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工程可靠性基礎(chǔ) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030705419
- 條形碼：9787030705419 ; 978-7-03-070541-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
工程可靠性基礎(chǔ) 內(nèi)容簡介
本書在跟蹤可靠性研究前沿的基礎(chǔ)上，以航空、航天與民航為背景，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計與工程設(shè)計原理，系統(tǒng)全面地闡述了工程可靠性的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)。本書共七章，內(nèi)容包括：緒論、可靠性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、系統(tǒng)可靠性模型、系統(tǒng)可靠性分析方法、可靠性預(yù)計與分配、可靠性試驗、驗證與評定與人機(jī)系統(tǒng)可靠性。本書在以復(fù)雜系統(tǒng)可靠性建模與仿真為主要內(nèi)容的同時，也對可靠性試驗及失效機(jī)理等進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述。
工程可靠性基礎(chǔ) 目錄
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 可靠性工程發(fā)展 1
1.2 可靠性基本概念 3
習(xí)題1 10
第2章 可靠性數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 12
2.1 可靠性基本特征量 12
2.1.1 可靠度與不可靠度 12
2.1.2 失效率 13
2.1.3 平均故障發(fā)生時間與平均故障間隔時間 15
2.1.4 剩余壽命 16
2.1.5 可靠/中位/特征壽命 17
2.2 隨機(jī)變量數(shù)字特征 18
2.3 常用參數(shù)型分布 23
2.3.1 指數(shù)分布模型 23
2.3.2 正態(tài)分布模型 24
2.3.3 對數(shù)正態(tài)分布模型 26
2.3.4 威布爾分布模型 27
2.3.5 極值分布模型 30
2.4 基本抽樣分布 31
2.4.1 總體與個體 31
2.4.2 樣本 32
2.4.3 統(tǒng)計量 32
2.4.4 基本抽樣分布 34
2.5 分布參數(shù)的估計 41
2.5.1 點估計 41
2.5.2 區(qū)間估計 44
2.6 線性回歸分析 46
2.6.1 一元線性回歸模型 47
2.6.2 非線性問題的線性回歸 53
2.7 截尾數(shù)據(jù)分析 54
2.7.1 Ⅰ型截尾 55
2.7.2 Ⅱ型截尾 56
2.7.3 一般性截尾過程 57
2.8 小子樣數(shù)據(jù)分析 59
2.8.1 Bayes方法 59
2.8.2 信息融合方法 63
2.9 無故障數(shù)據(jù)分析 67
2.9.1 數(shù)據(jù)缺失填補(bǔ) 67
2.9.2 零失效數(shù)據(jù)處理 68
2.10 分布類型檢驗 72
2.10.1 估計模型的檢驗方法 73
2.10.2 分布的檢驗方法 74
習(xí)題2 79
第3章 系統(tǒng)可靠性模型 82
3.1 概述 82
3.2 不可修系統(tǒng)可靠性模型 85
3.2.1 串聯(lián)系統(tǒng) 85
3.2.2 并聯(lián)系統(tǒng) 87
3.2.3 混聯(lián)系統(tǒng) 89
3.2.4 表決系統(tǒng) 91
3.2.5 旁聯(lián)系統(tǒng) 92
3.2.6 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 96
3.3 可修系統(tǒng)可靠性模型 102
3.3.1 Markov分析過程 103
3.3.2 單部件可修系統(tǒng)模型 113
3.3.3 多部件可修系統(tǒng)模型 115
3.4 三態(tài)系統(tǒng)可靠性分析 125
3.4.1 串聯(lián)三態(tài)系統(tǒng) 125
3.4.2 并聯(lián)三態(tài)系統(tǒng) 126
3.4.3 混聯(lián)三態(tài)系統(tǒng) 127
習(xí)題3 128
第4章 系統(tǒng)可靠性分析方法 132
4.1 故障模式、影響與危害性分析 132
4.1.1 概述 132
4.1.2 故障模式與影響分析 133
4.1.3 危害性分析 137
4.1.4 FMECA應(yīng)用示例 139
4.2 故障樹分析 146
4.2.1 概述 146
4.2.2 建立故障樹的方法 149
4.2.3 故障樹的定性分析 157
4.2.4 故障樹的定量分析 163
4.3 模糊可靠性分析 176
4.3.1 模糊可靠性的基本概念 176
4.3.2 模糊可靠性基本指標(biāo) 177
4.3.3 模糊可靠性模型 181
4.4 多階段任務(wù)系統(tǒng)可靠性分析 187
4.4.1 基本概念 187
4.4.2 微元件分析法 188
4.4.3 布爾代數(shù)分析法 190
4.4.4 二元決策圖分析法 191
習(xí)題4 193
第5章 可靠性預(yù)計與分配 197
5.1 可靠性預(yù)計方法 197
5.1.1 相似產(chǎn)品法 197
5.1.2 元器件計數(shù)法 198
5.1.3 應(yīng)力分析法 199
5.1.4 故障率預(yù)計法 200
5.1.5 評分預(yù)計法 201
5.1.6 上下限法 202
5.2 可靠性分配 207
5.2.1 等分配法 207
5.2.2 再分配法 209
5.2.3 相對失效率與相對失效概率法 210
5.2.4 AGREE分配法 215
5.2.5 評分分配法 217
5.2.6 工程加權(quán)法 218
5.2.7 阿林斯分配法 220
5.2.8 *優(yōu)化方法 221
習(xí)題5 225
第6章 可靠性試驗、驗證與評定 228
6.1 可靠性試驗 228
6.1.1 可靠性試驗概述 228
6.1.2 環(huán)境應(yīng)力篩選試驗 229
6.2 可靠性研制試驗 233
6.2.1 可靠性強(qiáng)化試驗 233
6.2.2 可靠性增長摸底試驗 235
6.3 可靠性增長試驗 235
6.3.1 試驗準(zhǔn)則 236
6.3.2 可靠性增長試驗的基本方法 237
6.3.3 可靠性增長的數(shù)學(xué)模型 238
6.3.4 模型的分析與評定 240
6.4 可靠性驗證試驗與評定 245
6.4.1 統(tǒng)計試驗方案及主要參數(shù) 245
6.4.2 可靠性鑒定與驗收試驗的通用程序 249
習(xí)題6 250
第7章 人機(jī)系統(tǒng)可靠性 253
7.1 人機(jī)系統(tǒng)概述 253
7.1.1 人機(jī)系統(tǒng)組成和發(fā)展特點 253
7.1.2 人機(jī)系統(tǒng)的分類 255
7.1.3 人機(jī)系統(tǒng)的功能 256
7.1.4 系統(tǒng)中人、機(jī)的特點 257
7.2 影響人機(jī)系統(tǒng)可靠性的因素 258
7.2.1 影響人員可靠性的因素 259
7.2.2 人因失誤 261
7.2.3 影響機(jī)器可靠性的因素 265
7.3 人機(jī)系統(tǒng)可靠性分析 268
7.3.1 人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計 268
7.3.2 人機(jī)系統(tǒng)可靠性計算 271
習(xí)題7 276
參考文獻(xiàn) 277
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 可靠性工程發(fā)展 1
1.2 可靠性基本概念 3
習(xí)題1 10
第2章 可靠性數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 12
2.1 可靠性基本特征量 12
2.1.1 可靠度與不可靠度 12
2.1.2 失效率 13
2.1.3 平均故障發(fā)生時間與平均故障間隔時間 15
2.1.4 剩余壽命 16
2.1.5 可靠/中位/特征壽命 17
2.2 隨機(jī)變量數(shù)字特征 18
2.3 常用參數(shù)型分布 23
2.3.1 指數(shù)分布模型 23
2.3.2 正態(tài)分布模型 24
2.3.3 對數(shù)正態(tài)分布模型 26
2.3.4 威布爾分布模型 27
2.3.5 極值分布模型 30
2.4 基本抽樣分布 31
2.4.1 總體與個體 31
2.4.2 樣本 32
2.4.3 統(tǒng)計量 32
2.4.4 基本抽樣分布 34
2.5 分布參數(shù)的估計 41
2.5.1 點估計 41
2.5.2 區(qū)間估計 44
2.6 線性回歸分析 46
2.6.1 一元線性回歸模型 47
2.6.2 非線性問題的線性回歸 53
2.7 截尾數(shù)據(jù)分析 54
2.7.1 Ⅰ型截尾 55
2.7.2 Ⅱ型截尾 56
2.7.3 一般性截尾過程 57
2.8 小子樣數(shù)據(jù)分析 59
2.8.1 Bayes方法 59
2.8.2 信息融合方法 63
2.9 無故障數(shù)據(jù)分析 67
2.9.1 數(shù)據(jù)缺失填補(bǔ) 67
2.9.2 零失效數(shù)據(jù)處理 68
2.10 分布類型檢驗 72
2.10.1 估計模型的檢驗方法 73
2.10.2 分布的檢驗方法 74
習(xí)題2 79
第3章 系統(tǒng)可靠性模型 82
3.1 概述 82
3.2 不可修系統(tǒng)可靠性模型 85
3.2.1 串聯(lián)系統(tǒng) 85
3.2.2 并聯(lián)系統(tǒng) 87
3.2.3 混聯(lián)系統(tǒng) 89
3.2.4 表決系統(tǒng) 91
3.2.5 旁聯(lián)系統(tǒng) 92
3.2.6 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 96
3.3 可修系統(tǒng)可靠性模型 102
3.3.1 Markov分析過程 103
3.3.2 單部件可修系統(tǒng)模型 113
3.3.3 多部件可修系統(tǒng)模型 115
3.4 三態(tài)系統(tǒng)可靠性分析 125
3.4.1 串聯(lián)三態(tài)系統(tǒng) 125
3.4.2 并聯(lián)三態(tài)系統(tǒng) 126
3.4.3 混聯(lián)三態(tài)系統(tǒng) 127
習(xí)題3 128
第4章 系統(tǒng)可靠性分析方法 132
4.1 故障模式、影響與危害性分析 132
4.1.1 概述 132
4.1.2 故障模式與影響分析 133
4.1.3 危害性分析 137
4.1.4 FMECA應(yīng)用示例 139
4.2 故障樹分析 146
4.2.1 概述 146
4.2.2 建立故障樹的方法 149
4.2.3 故障樹的定性分析 157
4.2.4 故障樹的定量分析 163
4.3 模糊可靠性分析 176
4.3.1 模糊可靠性的基本概念 176
4.3.2 模糊可靠性基本指標(biāo) 177
4.3.3 模糊可靠性模型 181
4.4 多階段任務(wù)系統(tǒng)可靠性分析 187
4.4.1 基本概念 187
4.4.2 微元件分析法 188
4.4.3 布爾代數(shù)分析法 190
4.4.4 二元決策圖分析法 191
習(xí)題4 193
第5章 可靠性預(yù)計與分配 197
5.1 可靠性預(yù)計方法 197
5.1.1 相似產(chǎn)品法 197
5.1.2 元器件計數(shù)法 198
5.1.3 應(yīng)力分析法 199
5.1.4 故障率預(yù)計法 200
5.1.5 評分預(yù)計法 201
5.1.6 上下限法 202
5.2 可靠性分配 207
5.2.1 等分配法 207
5.2.2 再分配法 209
5.2.3 相對失效率與相對失效概率法 210
5.2.4 AGREE分配法 215
5.2.5 評分分配法 217
5.2.6 工程加權(quán)法 218
5.2.7 阿林斯分配法 220
5.2.8 *優(yōu)化方法 221
習(xí)題5 225
第6章 可靠性試驗、驗證與評定 228
6.1 可靠性試驗 228
6.1.1 可靠性試驗概述 228
6.1.2 環(huán)境應(yīng)力篩選試驗 229
6.2 可靠性研制試驗 233
6.2.1 可靠性強(qiáng)化試驗 233
6.2.2 可靠性增長摸底試驗 235
6.3 可靠性增長試驗 235
6.3.1 試驗準(zhǔn)則 236
6.3.2 可靠性增長試驗的基本方法 237
6.3.3 可靠性增長的數(shù)學(xué)模型 238
6.3.4 模型的分析與評定 240
6.4 可靠性驗證試驗與評定 245
6.4.1 統(tǒng)計試驗方案及主要參數(shù) 245
6.4.2 可靠性鑒定與驗收試驗的通用程序 249
習(xí)題6 250
第7章 人機(jī)系統(tǒng)可靠性 253
7.1 人機(jī)系統(tǒng)概述 253
7.1.1 人機(jī)系統(tǒng)組成和發(fā)展特點 253
7.1.2 人機(jī)系統(tǒng)的分類 255
7.1.3 人機(jī)系統(tǒng)的功能 256
7.1.4 系統(tǒng)中人、機(jī)的特點 257
7.2 影響人機(jī)系統(tǒng)可靠性的因素 258
7.2.1 影響人員可靠性的因素 259
7.2.2 人因失誤 261
7.2.3 影響機(jī)器可靠性的因素 265
7.3 人機(jī)系統(tǒng)可靠性分析 268
7.3.1 人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計 268
7.3.2 人機(jī)系統(tǒng)可靠性計算 271
習(xí)題7 276
參考文獻(xiàn) 277
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工程可靠性基礎(chǔ) 節(jié)選
第1章 緒論 可靠性(reliability)一詞*早可追溯到20世紀(jì)30年代，源于人的品質(zhì)與產(chǎn)品信譽。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization，ISO)[1]把可靠性定義為：單元在給定的環(huán)境和運行條件下，在給定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。這里“單元”既可以是一個元件、設(shè)備或者一個子系統(tǒng)，又可以是一個系統(tǒng)；“給定的環(huán)境和運行條件”包括使用條件、應(yīng)力條件、環(huán)境條件和儲存條件等；“時間”一詞也應(yīng)從廣義的角度去理解，可以是時間、次數(shù)、里程，如車輛的行駛里程、零件受到的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等。在工程技術(shù)領(lǐng)域，可靠性概念是**次世界大戰(zhàn)后出現(xiàn)的，首先用在比較軍用單缸飛機(jī)、雙缸飛機(jī)及四缸飛機(jī)的安全性方面[2]，近年來發(fā)展到機(jī)械技術(shù)及現(xiàn)代工程管理領(lǐng)域，成為一個新興的邊緣交叉研究領(lǐng)域。 1.1 可靠性工程發(fā)展 可靠性理論誕生于20世紀(jì)30～40年代。1931年，Shewhart[3]首先用統(tǒng)計方法分析工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。隨著工業(yè)產(chǎn)品綜合程度的提高，出現(xiàn)了以電視機(jī)、電子計算機(jī)、汽車等為代表的機(jī)械電子產(chǎn)品，復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性和安全性已經(jīng)提到了研究日程。早期，“可靠性”這一概念僅僅從定性方面去理解，沒有數(shù)值度量。為了準(zhǔn)確表述可靠性定義，不僅要從定性來評價，而且需要有定量的尺度。在第二次世界大戰(zhàn)后期，德國火箭專家Lusser首先提出用概率乘積法則，將系統(tǒng)的可靠度看成是其各個子系統(tǒng)的可靠度乘積，從而算得V-E型火箭誘導(dǎo)裝置的可靠度為75%，首次定量表述了產(chǎn)品的可靠性。 據(jù)記載，在第二次世界大戰(zhàn)末期，美國空軍運到遠(yuǎn)東地區(qū)的電子系統(tǒng)有60%發(fā)生故障，海軍艦艇的電子設(shè)備有70% 處于故障狀態(tài)。美國率先研究可靠性工程問題，將可靠性設(shè)計貫穿于產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、使用和維修的全過程，并成立了各種研究可靠性組織，如1950年的導(dǎo)彈可靠性委員會小組，1952年由軍方、工業(yè)界及學(xué)術(shù)界組建的AGREE，于1957年提出著名的AGREE報告，即Reliability of Military Electronic Equipment[4]，為可靠性工程技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。日本在1956年從美國引進(jìn)可靠性技術(shù)，并將可靠性技術(shù)推廣到民用工業(yè)部門，取得了很大成功，極大程度上提高了產(chǎn)品的可靠度，從而提高了產(chǎn)品的競爭力，如汽車、電視、照相機(jī)等產(chǎn)品暢銷全球并帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 20世紀(jì)60年代初，美國洲際彈道導(dǎo)彈和太空開發(fā)計劃的發(fā)展，尤其是墨丘利計劃和雙子星計劃的推進(jìn)，以及和蘇聯(lián)在外太空方面的軍備競賽，使人類首次登上了月球，這給可靠性的發(fā)展提供了良好的契機(jī)[5]。1962年，英國出版了Reliability and Microelectronics雜志，法國國立通信研究所在這一年成立了“可靠性中心”，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與分析。1963年，國際上著名的可靠性專業(yè)學(xué)術(shù)雜志IEEE Transaction on Reliability問世。1964年，**屆可靠性學(xué)術(shù)會議在匈牙利召開，開始了對可靠性理論與應(yīng)用的研究工作。1965年，國際電工委員會(International Electrotechnical Commission，IEC)設(shè)立了可靠性技術(shù)委員會，對可靠性的研究，由航空、宇航、電子等尖端工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展到電力、機(jī)械、土木等一般性產(chǎn)業(yè)部門，使得可靠性工程和技術(shù)得到迅速發(fā)展[6]。 在20世紀(jì)70年代，美國和其他一些國家開始大力發(fā)展原子能。美國成立了以Rasmussen為首的研究小組，開展對原子能安全風(fēng)險評估方面的工作，數(shù)百萬美元研究經(jīng)費的投入造就了世界上**份原子能安全風(fēng)險評估報告，即著名的Rasmussen報告[7-9]。70年代初，我國航空航天工業(yè)部提出電子元器件必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選，70年代中期，中日海底電纜工程的需要推動了高可靠性元器件驗證試驗，促進(jìn)了我國可靠性工程的發(fā)展。 20世紀(jì)80年代末至90年代初，在以科技為先導(dǎo)，質(zhì)量為主線的方針指導(dǎo)下，以可靠性理論及工程應(yīng)用為主的“北京航空航天大學(xué)可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院”、致力于微電子和元器件失效機(jī)理與分析新技術(shù)的“中國賽寶實驗室(信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所)可靠性研究分析中心”，以及新興的以可靠性理論研究為主的“電子科技大學(xué)可靠性工程研究所”等重要科研院所先后成立[5]。國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》(GJB/Z 299B—98)和《電子設(shè)備非工作狀態(tài)預(yù)計手冊》(GJB/Z 108—98)為開展可靠性預(yù)計提供了一系列參考數(shù)據(jù)和科學(xué)的技術(shù)方法[6]，應(yīng)用于國內(nèi)軍用、民用及航空航天部門，助推了人造衛(wèi)星、洲際導(dǎo)彈試驗和同步通信衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國可靠性工程和技術(shù)的研究取得了顯著的成就，縮短了國內(nèi)與國際先進(jìn)的可靠性技術(shù)水平的差距。 可靠性作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，實質(zhì)上是度量產(chǎn)品在時間維度上的質(zhì)量。一個產(chǎn)品若不可靠，其高性能與強(qiáng)功能對顧客來說都是毫無意義的，而且會威脅財產(chǎn)生命安全，或?qū)е聻?zāi)難性事故發(fā)生。洛克希德飛機(jī)墜毀事故、福特汽車公司Pinto汽車的漏油事故、凡士通公司的輪胎事故等[10]，反映了產(chǎn)品在設(shè)計階段需要充分考慮可靠性相關(guān)問題。隨著可靠性研究的不斷深入，以及現(xiàn)代高科技復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)展的需要，研究過程經(jīng)歷了20世紀(jì)50年代的起步階段，70年代的成熟階段，90年代的向智能與自動化發(fā)展的階段，到21世紀(jì)已發(fā)展到面向全壽命、全過程、全特性的綜合集成階段，逐步形成了一門綜合性的可靠性工程技術(shù)學(xué)科。 近年來，歐洲和亞洲各國在工業(yè)系統(tǒng)的可靠性和安全性方面同樣也做了大量有意義的工作[7， 10]，如挪威海洋石油天然氣及北海石油天然氣的開發(fā)，使得深海設(shè)備可靠性問題成為和航空航天設(shè)備一樣的研究熱點。 1.2 可靠性基本概念 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，可靠性技術(shù)已貫穿于產(chǎn)品的初期研制、設(shè)計、制造、試驗、使用、運輸、保養(yǎng)及維修等各個環(huán)節(jié)。從經(jīng)濟(jì)角度分析，為提高產(chǎn)品的利用率，減少維修費用，高可靠性是必要的，但高可靠要求的費用較高，因此需要綜合考慮優(yōu)選部件設(shè)計問題，以便使得總費用取得*佳可靠度。 在應(yīng)用概率統(tǒng)計相關(guān)方法研究系統(tǒng)可靠性時，總把產(chǎn)品發(fā)生的故障規(guī)律看成隨機(jī)現(xiàn)象來研究，因此通常的可靠度不是指某一特定產(chǎn)品的可靠程度，而是針對該型號產(chǎn)品總體的可靠程度。可靠性理論在發(fā)展過程中形成了四個獨立學(xué)科領(lǐng)域[11]。 (1) 可靠性數(shù)學(xué)。它是可靠性研究中*重要的基礎(chǔ)理論之一，主要研究和解決各種可靠性問題的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)模型，研究可靠性的定量規(guī)律，屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)范疇，所涉及的知識主要有概率論、數(shù)理統(tǒng)計、隨機(jī)過程、運籌學(xué)及拓?fù)鋵W(xué)等數(shù)學(xué)分支，多數(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)收集與分析，以及系統(tǒng)設(shè)計與壽命試驗等方面。 (2) 可靠性工程。該領(lǐng)域首先面對產(chǎn)品這個實體對象，可為零部件、元器件、設(shè)備或系統(tǒng)，從而說明可靠性工程是對產(chǎn)品的失效與其發(fā)生概率進(jìn)行統(tǒng)計分析，以及對產(chǎn)品可靠性設(shè)計、預(yù)計、試驗、評估、檢驗、控制、維修及失效分析的一門包含許多工程技術(shù)的邊緣性學(xué)科。該學(xué)科立足于系統(tǒng)工程理論與方法，應(yīng)用概率統(tǒng)計等方法對產(chǎn)品的可靠性問題進(jìn)行定量分析，采用失效分析方法與邏輯推理對產(chǎn)品故障進(jìn)行研究，找出薄弱環(huán)節(jié)，確定提高產(chǎn)品可靠性的途徑，綜合權(quán)衡經(jīng)濟(jì)、功能等方面的得失，將產(chǎn)品的可靠性提高到滿意程度的一門學(xué)科。該學(xué)科包含了對零部件和系統(tǒng)等產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)的收集與分析、可靠性設(shè)計、預(yù)測與評價等。 (3) 可靠性物理。又稱為失效物理，是研究失效的物理原因與數(shù)學(xué)物理模型，檢測方法與糾正措施的一門可靠性理論。它使可靠性工程從數(shù)理統(tǒng)計方法發(fā)展到以理化分析為基礎(chǔ)的失效分析方法。從本質(zhì)和機(jī)理上探究產(chǎn)品的不可靠因素，從而為研究、生產(chǎn)高可靠性產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)和試驗機(jī)理。 (4) 可靠性管理。主要是指為確定和滿足產(chǎn)品可靠性要求而必須進(jìn)行的一系列計劃、組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督等工作，從制訂設(shè)計方案、分配、優(yōu)化等對產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行管理，對管理成功性提出概率和行為要求的軟科學(xué)。 在可靠性工程中，現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的收集整理，多數(shù)國家建立了各種數(shù)據(jù)庫，因為數(shù)據(jù)是可靠性設(shè)計和可靠性研究的基礎(chǔ)，在整個可靠性工程中，都是通過可靠性數(shù)據(jù)和信息反饋來改進(jìn)產(chǎn)品的可靠性，于是存在可靠性設(shè)計這個重要的內(nèi)容。 可靠性設(shè)計是可靠性工程的一個重要分支，因為產(chǎn)品的可靠性在很大程度上取決于設(shè)計的正確性，在可靠性設(shè)計中要規(guī)定可靠性和維修性指標(biāo)，并使其達(dá)到*優(yōu)[12]。可靠性預(yù)計則是可靠性設(shè)計的重要內(nèi)容之一，是一種預(yù)測預(yù)報方法，在設(shè)計階段，從失效率數(shù)據(jù)預(yù)報零部件和系統(tǒng)實際可能達(dá)到的可靠度，預(yù)計這些零部件和系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。在設(shè)備設(shè)計的初期，及時完成可靠性預(yù)計工作，可以更清楚地了解元器件之間的可靠性關(guān)聯(lián)關(guān)系，找出提高整個設(shè)備可靠度的有效途徑。而可靠性設(shè)計的另一個重要內(nèi)容則是可靠性分配，它是將系統(tǒng)規(guī)定的容許失效概率合理分配到系統(tǒng)的零部件，通常采用*優(yōu)化方法進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性分配。在可靠性設(shè)計中，有時會采用冗余設(shè)計法，該方法是在系統(tǒng)中配置備用零部件或子系統(tǒng)，當(dāng)原來部件或設(shè)備出現(xiàn)故障時，立即替換儲備件，通常采用并聯(lián)和旁聯(lián)冗余，該方法可以成倍地提高系統(tǒng)可靠度。 可靠性設(shè)計中核心為機(jī)械可靠性設(shè)計，也稱為機(jī)械概率設(shè)計，是工程可靠性在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用[13]。由于可靠性理論擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度分析、疲勞研究等方面，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法不能預(yù)測零部件的破壞概率，主要是因為所采用的荷載和材料性能等數(shù)據(jù)為平均數(shù)據(jù)。選用強(qiáng)度時還要考慮安全因子，相比之下，機(jī)械可靠性設(shè)計則更為接近于實際情況。機(jī)械可靠性的設(shè)計特點是采用可靠度或其他可靠性指標(biāo)，確保系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠性，而傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計則是用安全因子來保證結(jié)構(gòu)可靠性的，因此，機(jī)械可靠性設(shè)計方法對失效可能性的認(rèn)識和估計都是比較合理的。從結(jié)構(gòu)安全性評價來看，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計只有安全因子這樣一個指標(biāo)，而機(jī)械可靠性設(shè)計則有可靠度和安全因子兩個指標(biāo)。 *早可靠性定義是由AGREE在1957年的報告中提出的，1966年，美國的MIL-STD-721B正式給出了傳統(tǒng)和經(jīng)典的可靠性定義，即產(chǎn)品在規(guī)定條件下和時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，它將可靠性定義分為任務(wù)可靠性和基本可靠性兩部分[6]。任務(wù)可靠性的定義為產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，反映產(chǎn)品在執(zhí)行任務(wù)時成功的概率，只是統(tǒng)計危及任務(wù)成功的致命故障。基本可靠性定義為產(chǎn)品在規(guī)定條件下，無故障持續(xù)時間或概率，包括全壽命單位的全部故障，能反映產(chǎn)品維修人力和后勤保障等要求。 可靠性的理論基礎(chǔ)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，其任務(wù)是研究系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠程度，提高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)的安全性。具體地，上述可靠性定義中，含有以下五個方面的因素[13~15]。 (1) 研究對象。可靠性研究的對象為產(chǎn)品，是一個廣泛概念，可以是元件、組件、零件、部件、單元、機(jī)器、設(shè)備，乃至整個系統(tǒng)。研究可靠性時部件要確定具體產(chǎn)品，而且要明確其內(nèi)容和性質(zhì)。若研究對象為系統(tǒng)，則應(yīng)包括硬件、軟件，以及人的判斷和操作等因素在內(nèi)，即人機(jī)系統(tǒng)觀點分析問題。 (2) 規(guī)定條件。包括使用時的環(huán)境條件和工作條件，如溫度、濕度、振動、沖擊、輻射等環(huán)境條件，使用時的應(yīng)力條件、維護(hù)方法、儲存時的儲存條件，以及使用時對操作人員的技術(shù)等級要求等。在不同的規(guī)定條件下產(chǎn)品可靠性是不同的，如同一型號飛機(jī)在不同天氣條件飛行表現(xiàn)的可靠性不完全一樣，從而若要談?wù)摦a(chǎn)品的可靠性必須指明規(guī)定的條件是什么。 (3) 規(guī)定時間。它是指產(chǎn)品規(guī)定了的任務(wù)時間。隨著產(chǎn)品任務(wù)時間的增加，產(chǎn)品出現(xiàn)故障的概率將增加，而產(chǎn)品的可靠性將會下降。因此，談?wù)摦a(chǎn)品的可靠性離不開規(guī)定的任務(wù)時間。不同類型的產(chǎn)品對應(yīng)的時間單位可能不同，如火箭發(fā)射裝置，其可靠性對應(yīng)的時間以秒計算，而海底通信電纜壽命則以年計。時間單位不一定僅為年月日，時分秒，也可以是工作次數(shù)(如開關(guān)繼電器等)、滾動循環(huán)次數(shù)(如發(fā)動機(jī)壽命)和
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