规范》规定的基本风压值的重现期为 A.30年 B.50年 C.100年 D.150年 6. 称确定可变作用及与时间有关的材料性能的取值而选用的时间参数为 A. 结构设计基准期 B. 结构设计使用年限 C. 结构使用年限 D. 结构全寿命 7.下面哪一个变量不是随机变量？ A ．结构构件抗力 B ．荷载最大值 T Q C ．功能函数Z D ．永久荷载标准值 8．结构可靠性是指 A ．安全性 B 。适用性 C ．耐久性 D 。安全性﹑适用性和耐久性的总称 9．在结构可靠度分析中，描述结构的极限状态一般用 A ．功能函数 B 。极限状态方程 C ．可靠度 D 。失效概率 10．裂缝超标破坏属于哪个极限状态范畴. A ．承载力极限状态 B. 正常使用极限状态 C. 稳定极限状态 D. 强度极限状态 11．规定时间规定条件预定功能相同时，可靠指标越大，结构的可靠程度 A.越高 B.越低 C.不变 D.视情况而定 12. 结构的失效概率与可靠度之和 A.等于1 B.大于1 C.小于1 D.不确定 13．当功能函数服从哪一个分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 A ．正态分布 B 。均匀分布 C ．极值分布 D ．指数分布 14. 结构的失效概率 f P 与结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。

需求分析与软件可靠性保证

需求分析与软件可靠性保证摘要：通过对软件测试过程中产生的数据进行分析，对照软件设计过程中需求分析中的错误或缺陷，对有关可靠性指标进行反复度量，明确软件错误的分布以减少其对软件需求分析可靠性的影响，进而对相关的错误或缺陷进行控制。关键词：需求分析；测试；可靠性评估；模型 requirements analysis and software reliability assurance pang hongbiao (information central of china north industries group corp,beijing100089,china) abstract:the data generated by the software testing process analysis,control errors or defects in the software design process needs analysis,repeated measure of the reliability index of explicit software error distribution in order to reduce the reliability of the software requirements analysis impact,and thus control the errors or defects. keywords:needs analysis;test;reliability;model 需求分析是使用技术手段分析识别软件面向客户的实际需要，并且通过特性的系统描述待开发软件需要实现的功能和解决的问题，以此定义软件所有的操作指令和特征，并最终形成软件的使用说明。因此需求分析在软件设计计划的基础之上，从最先客户的原始

企业网络安全风险分析及可靠性设计与实现研究

企业网络安全风险分析及可靠性设计与实现研究摘要：现今，伴随信息、通信技术的完善，网络攻击技术的革新，网络安全问题日益显现。网络安全的管控，可以从侧面反映网络的安全状态，确保企业的网络安全。网络的安全性，关系企业的长远发展问题，同时也会间接影响社会的发展，作为企业的管理者我们应确保企业网络的安全，进而提高企业的经济效益。因此，本文就从网络安全风险分析、网络可靠性设计、企业网络安全的实现几方面进行一定的探讨，期望可以为企业的正常运行提供一定的帮助。关键词：企业；网络风险分析；可靠性设计与实现现今，伴随信息、通信技术的完善，计算机网络中信息与数据的汇聚，都给人们的生活带来了极大的便捷性。经由网络系统，不仅提高了企业信息保存、传输的速度；提高了市场的反映速度；还带动了企业业务的新发展。企业内部中的网络信息，在现实运用中都实现了资源共享[1]。但是，在资源共享的前提下，就存在企业内部机密的安全性问题，尤其是现今的网络安全问题频发，我们更应提高对于企业的网络安全问题的关注度。因此，本文就对企业网络安全进行一定的探讨，期望可以对企业的正常运行提供有效帮助。 1网络安全风险分析 1.1安全威胁的分类网络安全威胁，具体就是指潜在的、会对企业资产形成损失的安全问题。导致安全威胁的因素诸多，具体分类为：恶意攻击；系统软件问题；自然灾害；人为因素等[2]。

1.2网络系统安全影响因素[3] 1.2.1缺乏完善的管理体系完善的网络管理体系，不单需要投入大量的网络设备，同时也要求有技术的支持。网络安全建设，其主要因素还应建立规范的网络安全管理机制。在任何企业，为了有效的保证网络的安全性，都应注重管理与技术的结合。在企业中，应注重员工的安全教育，同时管理者应依据现实状况，不断的完善企业的管理制度。 1.2.2缺乏网络安全知识企业中的员工，其安全防范意识欠缺，对于网络安全知识认识较少，常会因个人信息的丢失，导致公司机密文件的泄漏。企业的网络安全，关系到企业的长远发展策略，因此公司应增强员工的安全知识教育，从根本上确保公司的网络安全。首先，企业员工在获取资源时，应该警惕病毒的侵入，防患于未然。其次，企业员工应该对于网络程序的安全性，有自己的初步判断能力，同时安装防病毒软件，并定时进行更新。第三，企业员工中对于文件的管理，应该注重文件的安全问题，应由员工自己管理文件，并设置权限。 1.2.3网络拥塞网络拥塞，具体讲就是指当用户对网络资源的需求量，超过了网络固有容量的时候，出现的一种网络过载的状况[4]。企业员工的访问时间；交换机与路由器的端口传输速率等，都是造成网络拥塞的原因。当企业中出现网络拥塞的情况，就会出现数据不能进行转发，进而影响正常的网络运转工作，因此，企业在网络管理中，应依据这一情况制定合理的规划。 1.2.4系统漏洞的问题现今，多数企业都是应用TCP/IP

工程结构可靠度设计统一标准

工程结构可靠度设计统一标准第一章总则第二章极限状态设计原则第三章结构上的作用第四章材料和岩土的性能及几何参数第五章结构分析第六章分项系数设计方法第七章质量控制要求附录一结构可靠指标计算的一次二阶矩法附录二永久作用、可变作用和偶然作用举例附录三永久作用标准值的确定原则附录四可变作用标准值的确定原则附录五可变作用准永久值和频遇值的确定原则附录六本标准用词说明附加说明第一章总则第1.0.1条为统一工程结构可靠度设计的基本原则和方法，使设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，制定本标准。第1.0.2条本标准是制定房屋建筑、铁路、公路、港口、水利水电工程结构可靠度设计统一标准应遵守的准则。在各类工程结构的统一标准中尚应制定相应的具体规定。第1.0.3条本标准适用于整个结构、组成整个结构的构件以及地基基础，适用于结构的施工阶段和使用阶段。第1.0.4条工程结构必须满足下列功能要求：一、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；二、在正常使用时，具有良好的工作性能；三、在正常维护下，具有足够的耐久性能；四、在设计规定的偶然事件发生时和发生后，能保持必需的整体稳定性。第1.0.5条结构在规定的时间内，在规定的条件下，对完成其预定功能应具有足够的可靠度，可靠度一般可用概率度量。

确定结构可靠度及其有关设计参数时，应结合结构使用期选定适当的设计基准期作为结构可靠度设计所依据的时间参数。第1.0.6条工程结构设计宜采用分项系数表达的以概率理论为基础的极限状态设计方法。第1.0.7条工程结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命，造成经济损失，产生社会影响等）的严重性，采用表1.0.7规定的安全等级。工程结构的安全等级表1.0.7 注：对特殊结构，其安全等级可按具体情况确定。第1.0.8条工程结构中各类结构构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级可适当提高或降低，但不得低于三级。第1.0.9条对不同安全等级的结构构件，应规定相应的可靠度。第1.0.10条工程结构应按其破坏前有无明显变形或其它预兆区别为延性破坏和脆性破坏两种破坏类型。对脆性破坏的结构,其规定的可靠度应比延性破坏的结构适当提高。第1.0.11条当有条件时，工程结构宜按结构体系进行可靠度设计。结构体系可靠度设计,应根据结构破坏特点选定主要破坏模式，并通过结构选型或调正构件可靠度，提高整个结构可靠度设计的合理性。第1.0.12条为了保证工程结构具有规定的可靠度,应对结构设计所依据的主要条件进行相应的控制。应根据结构的安全等级划分相应的控制等级。对控制的具体要求，由有关的勘察、设计、施工及使用等标准专门规定。第二章极限状态设计原则第2.0.1条整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态应为该功能的极限状态。对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志及限值。第2.0.2条极限状态可分为下列两类：一、承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。

软件可靠性设计与分析

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

建筑结构可靠度设计统一标准学习要点及理解

《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）学习要点及理解一、前言中关于修订内容的说明（相对原《建筑结构统一标准》（GBJ68-84）） 1、标准的适用范围：鉴于《建筑地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》在结构可靠度设计方法上有一定特殊性，从原标准要求的“应遵守”本标准，改为“宜遵守”本标准； [条] 2、根据《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-92）的规定，增加了有关设计工作状况的规定，并明确了设计状况与极限状态的关系； [条、条] 3、借鉴最新国际标准JSO2394：1998《结构可靠度总原则》，给出了不同类型建筑结构的设计使用年限； [条] 4、在承载能力极限状态的设计表达式中，对于荷载效应的基本组合，增加了永久荷载效应为主时起控制作用的组合式； [条（）式] 5、对楼面活荷载、风荷载、雪荷载标准值的取值原则和结构构件的可靠指标以及结构重要性系数等作了调整； [条、条、条] 6、首次对结构构件正常使用的可靠度做出了规定，这将促进房屋使用性能的改善和可靠度设计方法的发展； [条] 7、取消了原标准的附件。 [原标准有五个附件：附件一荷载的统计特性、代表值及其效应组合；附件二结构抗力的统计特性；附件三结构可靠度的计算方法；附件四极限状态设计表达式及其分项系数的确定；附件五结构材料的质量要求及质量控制。此五个附件对正确理解本标准仍具有重要作用，有精力的专业技术骨干，特别是技术把关人应该一读。] 二、标准的主线

可靠度设计原则（建筑结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度）采用以概率理论为基础的极限状态设计方来度量。以极限状态为目标的设计方法为公认的合理的设计方法）变通为多系数表达式（这是为广大设计人员所熟悉和乐）三、条文理解 1、总则（原文略） [明确规定《建筑结构荷载规范》、《钢结构设计规范》、《薄壁型钢结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《砌体设计规范》、《木结构设计规范》等六本规范应遵守本标准的规定。但对《地基基础设计规范》和《建筑抗震设计规范》改用“宜遵守本标准规定的原则”。这是由地基基础和建筑抗震设计土性指标与地震反应等方面的特殊性所决定的。例如：地基基础和抗震设计的建筑结构在安全等级上均无法接受本标准规定的安全等级。地基基础采用了设计等级的提法，并主要从场地地基对建筑结构的影响程度及建筑结构对场地和地基的特别要求两个方面将地基基础分为甲级、乙级、丙级三个等级，而不是仅仅根据建筑结构破坏后果的严重程度区分安全等级，同时取消了对不同级别乘不同重要性系数的作法。抗震规范则根据自身的特殊性，从使用功能的重要性出发将建筑分为甲、乙、丙、丁四个类别，并对各类别的抗震计算和抗震措施作了相应规定，也未采用对不同级别乘不同的重要性系数的办法。此外，地基基础规定对地基承载力采用特征值而不是标准值，对按地基承载力确定基础底面积、埋深及按单桩承载力确定桩数时采用标准组合而不是基本组合等等，都是根据其自身的特殊性而确定的。当然，地基基础设计规范和抗震设计规范在总体上还是执行了本标准的原则的。] 本标准所采用的设计基准期为50年。 [本条为《建筑结构荷载规范》确定为强条而被录入2002版强条。设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。它不同于建筑结构的设计使用年限。如设计需要采用其它设计基准期，则必须另行确定在设计基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。]

可靠性设计

可靠性设计可靠性设计的概述：可靠性设计(reliability design):为了满足产品的可靠性要求而进行的设计;对系统和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、余度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。可靠性问题是一种综合性的系统工程。机电产品（零件、部件、设备或系统）的可靠性也和其他产品的可靠性一样，是与其设计、制造、运输、储存、使用、维修等各个环节紧密相关的。设计只是其中的一个环节，但却是保证产品可靠性最重要的环节，它为产品的可靠性水平奠定了先天性的基础。因为机械产品的可靠性取决于其零部件的结构形式与尺寸、选用的材料及热处理制造工艺、检验标准、润滑条件、维修方便性以及各种安全保护措施等，而这些都是在设计阶段决定的。可靠性问题的研究是因处理电子产品不可靠问题于第二次世界大战期间发展起来的。可靠性设计用在机械方面的研究始于20世纪60年代，首先应用于军事和航天等工业部门，随后逐渐扩展到民用工业。随着现代科学技术的发展和对产品质量要求的日益提高，可靠性逐步成为科学和工程中一个非常重要的概念。机械结构的可靠性及其设计直接决定了机械结构的可靠度，因此，对机械可靠性设计的研究具有十分重要的意义。所谓可靠性，则是指产品在规定的时间内和给定的条件下，完成规定功能的能力。它不但直接反映产品各组成部件的质量，而且还影响到整个产品质量性能的优劣。可靠性分为固有可靠性、使用可靠性和环境适应性。可靠性的度量指标一般有可靠度、无故障率、失效率3种。对于一个复杂的产品来说，为了提高整体系统的性能，都是采用提高组成产品的每个零部件的制造精度来达到；这样就使得产品的造价昂贵，有时甚至难以实现（例如对于由几万甚至几十万个零部件组成的很复杂的产品）。事实上可靠性设计所要解决的问题就是如何从设计中入手来解决产品的可靠性，以改善对各个零部件可靠度（表示可靠性的概率）的要求。可靠度的分配是可靠性设计的核心。其分配原则为①按重要程度分配可靠度。②按复杂程度分配可靠度。③按技术水平、任务情况等的综合指标分配可靠度。④按相对故障率分配可靠度。可靠性设计的现状与发展国内外的实践经验表明，机械结构的可靠性是由设计决定的，而由制造、安装和管理来保证的。因此将概率设计理论和可靠性分析与设计方法应用于机械结构设计中，才能得到既有足够安全可靠性，又有适当经济性的优化结构。这样，以估计结构系统可靠度为目标的、以概率统计和随机过程理论为基础的、以各种结构分析技术为工具的多种结构可靠性分析与设计方法迅速发展。Raizer综述了一次二阶矩法和以一次二阶矩法为基础的现代可靠性分析理论。赵国藩等建立了广义随机空间内考虑随机变量相

结构可靠性设计基础复习题

一﹑单项选择题 1．我国现行规中一般建筑物的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 2.对普通房屋和构筑物，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 3．对临时性结构，《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为 A ．5年 B 。25年 C ．50年 D 。100年 4．我国现行建筑规中设计基准期为 A ．10年 B 。30年 C ．50年 D 。100年 5. 现行《建筑结构荷载规》规定的基本风压值的重现期为 A.30年 B.50年 C.100年 D.150年 6. 称确定可变作用及与时间有关的材料性能的取值而选用的时间参数为 A. 结构设计基准期 B. 结构设计使用年限 C. 结构使用年限 D. 结构全寿命 7.下面哪一个变量不是随机变量？ A ．结构构件抗力 B ．荷载最大值T Q C ．功能函数Z D ．永久荷载标准值 8．结构可靠性是指 A ．安全性 B 。适用性 C ．耐久性 D 。安全性﹑适用性和耐久性的总称 9．在结构可靠度分析中，描述结构的极限状态一般用 A ．功能函数 B 。极限状态方程 C ．可靠度 D 。失效概率 10．裂缝超标破坏属于哪个极限状态畴. A ．承载力极限状态 B. 正常使用极限状态 C. 稳定极限状态 D. 强度极限状态 11．规定时间规定条件预定功能相同时，可靠指标越大，结构的可靠程度 A.越高 B.越低 C.不变 D.视情况而定 12. 结构的失效概率与可靠度之和 A.等于1 B.大于1 C.小于1 D.不确定 13．当功能函数服从哪一个分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 A ．正态分布 B 。均匀分布 C ．极值分布 D ．指数分布 14. 结构的失效概率f P 与结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。