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第1章 绪论1

1.1 可靠性与维修性研究2

1.1.1 可靠性改进3

1.1.2 随机性与确定性故障现象3

1.2 概念、术语和定义4

1.3 应用示例5

1.4 可靠性简史7

1.5 本书范围8

附录1A 基础概率知识10

1A.1 随机事件10

1A.2 贝叶斯公式12

1A.3 随机变量13

1A.4 离散分布13

1A.5 二项分布13

1A.6 泊松分布14

1A.7 连续分布14

第Ⅰ部分 可靠性模型基础19

第2章 故障分布函数19

2.1 可靠度函数19

2.2 平均故障前时间21

2.3 故障率函数23

2.4 浴盆曲线25

2.5 条件可靠度27

2.6 小结28

附录2A 式（2.8）的推导29

附录2B 式（2.12）的推导30

附录2C 条件可靠度与故障率30

附录2D 线性浴盆曲线的中值计算30

附录2E 积分表31

2E.1 不定积分31

2E.2 定积分31

习题32

第3章 恒定故障率模型34

3.1 指数型可靠性函数34

3.2 故障模式36

3.2.1 CFR型的故障模式37

3.2.2 转换故障38

3.3 应用39

3.3.1 更新过程39

3.3.2 重复载荷40

3.3.3 可靠性的界41

3.4 双参数指数分布42

3.5 泊松过程43

3.6 冗余与CFR模型44

习题45

第4章 时间相关故障模型48

4.1 威布尔分布48

4.1.1 设计寿命、中值和众数51

4.1.2 威布尔分布的老练筛选52

4.1.3 故障模式52

4.1.4 相同威布尔型部件53

4.1.5 三参数威布尔分布54

4.1.6 考虑冗余设计的威布尔型故障54

4.2 正态分布55

4.3 对数正态分布58

附录4A 推导威布尔分布的MTTF61

附录4B 推导威布尔分布的众数61

附录4C 最小极值分布62

附录4D 包含两个威布尔型部件冗余系统的故障率62

习题63

第5章 系统可靠性66

5.1 串联系统66

5.2 并联系统68

5.3 串并联混合系统69

5.3.1 高层级与低层级冗余69

5.3.2 k/n冗余70

5.3.3 复杂系统71

5.4 系统结构函数、最小割集以及最小路集（选修）74

5.4.1 关联系统76

5.4.2 最小路集与最小割集76

5.4.3 系统的边界76

5.5 共模故障78

5.6 三态设备78

5.6.1 串联结构79

5.6.2 并联结构79

5.6.3 低层级冗余80

5.6.4 高层级冗余80

习题81

第6章 状态相关系统86

6.1 马尔可夫分析86

6.2 均分负载系统88

6.3 备用系统89

6.3.1 备用单元相同91

6.3.2 存在转换故障的备用系统91

6.3.3 三部件备用系统92

6.4 降级系统93

6.5 三状态设备94

附录6A 两部件冗余系统的求解过程94

附录6B 均分负载系统的求解过程95

附录6C 备用系统模型的求解过程96

习题96

第7章 可靠性物理模型99

7.1 协变量模型99

7.1.1 比例风险模型99

7.1.2 位置-尺度模型101

7.2 静态模型102

7.2.1 随机应力和定常强度103

7.2.2 定常应力和随机强度103

7.2.3 随机应力和随机强度104

7.3 动态模型107

7.3.1 周期性载荷107

7.3.2 随机载荷108

7.3.3 随机固定应力和强度109

7.4 故障物理模型109

习题112

第8章 可靠性设计115

8.1 可靠性指标和系统度量116

8.1.1 系统效能117

8.1.2 经济性分析和寿命周期费用118

8.2 可靠性分配120

8.2.1 指数分布情况120

8.2.2 最优分配120

8.2.3 ARINC法122

8.2.4 AGREE法122

8.2.5 有冗余单元的分配123

8.3 设计方法124

8.3.1 零部件和材料选择124

8.3.2 降额126

8.3.3 应力-强度分析127

8.3.4 复杂性和技术128

8.3.5 冗余128

8.4 故障分析131

8.4.1 系统定义131

8.4.2 故障模式识别132

8.4.3 确定故障原因132

8.4.4 故障影响评估132

8.4.5 严酷度等级划分133

8.4.6 故障发生概率评估133

8.4.7 危害度计算134

8.4.8 确定纠正措施134

8.5 系统安全性与故障树分析136

8.5.1 故障树分析136

8.5.2 最小割集139

8.5.3 定量分析141

习题142

第9章 维修性147

9.1 停机时间分析147

9.2 维修时间分布148

9.2.1 维修时间服从指数分布149

9.2.2 维修时间服从对数正态分布149

9.3 随机点过程150

9.3.1 更新过程151

9.3.2 最小维修过程153

9.3.3 大修和大修间隔期156

9.4 系统维修时间157

9.5 预防性维修下的可靠性159

9.6 可修状态相关系统161

附录9A 预防性维修模型的MTTF164

附录9B 可修热储备系统的求解过程164

附录9C 可修备用系统的求解过程165

习题166

第10章 维修性设计169

10.1 维修要求169

10.1.1 度量参数及指标170

10.1.2 维修概念和程序171

10.1.3 部件的可靠性和维修性173

10.2 设计方法174

10.2.1 故障隔离与自诊断174

10.2.2 零件标准化和互换性175

10.2.3 模块化和可达性176

10.2.4 修理与更换176

10.2.5 主动维修179

10.3 人因和工效学182

10.4 维修和备件供应184

10.4.1 备件的有限源排队服务模型184

10.4.2 备用部件187

10.5 维修性预计和验证189

10.5.1 维修性预计189

10.5.2 维修性验证190

附录10A 生灭排队模型192

习题193

第11章 可用性197

11.1 概念及内涵197

11.1.1 固有可用度198

11.1.2 可达可用度198

11.1.3 使用可用度199

11.1.4 通用的使用可用度199

11.2 指数可用度模型199

11.3 系统可用度200

11.3.1 备用系统的可用度201

11.3.2 稳态可用度202

11.3.3 矩阵方法203

11.4 检测和维修可用度模型205

11.5 设计权衡分析206

11.5.1 维修性分配206

11.5.2 经济性分析207

11.5.3 凹函数费用208

11.5.4 凸函数费用210

11.5.5 收益和寿命周期费用权衡212

附录11A 单个可修复单元的求解过程213

习题213

第Ⅱ部分 故障数据分析219

第12章 数据收集与经验分析法219

12.1 数据收集219

12.2 经验分析法221

12.2.1 未分组完整数据221

12.2.2 分组完整数据227

12.2.3 未分组截尾数据229

12.2.4 分组截尾数据234

12.3 静态寿命估计235

习题236

第13章 可靠性试验240

13.1 产品试验240

13.2 可靠性试验240

13.3 试验时间的计算241

13.3.1 试验持续时间242

13.4 老练试验243

13.5 验收试验246

13.5.1 二项验收试验246

13.5.2 序贯试验247

13.6 加速寿命试验251

13.6.1 试验产品数252

13.6.2 加速循环252

13.6.3 恒定应力加速模型253

13.6.4 其他加速模型255

13.7 试验设计258

13.8 竞争故障模式261

附录13A 试验时间期望的推导261

附录13B 试验时间期望（Ⅱ型试验）262

习题263

第14章 可靠性增长试验266

14.1 可靠性增长过程266

14.2 理想增长曲线266

14.3 杜安增长模型268

14.4 AMSAA模型271

14.4.1 幂律强度函数的参数估计272

14.5 其他增长模型275

习题277

第15章 故障与维修分布识别279

15.1 识别候选分布279

15.2 概率图和最小二乘曲线拟合282

15.2.1 指数分布图283

15.2.2 威布尔分布图285

15.2.3 正态分布图289

15.2.4 对数正态分布图291

15.2.5 多重截尾时间图293

15.3 参数估计294

15.3.1 极大似然估计295

15.3.2 指数分布的MLE295

15.3.3 威布尔分布的MLE296

15.3.4 正态分布和对数正态分布的MLE297

15.3.5 多重截尾数据的MLE298

15.3.6 位置参数估计299

15.4 置信区间300

15.4.1 常数故障率模型的置信区间301

15.4.2 其他分布的置信区间303

15.5 协变量模型的参数估计304

附录15A 威布尔极大似然估计306

附录15B 多重截尾数据下的威布尔极大似然估计306

附录15C 截尾数据下正态分布和对数正态分布的极大似然估计306

习题307

第16章 拟合优度检验310

16.1 卡方拟合优度检验311

16.2 指数分布的Bartlett检验316

16.3 威布尔分布的Mann检验317

16.4 正态与对数正态分布的Kolmogorov-Smirnov检验319

16.5 幂律过程模型检验322

16.6 关于拟合分布324

习题325

第Ⅲ部分 应用331

第17章 可靠性评价和应用331

17.1 案例1：冗余设计331

17.2 案例2：老练试验333

17.3 案例3：预防性维修分析336

17.4 案例4：可靠性分配340

17.5 案例5：可靠性增长试验341

17.6 案例6：可修复系统分析342

17.7 案例7：多重截尾数据344

习题346

第18章 实施347

18.1 目标、功能和过程347

18.2 可靠性与维修性的经济性与系统设计348

18.2.1 寿命周期费用模型350

18.2.2 最小维修352

18.3 对组织的考虑353

18.4 数据源与数据收集方法355

18.4.1 现场数据356

18.4.2 过程可靠性与使用故障357

18.4.3 外部数据资源358

18.5 产品的责任、保证以及相关事项359

18.6 软件可靠性361

参考文献362

附录 统计和数据表368