第1章 产品效能与价值 1
1.1 引言 1
1.2 影响效能的产品特征 1
1.3 影响产品效能的计划因素 3
1.3.1 产品效能 4
1.3.2 运行准备状态和可用性 5
1.3.3 可信性 6
1.3.4 产品能力 6
1.3.5 可靠性 7
1.3.6 维修性 8
1.3.7 时间元素之间的关系 10
1.4 任务目标分解 11
1.4.1 行政管理时间 12
1.4.2 后勤支持时间 12
1.4.3 维修实施时间和运行时间 12
第2章 与可靠性相关的概念 15
2.1 引言 15
2.2 可靠度 15
2.3 概率密度函数 18
2.4 故障率 19
2.5 条件可靠性 21
2.6 失效时间 21
练习 22
第3章 统计推论概念 24
3.1 引言 24
3.2 统计估计 24
3.2.1 点估计 24
3.2.2 区间估计 27
3.3 假设检验 27
3.3.1 频率直方图 28
3.3.2 适合度检验 29
3.4 可靠性回归模型的拟合 34
3.4.1 Gauss-Markov理论和线性回归 34
3.4.2 比例风险（PH）模型和加速寿命（AL）模型 38
3.4.3 恒定应力下的加速寿命回归 39
3.4.4 时间相关应力下的加速寿命回归 41
3.5 结论 42
参考文献 42
第4章 产品可靠性分析的实用概率分布 44
4.1 引言 44
4.2 离散型分布 44
4.2.1 二项分布 44
4.2.2 Poisson分布 47
4.2.3 其他离散分布 48
4.3 连续型分布 48
4.3.1 Weibull分布 49
4.3.2 指数分布 52
4.3.3 正态分布 54
4.3.4 对数正态分布 56
4.4 绘制概率曲线 58
第5章 置信区间 64
5.1 引言 64
5.2 概念 64
5.2.1 定义 65
5.2.2 置信水平 65
5.2.3 置信区间和样本量的关系 66
5.3 置信区间估计方法 66
5.4 正态分布的置信区间 67
5.4.1 已知方差，未知均值总体的置信区间 67
5.4.2 未知方差，未知均值总体的置信区间 68
5.4.3 已知方差，但均值不同的两个总体的置信区间 68
5.5 MTBF的置信区间——假设为指数分布 69
5.6 总体比例置信区间 71
5.7 总结 71
参考文献 72
第6章 硬件可靠性 73
6.1 引言 73
6.2 失效机理和损伤模型 75
6.2.1 异常的机械性能 76
6.2.2 异常的热学性能 77
6.2.3 异常的电学性能 77
6.2.4 屈服 78
6.2.5 扭曲 79
6.2.6 断裂 79
6.2.7 接触面脱离粘连 80
6.2.8 疲劳 81
6.2.9 蠕变 83
6.2.10 磨损 83
6.2.11 相互扩散引起的老化 84
6.2.12 离子辐射引起的老化 84
6.2.13 其他老化现象 85
6.2.14 腐蚀 85
6.2.15 金属迁移 86
6.3 载荷、应力和材料行为 86
6.4 变异性与可靠性 87
6.5 可靠性预测技术 88
6.6 案例研究：微电子封装中的丝焊组装 90
6.6.1 失效机理和应力分析 90
6.6.2 变异性和可靠性的随机建模 93
6.6.3 疲劳寿命和可靠性预测 96
6.7 鉴定试验和加速试验 98
6.8 降额和后勤决策 100
6.9 制造问题 101
6.9.1 工艺鉴定 101
6.9.2 工艺性、工艺变化和缺陷、产出 101
6.9.3 工艺验证试验和统计过程控制 103
6.10 总结 104
参考文献 105
第7章 软件可靠性 106
7.1 引言 106
7.2 相关定义 106
7.3 软件开发：经典的瀑布式生命周期 109
7.3.1 各阶段描述 110
7.3.2 软件开发标准 114
7.3.3 软件开发生命周期和相关成本中的错误分布 114
7.4 改进软件可靠性的技术 114
7.4.1 可靠软件的设计 114
7.4.2 容错软件的设计 117
7.4.3 测试 119
7.4.4 形式化方法 123
7.4.5 软件开发过程成熟度 124
7.5 软件可靠性评估技术 125
7.5.1 软件分析方法 125
7.5.2 软件度量 127
7.5.3 软件可靠性模型 130
7.6 总结 137
参考文献 138
第8章 失效模式、机理及影响分析 141
8.1 引言 141
8.2 失效模式、机理及影响分析方法 143
8.2.1 系统的定义、元素和功能 143
8.2.2 潜在失效模式 144
8.2.3 潜在失效原因 144
8.2.4 潜在失效机理 144
8.2.5 失效模型 145
8.2.6 生命周期剖面 145
8.2.7 失效机理的优先排序 145
8.2.8 文件编制 148
8.3 案例研究 148
8.4 总结 151
参考文献 152
第9章 可靠性设计 154
9.1 引言 154
9.2 产品需求和约束 154
9.3 产品的生命周期条件 155
9.4 可靠性能力 156
9.5 零件和材料选择 157
9.6 失效模式、机理及影响分析 157
9.7 失效物理 158
9.7.1 应力裕度 158
9.7.2 失效机理的模型分析 159
9.7.3 降额 159
9.7.4 保护结构 159
9.7.5 冗余 160
9.7.6 预测 160
9.8 鉴定 160
9.9 制造和装配 162
9.9.1 工艺性 162
9.9.2 工艺验证试验 163
9.10 闭环根源监测 164
9.11 总结 165
参考文献 165
练习 165
第10章 系统可靠性建模 167
10.1 引言 167
10.2 可靠性框图 167
10.3 串联系统 167
10.4 冗余系统 169
10.4.1 工作冗余 169
10.4.2 备用系统 171
10.4.3 表决系统 171
10.4.4 冗余的限制因素 172
10.4.5 复杂系统 173
10.5 故障树分析 175
10.6 故障树分析的步骤 176
参考文献 179
练习 179
第11章 冗余和容错产品的可靠性分析 181
11.1 静态冗余——组合建模 182
11.1.1 简单冗余 182
11.1.2 掩蔽冗余 185
11.1.3 故障树 188
11.2 时间相关性 190
11.2.1 平均失效时间 191
11.2.2 故障率 192
11.3 动态冗余——Markov模型 192
11.3.1 备用冗余 193
11.3.2 TMR／单一系统 195
11.3.3 可修复产品 197
11.4 关联失效 199
11.4.1 共模失效 199
11.4.2 关联失效率 200
11.4.3 多模失效 201
11.5 容错计算机产品的覆盖建模 202
11.5.1 相关术语 203
11.5.2 不完全覆盖的影响 203
11.5.3 覆盖模型的一般结构 204
11.5.4 近重合故障 207
11.5.5 把覆盖模型纳入到产品模型 209
11.6 有界近似模型 212
11.6.1 截断穷尽状态枚举 213
11.6.2 截断的不相交积之和 215
11.6.3 Markov链的截断 217
11.7 高级主题 217
11.7.1 性能与可靠性的结合 217
11.7.2 阶段性运行 218
11.7.3 高级故障树建模 220
11.8 总结 221
参考文献 221
第12章 可维修产品的可靠性模型和数据分析 223
12.1 引言 223
12.2 分析背景 223
12.2.1 寿命独立F-R过程 224
12.2.2 寿命持久F-R过程 224
12.2.3 定义AI和AP的特征 224
12.2.4 更新（renewal）过程和Poisson过程的失效修复 225
12.3 数据分析技术 229
12.3.1 图形化趋势测试 230
12.3.2 更新过程测试 232
12.3.3 齐次Poisson过程测试 234
12.3.4 两样本的比较 235
12.3.5 Weibull非齐次Poisson过程的拟合 237
12.4 总结 241
参考文献 241
第13章 持续的可靠性改进 242
13.1 引言 242
13.2 可靠性的增长过程 242
13.2.1 可靠性改进计划 243
13.2.2 失效分类 246
13.2.3 试验优化 248
13.2.4 试验周期和环境问题 248
13.3 应力余量试验 249
13.3.1 应力寿命试验（STRIFE） 251
13.3.2 高加速寿命试验（HALT） 251
13.3.3 逆幂律模型和Miner法则 252
13.4 对可靠性持续增长的监控 252
13.4.1 持续增长模型 252
13.4.2 离散模型 260
13.5 可靠性改进的效率和不确定性 261
13.5.1 可靠性增长效率 261
13.5.2 可靠性增长的不确定性 262
13.6 总结 264
参考文献 264
第14章 后勤保障 266
14.1 引言 266
14.2 后勤保障要素 267
14.3 可靠性对后勤资源的影响 268
14.3.1 可靠性、维修率及后勤资源的预期需求 269
14.3.2 供应保障——维修配件和消耗品的供应 275
14.3.3 人力与人事计划——人员编制 285
14.3.4 保障及测试设备——利用率和生产率 288
14.4 维修等级分析 289
14.5 总结 291
参考文献 291
第15章 产品效能和成本分析 292
15.1 引言 292
15.2 用Markov过程量化产品效能的框架 293
15.2.1 多功能产品运行的广义模型 294
15.2.2 效能评估示例——连续运行 295
15.2.3 模型的适用性 298
15.3 产品效能分析所要考虑的因素 299
15.3.1 阶段Ⅰ：定义应用、产品与后勤保障 300
15.3.2 阶段Ⅱ：选择效能量度 301
15.3.3 阶段Ⅲ：建立数学模型 302
15.3.4 阶段Ⅳ：获取输入数据 304
15.3.5 阶段Ⅴ：应用、解释和改进模型 304
15.4 成本效能分析 304
15.4.1 成本分类 305
15.4.2 成本估计 307
15.4.3 成本调整 309
15.4.4 成本的不确定性和敏感性 311
15.4.5 综合考虑效能和成本 311
15.5 总结 313
参考文献 314
辅助阅读材料 314
第16章 工艺能力与过程控制 315
16.1 引言 315
16.2 平均检出质量 315
16.3 工艺能力 316
16.4 统计过程控制 319
16.4.1 控制图：确认变异来源 319
16.4.2 构建控制图 319
16.5 控制图案例 326
参考文献 333
练习 333