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- 内容简介
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目录
第1章 21世纪的可靠性工程 22
1.1 质量 22
1.2 可靠性 24
1.2.1 执行预期功能的能力 24
1.2.2 指定的时间段 25
1.2.3 寿命周期条件 25
1.2.4 可靠性相关度量 26
1.3 质量和用户满意度/系统效能 26
1.4 性能、质量及可靠性 27
1.5 可靠性与系统寿命周期 29
1.6 故障后果 32
1.6.1 经济损失 33
1.6.2 违背公众信任 34
1.6.3 法律责任 35
1.6.4 无形损失 36
1.7 供应商与用户 36
1.8 小结 37
习题 37
参考文献 38
第2章 可靠性概念 40
2.1 可靠度 40
2.1.1 概率密度函数 44
2.2 风险率 46
2.2.1 风险率激励与发展 47
2.2.2 风险率函数的一些特性 48
2.2.3 条件可靠度 51
2.3 产品寿命百分数 52
2.4 失效时间 53
2.4.1 关于原点和均值的矩 53
2.4.2 预期寿命/平均失效前时间（MTTF） 54
2.4.3 方差/二阶矩 54
2.4.4 偏度系数 55
2.4.5 峰度系数 55
2.5 小结 57
习题 57
第3章 可靠性分析中的常用概率和寿命分布 61
3.1 离散分布 61
3.1.1 二项式分布 61
3.1.2 泊松分布 65
3.1.3 其他离散分布 65
3.2 连续分布 66
3.2.1 威布尔分布 69
3.2.2 指数分布 74
3.2.3 指数分布可靠性估算 77
3.2.4 正态（高斯）分布 80
3.2.5 对数正态分布 84
3.2.6 伽马分布 87
3.3 概率图 89
3.4 小结 94
习题 94
参考文献 96
第4章 六西格玛设计 97
4.1 什么是六西格玛 97
4.2 为什么采用六西格玛方法？ 98
4.3 六西格玛如何施行 99
4.3.1 六西格玛过程的步骤 100
4.3.2 六西格玛步骤 104
4.4 六西格玛过程的优化问题 106
4.4.1 系统传递函数 106
4.4.2 方差传播方程 107
4.4.3 经济优化和质量改进 108
4.4.4 容差设计问题 109
4.5 六西格玛设计 109
4.5.1 （I）确定需求 111
4.5.2 （C）表征设计 112
4.5.3 （O）优化设计 112
4.5.4 （V）验证设计 113
4.6 小结 114
习题 114
参考文献 115
第5章 产品开发 117
5.1 产品需求和约束 117
5.2 产品寿命周期条件 118
5.3 可靠性能力 119
5.4 零部件和材料选择 120
5.5 人为因素与可靠性 121
5.6 演绎与归纳方法 122
5.7 失效模式、影响及危害性分析 123
5.8 故障树分析 124
5.8.1 FTA在决策中的作用 127
5.8.2 故障树分析步骤 127
5.8.3 构建故障树的基本样式 127
5.8.4 顶事件的定义 127
5.8.5 故障树的表征符号和运算规则 128
5.8.6 最小割集 132
5.9 失效物理 133
5.9.1 应力界限 133
5.9.2 失效机理的模型分析 134
5.9.3 降额设计 134
5.9.4 防护体系 134
5.9.5 冗余 135
5.9.6 预测 135
5.10 设计审查 136
5.11 鉴定 137
5.12 制造和装配 139
5.12.1 产品工艺性 139
5.12.2 工艺过程验证试验 140
5.13 产品失效及根本原因分析 141
5.14 小结 142
习题 142
参考文献 143
第6章 产品需求与约束 145
6.1 需求的定义 145
6.2 供应链的责任 146
6.2.1 多用户产品 146
6.2.2 单用户产品 147
6.2.3 定制产品 147
6.3 需求文档 148
6.4 规范 150
6.5 需求跟踪 150
6.6 小结 151
习题 151
参考文献 151
第7章 寿命周期条件 152
7.1 定义寿命周期剖面 152
7.2 寿命周期事件 153
7.2.1 制造和装配 153
7.2.2 验收和测试 153
7.2.3 存储 154
7.2.4 运输 154
7.2.5 安装 154
7.2.6 操作 154
7.2.7 维修 154
7.3 应力及其影响 154
7.3.1 温度 157
7.3.2 湿度 157
7.3.3 振动与冲击 158
7.3.4 太阳辐射 159
7.3.5 电磁辐射 160
7.3.6 压强 160
7.3.7 化学物质 161
7.3.8 沙尘 161
7.3.9 电压 162
7.3.10 电流 162
7.3.11 人为因素 163
7.4 关于LCP开展的思考和建议 163
7.4.1 基于特殊极限的设计（全局环境和局部环境） 163
7.4.2 基于标准的文档资料 164
7.4.3 组合载荷条件 164
7.4.4 变化量值和变化率量值 167
7.5 估计寿命周期载荷的方法 167
7.5.1 市场调研和基于标准的剖面数据源 168
7.5.2 载荷条件的实地监测 168
7.5.3 现场测试记录、服务记录和失效记录 168
7.5.4 关于相似零件、装配体或产品的载荷历史的数据 168
7.6 小结 169
习题 169
参考文献 170
第8章 可靠性能力 171
8.1 能力成熟度模型 171
8.2 可靠性关键方法 171
8.2.1 可靠性要求和规划 172
8.2.2 培训和开发 173
8.2.3 可靠性分析 173
8.2.4 可靠性试验 174
8.2.5 供应链管理 174
8.2.6 失效数据跟踪分析 175
8.2.7 确认与验证 175
8.2.8 可靠性增长 176
8.3 小结 176
习题 177
参考文献 177
第9章 零部件的选择与管理 179
9.1 零部件的评估过程 179
9.1.1 性能评估 180
9.1.2 质量评估 181
9.1.3 工序能力指数 181
9.1.4 平均检出质量 183
9.1.5 可靠性评估 184
9.1.6 装配评估 186
9.2 零部件管理 186
9.2.1 供应链管理 186
9.2.2 零部件变更管理 187
9.2.3 工业变更控制政策 189
9.3 风险管理 190
9.4 小结 191
习题 191
参考文献 192
第10章 失效模式、机理和影响分析 193
10.1 FMMEA的发展 193
10.2 失效模式、机理和影响分析方法 195
10.2.1 系统定义、单元和功能 195
10.2.2 潜在失效模式 196
10.2.3 潜在失效原因 196
10.2.4 潜在失效机理 197
10.2.5 失效模型 197
10.2.6 寿命周期剖面 197
10.2.7 失效机理优先级处理 198
10.2.8 文档 200
10.3 案例分析 201
10.4 结论 203
习题 204
参考文献 205
第11章 可靠性和安全性系数概率设计 207
11.1 可靠性设计 207
11.2 张力元件设计 207
11.3 可靠性模型的概率设计 209
11.4 概率设计以及可靠性指标设计示例 210
11.5 可靠性、安全系数和可变性之间的关系 211
11.6 函数随机变量 213
11.7 概率设计的步骤 216
11.8 小结 217
习题 217
参考文献 219
第12章 降额与升额 221
12.1 元器件额定值 221
12.1.1 绝对最大额定值 221
12.1.2 推荐工作条件 222
12.1.3 确定额定值的因素 222
12.2 降额 223
12.2.1 如何进行降额 224
12.2.2 降额方法的局限 228
12.2.3 如何确定极限 235
12.3 升额 235
12.3.1 元器件的选择和管理过程 237
12.3.2 升额能力的评估 237
12.3.3 升额方法 238
12.3.4 持续的保证 240
12.4 小结 241
习题 241
参考文献 242
第13章 可靠性评估技术 245
13.1 产品寿命周期内试验 245
13.1.1 概念设计和原型产品 246
13.1.2 设计规范性能验证 246
13.1.3 设计成熟度验证 246
13.1.4 设计和制造过程验收 246
13.1.5 小批量预生产 246
13.1.6 大批量生产 246
13.1.7 现场数据反馈 247
13.2 可靠性评估 247
13.3 产品质量鉴定与试验 247
13.3.1 PoF限制条件输入方式 249
13.3.2 加速应力试验的规划和开展 252
13.3.3 样本性能测试 254
13.3.4 加速寿命试验 256
13.3.5 虚拟试验 257
13.3.6 虚拟鉴定 258
13.3.7 输出 259
13.4 案例研究：封装系统坠落试验鉴定 259
13.4.1 步骤一：加速试验规划和开展 261
13.4.2 步骤二：样本性能测试 262
13.4.3 步骤三：加速寿命试验 264
13.4.4 步骤四：虚拟试验 267
13.4.5 全局FEA 268
13.4.6 模态贡献应变分布 269
13.4.7 加速曲线 269
13.4.8 局部FEA 270
13.4.9 步骤五：虚拟鉴定 271
13.4.10 PoF加速曲线 272
13.4.11 鉴定方法总结 272
13.5 统计基本概念 273
13.5.1 置信区间 273
13.5.2 置信水平的含义 274
13.5.3 置信区间与样本大小之间的关系 275
13.6 正态分布的置信区间 275
13.6.1 方差已知均值未知的正态分布 275
13.6.2 方差和均值均未知的正态分布 276
13.6.3 已知方差下的两总体均值之差 277
13.7 置信区间的比例 278
13.8 成功—失效测试的可靠性估计和置信区间 279
13.8.1 成功测试 281
13.9 指数分布的可靠性估计和置信区间 282
13.10 小结 286
习题 286
参考文献 287
第14章 过程控制与过程能力 288
14.1 过程控制系统 288
14.1.1 控制图：识别变异来源 289
14.1.2 变异来源 290
14.1.3 使用控制图进行问题识别 290
14.2 控制图 292
14.2.1 变量控制图 298
14.2.2 ■图和R图 298
14.2.3 MR图案例 302
14.2.4 ■图和S图 305
14.2.5 属性控制图 306
14.2.6 p图与np图 306
14.2.7 np图案例 306
14.2.8 c图和u图 308
14.2.9 c图案例 308
14.3 控制图优点 309
14.4 平均出厂质量 310
14.4.1 过程能力研究 311
14.5 高级控制图 316
14.5.1 CUSUM控制图 316
14.5.2 EWMA控制图 317
14.5.3 其他高级控制图 317
14.6 小结 318
习题 319
参考文献 324
第15章 产品筛选与老炼策略 326
15.1 老炼数据分析 327
15.2 老炼数据讨论 328
15.3 无筛选具有更高的现场可靠性 329
15.4 推荐方法 330
15.5 小结 331
习题 331
参考文献 332
第16章 分析产品失效机理和根因 333
16.1 根因分析过程 334
16.1.1 预先计划 335
16.1.2 为分析和评价直接原因收集数据 336
16.1.3 根因假设 337
16.1.4 证据的分析和说明 341
16.1.5 根因的识别和纠正措施 342
16.1.6 纠正措施评估 343
16.2 无故障发现 344
16.2.1 一种NFF评估方法 346
16.2.2 共模失效 349
16.2.3 共模失效的概念 350
16.2.4 建模和分析的相关可靠性分析 353
16.2.5 共模失效的根本原因 354
16.2.6 共模失效分析 356
16.2.7 共模失效的发生及减少影响 358
16.3 小结 365
习题 365
参考文献 366
第17章 系统可靠性建模 368
17.1 可靠性框图 368
17.2 串联系统 369
17.3 有冗余的产品 373
17.3.1 工作冗余 373
17.3.2 旁联系统 377
17.3.3 切换并不理想的旁联系统 378
17.3.4 共享载荷的并联模型 380
17.3.5 （k，n）系统 382
17.3.6 冗余配置的局限 383
17.4 复杂系统的可靠性 384
17.4.1 完全列举法 384
17.4.2 条件概率法 386
17.4.3 关联结构的概念 387
17.5 小结 391
习题 391
参考文献 395
第18章 健康监测和预测 396
18.1 故障预测的概念模型 396
18.2 可靠性和故障预测 399
18.3 电子产品PHM 401
18.4 PHM的概念和方法 404
18.4.1 保险和预警装置 405
18.5 故障预兆的监测和推理 407
18.5.1 环境监测和损伤模型使用条件 411
18.6 子系统PHM的实施 416
18.7 小结 418
习题 418
参考文献 418
第19章 以可靠性为中心的维修分析 423
19.1 概述 423
19.2 基本理论 424
19.2.1 RCM的定义与作用 424
19.2.2 RCM维修思想 425
19.3 以可靠性为中心的维修分析 428
19.3.1 基本原理 428
19.3.2 RCMA实施流程 429
19.3.3 RCMA分析方法 431
19.3.4 RCMA要点 435
19.4 RCMA应用 436
19.4.1 重要功能部件确定 436
19.4.2 故障模式及影响分析 437
19.4.3 重要功能部件RCMA逻辑决断 438
习题 439
参考文献 439
第20章 保修分析 440
20.1 产品保修 440
20.2 保修返回信息 442
20.3 保修策略 443
20.4 保修性和可靠性 443
20.5 保修成本分析 446
20.5.1 保修成本模型因素 446
20.5.2 失效分布 447
20.5.3 成本建模计算 447
20.5.4 建模假设和记录 448
20.5.5 成本模型案例 448
20.5.6 信息需求 450
20.5.7 其他成本模型 452
20.6 保修与可靠性管理 453
20.7 小结 454
习题 455
参考文献 455
附录A：重要积分公式 458
附录B：高斯函数表 459
附录C：累积的标准正态分布表 461
附录D：t分布的百分点t_(α，v)的值 464
附录E：卡方分布的百分点x^2_(α，v) 468
附录F：F分布的百分点 475
