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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PHM 295

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 DFSS 324

参考文献 329