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内容简介

　　《可靠性工程（第2版）》是美国Rutgers大学ELSAYED A. ELSAYED教授编著的一本系统性阐述可靠性工程的专著，《可靠性工程（第2版）》为第2版。书中系统地介绍了从设计、评估到使用实际工程中各个环节的可靠性问题，作者在第1版的基础上加入了大量新的研究成果，并将自己对可靠性领域的理解融入其中，对理论和工程问题进行了梳理，使之形成了一套完整的体系。书中按照如何对一个产品或一种服务开展可靠性工程进行叙述，其内容依次为：一部分介绍了时间相关和时间无关系统可靠性模型，包括模型的定义、分析、计算等内容；第二部分介绍了获取部件可靠度的方法，涵盖了参数模型和非参数模型的可靠度计算，并引入了加速试验理论；第三部分主要介绍产品在使用阶段的可靠性问题，如计算失效数的不同方法、保修期问题及优化维修和检测策略；后给出了10个实际工程案例作为参考。

作者简介

    ElsayedA.Elsayed教授，美国罗格斯大学工业与系统工程系杰出教授(讲座教授)，美国国家科学基金委/工业/大学质量与可靠性工程合作研究中心主任，美国机械工程师协会和工业工程师学会的会士(IIEFellow)。在工业工程界享有盛誉，他是AT＆T贝尔实验室、英格索兰、强生公司、AT＆T的通信等多家著名公司的顾问，在系统设计、可靠性等领域具有先进的研究技术和丰富的实践经验。其研究曾获得美国国防部、联邦航空管理局、美国国家科学基金会和工业等部门的资助。

目录

第一部分 可靠性与系统设计
第1章 可靠度和失效率函数
1.1 引言
1.2 可靠度和失效率
1.3 失效率函数
1.3.1 恒定失效率
1.3.2 线性增长失效率
1.3.3 线性下降失效率
1.3.4 威布尔分布模型
1.3.5 混合威布尔模型
1.3.6 指数模型（极值分布）
1.3.7 正态分布模型
1.3.8 对数正态分布模型
1.3.9 伽马分布模型
1.3.10 Log-logistic分布
1.3.11 贝塔分布模型
1.3.12 逆高斯分布模型
1.3.13 Frechet分布模型
1.3.14 Birnbaum-Saunders分布
1.3.15 其他形式
1.4 多元失效率
1.5 竞争风险模型和混合失效率模型
1.5.1 竞争风险模型
1.5.2 混合失效率模型
1.6 离散概率分布
1.6.1 基本概念
1.6.2 几何分布
1.6.3 二项式分布
1.6.4 泊松分布
1.6.5 超几何分布
1.7 平均故障前时间
1.8 平均剩余寿命
1.9 首发故障时间
1.10 小结
习题
第2章 系统可靠度评估
2.1 引言
2.2 可靠性框图
2.3 串联模型
2.4 并联模型
2.5 并-串联系统、串-并联系统及混合并联系统
2.5.1 并-串联系统
2.5.2 串-并联系统
2.5.3 混合并联系统
2.5.4 系统可靠度方差估计
2.5.5 单元分配优化
2.6 连续k/n：F系统
2.6.1 连续2/n：F系统
2.6.2 广义连续k/n：F系统
2.6.3 连续k/n：F系统可靠度评估
2.6.4 连续k/n：F系统优化分配
2.7 k/n系统可靠度
2.8 k/n平衡系统可靠度
2.9 复杂系统可靠度
2.9.1 分解法
2.9.2 路集法和割集法
2.9.3 事件空间法
2.9.4 布尔真值表法
2.9.5 还原法
2.9.6 路集-轨迹法
2.9.7 因子分解法
2.10 特殊网络
2.11 多态模型
2.11.1 串联系统
2.11.2 并联系统
2.11.3 并-串联系统与串-并联系统
2.12 冗余
2.13 部件重要度
2.13.1 Birnbaum重要度
2.13.2 关键重要度
2.13.3 FUSSELL-VESELY重要度
2.13.4 Barlow-Proschan 重要度
2.13.5 Lambert重要度
习题
第3章 时间和失效相关可靠度
3.1 引言
3.2 不可修系统
3.2.1 串联系统
3.2.2 并联系统
3.2.3 k/n系统
3.3 平均失效前时间
3.3.1 串联系统MTTF
3.3.2 并联系统MTTF
3.3.3 k/n系统MTTF
3.3.4 其他系统
3.4 可修系统
3.4.1 交替更新过程
3.4.2 马尔可夫模型
3.5 可用度
3.5.1 瞬时可用度
3.5.2 平均开工时间可用度
3.5.3 稳态可用度
3.5.4 固有可用度
3.5.5 可达可用度
3.5.6 使用可用度
3.5.7 任务可用度
3.6 相关失效
3.6.1 相关失效马尔可夫模型
3.6.2 联合密度函数法
3.6.3 复合事件法
3.7 冗余和备份
3.7.1 不可修简单备份系统
3.7.2 不可修多备份系统
3.7.3 可修备份系统
习题

第二部分 参数估计及可靠性试验
第4章 失效时间分布参数估计方法
4.1 引言
4.2 矩量法
4.3 似然函数
4.3.1 极大似然法
4.3.2 指数分布
4.3.3 瑞利分布
4.3.4 正态分布
4.3.5 信息矩阵和方差-协方差矩阵
4.4 最小二乘法
4.5 贝叶斯法
4.6 失效时间数据生成
4.6.1 指数分布
4.6.2 威布尔分布
4.6.3 瑞利分布
4.6.4 Brinbaum-Saunders分布
习题
第5章 参数可靠性模型
5.1 引言
5.2 方法1：历史数据
5.3 方法2：使用寿命试验
5.4 方法3：老化试验
5.5 方法4：加速寿命试验
5.6 截尾类型
5.6.1 Ⅰ型截尾
5.6.2 Ⅱ型截尾
5.6.3 随机截尾
5.6.4 截尾下失效率的计算
5.7 指数分布
5.7.1 测试异常短失效时间
5.7.2 测试异常长失效时间
5.7.3 Ⅰ型截尾数据
5.7.4 Ⅱ型截尾数据
5.8 瑞利分布
5.8.1 对于非截尾试验数据的瑞利分布参数估计
5.8.2 对于截尾试验数据的瑞利分布参数估计
5.8.3 带有截尾和非截尾数据的瑞利分布参数的最佳线性无偏估计
5.9 威布尔分布
5.9.1 非截尾试验失效数据
5.9.2 截尾试验失效数据
5.9.3 方程极大似然估计
5.9.4 的无偏估计
5.9.5 的置信区间
5.9.6 估计
5.10 对数正态分布
5.10.1 非截尾试验失效数据
5.10.2 截尾试验失效数据
5.11 伽马分布
5.11.1 非截尾试验失效数据
5.11.2 截尾试验失效数据
5.11.3 和 方差
5.11.4 的置信区间
5.12 极值分布
5.13 半logistic分布
5.14 Frechet分布
5.14.1 非截尾试验失效数据
5.14.2 截尾试验失效数据
5.15 Birnbaum-Saunders分布
5.15.1 非截尾试验失效数据
5.15.2 截尾试验失效数据
5.16 线性模型
5.17 多截尾数据
5.17.1 产品极限估计（PLE）或Kaplan and Meier（KM）估计
5.17.2 累计失效估计
习题
第6章 加速寿命试验模型
6.1 引言
6.2 可靠性试验的类型
6.2.1 高加速寿命试验
6.2.2 可靠性增长试验
6.2.3 高加速应力筛选
6.2.4 可靠性验证试验
6.2.5 可靠性验收试验
6.2.6 老化试验
6.2.7 加速寿命试验（ALT）和加速退化试验（ADT）
6.3 加速寿命试验的应力施加方式和应力类型
6.3.1 应力施加方式
6.3.2 应力类型
6.4 典型加速寿命试验模型
6.4.1 加速失效时间模型
6.4.2 统计模型：参数模型
6.5 统计模型：非参数模型
6.5.1 线性模型
6.5.2 比例危险模型
6.5.3 比例优势模型
6.5.4 其他加速寿命试验模型
6.6 物理-统计模型
6.6.1 阿伦尼斯（Arrhenius）模型
6.6.2 艾林模型
6.6.3 逆幂律模型
6.6.4 组合模型
6.7 物理实验模型
6.7.1 电迁移模型
6.7.2 与湿度相关的失效
6.7.3 疲劳失效
6.8 退化模型
6.8.1 电阻器退化模型
6.8.2 激光器退化模型
6.8.3 热载流子退化模型
6.9 统计退化模型
6.9.1 布朗运动退化轨迹
6.9.2 退化模型
6.10 加速寿命试验方案
6.10.1 ALT方案设计
6.10.2 试验方案的制订
习题

第三部分 可靠性的提高：保修期及预防维修
第7章 更新过程和预计失效数
7.1 引言
7.2 参数更新函数估计
7.2.1 连续时间
7.2.2 离散时间
7.3 非参数更新函数估计
7.3.1 连续时间
7.3.2 离散时间
7.4 交替更新过程
7.4.1 交替更新过程的预计失效数
7.4.2 时刻t部件j正常运行的概率
7.5 M（t）的近似解
……

前言/序言

　　可靠性是组件、产品及复杂系统最重要的质量属性之一。可靠性在日常生活中承担着重要的角色，几乎无时无刻不在我们身边：当我们发动汽车时，打电话时，使用打印机、计算机和传真机时。所有这些情况，我们都希望所使用的产品能随时提供所需要的功能。当然你肯定会碰上产品无法提供功能的情况。
　　工程师们在产品设计和制造阶段花费大量的时间和资源来确保产品及系统能提供所希望的功能。为此，工程师开展了一系列工作，如产品设计、组件选择、功能测试、可靠性测试。产品设计需要进行反复的修改以达到设计目标，在设计修改之后还要重新对其进行上述一系列工作直到满足需求。
　　产品设计需要在其中加入组件（或子系统）冗余，引入新研发的组件，或者对产品设计进行改变。这些都会对产品的可靠性产生较大的冲击。
　　本书是一部关于工程可靠性的书籍。其谋篇布局根据的是设计一个产品或提供一种服务的逻辑流程。第一部分着重讨论了时间相关及时间无关系统可靠度的估计。其中第1章介绍了可靠度的基本定义、度量及其计算方法，并将其扩展到了不同的失效函数。第2章详细描述了一系列不同系统的可靠度计算方法，其中包括串联、并联、串-并联、并-串联、连续k/n及复杂网络系统。本章也强调了存在多状态部件的系统，同时总结了冗余系统的可靠度评估及冗余分配问题。在产品下一步设计时，必须研究系统可靠度随时间影响的变化。因此，第3章细致讨论了时间及失效相关的可靠度，以及不同系统的平均失效时间（MTTF）的计算方法，同时引入了可用度作为可修系统可靠性的一种度量。
　　一旦设计固化，工程师便可将组件按照系统配置进行组装以满足系统可靠度目标。这需要对组件进行可靠性试验或对相似产品收集外场数据。所以，本书第二部分，从第4章开始提出了构建似然函数的概念，这将用于预计失效时间分布的参数。第5章综述了参数及非参数的失效数据的可靠度模型，提供的扩展案例和方法可以帮助工程师合理地对试验数据进行建模。另外，还对模型参数的置信区间进行了讨论。更重要的是，本书利用第6章对加速寿命试验进行了详细介绍，主要目标是将加速情况下得到的失效数据与正常产品工作情况进行联系，为此提供了不同的统计模型、物理-统计模型、物理-试验模型。Reliability Analysis Software作为一个有力的可靠性软件可以提供可靠度预计、失效时间分布，以及本书第5、6章所提到的一系列加速寿命模型。
　　最后，当产品生产并销售出去的时候，制造商必须提供预防性或计划性维修和保修政策以保证产品可靠性。本书第三部分关注于这些题目。从第7章开始介绍不同的方法（精确的及近似的）来估计在一定时间内的产品预计失效数。第8章将这些预计失效数用于制定产品不同的保修策略，这包括保修期长度及保证金。第9章讨论了优化预防性维修计划及优化检测策略，这需要预计库存水平的方法及确保预先制定的可靠度目标。
　　第10章对本书进行了总结。本章提供了实际的案例，这些案例将本书介绍的思想及方法运用于解决实际问题中。这些方法特别强调了产品及系统设计阶段可靠度的作用。
　　本书的理论推导都附带了一个对其进行应用的工程案例；并且，每章最后都增设了许多习题，本书的这两个特点增加了可用性。另外，本书可以作为工业系统、机械、电子工程专业本科生或研究生的一个或两个学期的课程资料，也可以用于统计专业学生寿命数据分析的相关课程。
　　本书需要读者有概率统计及微积分的知识作为背景。
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