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第一部分 21世纪产品可靠性的需求与展望1

第1章 21世纪的可靠性工程1

1.1质量1

1.2可靠性3

1.2.1执行预期功能的能力3

1.2.2指定的时间段4

1.2.3寿命周期条件4

1.3质量和用户满意度/系统效能5

1.3.1性能、质量及可靠性6

1.3.2性能和可靠性的另一种解释6

1.3.3质量和可靠性的另一种解释7

1.4可靠性和系统寿命周期7

1.5故障后果12

1.5.1经济损失12

1.5.2公众信任的瓦解12

1.5.3法律责任13

1.5.4无形损失14

1.6供应商和用户14

1.7总结14

习题15

参考文献15

第2章 可靠性的概念17

2.1可靠度17

2.2概率密度函数20

2.3故障率23

2.3.1求故障率的动机24

2.3.2故障率函数的一些特性25

2.3.3条件可靠度27

2.3.4 Bα命/百分位寿命28

2.3.5预期寿命/平均故障前时间（MTTF）29

2.3.6故障时间随机变量的矩29

习题32

第3章 可靠性分析中常用的概率和寿命分布35

3.1离散分布35

3.1.1二项分布35

3.1.2泊松分布39

3.1.3其他离散分布39

3.2连续分布40

3.2.1威布尔分布42

3.2.2指数分布47

3.2.3正态分布51

3.2.4对数正态分布55

3.2.5伽玛分布56

3.3概率图58

3.4总结63

习题63

第4章 系统可靠性建模67

4.1可靠性框图67

4.2串联系统68

4.3有冗余的产品71

4.3.1工作冗余72

4.3.2旁联系统74

4.3.3切换并不理想的旁联系统75

4.3.4共享载荷的并联模型77

4.3.5（k，n）系统78

4.3.6冗余配置的局限80

4.4复杂系统的可靠性80

4.4.1完全列举法80

4.4.2条件概率法81

4.4.3关联结构的概念82

习题85

参考文献88

第二部分 产品设计和开发过程中可靠性工程活动89

第5章 产品需求与约束89

5.1需求的定义89

5.2供应链的责任90

5.3需求文档91

5.4多角色参与需求定义的示例93

5.5规范93

5.6需求跟踪94

5.7总结94

习题94

参考文献95

第6章 产品可靠性设计96

6.1产品需求和约束96

6.2产品寿命周期条件97

6.3可靠性能力98

6.4零部件和材料选择98

6.5人为因素与可靠性99

6.6演绎与归纳方法100

6.7失效模式、影响及危害性分析101

6.8故障树分析102

故障树分析步骤104

6.9失效物理108

6.10设计审查110

6.11鉴定111

6.12制造和装配113

6.13闭环反馈及根因检测115

6.14总结115

习题116

参考文献116

第7章 概率设计、可靠度与安全系数118

7.1可靠性设计118

7.2概率设计的可靠度模型120

7.3概率设计与可靠度目标设计示例121

7.4可靠度、安全系数和变异性之间的关系122

7.5随机变量的函数124

7.6概率设计的收益和步骤126

习题127

参考文献129

第8章 寿命周期条件130

8.1定义寿命周期剖面130

8.2寿命周期事件131

8.3载荷及其影响132

8.3.1温度134

8.3.2湿度134

8.3.3振动与冲击135

8.3.4太阳辐射136

8.3.5电磁辐射136

8.3.6压强137

8.3.7化学物质137

8.3.8沙尘137

8.3.9电压138

8.3.10电流138

8.3.11人为因素138

8.4关于LCP开展的思考和建议139

8.4.1基于特殊极限的设计（全局环境和局部环境）139

8.4.2基于标准的文档资料139

8.4.3组合载荷条件140

8.4.4变化量值和变化率量值142

8.5估计寿命周期载荷的方法142

8.5.1市场调研和作为数据源的基于标准的剖面142

8.5.2载荷条件的实地监测142

8.5.3现场测试记录、服务记录和失效记录143

8.5.4关于相似零件，装配体或产品的载荷历史的数据143

习题143

参考文献143

第9章 可靠性能力144

9.1能力成熟度模型144

9.2可靠性关键方法144

9.2.1可靠性要求和规划145

9.2.2培训和开发145

9.2.3可靠性分析146

9.2.4可靠性试验146

9.2.5供应链管理147

9.2.6失效数据跟踪和分析147

9.2.7确认与验证147

9.2.8可靠性改进148

9.3总结148

习题149

参考文献149

第10章 零部件的选择与管理151

10.1零部件的评估过程151

10.1.1性能评估152

10.1.2质量评估152

10.1.3工序能力指数152

10.1.4平均检出质量155

10.1.5可靠性评估155

10.1.6装配评估157

10.2零部件管理157

10.2.1供应链管理157

10.2.2零部件变更管理158

10.2.3工业变更控制政策159

10.3风险管理160

习题161

参考文献161

第11章 失效模式、机理和影响分析162

11.1引言162

11.2失效模式、机理和影响分析方法163

11.2.1系统定义、单元和功能164

11.2.2潜在失效模式164

11.2.3潜在失效原因165

11.2.4潜在失效机理165

11.2.5失效模型165

11.2.6寿命周期剖面165

11.2.7失效机理优先级处理166

11.2.8文档168

11.3案例分析168

11.4结论170

参考文献171

第12章 降额和升额173

12.1元器件额定值173

12.1.1最大绝对额定值173

12.1.2推荐工作条件174

12.1.3确定额定值的因素174

12.2降额174

12.2.1如何进行降额175

12.2.2降额方法的局限179

12.2.3如何确定极限184

12.3升额185

12.3.1元器件的选择与管理186

12.3.2升额能力评价186

12.3.3升额方法187

12.3.4持续的保证189

12.3.5总结189

习题189

参考文献190

第三部分 生产和装配过程中的可靠性工程活动193

第13章 过程控制与过程能力193

13.1过程控制系统193

13.2变异来源194

13.3控制图在问题识别上的应用195

13.4统计控制196

13.5控制图196

13.6对于变量的控制图203

13.6.1X和R图203

13.6.2X和S图208

13.7属性控制图209

13.8控制图优点212

13.9平均出厂质量213

13.10过程能力研究214

13.11高级控制图218

习题220

参考文献224

第14章 产品筛选与老炼策略225

14.1老炼数据分析225

14.2老炼数据讨论226

14.3无筛选具有更高的现场可靠性227

14.4推荐方法228

参考文献229

第四部分 可靠性试验和验证活动的设计和计划230

第15章 产品鉴定与试验230

15.1贯穿寿命周期的产品试验与试验规程230

15.2可靠性估计232

15.3统计基本概念233

15.4正态分布的置信区间235

15.5比例的置信区间237

15.6对于成——败型试验的可靠性估计与置信限237

15.7可靠度估计和指数分布的置信限240

15.8总结243

习题243

参考文献244

第16章 产品加速鉴定与试验245

16.1鉴定指南245

16.2案例研究：封装系统坠落试验鉴定250

第五部分 可靠性工作程序和工作过程的设计和管理263

第17章 分析产品失效机理和根因263

17.1引言263

17.2根因分析过程264

17.2.1预先规划265

17.2.2为分析和评价直接原因收集数据266

17.2.3根因假设267

17.2.4证据的分析和说明269

17.2.5根因的识别和纠正措施270

17.2.6纠正措施评估271

17.3无故障发现272

参考文献276

第18章 保修分析278

18.1关于保修的法律实践278

18.2如何使用或不使用保修返回信息279

18.3保修策略280

18.4保修和可靠性281

18.5保修成本分析283

18.6简化系统特征288

18.7保修与可靠性管理289

18.8结论290

参考文献290

第19章 故障预测与系统健康管理292

19.1故障预测的概念模型292

19.2可靠性与故障预测294

19.3电子产品PHM295

19.4 PHM的概念与方法297

19.4.1保险和预警装置298

19.4.2故障预兆的监测和推理300

19.4.3环境监测和损伤模型使用条件304

19.5“系统系（System-of-Systems）”PHM的实施308

19.6总结309

参考文献309

第20章 六西格玛和六西格玛设计313

20.1什么是六西格玛313

20.2为什么要采用六西格玛方法314

20.3六西格玛是如何实施的314

20.3.1六西格玛过程的步骤315

20.3.2六西格玛步骤总结320

20.3.3六西格玛未来趋势321

20.4六西格玛流程的优化问题321

20.5 DFSS324

参考文献329