最優(yōu)可靠性設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　《最優(yōu)可靠性設(shè)計(jì):基礎(chǔ)與應(yīng)用》詳細(xì)介紹了系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)和可靠性最優(yōu)化的理論與方法。使用科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的文字技巧，描述了如何在單元可靠性的限制下，實(shí)現(xiàn)最大的系統(tǒng)可靠性。作者在書中提供了不同實(shí)際背景下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化的案例。這些案例綜合兼顧了可靠性最大和成本最低兩方面的要求?！蹲顑?yōu)可靠性設(shè)計(jì):基礎(chǔ)與應(yīng)用》首先回顧了可靠性發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，之后討論了一系列的最優(yōu)化模型。作者在這些最優(yōu)化模型過程中，使用的最優(yōu)化工具涉及啟發(fā)式方法、離散最優(yōu)化、非線性規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃、最優(yōu)化分配、集成啟發(fā)式算法等扽。這些模型和方法都來源于工程實(shí)踐中，如微電子集成制造、軟件可靠性以及核電站維修?！蹲顑?yōu)可靠性設(shè)計(jì):基礎(chǔ)與應(yīng)用》包含了大量數(shù)值案例和超過180個(gè)課后作業(yè)，這些案例和作業(yè)有助于具有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可靠性工程師迅速提高其可靠性設(shè)計(jì)水平。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國）郭位（Way Kuo） （美國）V.Rajendra Prasad （美國）Frank A.Tillman 等 譯者：郭進(jìn)利 閻春寧 合著者：史定華

書籍目錄

譯者序
 前言
 圖目錄
 表目錄
 第1章 系統(tǒng)可靠性簡(jiǎn)介
 1.1 背景
 1.2 問題的一般描述
 1.3 系統(tǒng)的硬件, 人的因素,
軟件及環(huán)境
1.3.1 硬件可靠性
1.3.2 人的因素
1.3.3 軟件
1.3.4 物理和經(jīng)濟(jì)約束
 1.4 系統(tǒng)有效度模型
1.4.1 系統(tǒng)有效度的指標(biāo)
1.4.2 系統(tǒng)有效度中人的因素
1.4.3 任務(wù)有效度
 1.5 基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與可靠度函數(shù)
1.5.1 ?聯(lián)結(jié)構(gòu)
1.5.2 并聯(lián)結(jié)構(gòu)
1.5.3 串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)
1.5.4 并-串聯(lián)結(jié)構(gòu)
1.5.5 層次型的串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)
1.5.6 n中取k系統(tǒng)
1.5.7 復(fù)雜結(jié)構(gòu)
1.5.8 單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)
1.5.9 單元件系統(tǒng)的冷儲(chǔ)備冗余
1.5.10 開關(guān)有缺陷的冗余系統(tǒng)
1.5.11 多因失效模型
 練習(xí)
 第2章 可靠性最優(yōu)化模型分析與分類
 2.1 引言與符號(hào)
 2.2 最優(yōu)化模型
 2.3 問題的簡(jiǎn)化
 2.4 系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化分類
 2.5 可靠性最優(yōu)化的新發(fā)展
2.5.1 冗余分配的啟發(fā)式算法
2.5.2 冗余分配的智能啟發(fā)式算法
2.5.3 冗余分配的精確方法
2.5.4 冗余可靠性分配的啟發(fā)式算法
2.5.5 可靠性系統(tǒng)中的多目標(biāo)最優(yōu)化
2.5.6 單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中可互換元件的最優(yōu)指派
2.5.7 效用函數(shù)的最優(yōu)化
 2.6 應(yīng)用
 2.7 討論
 練習(xí)
 第3章 用啟發(fā)式方法進(jìn)行冗余分配
 3.1 引言
 3.2 定義和例子
 3.3 基于1階鄰域解的啟發(fā)式方法
3.3.1 Misra和Sharma及Venkateswaran的方法
3.3.2 Gopal, Aggarwal和Gupta的方法
3.3.3 Nakagawa-Nakashima的方法
3.3.4 NN方法針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的一種擴(kuò)展
3.3.5 史定華方法
 3.4 其他啟發(fā)式方法
3.4.1 Kohda-Inoue方法
3.4.2 Kim-Yum方法
3.4.3 Ushakov的啟發(fā)式方法
3.4.4 Misra方法
 3.5 討論
 練習(xí)
 第4章 用動(dòng)態(tài)規(guī)劃進(jìn)行冗余分配
 4.1 引言
 4.2 基本動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法
 4.3
使用拉格朗日乘子的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法
 4.4 使用優(yōu)勢(shì)序列的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法
 4.5
層次型串-并聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法
 4.6 討論
 練習(xí)
 第5章 用離散最優(yōu)化方法進(jìn)行冗余分配
 5.1 引言
 5.2 0-1線性規(guī)劃形式
 5.3 分支定界方法
5.3.1 串聯(lián)系統(tǒng)的冗余分配
5.3.2 復(fù)雜系統(tǒng)的冗余分配
 5.4 部分枚舉法
 5.5 字母順序法
 5.6 討論
 練習(xí)
 第6章 用非線性規(guī)劃方法進(jìn)行可靠性最優(yōu)化
 6.1 引言
 6.2 拉格朗日?法
 6.3 懲罰式方法
6.3.1 障礙法
6.3.2 懲罰法
6.3.3 混合懲罰函數(shù)法
6.3.4 帶拉格朗日乘子的懲罰法
 6.4 討論
 練習(xí)
 第7章 可靠性系統(tǒng)最優(yōu)化的智能啟發(fā)式算法
 7.1 引言
 7.2 遺傳算法
7.2.1 用于系統(tǒng)可靠性優(yōu)化的遺傳算法
 7.3 模擬退火方法
7.3.1 模擬退火用于可靠性優(yōu)化
7.3.2 非平衡模擬退火算法
 7.4 禁忌搜索法
7.4.1 禁忌搜索用于可靠性優(yōu)化
 7.5 討論
 練習(xí)
 第8章 可靠性-冗余分配
 8.1 引言
 8.2 Tillman,
Hwang及Kuo的方法
 8.3 Gopal,
Aggarwal及Gupta的方法
 8.4 Kuo, Lin,
Xu及Zhang的方法
 8.5 Xu, Kuo及Lin的方法
 8.6 替代約束方法
8.6.1 用DP法解替代問題S(u)
 8.7 進(jìn)化算法
8.7.1 用于可靠性冗余最優(yōu)化的遺傳算法
8.7.2 用于可靠性冗余最優(yōu)化的進(jìn)化算法
 8.8 討論
 練習(xí)
 第9章 可靠性系統(tǒng)中元件指派
 9.1 引言
 9.2 串-并聯(lián)系統(tǒng)中元件的最優(yōu)指派
9.2.1 串-并聯(lián)系統(tǒng)中元件的最優(yōu)指派
9.2.2 用于元件最優(yōu)指派的啟發(fā)式方法
9.2.3 兩路徑集的最優(yōu)指派:雙目標(biāo)法
 9.3 并-串聯(lián)系統(tǒng)中元件的最優(yōu)指派
9.3.1 并-串聯(lián)系統(tǒng)中元件的最優(yōu)指派
9.3.2 兩個(gè)割集的最優(yōu)指派:雙目標(biāo)法
 9.4 單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的元件指派
9.4.1 通過成對(duì)互換元件的最優(yōu)指派
9.4.2 Malon的貪婪算法
9.4.3 Lin和Kuo的貪婪算法
9.4.4 不變最優(yōu)指派
 9.5 討論
 練習(xí)
 第10章 多目標(biāo)可靠性系統(tǒng)
 10.1 引言
 10.2 多目標(biāo)決策的分類
 10.3 多目標(biāo)決策的解
 10.4 多目標(biāo)的可靠性問題
 10.5 有多目標(biāo)的可靠性冗余分配
10.5.1 問題描述
10.5.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法
 10.6 模糊多目標(biāo)優(yōu)化
 10.7 討論
 練習(xí)
 第11章 系統(tǒng)可靠性最優(yōu)化的其他方法
 11.1 引言
 11.2 效用函數(shù)的最優(yōu)化
11.2.1 串聯(lián)系統(tǒng)的Albert方法
11.2.2 單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的Dale和Winterbottom方法
 11.3 討論
 練習(xí)
 第12章 有限資源下老化測(cè)試的最優(yōu)化
 12.1 引言
 12.2 問題的描述
12.2.1 目標(biāo)函數(shù)和可靠性約束
12.2.2 老化測(cè)試資源
12.2.3 問題形式
 12.3 最優(yōu)化與決策樹
 12.4 應(yīng)用于電子產(chǎn)品
12.4.1 假設(shè)
12.4.2 無約束最小化
12.4.3 系統(tǒng)可靠度
12.4.4 有約束最小化
 12.5 討論
 練習(xí)
 第13章 軟件可靠性最優(yōu)化設(shè)計(jì)的案例研究
 13.1 引言
 13.2 基本執(zhí)行時(shí)間模型
 13.3 資源使用
 13.4 可靠性建模
13.4.1 雙元件模型
13.4.2 三元件模型
 13.5 軟件可靠性最優(yōu)化問題的形式
13.5.1 一個(gè)純軟件系統(tǒng)
13.5.2 軟硬件混合系統(tǒng)
 13.6 討論
 練習(xí)
 第14章 定期最優(yōu)維修策略案例研究
 14.1 引言
 14.2 評(píng)價(jià)函數(shù)
 14.3 嚴(yán)格篩選
 14.4 字母順序法
 14.5 Waltz字母順序法
 14.6 SEMOPS:交互方法
 14.7 結(jié)論
 第15章 可靠性最優(yōu)化的案例研究
 15.1 任務(wù)有效性維修的案例研究
 15.2 PWR冷卻系統(tǒng)的案例研究
 15.3 天然氣管道設(shè)計(jì)的案例研究
 練習(xí)
 參考文獻(xiàn)
 附錄1 動(dòng)態(tài)規(guī)劃概述
 附錄2 Hooke-Jeeves(H-J)算法
 附錄3
從U<sup>k</sup>到U<sup>k+1</sup>的多面體推導(dǎo)
 附錄4 n中連續(xù)取k系統(tǒng)
 索引
圖目錄
 圖1.1 系統(tǒng)性能要素示意圖
 圖1.2 系統(tǒng)有效度的綜合模型
 圖1.3 串聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.4 并聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.5 一個(gè)串-并聯(lián)系統(tǒng)
 圖1.6 并-串聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.7 并-串聯(lián)與串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)的比較
 圖1.8 5個(gè)元件組成的層次型串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.9 并-串聯(lián)系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)的比較
 圖1.10 橋式網(wǎng)絡(luò)
 圖1.11 在圖1.10基礎(chǔ)上的5元件結(jié)構(gòu)圖
 圖3.1 4個(gè)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移
 圖5.1 分支定界法的圖形描述
 圖6.1 復(fù)雜系統(tǒng)示意圖
 圖7.1 染色體x的設(shè)計(jì)
 圖7.2 染色體x相應(yīng)的設(shè)計(jì)
 圖7.3 10元件復(fù)雜結(jié)構(gòu)
 圖7.4 雙橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
 圖8.1 THK方法的流程圖
 圖9.1 一個(gè)7元件單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)
 圖9.2 一個(gè)復(fù)雜單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)
 圖10.1 在目標(biāo)函數(shù)空間中的解
 圖10.2 最大化問題的一個(gè)最優(yōu)解
 圖10.3 燃?xì)廨啓C(jī)的超速檢測(cè)系統(tǒng)原理圖
 圖12.1 有和沒有老化測(cè)試的元件失效率
 圖12.2 示意圖
 圖12.3 決策的流程圖
 圖13.1 兩元件軟件的模型圖
 圖13.2 三個(gè)軟件元件的模型圖
 圖13.3 n個(gè)冗余元件的模型圖
 圖13.4 n個(gè)冗余元件的一般Markov模型
 圖14.1 用最嚴(yán)格挑選方法的最優(yōu)替換年齡
 圖14.2 通過字母順序法找替換年齡
 圖14.3 通過Waltz字母順序法獲得的替換年齡
 圖15.1 目標(biāo)決策樹
 圖15.2 PWR冷卻系統(tǒng)
 圖15.3 有n條支路的PWR冷卻系統(tǒng)
 圖A2.1 Hooke-Jeeves方法的流程圖
表目錄
 圖1.1 系統(tǒng)性能要素示意圖
 圖1.2 系統(tǒng)有效度的綜合模型
 圖1.3 串聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.4 并聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.5 一個(gè)串-并聯(lián)系統(tǒng)
 圖1.6 并-串聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.7 并-串聯(lián)與串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)的比較
 圖1.8 5個(gè)元件組成的層次型串-并聯(lián)結(jié)構(gòu)
 圖1.9 并-串聯(lián)系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)的比較
 圖1.10 橋式網(wǎng)絡(luò)
 圖1.11 在圖1.10基礎(chǔ)上的5元件結(jié)構(gòu)圖
 圖3.1 4個(gè)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移
 圖5.1 分支定界法的圖形描述
 圖6.1 復(fù)雜系統(tǒng)示意圖
 圖7.1 染色體x的設(shè)計(jì)
 圖7.2 染色體x相應(yīng)的設(shè)計(jì)
 圖7.3 10元件復(fù)雜結(jié)構(gòu)
 圖7.4 雙橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
 圖8.1 THK方法的流程圖
 圖9.1 一個(gè)7元件單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)
 圖9.2 一個(gè)復(fù)雜單調(diào)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)
 圖10.1 在目標(biāo)函數(shù)空間中的解
 圖10.2 最大化問題的一個(gè)最優(yōu)解
 圖10.3 燃?xì)廨啓C(jī)的超速檢測(cè)系統(tǒng)原理圖
 圖12.1 有和沒有老化測(cè)試的元件失效率
 圖12.2 示意圖
 圖12.3 決策的流程圖
 圖13.1 兩元件軟件的模型圖
 圖13.2 三個(gè)軟件元件的模型圖
 圖13.3 n個(gè)冗余元件的模型圖
 圖13.4 n個(gè)冗余元件的一般Markov模型
 圖14.1 用最嚴(yán)格挑選方法的最優(yōu)替換年齡
 圖14.2 通過字母順序法找替換年齡
 圖14.3 通過Waltz字母順序法獲得的替換年齡
 圖15.1 目標(biāo)決策樹
 圖15.2 PWR冷卻系統(tǒng)
 圖15.3 有n條支路的PWR冷卻系統(tǒng)
 圖A2.1 Hooke-Jeeves方法的流程圖

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：在大多數(shù)情況下，人和機(jī)器共同組成一個(gè)系統(tǒng)。從眾多的系統(tǒng)發(fā)生故障的報(bào)告中，人們發(fā)現(xiàn)有很大比例的事故起因是“人為錯(cuò)誤”或“人員可靠性”。因此，最近人們開始致力于開發(fā)預(yù)測(cè)人員可靠性的技術(shù)。目前的焦點(diǎn)集中在努力研究一種能夠適用于實(shí)際的人機(jī)系統(tǒng)的學(xué)術(shù)方法。例如，在美國海軍的資助下，已經(jīng)研發(fā)出一個(gè)產(chǎn)品生命周期技術(shù)用于預(yù)測(cè)與評(píng)估人機(jī)可靠度。美國海軍已經(jīng)把發(fā)展人因可靠度的最優(yōu)分配、預(yù)測(cè)和評(píng)估性技術(shù)作為研究?jī)?nèi)容。對(duì)可能的人為錯(cuò)誤應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度，也應(yīng)盡量避免將所有責(zé)任都?jí)涸诓僮鲉T身上。在現(xiàn)實(shí)中，人機(jī)系統(tǒng)發(fā)生的錯(cuò)誤往往源于相當(dāng)特定的條件組合，所以要特別引起對(duì)整個(gè)系統(tǒng)這種特定條件組合的關(guān)注。要解決在系統(tǒng)性能方面的人為錯(cuò)誤，還需要對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)，使他們掌握并可以積極運(yùn)用相關(guān)理論及方法去達(dá)到程序的開發(fā)目標(biāo)。即使在軍事或航空系統(tǒng)這些硬件可靠度十分高的領(lǐng)域，仍然可以經(jīng)常檢測(cè)到由于人為錯(cuò)誤所導(dǎo)致的較低的系統(tǒng)有效度。1.3.3 軟件由軟件和硬件構(gòu)成的系統(tǒng)可能會(huì)由于軟件不能執(zhí)行外部指令而失敗。在一個(gè)不達(dá)標(biāo)的環(huán)境中使用軟件可能會(huì)導(dǎo)致故障。軟件故障被定義為偏離了預(yù)期的原結(jié)論或輸出了不符合要求的運(yùn)行程序。換言之，程序運(yùn)行偏離了預(yù)期一定是因?yàn)橛泄收习l(fā)生，而故障可能是由于一個(gè)軟件失效或別的原因所致。

編輯推薦

《最優(yōu)可靠性設(shè)計(jì):基礎(chǔ)與應(yīng)用》：現(xiàn)代數(shù)學(xué)譯叢

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    最優(yōu)可靠性設(shè)計(jì) PDF格式下載

---