Zuverlässigkeit ist eine neue Wissenschaft: Wir sind auf dem richtigen Weg

Xiao-Yang Li ,  

Shi-Shun Chen ,  

Waichon Lio ,  

Rui Kang ,  

摘要

Zuverlässigkeit wurde lange Zeit als eine auf Tests, Statistik und Normen basierende ingenieurwissenschaftliche Praxis betrachtet, doch ihr Status als eigenständige wissenschaftliche Disziplin ist noch nicht etabliert. Aus der philosophischen Perspektive der wissenschaftlichen Wahrheit zeichnet sich eine Wissenschaft durch eine doppelte Struktur aus, die empirische und mathematische Wahrheit innerhalb eines axiomatischen Systems vereinheitlicht. Empirische Wahrheit wird durch universell reproduzierbare, kontrollierte Experimente belegt, mathematische Wahrheit durch isomorphe symbolische Darstellungen ausgedrückt. Basierend auf diesem Kriterium untersucht dieser Artikel, ob Zuverlässigkeit im strengen Sinn als wissenschaftliche Wahrheit angesehen werden kann. Zunächst schlagen wir eine neue Definition vor, um das wissenschaftliche Objekt der Zuverlässigkeit zu klären: Zuverlässigkeit wird definiert als die Reproduzierbarkeit der Systemfunktion in Raum und Zeit. Diese Definition transformiert Zuverlässigkeit von einer erfahrungsbasierten ingenieurmäßigen Sorge zu einem klarer definierten theoretischen Objekt. Darauf aufbauend wurde ein einheitlicher wissenschaftlicher Rahmen für die Zuverlässigkeit entwickelt. Die Zuverlässigkeitsprinzipien sind als axiomatisches System organisiert, das auf Sicherheitsspielraum, Verschleiß und Unsicherheit basiert; Zuverlässigkeitsexperimente sind als kontrollierte und reproduzierbare Prozesse konzipiert, um die in diesen Axiomen implizierten Wahrscheinlichkeits-Ursachenzusammenhänge zu überprüfen, und bilden eine Hierarchie von kontrollierter Beobachtung zu kontrolliertem Experiment; gleichzeitig wurde ein entsprechender mathematischer Rahmen etabliert, der die Zuverlässigkeitsgesetze durch Distanzen, Beziehungen und Änderungen ausdrückt. Diese wissenschaftliche Struktur zeigt ferner die Unzulänglichkeiten aktueller mathematischer Werkzeuge im Umgang mit zeitlich veränderlicher Unsicherheit auf, was natürlich zu einem axiomatischen Erweiterungssystem führte – der sogenannten "Variationsstatistik", welche ein abgeleitetes Ergebnis des vorgeschlagenen Rahmens ist. Die Wirksamkeit dieses Rahmens wird zudem durch seine Anwendbarkeit in Ingenieur-, Lebens- und Gesellschaftssystemen bestätigt, was zeigt, dass Zuverlässigkeit eine allgegenwärtige systemische Eigenschaft auf Systemebenen ist, solange eine sinnvolle Systemfunktion existiert. Durch die Integration von Axiomen, Experimenten, mathematischen Darstellungen und interdisziplinärer Anwendbarkeit zu einer einheitlichen Struktur bietet dieser Artikel eine philosophische und strukturelle Grundlage zum Verständnis der Zuverlässigkeit als eine einheitliche wissenschaftliche Disziplin, in der empirische und mathematische Komponenten gemeinsam die doppelte Struktur wissenschaftlicher Wahrheit realisieren und das Gesamtbild der Zuverlässigkeitswissenschaft skizzieren.

关键词

Zuverlässigkeitswissenschaft; Vertrauen in Zuverlässigkeit; wissenschaftliche Wahrheit; Axiomensystem; kontrolliertes Experiment; Variationsstatistik

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