本书针对工科高年级学生和研究生的数学知识结构，系统介绍可靠性的基础理论和工程应用，主要包括可靠性的基本概念、可靠性建模技术、可靠性试验与抽样方法、可靠性评估与可靠性增长管理，以及这些理论方法在可靠性设计与分析、产品维修策略与保障资源配置等方面的应用。为了方便读者理解和掌握可靠性理论方法，书中给出大量例题与习题，同时配有重难点解析、知识延拓等数字化资源。
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第1章 可靠性基础 1
1.1 可靠性基本概念 1
1.1.1 可靠性定义 1
1.1.2 任务剖面与寿命剖面 2
1.1.3 可靠性分类 4
1.2 可靠性工程 5
1.2.1 可靠性工程的主要内容 5
1.2.2 产品寿命周期的可靠性工作 6
1.2.3 可靠性技术及分类 7
1.3 可靠性技术的发展 7
习题1 8
参考文献 8
第2章 产品可靠性建模方法 10
2.1 不可修产品可靠性建模 10
2.1.1 不可修产品失效模型及寿命分布函数 10
2.1.2 可靠度函数 11
2.1.3 失效率函数 11
2.1.4 平均寿命和可靠寿命 14
2.2 常用的寿命分布 15
2.2.1 指数分布 16
2.2.2 伽马分布 17
2.2.3 韦布尔分布 18
2.2.4 极值分布 20
2.2.5 对数正态分布 21
2.3 可修产品可靠性建模 23
2.3.1 可修产品的故障过程 23
2.3.2 可靠性指标 24
2.3.3 维修性指标 24
2.3.4 可用性指标 25
2.3.5 平均故障次数指标 28
2.4 结构可靠性建模 30
2.4.1 应力强度的干涉理论 30
2.4.2 结构可靠度的计算及可靠指标 31
2.4.3 安全系数与结构可靠度的关系 33
2.5 性能可靠性建模 34
2.5.1 性能可靠性的基本模型 34
2.5.2 性能可靠性的扩散模型 35
2.5.3 性能可靠性的冲击模型 36
习题2 37
参考文献 38
第3章 不可修系统的可靠性建模 39
3.1 系统与结构函数 39
3.1.1 系统可靠性框图 39
3.1.2 结构函数 40
3.1.3 最小路及最小割 40
3.1.4 对偶 42
3.2 串并联系统 42
3.2.1 串联系统 42
3.2.2 并联系统 44
3.2.3 混联系统 44
3.3 表决系统 46
3.3.1 2/3(G)系统 46
3.3.2 k/n(G)系统 47
3.4 单调关联系统 47
3.4.1 单调关联系统的定义 48
3.4.2 单调关联系统可靠度的计算 49
3.4.3 单调关联系统的基本性质 53
3.5 网络系统 53
3.5.1 网络系统的可靠性 54
3.5.2 最小路的求法 55
3.5.3 蒙特卡罗仿真方法 58
3.6 储备系统 61
3.6.1 冷储备系统 61
3.6.2 温储备系统 63
习题3 64
参考文献 65
第4章 可修系统的可用性模型 67
4.1 可修系统的马尔可夫模型 67
4.1.1 马尔可夫过程及主要结论 67
4.1.2 马尔可夫可修系统的一般模型 68
4.1.3 瞬时可用度 69
4.1.4 稳态可用度 70
4.1.5 系统可靠度 71
4.1.6 平均故障次数 72
4.2 可修串联系统的马尔可夫模型 74
4.2.1 串联系统马尔可夫模型 74
4.2.2 系统的瞬时可用度 75
4.2.3 系统的稳态可用度 76
4.2.4 系统的可靠度 76
4.3 可修并联系统的马尔可夫模型 77
4.3.1 n个相同单元一个维修工的情形 77
4.3.2 两个不同单元一个维修工的情形 81
4.4 可修表决系统的马尔可夫模型 82
习题4 83
参考文献 84
第5章 可靠性设计与分析方法 85
5.1 可靠性要求与论证 85
5.1.1 可靠性要求的基本内容 85
5.1.2 可靠性定量要求论证方法 86
5.1.3 可靠性要求论证的基本程序 86
5.2 可靠性分配 86
5.2.1 等分法 87
5.2.2 比例分配法 87
5.2.3 AGREE方法 88
5.2.4 可靠性最优分配 90
5.3 可靠性预计 94
5.3.1 相似设备法 94
5.3.2 应力分析法 95
5.3.3 数学模型预计方法 96
5.3.4 上、下限法 96
5.4 故障模式、影响及危害度分析 98
5.4.1 基本概念 98
5.4.2 FMECA的列表分析法 99
5.4.3 实例分析 103
5.5 故障树分析 105
5.5.1 概述 105
5.5.2 故障树的建立 106
5.5.3 故障树的定性分析 107
5.5.4 故障树的定量分析 109
习题5 110
参考文献 111
第6章 设备维修策略与保障资源配置 112
6.1 设备维修策略及保障系统 112
6.1.1 维修方式及其分类 112
6.1.2 修理级别 114
6.1.3 维修保障系统 114
6.1.4 维修保障资源配置 115
6.2 设备维修策略确定与优化 116
6.2.1 维修方式确定方法 116
6.2.2 平均费用最小下的预防性维修间隔期确定 119
6.2.3 可用度最优下的预防性维修间隔期确定 123
6.2.4 可靠性要求保证下的功能检测间隔确定 124
6.3 维修备件保障与保障能力 126
6.3.1 备件保障概述 126
6.3.2 备件保障需求模型 129
6.3.3 备件保障概率与备件满足率 130
6.3.4 备件利用率 133
6.4 维修备件保障方案制定 134
6.4.1 维修备件品种确定方法 135
6.4.2 维修备件目录编制方法 136
6.4.3 备件消耗标准与配置标准 138
6.4.4 维修备件配置方案确定 141
习题6 142
参考文献 142
第7章 可靠性试验与抽样方法 143
7.1 可靠性试验及其分类 143
7.1.1 概述 143
7.1.2 可靠性试验的分类 144
7.1.3 可靠性试验程序 146
7.2 成败型产品的抽样检验 146
7.2.1 计数抽样检验的基本原理 147
7.2.2 成败型序贯抽样检验原理 151
7.2.3 序贯抽样检验的确定及特征分析 152
7.2.4 截尾序贯抽样检验 155
7.3 指数型产品的抽样检验 157
7.3.1 定数截尾寿命试验抽样检验方案 157
7.3.2 定时截尾寿命试验抽样检验方案 159
7.3.3 电子元器件的级别和定级试验 164
7.3.4 指数型产品的序贯抽样检验 167
7.3.5 指数型产品截尾序贯抽样检验试验 171
习题7 173
参考文献 173
第8章 可靠性评估 174
8.1 成败型产品的可靠性评估 174
8.1.1 成败型单元可靠性数据 174
8.1.2 可靠性估计 174
8.1.3 可靠性区间估计 175
8.2 指数型产品的可靠性评估 177
8.2.1 无替换定数截尾试验 177
8.2.2 有替换定数截尾试验 180
8.2.3 有替换定时截尾试验 182
8.2.4 无替换定时截尾试验 183
8.2.5 随机截尾试验 185
8.3 韦布尔型产品的可靠性评估 186
8.3.1 极大似然估计 186
8.3.2 最优线性无偏估计 187
8.3.3 简单线性无偏估计 189
8.3.4 定时截尾试验数据的矩估计 191
8.4 对数正态型产品的可靠性评定 194
8.4.1 极大似然估计 194
8.4.2 最优线性无偏估计 196
8.4.3 简单线性无偏估计 198
8.5 常见系统的可靠性评估 199
8.5.1 成败型系统的可靠性评估 200
8.5.2 指数型系统的可靠性评估 206
8.5.3 软件系统的可靠性评估 208
习题8 213
参考文献 214
第9章 可靠性增长管理 215
9.1 可靠性增长概述 215
9.1.1 可靠性增长技术及其意义 215
9.1.2 可靠性增长过程 216
9.1.3 可靠性增长试验 217
9.1.4 产品故障分类及处理 219
9.2 可靠性增长趋势检验 220
9.2.1 图分析法 220
9.2.2 故障截尾数据的拉普拉斯趋势检验 221
9.2.3 定时截尾数据的拉普拉斯趋势检验 223
9.2.4 寿命分布的拟合检验 224
9.3 Duane模型 230
9.3.1 Duane模型的数学描述 230
9.3.2 Duane模型的改进 231
9.3.3 模型估计及拟合 231
9.4 NHPP过程及AMSAA模型 233
9.4.1 NHPP过程 233
9.4.2 AMSAA模型的数学描述 237
9.4.3 故障截尾数据的统计推断 238
9.4.4 时间截尾数据的统计推断 242
9.5 顺序约束可靠性增长模型的统计分析 245
9.5.1 成败型顺序约束可靠性增长模型 245
9.5.2 指数型顺序约束可靠性增长模型 248
习题9 251
参考文献 251
第10章 可靠性数据的贝叶斯方法 252
10.1 贝叶斯定理及统计推断 252
10.1.1 贝叶斯定理 252
10.1.2 充分统计量 254
10.1.3 损失函数和后验风险 255
10.1.4 参数的贝叶斯估计 255
10.1.5 参数的区间估计 256
10.2 先验分布的确定 257
10.2.1 共轭先验分布 257
10.2.2 无信息先验分布 260
10.2.3 多层先验分布 264
10.3 成败型产品成功率的贝叶斯评估 265
10.3.1 无先验信息情况下的贝叶斯评估 265
10.3.2 有先验信息情况下的贝叶斯评估 267
10.4 指数型产品可靠性的贝叶斯评估 271
10.4.1 定数截尾寿命试验 271
10.4.2 定时截尾寿命试验 272
10.4.3 电子产品可靠性的贝叶斯评估程序 273
10.5 可靠性检验和抽样的贝叶斯方法 274
10.5.1 可靠性检验的贝叶斯理论 274
10.5.2 常见的可靠性贝叶斯检验 276
10.5.3 成败型产品可靠性抽样检验的贝叶斯方案 279
10.5.4 指数型产品可靠性抽样检验的贝叶斯方案 283
10.6 无失效数据的统计分析 285
10.6.1 无失效数据的统计模型 285
10.6.2 无失效数据的修正似然函数法 286
10.6.3 无失效数据的配分布曲线法 287
10.6.4 正态分布情况下无失效数据的统计方法 290
10.6.5 IFRA类分布情况下无失效数据的统计方法 292
10.7 系统可靠性的贝叶斯评估 295
10.7.1 系统可靠性的贝叶斯评估步骤 295
10.7.2 成败型串并联系统的贝叶斯评估方法 296
10.7.3 指数型串联系统的贝叶斯评估 298
10.7.4 一般串联系统的贝叶斯评估 300
习题10 301
参考文献 301
附录 303
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