本書重點關(guān)注滿足客戶需求并實現(xiàn)成功保障的系統(tǒng)工程的核心任務(wù),包括撰寫、管理和跟蹤可靠性、維修性以及保障性需求。
該書可以幫助系統(tǒng)工程師進行系統(tǒng)和服務(wù)的開發(fā),使得系統(tǒng)和服務(wù)的可靠性、維修性和保障性滿足或超出客戶的預(yù)期,可以提升保障的成功率和利潤率。該書主要分為3個部分:可靠性工程、維修性工程和保障性工程。每一部分都提供了詳盡的素材,包括需求開發(fā)、定量建模、統(tǒng)計分析以及在這些領(lǐng)域的實踐。
該書特色:
(1)包含的“用語提示”,可以幫助系統(tǒng)工程師了解專家和非專家表述的不同術(shù)語:
(2)該書在每一章中提供練習(xí),讓讀者驗證在本章中提出的一些想法和程序:
(3)在每章的最后都會進行小結(jié),總結(jié)現(xiàn)行的一些可靠性、維修性和保障性工程的實踐。
該書具有較強的工程實用性,可供工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考。
目的和原理
可靠性、維修性、保障性等可持續(xù)性發(fā)展工程領(lǐng)域的學(xué)生與專業(yè)技術(shù)人員有很多文獻及參考書目可選擇,涵蓋了可靠性數(shù)學(xué)原理等理論性專著、維修性和邏輯建模應(yīng)用、可靠性物理研究以及系統(tǒng)管理等多個方面。但是仍顯不足,有必要向系統(tǒng)工程師介紹如何更好地實施一項可持續(xù)性工程活動,說明活動的目的和意義即可,而不必涉及所有的工作細節(jié)。本書正好可以滿足這方面的要求。
基于幾十年電信業(yè)可持續(xù)性工程和管理的從業(yè)經(jīng)歷,以及從事相關(guān)研究和教學(xué)的經(jīng)驗,我從實際中總結(jié)出了一些實質(zhì)性的觀點。
(1)很少有可持續(xù)性學(xué)科的公共出版物根據(jù)學(xué)科特點專門關(guān)注核心的系統(tǒng)工程任務(wù),即提出、管理和追蹤這些專業(yè)的要求。
。2)授予可持續(xù)性工程專業(yè)學(xué)位的人員數(shù)量很少,這就意味著很多系統(tǒng)工程師直到工作時才接觸到相關(guān)的思想和理念。
。3)文獻中查到知識與可持續(xù)性工程日常實踐之間的鴻溝越來越大。很多系統(tǒng)工程師使用過于簡單的模型和工具處理可持續(xù)性工程任務(wù),因而錯失了以更低成本提出更豐富、更完善的產(chǎn)品管理和改進的機會。
。4)因為業(yè)務(wù)范圍廣泛,系統(tǒng)工程師需要得到專家支持,才能撰寫高質(zhì)量的可持續(xù)性要求,理解可持續(xù)性發(fā)展工程專家給他們提供的結(jié)果,追蹤可持續(xù)性要求的執(zhí)行狀態(tài)。因此,他們需要足夠的本領(lǐng)域背景知識來成為專業(yè)團隊理想的供應(yīng)商和客戶。
。5)用于執(zhí)行復(fù)雜的可持續(xù)性工程任務(wù)的許多基本的軟件工具,經(jīng)常包含過于簡單的假設(shè),依靠用戶判斷結(jié)果是否合理,并不能幫助用戶了解該工具是否可以達到期望的結(jié)果。
可持續(xù)性工程和管理不是晦澀難懂、神秘莫測的一個知識分支。它是人類在一些管理準則基礎(chǔ)上進行的一種嘗試。本書的目的在于為系統(tǒng)工程師提供這些準則。創(chuàng)建適當?shù)目沙掷m(xù)性要求,是開發(fā)出滿足用戶要求和期望的可靠性、維修性、保障性系統(tǒng),以及提升供應(yīng)商成功率和利潤率的關(guān)鍵步驟。相反,不完整、沒有重點或不適當?shù)囊,將使得客戶對他們購買和使用的系統(tǒng)不滿意,供應(yīng)商的保修成本和維修成本也會增加,并失去良好的商譽。本書的目的還有為系統(tǒng)工程師提供編制可持續(xù)性要求所需的原理與工具,使得產(chǎn)品或系統(tǒng)能夠成功地滿足客戶對可靠性、維修性、保障性的需要和期望,同時也保證成本可控。還有一個目的是使系統(tǒng)工程師能夠通過對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的理解和分析,判定可持續(xù)性要求是否得到滿足。最后,本書充分探討了可靠性、維修性和保障性的定量建模,用于保障系統(tǒng)工程師完成工程、管理、驗證和交流等任務(wù)。
需要注意的是,本書并不打算作為可靠性數(shù)學(xué)理論(或者維修性、保障性數(shù)學(xué)基礎(chǔ))方面的教科書。相反,當系統(tǒng)工程師需要構(gòu)建自己所需的可靠性維修性保障性模型時,我們期望本書能為他們提供有關(guān)這些理論的成果。更重要的一點是,他們能夠成功地獲得并使用這些學(xué)科的專業(yè)工程師提供給他們的信息。客戶一供應(yīng)商模型為這種交互提供了很好的背景:
·系統(tǒng)工程師扮演供應(yīng)商的角色,向?qū)I(yè)工程師提供清晰有效的產(chǎn)品可靠性、維修性、保障性要求。
·系統(tǒng)工程師扮演客戶的角色,在系統(tǒng)開發(fā)期間,由專業(yè)工程師團隊為他們提供可靠性、維修性、保障性模型、數(shù)據(jù)分析等。
因此,系統(tǒng)工程師需要熟練掌握這些領(lǐng)域的語言和概念,而不是非要自己開展廣泛的建;驍(shù)據(jù)分析。本書是要正確描述必要的語言和概念,而不是為引用的結(jié)論提供數(shù)學(xué)驗證。雖然這些數(shù)學(xué)細節(jié)不是本書的寫作目的,但對于想詳細探討可靠性數(shù)學(xué)理論的讀者,本書提供了相應(yīng)的參考文獻。
目標
希望這本書能夠讓系統(tǒng)工程師牽頭開發(fā)出可靠性、維修性、保障性均滿足甚至超出用戶期望的系統(tǒng)(在書中我們將籠統(tǒng)理解為涵蓋產(chǎn)品與服務(wù)),并且能讓他們的雇主獲得成功和收益。我的目的是讓系統(tǒng)工程師可以自己運用本書中以用戶要求為導(dǎo)向探討的最佳實踐,并鼓勵他們的保障性工程專家一起利用。為了避免舍本逐末,我們不斷重溫涉及的所有應(yīng)用領(lǐng)域中的基本問題和首要原則,包括硬件產(chǎn)品、軟件密集型系統(tǒng)、服務(wù)以及要害系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域。我寫這本書的目的是幫助系統(tǒng)工程師選擇合適的方法和工具實現(xiàn)他們的目標,從而創(chuàng)造出與用戶需求且與期望相一致的最適合的可持續(xù)要求,以及成為成功的供應(yīng)商。
結(jié)構(gòu)組成
每一位作者都傾向于認為自己的作品結(jié)構(gòu)完美、邏輯清晰,能夠帶給讀者獨特豐富的體驗。如果真能如此容易就好了。學(xué)習(xí)的成功主要取決于學(xué)生的努力,我只能盡力讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更容易些。我希望在本書中講述的方法能達到這個目的。
本書分為可靠性、維修性和保障性工程三大部分。每個部分中都包含以下相關(guān)內(nèi)容。
邁克爾·托爾托雷拉(Michael Tortorella)是新澤西州羅格斯大學(xué)RUTCOR(羅格斯運籌學(xué)研究中心)的訪問學(xué)者,同時也是史蒂文理工學(xué)院的系統(tǒng)工程兼職教授。他是Assured Networks LLC公司的創(chuàng)始人和總經(jīng)理,從事下一代網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、性能分析以及可靠性咨詢服務(wù)。他曾經(jīng)是貝爾實驗室的一位杰出的技術(shù)人員,被公認為是可靠性設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和性能分析等方面的領(lǐng)軍人物。
第1部分 可靠性工程
第1章 系統(tǒng)工程和可持續(xù)性學(xué)科
1.1 概述
1.1.1 系統(tǒng)工程師確定和監(jiān)控要求
1.1.2 合適的要求是成功的關(guān)鍵
1.1.3 可持續(xù)性要求非常重要
1.1.4 需要采取有針對性的行動來實現(xiàn)要求中所提出的目標
1.2 目標
1.3 范圍
1.3.1 可靠性工程
1.3.2 維修性工程
1.3.3 保障性工程
1.4 受眾
1.4.1 本書讀者對象
1.4.2 前提條件
1.4.3 配套要求
1.5 導(dǎo)讀
1.6 在可靠性維修性保障性工程領(lǐng)域取得成功的關(guān)鍵因素
1.6.1 客戶與供應(yīng)商的關(guān)系
1.6.2 語言的清晰度
1.6.3 統(tǒng)計思維
1.7 用本書組織課程
1.7.1 示例
1.7.2 練習(xí)
1.7.3 參考文獻
1.8 本章小結(jié)
參考文獻
第2章 可靠性要求
2.1 本章內(nèi)容
2.2 系統(tǒng)工程師的可靠性
2.2.1 日常生活中的“可靠性”
2.2.2 工程中的“可靠性”
2.2.3 基本概念
2.2.4 系統(tǒng)工程師的可靠性概念
2.2.5 可靠性定義
2.2.6 故障模式、故障機理及故障原因
2.2.7 應(yīng)力強度模型
2.2.8 競爭風(fēng)險模型
2.3 可靠性維修性保障性的相互強化
2.3.1 概述
2.3.2 相互強化
2.4 可靠性要求的結(jié)構(gòu)
2.4.1 可靠性效能標準
2.4.2 可靠性指標
2.4.3 可靠性定量要求框架
2.5 可靠性要求示例
2.5.1 產(chǎn)品的可靠性要求
2.5.2 流動網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求
2.5.3 長期服務(wù)的可靠性要求
2.5.4 間歇服務(wù)的可靠性要求
2.6 可靠性要求說明
2.6.1 概述
2.6.2 利益相關(guān)方
2.6.3 基于效能標準的要求說明
2.6.4 基于指標的要求說明
2.6.5 模型和預(yù)測
2.6.6 不滿足要求時會出現(xiàn)的情況
2.7 其他指標
2.7.1 累積分布函數(shù)
2.7.2 中心趨勢度量
2.7.3 分散度量
……
第2部分 維修性工程
第3部分 保障性工程