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failure和fault的定名问题

褚善元*   

  1. 中国电工技术学会 北京 100823
  • 出版日期:2002-03-15 发布日期:2002-03-15

Chu Shanyuan   

  • Online:2002-03-15 Published:2002-03-15

摘要: 产品的可靠性已愈来愈受到各界的重视。可靠性方面有两个基本而重要的术语“失效”和“故障”。由这两个基本词组成了一系列复合词,其中MTBF和MTTF这两个术语,是考核电工电子产品可靠性的重要指标,然而目前对应的中文术语却很不统一。本文从现状出发,对它们的概念,以及国际标准术语及其定义作些分析,最后对中文定名提出一些看法。
一、现状
目前对应于上述4个词的中文名相当不统一,现列举于下:
1.failure
《英汉科技标准术语词典》(中国标准出版社编辑出版。以下简称《科标》):(1)失效;(2)故障。
《电工、电子和信息技术国家标准术语辞典》(国家技术监督局国家标准技术审查部编。以下简称《电标》):失效。
《电工名词》(全国科学技术名词审定委员会公布):(1)失效;(2)故障。
《电子学名词》(全国自然科学名词审定委员会公布);(1)失效;(2)故障。
国家标准《GB 3187-82可靠性基本名词及定义》中有术语“失效(故障)failure”。意味着对应于failure的术语既可以是“失效”,也可以是“故障”。但在GB/T 3187-94中此条目改为“失效failure”,意味着对应于failure只是“失效”,不再又称“故障”。
2.fault
上述两本词典上都是“故障”。
《电工名词》:故障。
《电子学名词》中有复合词“故障树分析fault tree analysis”。对应于“故障”的是fault。
GB/T 3187-94:故障。
3.MTBF(mean time between failures)
《科标》:平均无故障工作时间。
《电标》:(1)平均无故障工作时间。
(2)平均无故障时间。
(3)平均失效间隔时间。
(4)平均故障间隔时间。
(5)mean operating time between failures 平均失效间工作时间;平均故障间工作时间。
《电工名词》:平均无故障工作时间。
《电子学名词》:平均无故障工作时间,又称“平均故障间隔时间”。
GB 3187-82:平均寿命(平均无故障时间)。
GB/T 3187-94:平均失效间隔时间MTBF,mean time between failures;平均失效间工作时间MTBF,mean operating time between failures.
4.MTTF(mean time to failure)
《电标》:平均失效前时间。
《电工名词》:失效前平均[工作]时间,又称“平均寿命”mean life。
《电子学名词》:失效前平均时间,又称“平均无故障时间”。
GB 3187/T-94:平均失效前时间。
归纳起来,可以看出,目前对“失效”、“故障”、“failure”、“fault”的使用情况为:
failure:有对应于“失效”,也有对应于“故障”。
fault:只对应于“故障”。
二、词典上的释义
中文“失效”和“故障”的含义:
《现代汉语词典》(1992,1996年版):
失效 失去效力。例如药品失效。
故障 (机械、仪器等)发生的不能顺利运转的情况; 毛病。例如发生故障,排除故障。
从以上释义看,两者不同点为“故障”是可以消除的,消除后产品可以恢复正常工作,因而是暂时性的;“失效”则是不可恢复正常使用的,因而是永久性的。
下面再看这两个词分别对应的英文名:
《英汉技术词典》(国防工业出版社,1978年第一版),与可靠性有关的释义:
failure:失败、失效、失灵、故障、事故、停车、停机、中断、损坏、毁坏。
fault:缺陷、毛病、故障、损坏、失效。
上述释义说明:(1)两者都是既可对应于“失效”,也可对应于“故障”;(2)failure既可表示如“失效”、“毁坏”等不可恢复的永久性情况 ,也可有如“失灵”、“停机”、“中断”等暂时性情况 。fault同样也既有“损坏”之永久性情况之意,也有“缺陷”、“毛病”类不一定是永久性情况之意。
再查原文词典相关解释:
《Webster's New World Dictionary,Third College Edition》:
failure:the act,state,or fact of failing;specif;a losing of power or strength;a breakdown in operation or function;not succeeding in doing or becoming.这里的3个关键词是:(1)losing,“失去”、“丧失”,既可意味是永久性的丧失,也可以是暂时失去。(2)breakdown:a failure to work or function properly:“失去正常工作或起作用”,既可以是永久性的“失效”,也可以是暂时失败。(3)not succeeding:“不成功”、“不能顺利进行”、“不能继续”。同样既可以是永久性的,也可以是暂时性的。
fault:(1)failure to have or do what is required;(2)something that mars the appearance,character,structure,etc;(3)a defect or point of defect in a circuit,which prevents the current from following the intender course.
这3种情况中,第1种是指设备的工作情况。第2和3种都是指设备(电路)本身存在的问题,这些问题是导致发生第一种情况的原因。如果这些问题能消除,则第一种不能正常工作的情况也就不再发生,因而是暂时性的。反之,如果这些问题不能排除,它就不再能正常工作,因而就是永久性的。
《Longman Active Study English-Chinese Dictionary》中的有关内容如下:
failure:(1)lack of success;failing失败;(2)the non-performance or production of something expected or desired未完成;未如愿以偿。
这两种情况都是指工作情况,也都既可以是最终结果,属永久性。也可以是一时的,在作了一些纠正措施后,又取得成功,因而属暂时性的。
fault:a mistake or imperfection错误,缺点。例如:a small electrical fault in the motor马达中的一个小毛病。
从所举例来看,多半是指暂时性的问题,因为只是小毛病,是不难修复的。但也不排除不可纠正或修复的可能,因而也有永久性的可能。
综上所述,基本上可以认为failure和fault都既可以是永久性的,也可以是暂时性的。也即两者都可对应于“失效”和“故障”。
三、根据“标准”定名
对于“标准”术语、规范术语,应力求做到一词一义和一义一词。我国的可靠性术语源于国际标准。在定名时除国家标准外,主要还需看国际标准。但是定中文术语要仔细推敲原文的概念,选定合适的中文术语。
国家标准《GB 3187-82可靠性基本名词术语及定义》中的相关内容:
2.2.1 失效(故障)failure:产品丧失规定的功能。对可修复的产品通常也称“故障”。
2.5.5 平均寿命(平均无故障时间)mean life(mean time between failures):寿命(无故障时间)的平均值。
2.5.6 平均寿命(平均无故障时间)的观测值observed mean life(observed mean time between failures):
a)对于不可修复的产品,当所有试验样品都观察到寿命终了的实际值时,是指它们的算术平均值;当不是所有试验样品都观测到寿命终了的截尾试验时是指受试样品的累积试验时间与失效数之比。
b)对可修复的产品,是指一个或多个产品在它的使用寿命期内的某个观察期间累积工作时间与故障次数之比。
《电工名词》中将“失效”的英文只列failure;而对应于“故障”的英文则除fault外,还并列了failure,主要是参考GB3187-82,同时考虑实际上在电工行业中的惯用情况。
国际电工委员会标准IEC-60050-191(1990)新标准中的failure条目为(191-04-01):
failure:The termination of the ability of an item to perform a required function.
Notes:
1.After failure the item has a fault.
2.“Failure”is an event,as distinguished from “fault”,which is a state.
3.This concept as defined does not apply to items consisting of software only.
GB/T 3187-94中的相应条目为:
失效failure:产品终止完成规定功能这样的事件。
对比新老标准,不论IEC标准还是国标,都有所变化。
国标的变化有:(1)取消了并列术语“故障”;(2)定义的叙述有改变,将“丧失”改为“终止”,且加了“事件”以说明其性质,同时删掉了“对可修复产品通常也称‘故障’”。
IEC标准的变化是加了3条注。
这些变化都很重要。在国标,不再将“故障”作为可修复产品的术语,即不论是可修复产品还是不可修复产品,对应于failure的术语都是“失效”;同时,按照IEC新标准,明确“失效”是一个事件。在IEC新标准,通过“注”,明确了failure与fault的不同性质:failure是产品在执行功能中所发生的不良情况,称之为event(事件);而fault则是产品的state(状态),即产品中所存在的缺陷。同时说明在发生failure事件后,产品必有fault。(笔者认为,说法应是产品存在fault是发生failure的原因,只是在发生failure后才被发现。)
从上述分析看,按新标准,《电工名词》中“故障”条目的英文并列failure,《电子学名词》中“故障”的英文用failure都是不合适的。“故障”的英文只应是fault。
然而对应于failure的术语是否就是“失效”,却还值得推敲。根据《现代汉语词典》,“失效”是永久性的。现在就按照这样的理解来探讨。
单凭failure的定义,还不足以确定中文的定名,还必须考虑使用此术语的复合词的定义才能真正弄清楚failure的性质和意思,主要的几个术语是:
191-10-03 time between failures (failures之间的时间):一个业经修复的产品的两次相继failures之间的持续时间。
191-10-04 operating time between failures(failures之间的工作时间):一个业经修复的产品的两次相继failures之间的工作时间的总持续时间。
191-10-02 time to failure(failure前时间):一个产品从它首次置于能工作状态的时刻起,直至failure的工作时间的总持续时间,或者从它恢复的时刻起直至下一次failure的工作时间的总持续时间。
191-10-01 time to first failure(首次failure前时间):一个产品从它首次置于能工作状态的时刻起,直至failure的工作时间的总持续时间。
191-01-02 repaired item(业经修复的产品): 在一次failure后事实上已修复的可修复产品。
191-01-03 non-repaired item:(未经修复的产品):在一次failure后未经修复的产品。
注:未经修复的产品可以是可修复的,也可以是不可修复的。
综观以上各条,可以作出如下几点理解:
(1)有些产品是可以修复的。这种产品一经修复,故障就消除。因而在它工作中出现failure时,它并非永远丧失了执行所需功能的能力。这就意味着,对这种产品而言,failure并非永久性的。也因此,才有可能会发生不止一次的failure。术语“failures间的(工作)时间”只适用于经修复的这类产品。
(2)对于不可修复的产品,在它工作中一旦发生failure,就一定是永久性的。因此,就只可能发生一次failure。所以对这类产品适用的是“failure前时间”。
(3)“failure前时间”用于可修复的产品时,可以指第一次failure前的时间,也可以指从恢复时刻起至下一次failure时止的时间。
(4)“首次failure前时间”只适用于可修复产品。
上述对4条术语所适用的产品类型的理解是根据其定义分析得出的。而在美国国家标准ANSI/IEEE std 100-1984中则在术语后都用括号写明适用范围:“mean time between failures (repairable items) (reliability)”、“mean time to failure (non-repaired items)(reliability)”。
根据以上定义,可以得出结论:failure并非一定是永久性的事件。对于不可修复的产品,failure必是永久性事件。而对于可修复的产品,则大多是非永久性事件。
可以认为“failure”并非一定指永久性的“终止……能力”。按照这样的理解,如果《现代汉语词典》中以“药品失效”为例来解释“失效”的意思和性质,有失全面。实际上“失效”不一定具有永久性的含义,则可以将对应于failure的术语定为“失效”;如果“失效”确只具永久性的含义,则不应定名为“失效”,建议定为“失灵”。
解决了基本词的定名,则其复合词的定名也就随之可定。对应于failure的术语或用“失效”或用“失灵”:
MTBF原为mean time between failures的缩写词。IEC新标准中此术语有一注“在英文中,在此意义上的缩写词MTBF现反对使用”。MTBF现定为另一条目mean operating time between failures的缩写词。中文定名可按新国标的7.2.9条用“平均失效间工作时间”,或改定为“平均失灵间工作时间”。
MTTF(mean time to failure)对应的新国标的是7.2.7条“平均失效前时间”。这虽然与原文术语完全对应,但IEC标准定义中明确这里的time实际是operating time。故中文术语应反映出此确切含义定名为“平均失效前工作时间”,或改定为“平均失灵前工作时间”。英文则可不改。
MTTFF(mean time to first failure)对应的新国标的是7.2.6条“平均首次失效前时间”。和前条MTTF的情况相同,可(或者)略改国标的7.2.6条,定名为“平均首次失效前工作时间”;或者改定为“平均首次失灵前工作时间”。
四、结论
1.对应于fault的中文名定为“故障”。
2.“失效”是否就意味着永久性情况,需先确定。请语言学界作出结论。
3.“失效”若可以是永久性,也可以是暂时性的,则对应于failure的中文名可定为“失效”。
4.“失效”若一定指永久性的情况,则对应于failure的中文名建议定为“失灵”。
5.组合词中的基本词的定名一律按以上原则。
* 褚善元教授是电工学名词审定委员会主任。