系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于電子、 航天、 航空、 機(jī)械等領(lǐng)域。本書(shū)共分為八章, 內(nèi)容包括可靠性概述, 質(zhì)量分析與質(zhì)量控制概要, 可靠性模型, 系統(tǒng)可靠性的預(yù)計(jì)與分配, 系統(tǒng)故障分析, 單元產(chǎn)品的可靠性評(píng)價(jià), 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)和可靠性試驗(yàn)。在內(nèi)容上既著重于介紹系統(tǒng)可靠性分析的基本理論和方法, 又力圖反映出系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)的最新研究成果。
(1)緊密結(jié)合教學(xué)大綱和工程的實(shí)際需要,精簡(jiǎn)內(nèi)容、加強(qiáng)基礎(chǔ),反映國(guó)內(nèi)外最新成就,通俗易懂,便于教與學(xué);
(2)全書(shū)采用了最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn);
(3)全書(shū)精選了許多結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用的例題,以幫助讀者更好地理解基本概念和自學(xué);
(4)示例解答詳細(xì),每章課后都有習(xí)題和習(xí)題答案。
第一章 可靠性概述
第一節(jié) 可靠性的定義及指標(biāo)
一、 可靠性的定義
二、 可靠性分類
三、 系統(tǒng)可靠性
四、 可靠性技術(shù)的基本內(nèi)容
第二節(jié) 可靠性的發(fā)展
一、 可靠性工程的準(zhǔn)備和萌芽階段(20世紀(jì)三四十年代)
二、 可靠性工程的興起和獨(dú)立階段(20世紀(jì)50年代)
三、 可靠性工程的全面發(fā)展階段(20世紀(jì)60年代)
四、 可靠性工程的深入發(fā)展階段(20世紀(jì)70年代以來(lái))
第三節(jié) 可靠性的特點(diǎn)
一、 規(guī)定條件下的可比性
二、 時(shí)間質(zhì)量指標(biāo)
三、 強(qiáng)調(diào)可用性
四、 統(tǒng)計(jì)、 抽樣特性
五、 可靠性指標(biāo)的體系
第四節(jié) 可靠性與質(zhì)量管理
習(xí)題
第二章 質(zhì)量分析與質(zhì)量控制概要
第一節(jié) 可靠性特征量
一、 可靠度
二、 失效分布
三、 失效率
四、 壽命特性
第二節(jié) 常用的失效分布函數(shù)
一、 指數(shù)分布
二、 威布爾分布
三、 正態(tài)分布
四、 對(duì)數(shù)正態(tài)分布
習(xí)題
第三章 可靠性模型
第一節(jié) 系統(tǒng)的組成及功能邏輯框圖
第二節(jié) 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型
第三節(jié) 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型
第四節(jié) 混聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型
一、 串并聯(lián)系統(tǒng)(附加單元系統(tǒng))
二、 并串聯(lián)系統(tǒng)(附加通路系統(tǒng))
第五節(jié) n中取k的表決系統(tǒng)的可靠性模型
一、 2/3\\\\[G\\\\]系統(tǒng)
二、 (n-1)/n\\\\[G\\\\]系統(tǒng)
三、 k/n\\\\[G\\\\]系統(tǒng)
第六節(jié) 儲(chǔ)備系統(tǒng)的可靠性模型
一、 冷儲(chǔ)備系統(tǒng)
二、 熱儲(chǔ)備和溫儲(chǔ)備系統(tǒng)
第七節(jié) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性模型
一、 節(jié)點(diǎn)不失效的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性模型
二、 節(jié)點(diǎn)可失效的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性模型
三、 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性的有關(guān)問(wèn)題
第八節(jié) 可修復(fù)系統(tǒng)的可靠性模型
一、 單部件可修復(fù)系統(tǒng)
二、 串聯(lián)可修復(fù)系統(tǒng)
三、 兩個(gè)相同部件的并聯(lián)系統(tǒng)
習(xí)題
目 錄質(zhì)量可靠性理論與技術(shù)第四章 系統(tǒng)可靠性的預(yù)計(jì)與分配
第一節(jié) 可靠性預(yù)計(jì)與分配概述
第二節(jié) 可靠性預(yù)計(jì)的方法
一、 基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)可靠性預(yù)計(jì)法
二、 失效物理分析法
三、 相似預(yù)計(jì)法
四、 相似復(fù)雜性法
五、 功能預(yù)計(jì)法
六、 上、 下限法
第三節(jié) 可靠性分配方法
一、 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性分配
二、 并聯(lián)冗余單元系統(tǒng)的可靠性分配
習(xí)題
第五章 系統(tǒng)故障分析
第一節(jié) 故障模式及影響分析
一、 故障模式及影響分析的基本概念
二、 FMEA的分析過(guò)程
三、 DFMEA的應(yīng)用
四、 FMEA的適用范圍和使用原則
第二節(jié) 故障樹(shù)的建造
一、 建立故障樹(shù)的常用符號(hào)
二、 建立故障樹(shù)的基本方法
三、 建立故障樹(shù)的示例
第三節(jié) 故障樹(shù)分析(FTA)
一、 故障樹(shù)的數(shù)學(xué)表述及運(yùn)算規(guī)則
二、 故障樹(shù)的定性分析
三、 故障樹(shù)的定量分析
習(xí)題
第六章 單元產(chǎn)品的可靠性評(píng)價(jià)
第一節(jié) 單元產(chǎn)品可靠性評(píng)價(jià)的基本概念
一、 單元產(chǎn)品可靠性評(píng)估的含義
二、 單元產(chǎn)品可靠性評(píng)估的前提和評(píng)估的步驟
三、 單元產(chǎn)品的可靠性評(píng)估方法
第二節(jié) 成敗型產(chǎn)品可靠性評(píng)價(jià)
一、 不同成敗型單元串聯(lián)系統(tǒng)
二、 相同成敗型單元串聯(lián)系統(tǒng)
第三節(jié) 指數(shù)壽命型產(chǎn)品可靠性評(píng)價(jià)
一、 單參數(shù)指數(shù)分布
二、 兩參數(shù)指數(shù)分布
習(xí)題
第七章 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)
第一節(jié) 系統(tǒng)可靠性綜合的金字塔模型
一、 系統(tǒng)可靠性綜合金字塔模型
二、 金字塔式可靠性綜合評(píng)估方法
三、 金字塔式系統(tǒng)可靠性綜合評(píng)估應(yīng)解決的問(wèn)題
第二節(jié) 系統(tǒng)可靠性綜合的經(jīng)典精確置信限
第三節(jié) 系統(tǒng)可靠性綜合的經(jīng)典近似置信限
一、 修正極大似然法(MML)
二、 修正極大似然和序貫壓縮相結(jié)合的方法(CMSR)
三、 指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)的CMSR法
第四節(jié) 由典型系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)可靠性近似評(píng)定
習(xí)題
第八章 可靠性試驗(yàn)
第一節(jié) 可靠性篩選和電子元器件老煉
一、 可靠性篩選的特點(diǎn)和效果評(píng)價(jià)
二、 常用的可靠性篩選方法
三、 篩選方案設(shè)計(jì)原則
四、 電子元器件老煉
第二節(jié) 環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)
一、 環(huán)境條件的分類及其對(duì)產(chǎn)品的影響
二、 環(huán)境試驗(yàn)的方法
第三節(jié) 壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)
一、 壽命試驗(yàn)的分類
二、 壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題
第四節(jié) 可靠性增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)
一、 可靠性增長(zhǎng)過(guò)程
二、 可靠性增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)
三、 壽命周期各階段的可靠性增長(zhǎng)
四、 可靠性增長(zhǎng)管理
五、 可靠性增長(zhǎng)模型
六、 可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)方案
習(xí)題
習(xí)題答案
附錄A 典型函數(shù)數(shù)值表
附錄B 可靠性、維修性、保障性國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)目錄
參考文獻(xiàn)
總 序
質(zhì)量問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)戰(zhàn)略問(wèn)題。黨和國(guó)家歷來(lái)高度重視質(zhì)量工作, 新中國(guó)成立以來(lái), 尤其是改革開(kāi)放以來(lái), 黨中央、 國(guó)務(wù)院制定實(shí)施了一系列政策措施, 初步形成了中國(guó)特色的質(zhì)量發(fā)展之路, 但是產(chǎn)品、 工程、 服務(wù)等質(zhì)量問(wèn)題造成的經(jīng)濟(jì)損失、 環(huán)境污染、 資源浪費(fèi)等現(xiàn)象比較嚴(yán)重; 質(zhì)量安全形勢(shì)仍然嚴(yán)峻, 產(chǎn)品質(zhì)量安全特別是食品安全事故時(shí)有發(fā)生; 一些生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者質(zhì)量誠(chéng)信缺失, 肆意制售假冒偽劣產(chǎn)品, 危害人民群眾生命健康安全, 損害國(guó)家信譽(yù)和形象; 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比, “中國(guó)制造”質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)力還不夠強(qiáng), 缺少具有國(guó)際影響力的知名品牌和產(chǎn)品, 質(zhì)量問(wèn)題已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展的一個(gè)制約因素。
新世紀(jì)的第二個(gè)十年, 是我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)、 加快推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的關(guān)鍵時(shí)期, 是深化改革開(kāi)放、 加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的攻堅(jiān)時(shí)期, 也是質(zhì)量發(fā)展的又一個(gè)重要時(shí)期。從國(guó)際上看, 經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展, 科技進(jìn)步日新月異, 全球產(chǎn)業(yè)分工和市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯變化, 以質(zhì)量為核心要素的標(biāo)準(zhǔn)、 人才、 技術(shù)、 市場(chǎng)、 資源等競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。從國(guó)內(nèi)看, 我國(guó)工業(yè)化、 信息化、 城鎮(zhèn)化、 市場(chǎng)化、 國(guó)際化進(jìn)程加快, 要貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀, 實(shí)現(xiàn)又好又快發(fā)展, 需要堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量基礎(chǔ); 要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式, 特別是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng), 需要可靠的質(zhì)量支撐; 要滿足人民群眾日益增長(zhǎng)的質(zhì)量需求, 也需要更強(qiáng)的質(zhì)量保障能力。然而長(zhǎng)期以來(lái), 由于質(zhì)量管理工程專業(yè)一直沒(méi)有列入教育部學(xué)科目錄, 從本科生教育到研究生教育, 針對(duì)專業(yè)質(zhì)量人才的培養(yǎng)規(guī)模極為有限。
2012年, 教育部批準(zhǔn)在高等學(xué)校本科專業(yè)當(dāng)中增設(shè)質(zhì)量管理工程專業(yè), 南京財(cái)經(jīng)大學(xué)是國(guó)內(nèi)首個(gè)設(shè)置質(zhì)量管理工程專業(yè)的高校, 并且江蘇省教育廳為了充分發(fā)揮區(qū)域高教資源集聚優(yōu)勢(shì), 高校之間實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合, 加快推進(jìn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展, 扎實(shí)推進(jìn)高等教育綜合改革試驗(yàn)區(qū)建設(shè), 將此專業(yè)作為南京財(cái)經(jīng)大學(xué)、 南京大學(xué)、 南京師范大學(xué)、 南京郵電大學(xué)和南京中醫(yī)藥大學(xué)五校共建的專業(yè), 但是質(zhì)量管理工程專業(yè)教育缺乏系統(tǒng)的教材, 因此我?guī)ьI(lǐng)南京財(cái)經(jīng)大學(xué)質(zhì)量管理工程專業(yè)的骨干教師們主編了這套質(zhì)量工程系列教材, 主要包括《質(zhì)量統(tǒng)計(jì)學(xué)》、 《質(zhì)量可靠性理論與技術(shù)》、 《質(zhì)量分析與質(zhì)量控制》、 《服務(wù)質(zhì)量管理》、 《質(zhì)量工程試驗(yàn)設(shè)計(jì)》五本教材, 希望這套教材能緩解質(zhì)量管理工程專業(yè)高等教育教材短缺的壓力, 為我國(guó)質(zhì)量管理工程專業(yè)的發(fā)展盡一份綿薄之力。由于質(zhì)量管理工程的專業(yè)建設(shè)在我國(guó)還處于探索期, 加上我們的學(xué)術(shù)水平和知識(shí)有限, 教材當(dāng)中難免存在各種不足, 懇請(qǐng)國(guó)內(nèi)外同人多加批評(píng)指正。
另外, 本套教材受以下項(xiàng)目資助:
① 國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng): 微分遷移譜——質(zhì)譜快速檢測(cè)儀的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用(項(xiàng)目編號(hào)2013YQ090703);
② 國(guó)家自然科學(xué)基金: 我國(guó)食品安全管理中的質(zhì)量鏈協(xié)同控制理論與方法研究(項(xiàng)目編號(hào)71373117)。
在此, 對(duì)科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金委表示感謝!
南京財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院 院長(zhǎng)
江蘇省質(zhì)量安全工程研究院 執(zhí)行院長(zhǎng)
王海燕 教授
于南京
前 言
可靠性工程起源于軍事領(lǐng)域, 經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的迅速發(fā)展, 現(xiàn)在已成為涉及面非常廣的綜合性學(xué)科, 是一門綜合了系統(tǒng)工程、 管理工程、 價(jià)值工程、 人機(jī)工程、 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、 產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)以及概率、 統(tǒng)計(jì)、 運(yùn)籌、 物理等多種學(xué)科成果的應(yīng)用科學(xué)?煽啃栽趯(shí)際當(dāng)中有著極其重要的作用, 對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō), 可靠性問(wèn)題和人身安全、 經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。提高產(chǎn)品的可靠性, 可以防止故障和事故的發(fā)生, 尤其避免災(zāi)難性的事故發(fā)生, 保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全;可以減少停機(jī)時(shí)間, 提高產(chǎn)品可用率;另外, 提高產(chǎn)品的可靠性還可以改善企業(yè)信譽(yù), 增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力, 擴(kuò)大產(chǎn)品銷量, 從而提高經(jīng)濟(jì)效益。因此, 研究產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題, 顯得十分重要和迫切。
本書(shū)第一章介紹了可靠性的定義及指標(biāo)、 可靠性的發(fā)展、 可靠性的特點(diǎn), 以及可靠性與質(zhì)量管理;第二章討論了可靠性特征量, 并介紹了可靠性當(dāng)中幾種常用的失效分布函數(shù);第三章介紹了邏輯代數(shù)的基本概念和運(yùn)算方法, 并依次介紹了串聯(lián)模型、 并聯(lián)模型、 混聯(lián)模型、 儲(chǔ)備系統(tǒng)和一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等可靠性模型;第四章介紹元器件失效率預(yù)計(jì)和系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)的方法, 串聯(lián)系統(tǒng)可靠性分配的常用方法, 并討論了有關(guān)并聯(lián)冗余系統(tǒng)可靠性分配的問(wèn)題;第五章介紹了故障模式及影響分析, 故障樹(shù)的建造, 以及故障樹(shù)的定性和定量分析方法;第六章討論了如何運(yùn)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)單元產(chǎn)品進(jìn)行可靠性評(píng)估的常用方法;第七章介紹了系統(tǒng)可靠性綜合的金字塔評(píng)估方法, 對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià);第八章介紹了可靠性試驗(yàn), 篩選、 老煉和環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的基本知識(shí), 壽命試驗(yàn)、 加速壽命試驗(yàn)和可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的常用設(shè)計(jì)方法。
本書(shū)緊密結(jié)合教學(xué)大綱和工程的實(shí)際需要, 在內(nèi)容上既著重于介紹系統(tǒng)可靠性分析的基本理論和方法, 又力圖反映出系統(tǒng)可靠性分析技術(shù)的最新研究成果, 盡量做到少而精, 通俗易懂, 便于教學(xué), 同時(shí)采用了最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn), 精選了許多結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用的例題, 本書(shū)可作為管理科學(xué)與工程、 系統(tǒng)工程專業(yè)的研究生或高年級(jí)本科生教材, 還可作為科技工作者和技術(shù)管理者學(xué)習(xí)的參考書(shū)。
本書(shū)由南京財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院組織編寫(xiě), 由王海燕、 唐潤(rùn)教授主編, 參與編寫(xiě)的人員有劉軍、 張慶民、 孟秀麗、 張斯琪、 仲琴等老師, 感謝沈鑫、 俞磊、 王虎、 尹小華、 錢昆、 馬暉瑋、 陸晶晶等研究生在教材編寫(xiě)過(guò)程中付出的辛苦勞動(dòng)。在編寫(xiě)過(guò)程中參考了國(guó)內(nèi)外的大量文獻(xiàn)、 教材和專著, 由于篇幅原因未能將所有的參考資料都列出, 編者在此對(duì)這些資料的作者表示衷心的感謝, 對(duì)大力支持此次編寫(xiě)工作的電子工業(yè)出版社和南京財(cái)經(jīng)大學(xué)也一并表示感謝!
由于編者水平有限, 書(shū)中難免有不妥之處, 誠(chéng)請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者