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第1章 可靠性设计范例 1

1.1 为什么要进行可靠性设计 1

1.2 对可靠性当前状态的反响 2

1.3 可靠性设计范例 3

范例1 学会精益求精而不是平均 3

范例2 在需求分析上多花时间 4

范例3 用寿命周期成本来衡量可靠性 6

范例4 2倍寿命设计 6

范例5 安全——关键组件应该被设计为4倍寿命 7

范例6 学会改变成本和性能悖论以达到双赢局面 7

范例7 设计以避免潜在制造缺陷 8

范例8 故障预测健康监测设计 9

1.4 总结 10

参考文献 10

第2章 可靠性设计工具 11

2.1 引言 11

2.2 产品寿命周期中的可靠性工具 11

2.3 工具的需求：理解和沟通可靠性性能 13

2.3.1 工程 13

2.3.2 管理人员 14

2.3.3 客户 14

2.4 可靠性工具 14

2.4.1 早期计划阶段（概念设计） 14

2.4.2 零件、材料和工艺选择 18

2.4.3 应力分析和设计指南 19

2.4.4 设计故障模式、影响及危害性分析 19

2.4.5 机内测试定义和有效性分析 20

2.5 详细的设计阶段 21

2.5.1 持续应力分析 21

2.5.2 过程FMECA 21

2.5.3 分析工具的持续使用 21

2.6 设计验证阶段 21

2.6.1 故障报告及纠正措施系统 21

2.6.2 根因分析和故障树／石川鱼骨图 22

2.7 试验数据分析 24

2.7.1 寿命试验与加速因子 24

2.7.2 可靠性增长建模 25

2.7.3 生产和外场支持 25

2.7.4 生产检验 25

2.8 总结 27

参考文献 27

第3章 开发可靠的软件 28

3.1 引言 28

3.2 软件可靠性：定义和基本概念 30

3.3 软件可靠性设计注意事项 33

3.4 可靠性需要有效的变更管理 36

3.5 运行时软件可靠性模型 36

3.6 测试前的软件可靠性预测工具 37

参考文献 38

第4章 可靠性建模 40

4.1 引言 40

4.2 可靠性框图：系统建模 42

4.3 使用RBD分析系统可靠性模型实例 43

4.4 可靠性增长模型 44

4.5 相似性分析和物理模型类别 45

4.6 蒙特卡罗模型 46

4.7 马尔可夫模型 47

参考文献 48

第5章 设计故障模式、影响及危害性分析 50

5.1 FMEA和FMECA介绍 50

5.2 设计FMECA 50

5.3 如何消除或避免单点故障 52

5.4 FMECA-MA的原理 53

5.5 过程FMECA与设计FMECA的区别 54

5.6 D-FMECA方法 54

5.7 设计FMECA过程示例 56

5.8 风险优先数 62

5.9 RPN排序 63

5.10 建议的措施 64

5.11 措施效果和修正的RPN 64

5.12 总结 65

参考文献 65

第6章 过程故障模式、影响和危害性分析 67

6.1 引言 67

6.2 P-FMECA的原理 67

6.3 P-FMECA的使用 68

6.4 开始前需要什么 69

6.5 按步实施P-FMECA 70

6.6 改进措施 76

6.7 报告结果 77

参考文献 78

第7章 应用于软件开发的FMECA 79

7.1 引言 79

7.2 软件开发的FMECA范围 79

7.3 软件开发的FMECA步骤 81

7.4 对软件FMECA角色和职责的重要提示 88

7.5 从实施软件FMECA学到的经验教训 89

7.6 总结 91

参考文献 91

第8章 需求开发的六西格玛方法 92

8.1 试验设计的早期经历 92

8.2 六西格玛基础 94

8.3 六西格玛的含义 94

8.4 六西格玛的三方面倡议 96

8.5 RASCI工具 97

8.6 六西格玛设计 98

8.7 需求开发：系统可靠性面临的主要挑战 99

8.8 GQM工具 100

8.9 思维导图工具 101

参考文献 103

第9章 可靠性设计中人的因素 104

9.1 人因工程 104

9.2 设计工程师关注的人的因素 104

9.3 以人为中心的设计 105

9.4 人因分析过程 109

9.5 人因和风险 113

9.6 人为差错 113

9.7 容错设计 115

9.8 检查单 115

9.9 人因设计试验验证 116

参考文献 116

第10章 设计中以排除故障为目的的应力分析 117

10.1 应力分析的原则 117

10.2 机械应力分析或耐久性分析 117

10.3 有限元分析 118

10.4 概率性与确定性的方法和故障对比 118

10.5 应力分析如何有助于可靠性设计 119

10.6 降额和应力分析 119

10.7 应力强度曲线 120

10.8 软件应力分析和测试 123

10.9 结构增强以提高结构完整性 124

参考文献 125

第11章 高加速寿命试验 126

11.1 引言 126

11.2 时间压缩 129

11.3 测试覆盖率 129

11.4 HALT的环境应力 130

11.5 对应力的敏感性 131

11.6 设计裕度 133

11.7 总结 135

参考文献 135

第12章 耐极端环境设计 136

12.1 引言 136

12.2 耐极端环境设计 136

12.3 冷设计 136

12.4 热设计 138

参考文献 142

第13章 可信性设计 143

13.1 引言 143

13.2 软件结构对可靠性的影响 144

13.3 模块和组件 145

13.4 重用策略 148

13.5 设计原则 149

13.6 使系统可信的设计约束 151

13.7 总结 156

参考文献 157

第14章 故障预测与健康管理能力以提高可靠性 159

14.1 引言 159

14.2 PHM是美国国防部的政策 161

14.3 视情维修与基于时间的维修 161

14.4 PHM是视情维修的一部分 162

14.5 故障预兆的监测和推理 162

14.6 监测环境和使用负载以进行故障建模 162

14.7 故障检测、故障隔离和故障预测 163

14.8 自动应力监测传感器 164

参考文献 165

第15章 可靠性管理 166

15.1 引言 166

15.2 可靠性对管理重要性的一个案例 166

15.3 可靠性计划管理 167

15.4 可靠性：产品寿命的关键要素 168

15.5 计划、执行和文档 171

15.6 关闭反馈回路：可靠性评估、问题归零和可靠性增长 173

参考文献 174

第16章 风险管理、异常处理及变更管理 175

16.1 引言 175

16.2 风险管理的重要性 176

16.3 为什么许多风险被忽视了 176

16.4 项目风险 178

16.5 设计风险 179

16.6 风险评估 180

16.7 风险识别 181

16.8 风险估计 182

16.9 风险评价 182

16.10 风险消减 184

16.11 风险沟通 185

16.12 风险和竞争力 186

16.13 变更过程中的风险管理 186

16.14 配置管理 186

参考文献 187

第17章 可靠性设计与安全性设计的集成 188

17.1 引言 188

17.2 安全设计的开始 188

17.3 系统安全性设计中的可靠性 189

17.4 安全性分析技术 189

17.5 应用风险评估指数矩阵进行安全性评估 193

17.6 详细安全性设计的设计与开发过程 194

17.7 包括可靠性的安全性设计验证 194

17.8 结合可靠性数据的安全设计实例 195

17.9 最后思考 195

参考文献 199

第18章 组织的可靠性能力评估 200

18.1 引言 200

18.2 IEEE 1624—2008的优点 201

18.3 组织的可靠性能力 202

18.4 可靠性能力评估 202

18.5 设计能力和可执行性 203

18.6 设计能力对可靠性能力的影响 203

18.7 IEEE 1624评分准则 206

18.8 SEI CMMI评分准则 207

18.9 组织可靠性能力评估过程 207

18.10 高可靠性优点 211

18.11 总结 211

参考文献 212