制造系统可靠性
制造工艺中的可靠性与维修性设计
制造工艺中的可靠性与维修性设计在制造工艺中，可靠性与维修性的设计是至关重要的因素。
可靠性设计指的是通过合理的工艺选择和设计来确保产品在使用过程中能够稳定可靠地发挥其功能。
而维修性设计则强调产品在发生故障或需要维护时，能够方便、快捷地进行维修和维护操作，以减少维修时间和成本。
本文将从设计角度探讨制造工艺中可靠性与维修性设计的重要性以及相关的方法和策略。
一、可靠性设计可靠性设计是指在产品设计阶段，通过选择合适的工艺和采用适当的措施，确保产品能够稳定可靠地运行，并满足用户的需求和期望。
以下是一些常见的可靠性设计方法和策略：1. 优化材料选择：选择具有良好可靠性和性能的材料，以确保产品的稳定性和耐久性。
同时，考虑材料的供应和成本因素。
2. 合理的结构设计：在产品结构设计中考虑到负载分布和应力集中等因素，采用合理的结构和强度设计，以增强产品的可靠性。
3. 可靠性测试与验证：在产品开发过程中，进行可靠性测试和验证，通过模拟实际使用环境和条件，评估产品的可靠性，并及时发现和解决潜在问题。
4. 系统故障分析：通过对产品系统的故障分析，找出可能导致故障的薄弱环节，并采取相应的措施进行改进和优化。
二、维修性设计维修性设计是指在产品设计阶段，考虑到维修和维护的需求，合理选择工艺和设计方式，使产品在发生故障时能够方便快捷地进行维修和维护。
以下是几个简要的维修性设计建议：1. 模块化设计：采用模块化设计，将产品划分为不同的模块和组件，通过模块之间的拆卸和更换，降低维修时间和成本。
2. 使用标准化零部件：在设计过程中优先选择使用标准化和通用化的零部件，这样能够方便地获取和更换零部件，减少维修周期。
3. 易于访问和维修的布局：在产品设计中，充分考虑到维修人员的实际操作需求，合理布局和安排元件、接口和连接线路，以便于维修人员的访问和维修操作。
4. 提供清晰的维修指南：设计产品时，提供明确清晰的维修指南和维修流程，以便维修人员能够快速准确地进行故障诊断和排除。
制造业中的可靠性工程与可用性评估
制造业中的可靠性工程与可用性评估在制造业中，产品的可靠性是一个至关重要的因素。
可靠性工程和可用性评估是为了确保产品在使用过程中不会出现故障，为客户提供稳定可靠的产品。
本文将探讨制造业中的可靠性工程和可用性评估的意义、方法和挑战。
一、可靠性工程的意义可靠性是指产品在特定条件下，经过一段时间的使用仍能正常工作的能力。
对于制造业而言，产品的可靠性是企业竞争力的关键之一。
一方面，可靠的产品可以提高客户对品牌的信任度，增加销售额；另一方面，减少产品故障也可以降低售后成本和提升企业声誉。
因此，可靠性工程的意义在于确保产品的质量和可持续性发展。
二、可用性评估的方法可用性评估是一种对产品或系统在特定条件下的可用性进行量化评估的方法。
主要通过评估产品的可用性指标，如平均无故障时间、平均修复时间和可用度等。
下面介绍几种常见的可用性评估方法：1. 故障模式和影响分析（FMEA）：FMEA是一种系统性的方法，用于识别和评估产品或系统中的潜在故障模式及其影响。
通过对每个故障模式的严重性、发生频率和检测能力进行评估，可以判断其对产品可用性的影响，并采取相应的措施进行改善。
2. 可靠性测试：通过将产品暴露在不同条件下，如高温、低温、湿度等环境条件下进行测试，以验证产品在不同工作环境下的可靠性。
测试过程中会记录产品出现故障的情况，并结合统计学方法对产品的可靠性进行评估。
3. 可用性建模：可用性建模是一种基于数学模型的方法，通过对产品的各个组成部分、故障模式以及维修时间等因素进行建模，预测产品的可用性水平。
常用的可用性建模方法包括可靠性块图、故障树分析等。
三、可靠性工程的挑战在制造业中，可靠性工程面临着一些挑战。
以下是其中一些主要挑战：1. 多元因素的影响：产品的可靠性往往受到多个因素的影响，包括设计、材料选型、生产工艺等。
因此，在可靠性工程中需要考虑并协调各个环节的影响，确保产品的可靠性。
2. 数据不足：可靠性评估需要大量的故障数据支持。
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义
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。
四、提高系统可靠性的工程实践4.1 设定合理的要求和指标在系统设计之初，需要设定合理的可靠性要求和指标。
系统可靠性概述
系统可靠性概述系统可靠性是指一个系统在规定时间内正常运行的能力。
一个可靠的系统能够在各种异常情况下保持正常运行，不受外界干扰的影响。
对于现代社会依赖系统运行的方方面面而言，系统可靠性具有至关重要的意义。
本文将从系统可靠性的定义、重要性、影响因素以及提升系统可靠性的方法等方面进行论述。
一、系统可靠性的定义系统可靠性是指系统在规定时间内保持正常运行的能力。
这个时间可以是系统的整个生命周期，也可以是系统在特定时期内的运行时间。
在实际应用中，我们常常使用可靠性指标来衡量系统的可靠性，比如使用“平均无故障时间”(MTBF)和“平均修复时间”(MTTR)等指标来评估系统的可靠性水平。
二、系统可靠性的重要性系统可靠性对现代社会的各个领域都具有重要意义。
首先，在关键基础设施领域，如电力系统、交通系统、通信系统等，系统可靠性的缺陷可能导致重大事故，造成人员伤亡和经济损失。
其次，在工业生产中，系统可靠性的提升可以减少生产停工时间和维修成本，提高生产效率和产品质量。
再次，在信息系统领域，系统可靠性的保障是信息安全和数据完整性的基础，关系到国家和个人的隐私和财产安全。
因此，提高系统可靠性具有重要的社会和经济意义。
三、影响系统可靠性的因素系统可靠性受到多种因素的影响。
首先，系统硬件的可靠性是影响系统可靠性的重要因素之一。
硬件的设计、制造和部署质量直接关系到系统的可靠性。
其次，软件的可靠性也是一个重要的影响因素。
软件设计、编码和测试的质量直接关系到系统的稳定性和可靠性。
此外，人为因素也是影响系统可靠性的重要因素。
员工的技术水平、管理水平、维护保养意识等都会影响系统的可靠性。
最后，环境因素也是影响系统可靠性的重要因素。
环境的恶劣条件和外界干扰都可能对系统的正常运行产生不良影响。
四、提升系统可靠性的方法为了提高系统的可靠性，我们可以采取一些措施。
首先，要加强系统的设计和制造过程，采用先进的设计方法和高质量的材料，确保系统在设计阶段就具备较高的可靠性。
制造系统的性能分析
态意义上的。 适应：系统能自我调整以适应外界条件的变化。
按照特性来分：
连续系统： 状态变量都随时间变化，时间是连续的。 如：电机速度控制系统
离散系统： 离散时间系统：状态变量都随时间变化，时间是一系列的离散时刻。 如：计算机系统。
中国中远物流使用RFID标签来监控集装箱货物
一种 Savi 标签夹在集装箱门 上
另一种Savi 标签插在集装箱门上
GPS接收器 监控集装箱的内部温度和湿度/箱门打开。GPRS的传送器
GPRS /GSM无线通讯基点范围之内
自动化仓库出入库管理子系统工作流程
3.3 制造系统的性能
1 对象及其性能指标：
备注： 由于长期以来并未规范“制造”、“加工”两术语的含义， 致使常有混淆不清的时候。人们只好根据特定的场所去判断 “制造”术语的含义。如通常所说的“柔性制造系统”。
制造系统的基本概念
何谓“系统”？
系统是一个可辨别的、复杂的动态实体。它由互相关联、互相依 赖的具有不同特征的部分或子系统所组成。其整体能保持稳定性， 并能调整其行为以适应外界的影响。
在一定时期内，在合理的技术和管理条件下，正常生产某类产品或 零部件的最大数量称为生产能力。
制造系统的性能分 析
主要内容
3.1 制造系统的基本概念 3.2 制造系统的组成 3.3 制造系统的性能 3.4 制造系统的可靠性 3.5 制造系统的模型
3.1 制造系统的基本概念
何谓“制造”？
狭义的制造：指加工，它是把原材料变换成产品的直接物理过程。
广义的制造：包含了为加工而服务的设计、准备、计划、物流输 送， 甚至供销及售后服务等过程。也就是说广义的制造包含了物理 过程(加工、装配等)、概念过程(设计、计划等)以及原材料和产 品的转移过程。
智能制造系统的集成与应用
智能制造系统的集成与应用一、引论随着信息技术的发展，智能制造系统在各个领域中得到广泛应用。
智能制造系统的集成和应用是一个复杂而又具有挑战性的问题。
本文将分别从集成和应用两个方面来探讨智能制造系统的集成与应用问题。
二、智能制造系统的集成智能制造系统的集成是指将各个子系统和模块相互连接和协调工作，实现信息、物料和能量的无缝衔接。
以下是智能制造系统集成的几个要点。
1、标准化智能制造系统使用的各种设备、工具和软件都要符合行业标准，并实现互操作。
标准化可以有效解决各种设备和软件之间存在的不兼容问题，从而达到无缝、高效的集成效果。
2、可靠性集成的各个模块和子系统应保证高可靠性。
一旦发生故障，可快速定位并排除。
同时，各个模块和子系统还要具备灵活性，可以随时调整、优化和升级，以适应生产线的变化。
3、实时通信各个模块和子系统间的通信要实时、稳定，并支持异构性。
通信协议要简单易行，通信方式应灵活多样，可以支持多种通信方式，如有线通信、无线通信、蓝牙通信等。
4、数据安全数据是智能制造系统集成的重要组成部分。
各个模块和子系统之间共享的数据必须要具有高度的安全性。
要采取合理的数据加密和授权机制，以保证数据的完整性和机密性。
5、人机界面人机界面是智能制造系统集成中的另一个重点。
各个模块和子系统的人机界面应友好易用，操作简单直观。
同时，要根据不同的用户群体设计不同的界面，以提高用户的满意度。
三、智能制造系统的应用智能制造系统的应用可以大大提高生产效率，降低生产成本。
以下是几个智能制造系统应用案例。
1、智能物流传统的物流管理往往需要大量的人力、物力和时间成本。
而采用智能制造系统的物流管理则可以大大提高物流效率，降低物流成本。
通过智能跟踪、预测和规划，可以实现物流全过程的自动化管理，从而优化物流流程，提高物流效率。
2、智能制造智能制造是智能制造系统的核心应用之一。
通过智能制造系统，可以将生产线上的各个工作环节实现信息化、智能化。
《制造业可靠性提升实施意见》
制造业可靠性提升实施意见可靠性是产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，是反映产品质量水平的核心指标，贯穿于产品的研发设计、生产制造和使用全过程。
经过多年探索发展，我国制造业可靠性取得显著成效，但与国外先进水平仍有较大差距，产业基础存在诸多短板弱项，关键核心产品可靠性指标尚待提升，管理和专业人才保障能力不足，成为掣肘我国制造业迈向中高端的突出问题。
为提升制造业可靠性水平，实现制造业高质量发展，现提出以下意见。
一、总体要求（一）指导思想。
坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的二十大精神，完整、准确、全面贯彻新发展理念，加快构建新发展格局，统筹发展和安全，落实制造强国、质量强国建设要求，全面推进新型工业化，提升产业链供应链韧性和安全水平，强化可靠性技术攻关，发挥标准的引领作用，加强全面质量管理，推动数字化智能化赋能，提高试验验证能力，加快人才队伍培养，不断提升制造业产品可靠性，为提高企业核心竞争力和品牌影响力、建设现代化产业体系、实现制造业高质量发展打下坚实质量基础。
（二）基本原则。
——政府引导、企业主体。
坚持有效市场和有为政府相结合，在制造业可靠性提升中发挥市场对资源配置的决定性作用，更好发挥政府行业指导、市场监管作用，增强企业全员全过程质量安全与可靠性意识，强化企业市场主体地位，推动企业落实质量主体责任，营造良好发展环境。
——聚焦重点、精准施策。
坚持问题导向和目标导向相结合，分行业、分产业链梳理可靠性问题，发挥整机企业龙头作用，加强整机系统可靠性设计和管理，按产业链制定并传导可靠性指标和要求。
聚焦核心基础零部件和元器件，促进产业链、创新链、价值链融合，借鉴可靠性先进经验，着力突破重点行业可靠性短板弱项，推动大中小企业“链式”发展。
——夯实基础、持续创新。
加强可靠性前沿基础研究和标准制定，推动产业技术基础能力建设。
促进新一代信息技术与可靠性工程深度融合，发挥生产装备数字化和产品智能化对可靠性的赋能作用，强化可靠性创新成果在工业基础和质量工程中的应用。
智能制造系统的可靠性分析与优化
智能制造系统的可靠性分析与优化智能制造是嵌入先进的计算和机器学习技术的制造流程。
这种制造方式借助物联网、机器人、自动化方案、大数据、人工智能和协作机器人等技术，统筹协调生产或开发流程。
由于创新性设计的可靠性，智能制造被认为是未来工业的基石，能够提高生产率、降低成本、节约资源，并改善产品质量和安全性。
本文将讨论智能制造系统的可靠性分析和优化，侧重于基于可靠性和安全性的设计、管理和操作。
1.可靠性指标智能制造系统涵盖各种生产过程，包括机器、工艺、物资、工人和设备调整等。
对于这些组成部分，可靠性是评估系统质量的重要指标。
可靠性是指系统在一定时间内正常运行的能力，系统的可靠性通常由以下指标评估：MTBF（平均故障间隔时间）、MTTR（平均修复时间）、Availability（可用性）、Reliability（可靠性）和Safety（安全性）等。
MTBF是两次故障之间的平均时间，它能够反映系统部件的寿命，MTBF越长，系统异常概率越少。
MTTR是修复器材的平均需要的时间，这是一个系统的可靠性，可以通过加强设备保养和改进维修过程来减少。
Availability是系统设备在一定时间内保持可用状态的时间的百分比，可用性反映系统能够与外部环境互相协调和使用的能力。
可靠性是指系统以具有特定目标的规律实现预期行为的能力，并在生产环境中保持运行状态的一种特性。
Safety是指在制造过程中保护生产人员的身体健康的措施，包括安全检查、设施维护和操作标准等。
2.可靠性优化如何通过可靠性分析来提升智能制造系统的可靠性呢？下面列举了一些可靠性优化的方法。
优化MTBF：MTBF是系统一次故障之后重新投入使用前的平均时间间隔。
MTBF越长，系统的可靠性就越高。
通过对系统中的关键组件进行故障分析，可以找到潜在的故障模式并优化系统以提高可靠性。
优化MTTR：MTTR是将设备从故障状态恢复到正常运行状态的平均时间。
为了缩短MTTR，我们可以采取以下措施：1）实行计划维护：计划维护可通过预防维护和检修来缩短MTTR，并可以因此预防故障。
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制造系统可靠性李沁逸（长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙 410114）摘要：本文简单的对制造系统和可靠性进行了介绍，分析了制造系统发展的概况，阐明了制造系统可靠性的概念和其重要性。
关键字：制造系统可靠性0引言随着科学技术的发展，制造系统日趋复杂。
科学技术的进步，对企业的制造系统提出了越来越高的要求。
然而制造系统的可靠性就变的越来越重要了，制造企业要在外部环境激烈变动的环境下生存和竞争，就要努力的提高制造系统的可靠性，以保证较快的速度和较低的价格，提供较好的产品和高质量的服务才能满足客户需求的多样化和个性化。
1 制造系统可靠性研究现状及发展趋势制造系统的可靠性建模技术和制造系统可靠性理论研究是近些年来随机制造系统研究的一个重要方向。
随着制造系统规模的不断扩大和结构复杂化，其可靠性问题同益显得重要。
可靠性模型是用来描述系统及组成单元之间的故障逻辑关系的数学模型，是进行可靠性评估的必不可少的一个环节。
当前制造系统性能建模、性能评价的发展趋势可以概括为以下几点：●针对制造系统性能多样性，需要确定制造企业级性能评价指标体系；●对制造系统时间、成本、质量等性能建立性能模型，分析各种影响因素，形成一套参考模型体系；●将制造系统的不同目标转化为可以进行计算或比较的量化要素，即通过建立一定的技术经济模型完成各种性能要素的建模分析，即从制造活动性能到制造过程性能和制造过程性能到制造系统性能的映射，并将这些性能属性用量化的形式表达出来；●对制造系统性能实时跟踪，在制造系统的计算机信息系统基础上，管理人员实时对所要分析和评价的性能进行跟踪监视，使分析和评价能实时进行；●定性和定量评价相结合，制造系统内部和制造系统外部性能分析和评价相结合，并注意制造系统内外部的协调发展；●重视对制造系统长期利益和短期利益的性能分析和评价相结合，更重视制造系统长远发展潜力的分析与评价；●反映整个制造系统全过程的运营动态性能分析和评价，而不是仅仅反映单个活动或过程的运营情况和静态经营结果。
反映整个制造系统整体性能分析和评价，同时也注重各节点相互间利益相关性的性能分析和评价，进行制造全方位的性能建模和性能综合评价。
2 制造系统2.1制造系统定义制造系统是一个复杂的、可辨别的动态实体。
它由为“把原材料变换成所需的有用产品”这一目的而进行不同特征活动的一些相互关联、相互依赖的子系统所组成。
其整体活动(生产活动)能保持稳定性，并能适应市场变化等外界影响。
也可以定义为：制造系统是在制造企业中形成制造生产功能和能力的组织形式，是制造过程及所涉及的硬件、软件和人员组成的一个将制造资源转化为产品的有机整体。
从制造企业的制造功能角度上看制造系统是一个将制造资源(原材料、能源等)转变为产品或半成品的输入输出系统。
从制造企业的制造过程角度上看，制造系统可以看成是制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售及售后服务等各个环节的制造全过程。
另外，机械加工系统也可以看成是一种制造系统，它由机床、央具、被加工工件、操作人员、加工工艺等组成。
机械加工系统输入的是制造资源，经过机械加工过程制成产品或零件输出，这个过程就是制造资源向产品(成品)或零件的转变过程。
一个制造产品的生产线、车间乃至整个工厂或制造企业可看作是不同层次的制造系统。
2.2制造系统分类根据制造系统的基本特征和生产产品类型的特点，制造系统组态布局结构可以分为四大类:多品种小批量生产车间制造系统、项目型生产车间制造系统、单元制造系统和流水线型制造系统。
2.3制造系统性能的基本原理制造系统存在着一些普遍适用的基本原理，对于系统性能的分析和评价起到指导的作用，具体如下：●Little定律:在制品数=生产率X通过时间Little。
定律揭示了在制品数与生产率和通过时间之间的关系，显然缩短通过时间可减少在制品数。
●若子系统或零部件的可靠性是一定的，则参与工作的子系统或零部件越多，系统可靠性越低。
●机器设备的性能随时间推移而退化。
随着使用时间的延长，设备必然磨损、老化而使性能下降。
●系统的复杂性可能随子系统或元件数的增加而呈指数增长。
●制造系统总是会呈现一定的随机特性，这意味着不可能完全准确地预测系统的某些性能。
●系统可靠性越高，其成本也越大●系统的柔性越高，生产率越低●系统集成度越高，系统可靠性降低。
上述几个基本原理说明制造系统各方面性能难以兼得，如在通过时间不变的条件下，提高生产率会使在制品数量增加。
因此在分析和优化系统的性能时必须平衡矛盾，根据系统的特征构建系统性能指标体系。
2.4可修系统和不可修系统不可修系统当元件满足独立一致分布时满足寿命分布，他是通过更新的方式来进行维修，我们可以把他的寿命看做是稳态的，也就是说他的寿命的不变形，不会应为维修不完美而使得寿命比之前的元件短。
我们也可以通过虚拟寿命来对其进行定义，更新或者说完美维修的虚拟寿命初始为零。
可修系统的维修一般就不满足独立一致分布了，他是随机的，我们常常把不完美维修看作是非稳态的，即每次寿命会随着时间的推移而改变，一般由于系统的老化变得越来越短。
但是当每次的维修程度一样时，我们可以通过条件分布函数通过前面的寿命分布，导出后面的寿命分布。
这种不完美维修的初始虚拟寿命大于零。
2.5制造系统运行过程的时间效应制造系统与其他社会经济系统一样，也具有从规划、设计到退出的整个时间效应过程，称之为制造系统的生命周期。
相关理论研究证明，制造系统的整个生命周期中，从系统试运行一直到系统状态劣化的过程中，可以分为五个阶段，分别对系统性能的影响如图所示：●鸟尾效应，即新系统或者完成重构后的系统开始试运行时，系统实际运行情况偏离设计要求性能的现象，通常，经过细致的试运行和适当的调整和改进，鸟尾效应就会消除。
●斜升效应，即通过有效的制造系统性能与绩效诊断与测算技术，迅速找出鸟尾效应产生的原因，采取有效、可靠的技术与措施改进、调整和纠正偏离，使制造系统性能和效率尽快提升至系统规划设计目标。
●随机效应，即制造系统运行过程中各种随机因素对制造系统性能造成影响的现象，通常无法消除，但可以通过有效的技术、手段等统计质量控制方法尽可能的控制和降低随机效应的影响。
●突变效应，即某些突发因素造成制造系统性能发生突然变化的现象，一般突变效应的影响都是严重甚至无法补救的，其实，尽管突发效应难以避免，但还是可以通过突变分析和建模仿真找出突变规律而加以规避的。
●劣化效应，是贯穿制造系统整个生命周期的，主要由于设备的老化、磨损、失效以及维修不到位等因素造成的使制造系统性能不断下降、最终发生故障或者退役的现象，劣化效应主要通过质量控制、设备保养与维护等措施来延缓或避免。
3 可靠性3.1可靠性定义可靠性一直被定义为：单元在给定条件和给定时间内完成规定功能的概率。
国际标准化组织的定义略有不同：单元在给定的环境和运行条件和在给定的时间内完成规定功能的能力。
系统的可靠性是一个与时间有密切关系的属性，使用时间越长越不可靠，“规定的时间”是该定义的核心，将可靠性用时间直接或间接地描述出来。
“规定的功能”是指系统重要的性能指标和技术要求。
在规定的时间内，系统的性能指标和技术要求越高，允许变化的范围越小，其完成“规定功能”的可能性就越小，可靠性水平就越低。
当产品不能按规定的功能运行或丧失规定的功能时，称之为故障状态或失效，即不可靠状态。
由系统的定义可知，系统是由要素也即元件构成，因此要研究系统可靠性，其系统中元件可靠性是基础。
在可靠性研究中，所谓元件，就是一个基本单元在系统运行过程中可靠性特征保持不变，而不意味着再不能从结构上将其分解。
元件与系统的概念是相对的，一研究对象在一定研究范围内中可认为是系统，但在更大的研究范围内则可认为是元件，之所以如此它取决于我们研究的目的、研究的精度、研究的概念水平以及研究对象在研究范围内的地位等。
3.2可靠性理论可靠性理论大致可以分为两部分：即可修系统可靠性理论和不可修系统可靠性理论。
但绝大多数系统是可修系统，不可修系统的可靠性分析方法是研究可修系统的基础。
不可修系统可靠性理论是传统的可靠性理论，主要针对于生命只有一次的零部件。
它只需要应用简单的统计学知识，现已成为一套完整的体系。
运用不可修系统可靠性理论的基本条件是：零件的寿命满足独立一致分布（I.I.D），可修系统可靠性理论的形成相对较晚，因此关于这个方面的研究也较少。
可修系统的失效也称为失效点过程，相对于不可修系统，可修系统可靠性理论更为复杂。
这是因为后面系统的寿命依赖于前一次的维修，即系统的工作环境改变了。
系统的可靠性取决于单元的可靠性以及它们的组织结构形式。
为了对系统的可靠性进行分析计算，可以用一种框图来表示系统内各单元之间的的可靠性逻辑关系，叫做可靠性框。
在可靠性框图中，用方框代表系统中的各个单元，方框之间的连线表示各单元功能之间的关系。
在系统的起点和终点之间只要存在任何一条通道，系统就处于正常工作状态。
反之，如果系统起点和终点之间没有任何一条通道，系统就处于故障状态。
需要注意的是，可靠性框图表示的是系统各单元功能之间的逻辑关系，而不是各单元之间按实际连接形式。
一般情况下，输入和输出单元的位置常列在系统可靠性框图的首尾，而中间其它单元次序可以任意排列。
3.3可靠性问题基本关系在可靠性的研究中，主要涉及的问题包括可靠性数据、可靠性相关函数、可靠性建模和可靠性预测等。
可靠性数据的种类很多，根据其来源，可以分为试验数据、现场数据、文献数据和专家数据。
试验数据根据试验目的分为寿命数据、退化数据和性能数据等；根据试验内容分为完整数据、定时截尾数据和定数截尾数据。
现场数据根据观察方式可以分为区间数据、左截尾数据和右截尾数据。
常见的可靠性相关函数包括概率密度函数、累积分布函数、可靠度函数以及失效率函数，将在第二部分作详细地介绍。
可靠性建模又称为参数估计，主要的方法包括非参法和参数解析法。
此外，在模型建立以后，通常都会有一个检验或者模型选择的过程，以确保建立的模型最优。
接下来，以最优模型为基础，我们可以对系统进行可靠性预测。
各类可靠性问题的基本关系见下图 1.1。
可靠性预测可靠性决策可靠性模型可靠性数据数据仿真模型分析参数估计试验设计图3.1 可靠性问题基本关系由图可知：如果已知一组可靠性数据，通过参数估计，我们可以得到该数据的可靠性模型，对模型进行分析，进而可以做出一些可靠性预测或者决策；如果已知一个可靠性模型，对模型进行分析，我们得到一些可靠性数据，然后通过实验设计进行数据仿真。
由此可见，各种与可靠性相关的问题是紧密相连的。
可靠性的研究是一个系统性过程，在这个系统中，可靠性数据和可靠性模型是关键，起到纽带的作用。
3.4可靠性相关函数可靠性分析中常常会运用到各种函数。