第6期 崔铁军，等：系统可靠一失效模型的哲学意义与智能实现 ·1105· 如何完成这些任务是必须思考的问题。需要明 了解到了一些特别的系统性质，在这里进行阐述。 确：系统是什么、为什么建立系统。中国学者钱 1.1系统具有物质性和意识性 学森教授认为：系统是由相互作用相互依赖的若 系统一般可以分为人工系统(artificial system, 干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整 AS)、自然系统(natural system,NS)和混合系统。 体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的 A$是为了完成预定功能，由人设计、建造并运行 组成部分。系统存在的意义是完成预定功能，该 的系统。NS是根据自然规律，按照一定组合并筛 预定功能是人设置的，进而人消耗资源制造系 选后保留的，能完成一定自然目的的系统。混合 统。因此，对于人而言系统是完成期望功能的工 系统则是兼有两钟系统特征的系统。 具，完成程度可用可靠性和失效性表示和度量； 从自然角度分析，自然本身显然不刻意设计 进一步系统是否值得存在可通过系统的功能状 系统，而是制定一些筛选条件对系统进行筛选， 态（可靠性与失效性）来衡量。可见，建立SRFM 即自然选择过程。自然通过一些随机性的事件建 是完成这项工作的基础。首先，SRFM是否依靠 立数量庞大的NS,再设置一些条件对这些系统进 人对系统的认识程度：其次，是否符合现有哲学 行适应性筛选。自然建立NS的随机性比较广 观和方法论；再次，如果不符合是否有新的哲学 泛，物质随机性、结构随机性、层次随机性，即使 观和方法论；最后，如何实现SRFM,特别是面向 完成的功能也是随机性的。这种做法目的在于以 未来复杂系统情况下如何智能化地实现SRFM。 数量优势弥补设计不足，从而满足自然的目的。 目前，关于系统可靠性和失效性的研究很多， 这种现象在1713年伯努利提出的大数定理已经 但在哲学层面论述较少。这些研究包括：安全观 被认识到了。虽然不像人的意识那样直接，但自 的塑造机理及其方法山，社会安全观的人类学分 然也通过自己的方式（随机生成-适应选择）设计 析路径，安全问题的哲学性倒，事故致因理论与 并建造了NS。因此NS具有自然意识性，即随机 安全思想因素分析，失效学的哲学理念及其应 生成-适应选择。同样NS的形成也是基于自然 用，哲学视角的风险和安全，人类安全观和风 界的物质及其规律，所以NS具备自然物质性。 险社会视角门，科学发展观的安全哲学思考。可 从人的角度分析，为了完成预期功能，按照人 靠性和失效性方法及技术研究也很多，其中智能 掌握的知识，合理利用自然资源的自然属性，构 科学的应用正在逐渐兴起。例如：电力网络通信 建起一个有层次、有联系的有机体，即A$,例如 和调控9，机电设备故障分析21，地铁和高铁 机械系统、交通系统、社会系统。人作为AS的设 等故障检测和诊断1s1切，轴承故障识别1，还有 计者，是为了完成预定功能，A$的结构、层次及 些智能故障信息处理方法021。这些研究在各 相互联系是按照人的意志产生的，因此AS具有 自领域是成功的，但也面临一些共同的问题。如 人的意识，即人的意识决定AS。人作为AS的建 分析方法只针对本领域；智能理论和具体学科结 造者，是根据物质的自然属性，加入人的意识进 合困难；方法在认识论、矛盾论、系统论和方法论 行组合而建造系统。因此A$具有自然的物质 方面存在不足和缺陷；特别是面对复杂系统的智 性，包括实在的物质和抽象的物质，例如岩石性 能处理时，现有理论、方法和技术并不恰当。 质或社会关系。A$的运行是人和自然共同管理 为解决这些问题，本文提出了SRFM。首先 的结果，依赖于人的意志性和自然的物质性。另 论述了有利于SRFM建立的系统哲学观点；建立 外AS也具有人的物质性，即AS必须适应人的操 SRFM并论述了其哲学意义；最终结合现有的智 作要求和环境适应性。更进一步的，AS的功能性 能科学方法与安全科学基础理论，搭建起可实现 是人的意识性（使系统趋向于可靠，系统熵降 SRFM的框架。为迎接智能科学在安全领域的发 低)和自然意识性（使系统趋向于失效，系统熵增 展奠定基础，从而保障未来系统的安全性。 加)的博弈决定的。这说明AS具备物质性和认 1系统的一些哲学观点 识性。 因此，NS具有自然的物质性和意识性，完全 对于系统的一般认识，认为系统是由若干部 受自然控制。AS具有自然和人的物质性和意识 分（组成系统的基本元件，简称元件）组成，且这 性，同时受到人和自然的控制。但在智能系统代 些元件具有相互关联性，为了完成预定的目标而 替人后人对系统的物质性消失。物质性和意识性 组成的有机整体。笔者在长期研究系统的过程中 与系统的关系如表1所示。如何完成这些任务是必须思考的问题。需要明 确：系统是什么、为什么建立系统。中国学者钱 学森教授认为：系统是由相互作用相互依赖的若 干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整 体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的 组成部分。系统存在的意义是完成预定功能，该 预定功能是人设置的，进而人消耗资源制造系 统。因此，对于人而言系统是完成期望功能的工 具，完成程度可用可靠性和失效性表示和度量； 进一步系统是否值得存在可通过系统的功能状 态 (可靠性与失效性) 来衡量。可见，建立 SRFM 是完成这项工作的基础。首先，SRFM 是否依靠 人对系统的认识程度；其次，是否符合现有哲学 观和方法论；再次，如果不符合是否有新的哲学 观和方法论；最后，如何实现 SRFM，特别是面向 未来复杂系统情况下如何智能化地实现 SRFM。 目前，关于系统可靠性和失效性的研究很多， 但在哲学层面论述较少。这些研究包括：安全观 的塑造机理及其方法[1] ，社会安全观的人类学分 析路径[2] ，安全问题的哲学性[3] ，事故致因理论与 安全思想因素分析[4] ，失效学的哲学理念及其应 用 [5] ，哲学视角的风险和安全[6] ，人类安全观和风 险社会视角[7] ，科学发展观的安全哲学思考[8]。可 靠性和失效性方法及技术研究也很多，其中智能 科学的应用正在逐渐兴起。例如：电力网络通信 和调控[9-11] ，机电设备故障分析[12-15] ，地铁和高铁 等故障检测和诊断[16-17] ，轴承故障识别[18-19] ，还有 一些智能故障信息处理方法[20-23]。这些研究在各 自领域是成功的，但也面临一些共同的问题。如 分析方法只针对本领域；智能理论和具体学科结 合困难；方法在认识论、矛盾论、系统论和方法论 方面存在不足和缺陷；特别是面对复杂系统的智 能处理时，现有理论、方法和技术并不恰当。 为解决这些问题，本文提出了 SRFM。首先 论述了有利于 SRFM 建立的系统哲学观点；建立 SRFM 并论述了其哲学意义；最终结合现有的智 能科学方法与安全科学基础理论，搭建起可实现 SRFM 的框架。为迎接智能科学在安全领域的发 展奠定基础，从而保障未来系统的安全性。 1 系统的一些哲学观点 对于系统的一般认识，认为系统是由若干部 分 (组成系统的基本元件，简称元件) 组成，且这 些元件具有相互关联性，为了完成预定的目标而 组成的有机整体。笔者在长期研究系统的过程中 了解到了一些特别的系统性质，在这里进行阐述。 1.1 系统具有物质性和意识性 系统一般可以分为人工系统 (artificial system, AS)、自然系统 (natural system, NS) 和混合系统。 AS 是为了完成预定功能，由人设计、建造并运行 的系统。NS 是根据自然规律，按照一定组合并筛 选后保留的，能完成一定自然目的的系统。混合 系统则是兼有两钟系统特征的系统。 从自然角度分析，自然本身显然不刻意设计 系统，而是制定一些筛选条件对系统进行筛选， 即自然选择过程。自然通过一些随机性的事件建 立数量庞大的 NS，再设置一些条件对这些系统进 行适应性筛选。自然建立 NS 的随机性比较广 泛，物质随机性、结构随机性、层次随机性，即使 完成的功能也是随机性的。这种做法目的在于以 数量优势弥补设计不足，从而满足自然的目的。 这种现象在 1713 年伯努利提出的大数定理已经 被认识到了。虽然不像人的意识那样直接，但自 然也通过自己的方式 (随机生成−适应选择) 设计 并建造了 NS。因此 NS 具有自然意识性，即随机 生成−适应选择。同样 NS 的形成也是基于自然 界的物质及其规律，所以 NS 具备自然物质性。 从人的角度分析，为了完成预期功能，按照人 掌握的知识，合理利用自然资源的自然属性，构 建起一个有层次、有联系的有机体，即 AS，例如 机械系统、交通系统、社会系统。人作为 AS 的设 计者，是为了完成预定功能，AS 的结构、层次及 相互联系是按照人的意志产生的，因此 AS 具有 人的意识，即人的意识决定 AS。人作为 AS 的建 造者，是根据物质的自然属性，加入人的意识进 行组合而建造系统。因此 AS 具有自然的物质 性，包括实在的物质和抽象的物质，例如岩石性 质或社会关系。AS 的运行是人和自然共同管理 的结果，依赖于人的意志性和自然的物质性。另 外 AS 也具有人的物质性，即 AS 必须适应人的操 作要求和环境适应性。更进一步的，AS 的功能性 是人的意识性 (使系统趋向于可靠，系统熵降 低) 和自然意识性 (使系统趋向于失效，系统熵增 加) 的博弈决定的。这说明 AS 具备物质性和认 识性。 因此，NS 具有自然的物质性和意识性，完全 受自然控制。AS 具有自然和人的物质性和意识 性，同时受到人和自然的控制。但在智能系统代 替人后人对系统的物质性消失。物质性和意识性 与系统的关系如表 1 所示。 第 6 期 崔铁军，等：系统可靠−失效模型的哲学意义与智能实现 ·1105·