既然我們在設(shè)計產(chǎn)品之初已經(jīng)留出了足夠的裕量，保證了產(chǎn)品的可靠性，為什么產(chǎn)品在使用中仍然會出故障呢？
其中一個原因是退化，因為退化永恒，在產(chǎn)品設(shè)計之初留夠的裕量隨著使用時間的增長，這個裕量都要逐漸減少，如果裕量減少到0，則產(chǎn)品必定故障。
另一原因就是不確定性。我們回到以前介紹過的吊車的例子。我們說10噸是一個標(biāo)稱值，實際中幾乎無法做到每一臺吊車的實際起吊重量都能精確地達到10噸，在一批吊車中，這個10噸可以被理解成這批吊車起吊重量的平均值，具體到每一臺可能在10噸多一點或少一點，這就是不確定性。
這種不確定性一般就用吊車起吊重量的某個百分比來表示上下限，比如10噸有上下15%誤差，這意味著這一批吊車的起吊噸位在9.85噸至10.15噸之間，都是合格產(chǎn)品。這個時候，如果你恰好買到了一臺9.85噸的吊車，你再去起吊9.9噸的貨物，則會發(fā)現(xiàn)9.85-9.9=-0.05，這個裕量小于零了，則前面討論的“吊車+貨物”這個系統(tǒng)不真實、不可信了，吊車不可以依賴和信任了。
另一方面，我們再說說貨物的重量，前面提到每次起吊貨物重量是3噸，其實也不可能每次都恰好就等于3噸，這也有一個精度范圍，比如實際可能是3.05噸，2.95噸等等，總之3噸也是貨物重量的標(biāo)稱值，實際上每一次貨物的重量在某一個范圍內(nèi)是不一樣的。這也是一種不確定性。
如果我們用概率分布來分別描述一批吊車起吊重量和一批貨物重量，我們就可以簡單地計算“吊車+貨物”這個系統(tǒng)真實可靠的概率，就是那些裕量大于0情況的概率，這個概率就是可靠度。
就是說任何類似“吊車+貨物”這樣的系統(tǒng)，在初始時刻都存在一個可靠度。如果系統(tǒng)構(gòu)建的不好，比如“吊車”設(shè)計、制造的偏差范圍大，而“貨物”重量的變化范圍也很大，則在“吊車+貨物”這個系統(tǒng)運行過程中，裕量大于零的次數(shù)就低，即在系統(tǒng)設(shè)計之初，可靠度就很低。
這個時候，如果要讓這個“吊車+貨物”系統(tǒng)更真實可信，要么增加吊車的額定噸位，比如15噸，這時候即使還是誤差15%，系統(tǒng)的裕量也會足夠，即可靠度的確定性增加了；要么控制“吊車”偏差，或者控制“貨物”重量的變化范圍，也會保證系統(tǒng)的裕量大于零的情況多一些。當(dāng)然，同時增加裕量和控制偏差，也可以達到預(yù)期的目標(biāo)，這就是正向的可靠性設(shè)計優(yōu)化。
以上所討論的不確定性，我們稱之為隨機不確定性或者客觀不確定性，“隨機”的意思是可以用概率來刻畫這種不確定性，客觀的意思是不能完全消除這種不確定性，只能不斷縮小偏差、提高精度。
下面再討論一種不確定性，與人的認(rèn)知能力有關(guān)。
2012年的秋天，我突然接到一位家在河北農(nóng)村的親戚來電，告訴我他在干農(nóng)活時摔傷骨折了，已經(jīng)被緊急送來北京積水潭醫(yī)院，萬幸他只是骨折，積水潭醫(yī)院又是北京最好的骨科醫(yī)院，我趕到醫(yī)院去探望時，醫(yī)生已經(jīng)為他做好了手術(shù)，只需靜養(yǎng)恢復(fù)即可。
我問他事情的經(jīng)過，他告訴我，他在自家房頂使用電葫蘆（一種輕便的吊車），準(zhǔn)備把一麻袋秋收完的玉米吊到房頂晾曬，在起吊過程中失去平衡，他和電葫蘆一起從房頂摔到了院子里的玉米堆上，所幸電葫蘆沒砸到他，玉米堆還有點緩沖作用，否則還不知道后果要多嚴(yán)重。
電動葫蘆在使用過程中需要固定安裝，那天他把電葫蘆弄到房頂上，沒有固定，而是自己踩著電葫蘆想靠自身的重量壓住電葫蘆，同時起吊一袋玉米，結(jié)果就摔了下去。我說，你不知道這個電葫蘆咋用嗎，他說知道，但是家里收的玉米也不多，看著一袋玉米的重量也沒多重，覺得自己踩住電葫蘆應(yīng)該問題不大，沒想到…。
其實，這種情況下，我們要考察的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又發(fā)生了變化，即這個時候系統(tǒng)是由“吊車+貨物+人”構(gòu)成的，我們要考察吊車可靠不可靠，必須考慮“吊車+貨物+人”這樣一個系統(tǒng)是否真實可信。顯然，由于人的介入，引入了更多的不確定性，這個系統(tǒng)的真實可信程度打了折扣。
“沒想到”、“沒估計到”，這是有人參與的系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)問題時經(jīng)常聽到說辭。其實，這也是一種不確定性，稱之為認(rèn)知不確定性。這種不確定性是由于人的知識或信息缺乏造成的，當(dāng)然也可能由于人的疏忽、過于自信產(chǎn)生的。
研究可靠性問題，既要考慮隨機不確定性，也要考慮認(rèn)知不確定性。但認(rèn)知不確定性卻很難用概率來描述！
在確信可靠性理論中，我們采用了一種新的公理化數(shù)學(xué)——不確定理論，來處理這種認(rèn)知不確定性。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
