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编写说明 1

常用可靠性术语 1

第1章 可靠性设计综述 1

1.1 一些概念问题 1

目录 1

1.2 可靠性工作的范围 3

1.3 保障可靠性的方法 4

参考文献 9

第2章 系统可靠性模型 10

2.1 系统可靠性框图 10

2.2.1 串联系统 11

2.2 典型系统可靠性模型 11

2.2.2 并联系统 13

2.2.3 表决系统（K/n（G）系统） 14

2.2.4 贮备系统 16

2.3 一般系统可靠性模型 19

2.3.1 状态枚举法（布尔真值表法） 20

2.3.2 全概率分解法 22

2.3.3 最小路径法 25

2.4 具有多功能单元的系统可靠性模型 29

参考文献 31

3.1.1 任务可靠性指标 32

3.1 可靠性指标 32

第3章 可靠性指标规定 32

3.1.2 维修性指标 33

3.1.3 可用性指标 34

3.1.4 储存寿命指标 34

3.2 可靠性指标规定的原则与一般步骤 35

3.2.1 原则 36

3.2.2 一般步骤 36

3.3 可靠性指标量值确定方法 37

3.3.1 统筹优化法 38

3.3.2 综合权衡法 39

3.4.2 设置任务剖面检验点并确定指标 41

3.4.3 规定各指标的量值 41

3.4 型号可靠性指标规定示例 41

3.4.1 描述型号使用任务剖面 41

参考文献 44

第4章 可靠性分配 45

4.1 可靠性分配的目的与原则 45

4.2 常用可靠性分配方法 45

4.2.1 等分配法 45

4.2.2 比例分配法 46

4.2.3 AGREE分配法 47

4.2.4 花费最小分配法 49

参考文献 51

第5章 可靠性预计 52

5.1 可靠性预计目的、程序与注意事项 52

5.2 可靠性预计的常用方法 53

5.2.1 相似设备法 53

5.2.2 元器件计数法 54

5.2.3 应力分析法 56

参考文献 60

第6章 故障因果分析 61

6.1 FMECA 61

6.1.1 FMECA的用途 61

6.1.2 失效模式 62

6.1.3 系统任务阶段和工作模式 63

6.1.4 FMECA类型 63

6.1.5 FMECA的实施 66

6.1.6 注意事项 67

6.2 FTA 67

6.3 FTA与FMECA的比较 68

参考文献 69

第7章 电子元器件选择、控制和降额使用 70

7.1 元器件的选择和控制 70

7.1.1 选择和控制的基本原则 70

7.1.2 控制要求 71

7.1.3 选择准则 72

7.2 元器件的七专技术条件和国家军用标准 74

7.2.1 “七专”技术条件的要点 74

7.2.2 国家军用标准的要点 74

7.3 元器件优选目录和合格厂点 75

7.3.1 元器件优选目录 75

7.3.2 合格厂点 77

7.4 元器件工作可靠性的影响因素 77

7.5 元器件的选用 81

7.5.1 元器件品种的选用 81

7.5.2 元器件的质量等级 81

7.5.4 进口微电路的型号命名 84

7.5.3 器件的封装类型及其可靠性 84

7.6 元器件的降额 86

7.7 元器件筛选 86

7.7.1 成品筛选 87

7.7.2 补充筛选 87

7.8 失效分析 88

7.8.1 委托方采取的措施 88

7.8.2 填写元器件失效分析卡 89

7.8.3 失效分析的程序 89

7.8.4 失效分析与破坏性物理分析（DPA）的区别 89

附录7.1 目录外电子元器件选用申请表 90

附录7.2 电子元器件技术条件 半导体“七专”单片集成电路加严技术条件 91

附录7.3 电子元器件技术条件硅中、小功率晶体管“七专”技术条件 93

附录7.4 一些进口元器件的标识 95

附录7.5 封装外壳各字母的含义 102

附录7.6 电子元器件失效分析卡 104

参考文献 105

第8章 可靠电路设计 106

8.1 电路简化设计 106

8.1.1 电路简化设计主要考虑的因素 106

8.1.2 电路简化设计的注意事项 107

8.1.3 电路简化设计举例 108

8.2.2 瞬态干扰引起的故障 111

8.2.1 瞬态干扰的来源 111

8.2 瞬态干扰和过应力保护 111

8.2.3 过应力保护 112

8.2.4 CMOS器件的防静电 114

8.3 电磁兼容性设计 115

8.3.1 接地设计 115

8.3.2 屏蔽 117

8.3.3 电源滤波 117

8.4 参数劣化和分析 118

8.4.1 元器件和材料参数变化的控制 119

8.4.2 容差设计 119

8.5.1 分立元件电路 121

8.5 减少设计失误 121

8.5.2 TTL电路 122

8.5.3 CMOS电路 122

8.5.4 模拟电路 124

8.6 主要设计约束 127

8.6.1 电压增益限制 127

8.6.2 热因素 128

8.7 印制板设计 129

8.7.1 布局 129

8.7.2 地线 130

8.7.3 走线规则 130

8.7.4 过渡孔问题 131

8.7.5 特殊问题的专门处理 132

8.8 计算机辅助设计和分析 133

8.8.1 发展概述 133

8.8.2 软件功能特征 135

8.8.3 运行环境 136

8.8.4 典型EDA软件简介 137

8.9 可靠的典型电路举例 138

8.9.1 数字电路举例——自主切换的主、备份晶体振荡器电路（IMHE） 138

8.9.2 模拟电路举例——模拟开关的保护电路 140

8.9.3 模拟、数字混合电路举例——伪速率调制器（PR-M） 142

参考文献 145

9.1.1 环境分类 146

第9章 环境及其防护设计 146

9.1 环境条件 146

9.1.2 环境因素影响效应 147

9.1.3 环境防护原则 157

9.2 温度防护（高温、低温） 159

9.2.1 温度防护目的 160

9.2.2 温度防护方法 160

9.3 振动和冲击防护 162

9.3.1 环境条件界限和强度下限 163

9.3.2 振动与冲击防护措施 163

9.4.1 防潮 165

9.4 防潮、防盐雾、防霉菌、防砂尘 165

9.4.2 防盐雾 166

9.4.3 防霉菌 166

9.4.4 防砂尘 167

9.5 防爆、防雷击、防电磁与核辐射 167

9.5.1 防爆 167

9.5.2 防雷击 167

9.5.3 防电磁与核辐射 169

参考文献 170

第10章 边缘性能分析 171

10.1 边缘分析的边值法 171

10.2 田口玄一的参数设计 173

10.3 边缘分析的概率法 178

10.4 边缘分析的Monte-Garlo法 179

参考文献 180

第11章 冗余设计 181

11.1 冗余与容错 181

11.2 冗余设计应注意的事项 181

11.3 冗余设计方法 183

11.3.1 使资源耗费最少的冗余设计 183

11.3.2 使系统可靠性最大的冗余设计 186

参考文献 188

12.1.1 不同类型产品可靠性问题的特点 189

12.1 非电子产品可靠性分析与试验 189

第12章 非电子产品可靠性设计 189

12.1.2 非电子产品可靠性分析 190

12.1.3 非电子产品可靠性试验 196

参考文献 198

12.2 机械产品可靠性设计原理与可靠性计算 198

12.2.1 应力-强度干涉理论与可靠性的一般表达式 198

12.2.2 可靠性计算方法 199

参考文献 209

12.3 结构静强度、刚度可靠性设计 210

12.3.1 概述 210

12.3.2 基于联结方程的概率设计 211

12.3.3 基于可靠性安全系数法的可靠性设计 221

12.3.4 结构刚度可靠性设计 226

12.3.5 航天结构金属材料选用与性能统计 230

参考文献 238

12.4 复合材料结构强度的可靠性设计 239

12.4.1 复合材料强度的概率分布函数 239

12.4.2 结构强度的变差系数Cvs 239

12.4.3 结构强度可靠性设计的基本方法 239

12.5.1 疲劳强度与裂纹长度的分布函数 244

12.5.2 断裂及其可靠性设计 244

12.5 疲劳与断裂的可靠性 244

参考文献 244

12.5.3 疲劳破坏及其设计准则 250

12.5.4 疲劳寿命的统计确定方法 260

12.5.5 疲劳可靠性设计 262

参考文献 263

12.6 磨损和腐蚀（烧蚀）的概率计算 264

12.6.1 磨损特性和参数图线 264

12.6.2 给定寿命下的零件耐磨可靠性计算 267

12.6.3 给定耐磨可靠性时摩擦副寿命计算 269

12.6.4 腐蚀（烧蚀）概率计算 271

参考文献 272

13.1 贮存期与贮存可靠性 273

第13章 贮存可靠性与贮存寿命设计 273

13.2 典型的贮存失效模式 275

13.3 贮存可靠性设计 276

13.3.1 贮存环境条件改善设计 276

13.3.2 贮存环境适应性设计 277

13.3.3 贮存环境防护包装设计 279

13.3.4 非金属材料与元器件贮存期划线控制 284

13.4 贮存阶段维护方案设计 284

13.5 贮存试验 285

参考文献 286

14.1 人体几何尺寸 287

第14章 人机工程设计 287

14.2 环境条件设计 288

14.2.1 温度、湿度 288

14.2.2 照明 289

14.2.3 色彩 289

14.2.4 噪声 290

14.2.5 振动及加速度 291

14.3 信息显示设计 292

14.3.1 标度器常用类型 292

14.3.2 计数器 293

14.4.1 按钮 294

14.4 操纵与连接机构设计 294

14.3.5 音响器 294

14.3.3 示波器 294

14.3.4 灯光 294

14.4.2 脚踏按钮 295

14.4.3 搬钮开关 295

14.4.4 选择开关 295

14.4.5 旋钮 295

14.4.6 曲柄 296

14.4.7 手轮（操纵盘） 296

14.4.8 操纵杆 296

参考文献 296

15.1 概述 297

第15章 设计评审 297

15.2 评审的内容 299

15.3 设计评审检查单 299

参考文献 300

第16章 可靠性验证 301

16.1 可靠性验证的意义、分类及程序 301

16.1.1 意义 301

16.1.2 分类 301

16.1.3 可靠性验证试验的一般程序 302

16.2.1 设计阶段验证试验特点 305

16.2.2 成败型抽样方案 305

16.2 设计阶段可靠性验证抽样方案设计 305

16.2.3 指数寿命型抽样方案 314

16.2.4 威布尔寿命型抽样方案 318

16.2.5 应力-强度型抽样方案 319

16.3 生产阶段可靠性验证抽样方案设计 321

16.3.1 生产阶段验证试验特点 321

16.3.2 生产阶段可靠性验证抽样方案设计提要 322

参考文献 322

17.1.1 可靠性增长的基本定义 323

17.1.2 可靠性增长试验 323

17.1 可靠性增长概述 323

第17章 可靠性增长 323

17.1.3 可靠性增长方式 325

17.1.4 可靠性增长管理 326

17.2 可靠性增长模型 327

17.2.1 Duane增长模型 327

17.2.2 AMSAA增长模型 332

17.3 已知模型的可靠性增长试验设计 340

17.3.1 试验设计的原始条件 340

17.3.2 绘制可靠性增长试验理论曲线与计划曲线 341

17.3.3 可靠性增长试验跟踪与控制 346

17.3.4 可靠性增长试验最终评估 347

17.4.1 未知模型可靠性增长试验特点 348

17.4.2 可靠性增长试验方案 348

17.4 未知模型可靠性增长试验设计 348

参考文献 352

第18章 加速寿命试验 353

18.1 概述 353

18.2 恒定应力加速寿命试验的试验设计 354

18.2.1 应力类型的选择及应力水平的确定 354

18.2.2 参数的监测 354

18.2.3 试验的样本量 355

18.2.4 试验截止时间 355

18.2.5 失效判据 355

18.3.1 正态、对数正态和威布尔概率图分析法 356

18.3 加速寿命数据的图分析法 356

18.3.2 加速寿命试验的图分析法 359

参考文献 365

第19章 整机环境应力筛选 366

19.1 环境应力筛选意义 366

19.1.1 概念与定义 366

19.1.2 环境应力筛选与可靠性的关系 366

19.1.3 环境应力筛选与老炼的关系 366

19.2 环境应力筛选对象 367

19.3 环境应力筛选检测和剔除的故障类型 367

19.4.1 环境种类及筛选效率 368

19.4 筛选环境选择 368

19.4.2 筛选环境的选择原则 369

19.5 筛选方案 369

19.5.1 一般选用的环境种类 369

19.5.2 环境应力筛选条件 370

19.6 筛选程序 372

19.6.1 准备阶段 372

19.6.2 激发故障筛选阶段 372

19.7 筛选设计、计划和监控 374

19.7.1 筛选计划 374

19.6.4 最后性能检测 374

19.6.3 无故障检验筛选阶段 374

19.7.2 筛选参数设计 375

19.7.3 筛选试验监控 376

参考文献 377

第20章 可靠性与贮存期评估 378

20.1 数据整理 378

20.1.1 数据整理意义 378

20.1.2 故障分类 378

20.1.3 数据甄别 379

20.2 单元产品可靠性评估 394

20.2.1 成败型试验数据的可靠性评估 394

20.2.2 指数寿命型试验数据的可靠性评估 395

20.2.3 威布尔型数据的可靠性评估 398

20.2.4 结构可靠性（应力-强度型）评估 401

20.2.5 正态分布的变差系数的评估 403

20.3 系统可靠性评估 405

20.3.1 串联系统可靠性综合评估的L-M方法 405

20.3.2 N．R．曼的AO方法 409

20.4 性能可靠性评估 412

20.4.1 性能可靠性定义与评估步骤 412

20.4.2 分布参数的估计 413

20.4.3 性能可靠性评定 422

20.4.4 同步性能可靠性 426

20.5 贮存期评估 429

20.5.1 成败型数据的贮存期评估 430

20.5.2 计量型数据的贮存期评估 435

20.6 Monte-Carlo模拟法（M-C法） 439

20.6.1 前言 439

20.6.2 抽样方法 440

20.6.3 系统可靠性模拟方法 448

20.6.4 示例 451

参考文献 452

第21章 软件可靠性 454

21.1 软件的缺陷、故障、失效 454

21.2 软件的运行剖面 455

21.3 软件的MTTF 458

21.4 软件的故障率预计 459

21.5 软件的工业化生产、质量管理 461

21.6 软件可靠性工程 463

21.7 用数字仿真平台考核软件 464

21.8 软件可靠性增长模型 466

21.9 软件MTTF的确定、评估及验证 468

参考文献 470

第22章 可靠性管理 471

22.1 概述 471

22.2 可靠性计划的制订 472

22.2.1 分阶段的计划内容 474

22.2.2 系统可靠性、寿命周期费用及综合权衡 476

22.3 可靠性计划的评审和检查 476

22.5 故障报告、分析和纠正措施系统 477

22.4 对转承制方和供应方可靠性的监控 477

22.6 可靠性数据管理与数据库 478

22.6.1 可靠性数据与分类 478

22.6.2 可靠性数据的用途 479

22.6.3 可靠性数据来源 479

22.6.4 可靠性数据收集与处理 480

22.6.5 可靠性数据库的建立与运用 480

22.7 可靠性文档（资料项目） 481

参考文献 482

附录A 常用可靠性数表 483

附录B 常用可靠性标准目录 568