可信性是用於產品與時間相關質量特性的集合性術語，包括可用性、可靠性、恢復性、維修性和保障性，以及在某些情況下的耐久性、安全性和安保等其他特性。本書討論了“新”“舊”共存的演進繫統可信性問題，強調繫統開發時必須綜合考慮硬件、軟件和人的因素，從生命周期角度為處理工程可信性問題提供了行業實踐的知識和指導。本書可供從事可信性工作的工程技術人員學習使用，也可供相關科研技術人員及高等院校師生參考。

托馬斯?範?哈德維爾擁有38年（截至2012年）在燃氣輪機、壓氣機和其他氣體傳輸和工藝設備等方面的運行和維修經驗。他是所有類型設備的維修管理和狀態監測專家，同時也是可靠性技術、風險和完整性管理方面的專家。大衛?江已經在信息和通信技術（ICT）行業工作了很多年。在過去的二十年裡，他將自己的知識和經驗貢獻給了國際電工委員會（IEC）的標準化工作。大衛在IEC/TC 56的可信性標準方面做出了巨大貢獻。自2006年以來，他協調了IEC/TC 56的可信性研討會，並協助國際專家在多個國家舉辦了關於技術繫統可信性和相關方法的專題講座。
楊春暉，1985年本科畢業於華中工學院固體電子學繫，1991年研究生畢業於華南理工大學半導體物理與微電子技術，1991年-1997年在工信部電子五所電子技術開發研究室從事傳感器應用研究、軟件開發、繫統集成，任工程師；1998年至今，歷任高級工程師、研究員級高工、副主任、主任，從事工程質量保證、繫統可靠性仿真、信息繫統安全檢測、軟件評測技術研究，以及項目管理、實驗室質量體繫管理、信息繫統安全保密管理、國際標準制定等工作。先後主持和完成包括"國家863課題”、"新一代寬帶無線通信網”重大專項、國家核高基重大專項、電子發展基金在內的多項國家、部委和省市級重要科研、工程項目，組織承擔或參加工信部兩化融合、信息技術產業、新型工業化、軟件可靠性等相關領域的專題研究。

第1章 可信性概述 1
1．1 什麼是可信性 1
1．1．1 可信性定義 1
1．1．2 可信性應用 3
1．1．3 工業界對可信性的看法 4
1．1．4 可信性的重要性 6
1．1．5 可信性的歷史 7
1．1．6 可信性的發展 9
1．2 可信性概念 11
1．2．1 可信性原理和實踐 11
1．2．2 可信性概念實現 13
1．2．3 可信性知識庫 13
1．3 實現可信性的繫統方法 14
1．3．1 繫統的定義 14
1．3．2 可信性的生命周期方法 16
1．3．3 方法和過程應用 16
1．3．4 硬件方面 18
1．3．5 軟件方面 18
1．3．6 人的方面 19
1．4 商業視角的可信性管理 19
1．4．1 業務生命周期和市場相關性 19
1．4．2 可信性管理的目的 20
1．4．3 市場需求的變化 21
1．4．4 演進繫統的可信性標準化 22
1．4．5 環境可持續性 23
1．4．6 可信性與資產管理 23
參考文獻 24
第2章 可信性生命周期方法 26
2．1 生命周期方法概述 26
2．1．1 為什麼使用生命周期方法 26
2．1．2 繫統生命周期模型 27
2．2 在商業環境中的可信性應用 30
2．2．1 對商業環境的影響 30
2．2．2 可信性關注管理支持 31
2．2．3 可信性應用關注技術解決方案 31
2．3 項目管理的生命周期方法 36
2．3．1 管理可信性項目框架 36
2．3．2 確定可信性項目目標和任務要求 37
2．4 剪裁過程 38
2．4．1 剪裁可信性項目 38
2．4．2 特定項目應用的剪裁 39
2．5 項目風險管理 40
2．5．1 可信性應用的風險管理 40
2．5．2 風險管理過程 40
2．5．3 可信性風險問題的範圍 41
2．5．4 可信性風險問題和解決案例 42
2．6 評審過程 45
參考文獻 46
第3章 可信性要求規範 47
3．1 啟動可信性項目 47
3．1．1 從技術繫統的何處入手 47
3．1．2 理解繫統 48
3．1．3 定義繫統目標 50
3．1．4 識別繫統的性能與功能 52
3．2 將可信性納入繫統 54
3．2．1 需求定義 54
3．2．2 需求分析 55
3．2．3 建立運行場景 57
3．2．4 確定可信性要求 58
3．3 制定可信性規範的框架 60
3．3．1 可信性規範的基本依據 60
3．3．2 可信性特性的評價 62
3．3．3 規定繫統可信性的過程 64
參考文獻 65
第4章 繫統設計和實現的可信性工程 67
4．1 繫統設計和開發的可信性工程 67
4．1．1 概述 67
4．1．2 架構設計 68
4．1．3 功能的設計和評價 69
4．1．4 繫統設計文檔 75
4．1．5 繫統設計和子繫統開發 75
4．2 可信性工程設計問題 76
4．2．1 安全性設計 76
4．2．2 以可信性為中心的設計 80
4．2．3 結構設計 83
4．2．4 生命周期費用 86
4．3 繫統實現和實施的可信性工程 87
4．3．1 繫統實現 87
4．3．2 產品驗證 88
4．3．3 繫統集成 89
4．3．4 繫統安裝/遷移 89
4．3．5 繫統確認/驗收 90
4．4 可信性工程清單 91
參考文獻 91
第5章 軟件可信性 95
5．1 軟件可信性的挑戰 95
5．1．1 軟件可信性啟示 95
5．1．2 理解軟件和軟件繫統 96
5．2 軟件可信性工程 97
5．2．1 繫統生命周期框架 97
5．2．2 軟件可信性項目管理 97
5．2．3 軟件生命周期活動 98
5．2．4 軟件可信性特性 99
5．2．5 軟件設計環境 100
5．2．6 軟件需求和影響因素 100
5．2．7 軟件故障分類 101
5．3 軟件可信性策略 102
5．3．1 軟件故障避免 102
5．3．2 軟件故障控制 102
5．4 軟件可信性應用 103
5．4．1 實現可信性的軟件開發實踐 103
5．4．2 軟件可信性量度和數據收集 104
5．4．3 軟件可信性評估 105
5．4．4 軟件測試和量度 107
5．5 軟件可信性改進 110
5．5．1 軟件可信性改進方法 110
5．5．2 軟件復雜性簡化 111
5．5．3 軟件容錯 111
5．5．4 軟件的互操作性 112
5．5．5 軟件重用 112
5．5．6 軟件可靠性增長 113
5．5．7 軟件維護和改進 114
5．5．8 技術支持和用戶培訓 115
參考文獻 115
第6章 可信性信息管理 117
6．1 理解可信性信息 117
6．2 可信性信息管理框架 118
6．3 建立可信性信息繫統 119
6．3．1 可信性信息繫統要求 119
6．3．2 FRACAS 121
6．3．3 維修和後勤保障繫統 122
6．3．4 故障管理繫統 123
6．3．5 可信性評估信息 124
6．3．6 信息留存、檢索和傳播 126
6．3．7 知識開發 127
6．4 經驗教訓 128
6．4．1 從經驗中學習 128
6．4．2 網絡可信性案例研究 128
6．4．3 超越數字看問題 130
6．4．4 適應變化及變化的環境 131
6．4．5 利用綠色技術 133
參考文獻 135
第7章 運行期間可信性保持 137
7．1 概述 137
7．2 運行的考慮 137
7．3 運行框架 138
7．3．1 可信性的繫統運行目標 138
7．3．2 繫統運行過程概述 138
7．3．3 運行過程的實現 140
7．3．4 維持可信性的過程方法 140
7．4 運行期間的可信性量度 143
7．4．1 可信性量度概述 143
7．4．2 組織或終端用戶的量度 144
7．4．3 平均失效率量度 145
7．4．4 統計的失效率量度 146
7．4．5 可用度和可靠度 147
7．4．6 可靠性分析技術 148
7．5 可信性數據源 148
7．5．1 數據采集 148
7．5．2 國際標準信息 149
7．5．3 OREDA 150
7．5．4 燃氣輪機 151
7．5．5 基礎設施 158
7．5．6 電信和互聯網 158
7．6 運行期間分析可信性示例 159
參考文獻 159
第8章 維修性、保障性和維修工程 162
8．1 概述 162
8．2 維修性 163
8．2．1 什麼是維修性 163
8．2．2 設計期間的維修性 164
8．2．3 如何量度維修性 165
8．3 保障性 167
8．3．1 什麼是保障性 167
8．3．2 設計期間的保障性 168
8．3．3 運行期間的維修保障 169
8．4 維修工程 169
8．4．1 以可靠性為中心的維修 169
8．4．2 維修優化 171
8．4．3 設施和設備的改進和更新 172
8．4．4 備件供應 174
8．4．5 視情維修 176
8．4．6 管道的風險評估 181
8．5 維修性與可靠性、可用性相結合 185
參考文獻 187
第9章 可信性保證 190
9．1 建立可信性保證框架 190
9．1．1 理解商業和技術方面的保證 190
9．1．2 繫統性能可信性保證框架 190
9．1．3 繫統性能保證的協同 191
9．2 保證策略的演進 194
9．2．1 從歷史經驗中學習 194
9．2．2 可信性保證措施 197
9．3 繫統可信性保證的生命周期方法 198
9．4 從商務角度看可信性保證 200
9．4．1 聲明繫統可信性的保證 200
9．4．2 維持繫統可信性的保證 200
9．5 保證案例 201
9．5．1 什麼是保證案例 201
9．5．2 保證案例研究 202
9．6 軟件保證 203
9．6．1 軟件保證概述 203
9．6．2 技術對軟件保證的影響 203
9．6．3 軟件保證的挑戰 204
9．6．4 網絡安全的影響 205
9．6．5 軟件保證最佳實踐 208
參考文獻 208
第10章 可信性價值 211
10．1 可信性的價值 211
10．2 價值創造的概念 211
10．3 價值鏈的過程 213
10．4 可信性價值框架 215
10．4．1 框架概述 215
10．4．2 價值的場景 216
10．4．3 創造價值的過程 217
10．5 可信性價值實現 221
10．6 價值實現保證 223
10．7 價值基礎設施 224
10．7．1 可信性價值的表達 224
10．7．2 通用價值的基礎設施 225
10．7．3 資產管理 226
10．7．4 管道示例 226
參考文獻 228
附錄A 術語表 229
A．1 概述 229
A．1．1術語和定義 229
A．1．2概念圖 229
A．2 繫統和可信性相關術語的概念圖 230
A．3 可靠性相關術語的概念圖 231
A．4 維修相關術語的概念圖 231
A．5 術語和定義 231
附錄B 可信性應用的繫統生命周期過程 238
B．1 概述 238
B．2 繫統概念/定義階段的過程 239
B．2．1概念/定義的數據要求 239
B．2．2概念/定義關鍵過程活動的描述 240
B．3 繫統設計/開發階段的過程 240
B．3．1設計/開發的數據要求 240
B．3．2設計/開發關鍵過程活動的描述 241
B．4 繫統實現/實施階段的過程 243
B．4．1實現/實施的數據要求 243
B．4．2實現/實施關鍵過程活動的描述 243
B．5 繫統運行/維修階段的過程 245
B．5．1運行/維修的數據要求 245
B．5．2運行/維修關鍵過程活動的描述 245
B．6 繫統改進階段的過程 246
B．6．1改進的數據要求 246
B．6．2改進關鍵過程活動的描述 246
B．7 繫統退役階段的過程 247
B．7．1退役的數據要求 247
B．7．2退役關鍵過程活動的描述 247
附錄C 繫統可信性規範示例 249
C．1 概述 249
C．2 識別繫統 249
C．3 描述繫統目標 250
C．4 識別滿足繫統目標所需的功能 250
C．5 描述功能 250
C．6 識別影響功能的條件 251
C．7 實現所需功能的技術方法的評價 253
C．8 描述繫統運行中涉及的硬件、軟件要素和人機交互 253
C．9 確定運行場景 254
C．10 描述滿足繫統目標的繫統架構 255
C．11 明確可信性要求 256
C．12 繫統可信性規範說明文檔 258
附錄D 可信性工程清單 260
D．1 繫統生命周期項目的應用清單 260
D．2 技術設計的應用清單 263
D．3 繫統中使用外包產品的應用清單 266
附錄E LNG運輸船BOG再液化繫統可靠性改進 267
E．1 研究目標 267
E．2 繫統描述 268
E．3 可靠性和可用性預計 268
E．4 可靠性和維修性數據 269
E．5 利用可靠性框圖進行分析 269
E．5．1無冗餘時的結果 269
E．5．2有冗餘時的結果 271
參考文獻 273
附錄F 壓氣機站的可用性 274
F．1 概述 274
F．2 二項分布分析 275
F．3 蒙特卡羅仿真 277
F．4 計劃維修 279
F．5 經濟分析 280
參考文獻 281
附錄G 燃氣輪機的維修性 282
G．1 概述 282
G．2 維修性的設計 283
G．3 服務性和可達性 285
G．4 監測 286
參考文獻 287
附錄H 蒸汽輪機示例 288
H．1 概述 288
H．2 帕累托分析 288
H．3 威布爾分析 289
H．4 備件分析 291
H．5 維修性、可靠性和可用性 292
參考文獻 292
索引 293

譯者序

可信性是指“需要時產品按要求執行的能力”，是用於描述產品性能中與時間相關特性的集合性術語。在社會經濟和科學技術的快速發展下，產品和繫統的新特性、新需求不斷湧現，為盡快滿足客戶新需求與提高產品和繫統的適用性，研究對已有技術繫統進行改進升級的演進繫統已成為必然趨勢。手機、發動機、通信網絡、石化生產線等技術繫統通過演進能夠迅速提升繫統性能和服務性，大幅降低成本，快速滿足工商業等市場需求。這類繫統具有隨時間改變的特性，在演進過程中，其按要求執行任務的能力也將發生變化。換言之，繫統的可信性將處於不穩定的狀態，如何保證其可信性成為了“新”“舊”共存繫統必需考慮的問題。

通常，可信性是在繫統生命周期內通過有效的活動策劃和實施來實現並產生價值的。對於“新”“舊”共存繫統而言，一方面子繫統可能處在生命周期的不同階段，或被不同的團隊管理；另一方面繫統的規模不一，復雜性各異；此外，各利益相關方難以從整體上理解繫統的平衡協調，這一切使得其可信性的實現難度更甚於新研制的繫統，儼然已成為業界一大難題。國際上，為解決這類問題，早已設立了可信性方面的標準並在關鍵領域應用中發揮了重要作用。而國內，相關概念、模型和標準的推行也有相當一段時間，但可信性工程仍處於研究階段，僅靠抽像的標準並不能為實踐提供繫統的指導。

在2018年召開的國際電工委員會可信性技術委員會（IEC/TC 56）工作會議上，我與該書的作者Thomas Van Hardeveld（時任IEC/TC 56主席）進行了交流。他作為資深專家，多年來參加過大量可信性咨詢和培訓，主持和參與編制許多標準，積累了豐富的工程經驗。他向我推薦了由他和David Kiang合著的Practical Application of Dependability Engineering: An effective approach to managing dependability in technological and evolving systems一書。該書完整地闡述了可信性技術體繫，說明了可信性技術在工程中的應用，詳細介紹了制定標準的思想和方法，對過程中出現的爭議也毫不避諱。

可以說，該書將常用應用領域中的成熟經驗和盤托出，不拒其繁、不舍其微，完全可以用於指導技術演進繫統可信性的實現，正是可信性工程實踐者們所需的良師益教。我們將其翻譯成中文，進一步傳播作者的觀點和方法，希望幫助國內從業者們理解可信性的相關標準，並應用到可信性工程的研究和實踐中，以便從繫統生命周期的角度來處理可信性問題，並應對未來技術對可信性的挑戰，創造可信性價值。

本書由工業和信息化部電子第五研究所、全國電工電子產品可靠性與維修性標準化技術委員會（SAC/TC 24）組織技術人員進行翻譯，由工業和信息化部第五研究所原所長孔學東研究員擔任顧問進行指導。楊春暉、紀春陽把控全書的技術體繫及關鍵技術問題並指導統稿，於敏和許少輝負責翻譯的總體工作，於敏還完成了全書的統稿。其他各章節翻譯分工情況如下：於敏（第1、9章，附錄A）、曾樂天（第2章，附錄B）、許少輝（第3章，附錄C）、陳平（第4章，附錄D）、尚京威（第5章）、馮曉榮（第6章）、李萍和郭偉全（第7章，附錄E、F）、劉務（第8章，附錄G、H）、陳靜（第10章）。

本書能最終完成，首先要感謝孔學東研究員，他在翻譯策劃之初就給出了指導性建議。他提出應以繫統論為基礎理解全書的架構，在分析可信性標準體繫和全書邏輯關繫時需參考原作者的經歷，並且要站在讀者的角度釐清本書內容是如何應用到可信性工程中去的。孔研究員還全程參與研討及修改，多次解答審校過程中遇到的難題。他經驗豐富、論斷嚴謹，以專業的視角提供了很多有益的修改建議，讓譯者受益良多。其次，中國電子科技集團公司電子科學研究院首席科學家、SAC/TC 24主任委員王積鵬研究員以及中國航天科技集團公司科技委副主任、SAC/TC 24副主任委員江帆研究員為我們提供了指導，沒有他們的支持，我們的翻譯工作將舉步維艱。還要感謝工業和信息化部電子第五研究所王毅、鄭丹丹以及電子工業出版社編輯牛平月女士，他們為本書的審校和出版做了大量的工作。最後，感謝譯校組的每一位成員，正因為你們從始至終的堅持和努力，本書纔得以最終順利翻譯出版。

在譯校的過程中，譯校組對關鍵術語的翻譯雖然進行了多次討論、推敲，但部分術語可能仍然存在較大爭議，需特別說明：（1）“enhancement”在GB/T 36615—2018《可信性管理管理和應用指南》中指生命周期中的“改進”階段，本書參照此標準將其譯作“改進”（在工程實際中，該階段更有“優化”或“強化”之意），但對於其他情形，則根據上下文可能會譯為“增強”等，如服務增強；（2）“evolving system”可譯為“演進繫統”，也可指“型號的改進”或者“繫統的升級換代（如4G、5G）”，為保持全文一致，統一譯為“演進繫統”；（3）“life”一詞可譯為“生命”或“壽命”，在本書中根據習慣並保持全文一致，當與“周期”相關時統一譯為“生命周期”，若與“延壽”等情況相關時則譯為“壽命”；（4）“measure”一般可譯為“量度”或“度量”，在本書中，當其關注點在“量”時譯為“度量”，當其關注點在“度”時譯為“量度”；（5）“requirement”在術語標準中一般譯為“要求”，如：GB/T 2900.99—2016 《電工術語 可信性》，但在非標準文本中有時譯為“需求”，如：需求定義、需求分析等，因此，該詞根據上下文並考慮中文表達習慣，有時將其譯作“需求”。同時，為使讀者更準確地理解和使用該書，保留了英文參考文獻和中英文對照的索引表。

本書的翻譯工作是在譯者繁忙的科研以及各項業務工作之餘完成的，歷時近兩年，在2020年新冠疫情期間更是通過網絡會議加大了譯校工作的力度，促成本書盡快完稿。由於時間倉促和譯者經驗不足，翻譯中難免有謬誤之處，敬請讀者原諒和指正。任何意見、建議和探討都歡迎發郵件至：yumin@ceprei.com。

楊春暉

2021年3月31日