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、 機械等領(lǐng)域。本書共分為八章, 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)計與分配, 系統(tǒng)故障分析, 單元產(chǎn)品的可靠性評價, 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性評價和可靠性試驗。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)大綱和工程的實際需要,精簡內(nèi)容、加強基礎(chǔ),反映國內(nèi)外最新成就,通俗易懂,便于教與學(xué);
(2)全書采用了最新國家標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn);
(3)全書精選了許多結(jié)合工程實際應(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)
第三節(jié) 可靠性的特點
一、 規(guī)定條件下的可比性
二、 時間質(zhì)量指標(biāo)
三、 強調(diào)可用性
四、 統(tǒng)計、 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) 儲備系統(tǒng)的可靠性模型
一、 冷儲備系統(tǒng)
二、 熱儲備和溫儲備系統(tǒng)
第七節(jié) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性模型
一、 節(jié)點不失效的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性模型
二、 節(jié)點可失效的網(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)計與分配
第一節(jié) 可靠性預(yù)計與分配概述
第二節(jié) 可靠性預(yù)計的方法
一、 基于數(shù)理統(tǒng)計可靠性預(yù)計法
二、 失效物理分析法
三、 相似預(yù)計法
四、 相似復(fù)雜性法
五、 功能預(yù)計法
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) 故障樹的建造
一、 建立故障樹的常用符號
二、 建立故障樹的基本方法
三、 建立故障樹的示例
第三節(jié) 故障樹分析(FTA)
一、 故障樹的數(shù)學(xué)表述及運算規(guī)則
二、 故障樹的定性分析
三、 故障樹的定量分析
習(xí)題
第六章 單元產(chǎn)品的可靠性評價
第一節(jié) 單元產(chǎn)品可靠性評價的基本概念
一、 單元產(chǎn)品可靠性評估的含義
二、 單元產(chǎn)品可靠性評估的前提和評估的步驟
三、 單元產(chǎn)品的可靠性評估方法
第二節(jié) 成敗型產(chǎn)品可靠性評價
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)品可靠性評價
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)的可靠性評價
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估方法
三、 金字塔式系統(tǒng)可靠性綜合評估應(yīng)解決的問題
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)可靠性近似評定
習(xí)題
第八章 可靠性試驗
第一節(jié) 可靠性篩選和電子元器件老煉
一、 可靠性篩選的特點和效果評價
二、 常用的可靠性篩選方法
三、 篩選方案設(shè)計原則
四、 電子元器件老煉
第二節(jié) 環(huán)境適應(yīng)性試驗
一、 環(huán)境條件的分類及其對產(chǎn)品的影響
二、 環(huán)境試驗的方法
第三節(jié) 壽命試驗和加速壽命試驗
一、 壽命試驗的分類
二、 壽命試驗的設(shè)計問題
第四節(jié) 可靠性增長實驗
一、 可靠性增長過程
二、 可靠性增長實驗
三、 壽命周期各階段的可靠性增長
四、 可靠性增長管理
五、 可靠性增長模型
六、 可靠性增長試驗方案
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、保障性國家軍用標(biāo)準(zhǔn)目錄
參考文獻
總 序
質(zhì)量問題是經(jīng)濟社會發(fā)展的一個戰(zhàn)略問題。黨和國家歷來高度重視質(zhì)量工作, 新中國成立以來, 尤其是改革開放以來, 黨中央、 國務(wù)院制定實施了一系列政策措施, 初步形成了中國特色的質(zhì)量發(fā)展之路, 但是產(chǎn)品、 工程、 服務(wù)等質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟損失、 環(huán)境污染、 資源浪費等現(xiàn)象比較嚴(yán)重; 質(zhì)量安全形勢仍然嚴(yán)峻, 產(chǎn)品質(zhì)量安全特別是食品安全事故時有發(fā)生; 一些生產(chǎn)經(jīng)營者質(zhì)量誠信缺失, 肆意制售假冒偽劣產(chǎn)品, 危害人民群眾生命健康安全, 損害國家信譽和形象; 與發(fā)達國家相比, “中國制造”質(zhì)量競爭力還不夠強, 缺少具有國際影響力的知名品牌和產(chǎn)品, 質(zhì)量問題已成為我國經(jīng)濟社會健康發(fā)展的一個制約因素。
新世紀(jì)的第二個十年, 是我國全面建設(shè)小康社會、 加快推進社會主義現(xiàn)代化的關(guān)鍵時期, 是深化改革開放、 加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的攻堅時期, 也是質(zhì)量發(fā)展的又一個重要時期。從國際上看, 經(jīng)濟全球化深入發(fā)展, 科技進步日新月異, 全球產(chǎn)業(yè)分工和市場需求結(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、 資源等競爭日趨激烈。從國內(nèi)看, 我國工業(yè)化、 信息化、 城鎮(zhèn)化、 市場化、 國際化進程加快, 要貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀, 實現(xiàn)又好又快發(fā)展, 需要堅實的質(zhì)量基礎(chǔ); 要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式, 特別是實現(xiàn)制造業(yè)由大變強, 需要可靠的質(zhì)量支撐; 要滿足人民群眾日益增長的質(zhì)量需求, 也需要更強的質(zhì)量保障能力。然而長期以來, 由于質(zhì)量管理工程專業(yè)一直沒有列入教育部學(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), 南京財經(jīng)大學(xué)是國內(nèi)首個設(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, 高校之間實現(xiàn)優(yōu)勢互補、 強強聯(lián)合, 加快推進高等教育內(nèi)涵式發(fā)展, 扎實推進高等教育綜合改革試驗區(qū)建設(shè), 將此專業(yè)作為南京財經(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)量工程試驗設(shè)計》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)在我國還處于探索期, 加上我們的學(xué)術(shù)水平和知識有限, 教材當(dāng)中難免存在各種不足, 懇請國內(nèi)外同人多加批評指正。
另外, 本套教材受以下項目資助:
① 國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項: 微分遷移譜——質(zhì)譜快速檢測儀的開發(fā)與應(yīng)用(項目編號2013YQ090703);
② 國家自然科學(xué)基金: 我國食品安全管理中的質(zhì)量鏈協(xié)同控制理論與方法研究(項目編號71373117)。
在此, 對科技部和國家自然科學(xué)基金委表示感謝!
南京財經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院 院長
江蘇省質(zhì)量安全工程研究院 執(zhí)行院長
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)過半個多世紀(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、 價值工程、 人機工程、 電子計算機技術(shù)、 產(chǎn)品測試技術(shù)以及概率、 統(tǒng)計、 運籌、 物理等多種學(xué)科成果的應(yīng)用科學(xué)?煽啃栽趯嶋H當(dāng)中有著極其重要的作用, 對于產(chǎn)品來說, 可靠性問題和人身安全、 經(jīng)濟效益密切相關(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產(chǎn)安全;可以減少停機時間, 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, 增強企業(yè)競爭力, 擴大產(chǎn)品銷量, 從而提高經(jīng)濟效益。因此, 研究產(chǎn)品的可靠性問題, 顯得十分重要和迫切。
本書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, 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)計和系統(tǒng)可靠性預(yù)計的方法, 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)可靠性分配的問題;第五章介紹了故障模式及影響分析, 故障樹的建造, 以及故障樹的定性和定量分析方法;第六章討論了如何運用試驗數(shù)據(jù)對單元產(chǎn)品進行可靠性評估的常用方法;第七章介紹了系統(tǒng)可靠性綜合的金字塔評估方法, 對復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性進行評價;第八章介紹了可靠性試驗, 篩選、 老煉和環(huán)境適應(yīng)性試驗的基本知識, 壽命試驗、 加速壽命試驗和可靠性增長試驗的常用設(shè)計方法。
本書緊密結(jié)合教學(xué)大綱和工程的實際需要, 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), 同時采用了最新國家標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn), 精選了許多結(jié)合工程實際應(yīng)用的例題, 本書可作為管理科學(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。
本書由南京財經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院組織編寫, 由王海燕、 唐潤教授主編, 參與編寫的人員有劉軍、 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過程中付出的辛苦勞動。在編寫過程中參考了國內(nèi)外的大量文獻、 教材和專著, 由于篇幅原因未能將所有的參考資料都列出, 編者在此對這些資料的作者表示衷心的感謝, 對大力支持此次編寫工作的電子工業(yè)出版社和南京財經(jīng)大學(xué)也一并表示感謝!
由于編者水平有限, 書中難免有不妥之處, 誠請廣大讀者批評指正。
編 者