系統(tǒng)可靠性理論

前言

可靠性理論的誕生可以追溯到20世紀(jì)40年代，它雖然提出較晚，但發(fā)展得非常迅速；它首先在關(guān)國(guó)的航空、電子等工業(yè)部門應(yīng)用發(fā)展起來，隨即在前蘇聯(lián)、日本等國(guó)家相繼應(yīng)用推廣。20世紀(jì)70年代，由于各種各樣的電子設(shè)備或系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)部門以及人們的日常生活中，大大提高了生產(chǎn)、生活中的安全可靠性。進(jìn)入21世紀(jì)后，提高產(chǎn)品的可靠性和系統(tǒng)可靠性，已成為保障系統(tǒng)安全性和產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑，同時(shí)系統(tǒng)可靠性理論已經(jīng)在土木、勘察、機(jī)械、安全、信息等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?？煽啃岳碚摰闹匾员桓餍袠I(yè)認(rèn)識(shí)的同時(shí)，許多高校特別是理工科院校已把可靠性理論課程列入到教學(xué)計(jì)劃中。1994年我校在工程技術(shù)學(xué)科研究生課程中開設(shè)了可靠性工程課程，2002年又在本科生中開設(shè)可靠性理論課程。本書就是在此基礎(chǔ)上，根據(jù)近年來的教學(xué)體會(huì)和我校專業(yè)的特點(diǎn)，收集國(guó)內(nèi)外近年來的最新成果，整理編寫而成。本書的特點(diǎn)是每章有學(xué)習(xí)要點(diǎn)、閱讀材料和習(xí)題，便于進(jìn)一步理解和掌握所學(xué)相關(guān)內(nèi)容。本教材適用32～48學(xué)時(shí)。本書在編寫過程中，得到了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）國(guó)家特色專業(yè)及北京市特色專業(yè)——勘察技術(shù)與工程建設(shè)的資助，得到了眾多學(xué)者的大力支持。鐔志偉、王仙、彭景和瞿葉高參與了本書部分章節(jié)編寫工作，在圖表繪制和校對(duì)方面得到了張琴、王兆芹、李季、戴聯(lián)雙、岳仁田等給予的幫助，我們?cè)诖酥?jǐn)表誠(chéng)摯的謝意。同時(shí)，在本書誕生之際，借此機(jī)會(huì)感謝本書引用參考文獻(xiàn)的所有作者和學(xué)者！由于作者水平有限，在編著本書中定會(huì)存在不足和錯(cuò)誤之處。希望廣大讀者批評(píng)和指正。

內(nèi)容概要

　　《系統(tǒng)可靠性理論》系統(tǒng)介紹了可靠性基本理論和工程應(yīng)用方法。詳述了可靠性的基本知識(shí)、可靠性特征量及可靠性預(yù)計(jì)、分配、設(shè)計(jì)等相關(guān)內(nèi)容；全面分析了人機(jī)系統(tǒng)可靠性理論和網(wǎng)絡(luò)可靠性的基本知識(shí)；重點(diǎn)闡述了系統(tǒng)可靠性分析方法及其相關(guān)理論在工程上的應(yīng)用。　　該書內(nèi)容系統(tǒng)、全面，可以作為工科院校的勘察、土木、機(jī)械、安全、信息、電氣及自動(dòng)化、儀器儀表工程等專業(yè)領(lǐng)域的本科生和研究生教材使用，也可供從事工程設(shè)計(jì)、研究、質(zhì)量管理的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論第一節(jié) 可靠性的基本概念1.可靠性的定義2.狹義可靠性和廣義可靠性3.固有可靠性和使用可靠性4.工程可靠性第二節(jié) 材料的隨機(jī)變異性與可靠性第三節(jié) 工程產(chǎn)品失效原因第四節(jié) 可靠性的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀第五節(jié) 可靠性在生產(chǎn)中的重要作用第六節(jié) 可靠性的研究?jī)?nèi)容【閱讀材料】習(xí)題一第二章 可靠性工程中的特征量第一節(jié) 概率論基礎(chǔ)知識(shí)1.概率論的基本概念2.大數(shù)定律和中心極限定律第二節(jié) 可靠性工程中的特征量1.可靠度與不可靠度2.失效率及失效分布3.平均壽命4.可靠壽命第三節(jié) 可靠性理論中常用的概率分布第四節(jié) 可靠性特征量的選取1.指數(shù)分布2.正態(tài)分布3.其他分布和未知分布4.特征量的選取序列【閱讀材料】習(xí)題二第三章 系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)與分配第一節(jié) 系統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)圖和可靠性框圖第二節(jié) 不可修復(fù)系統(tǒng)可靠性模型預(yù)測(cè)1.串聯(lián)系統(tǒng)2.并聯(lián)系統(tǒng)3.m／n(G)表決系統(tǒng)4.混聯(lián)系統(tǒng)5.旁聯(lián)系統(tǒng)第三節(jié) 可靠性預(yù)計(jì)1.概述2.應(yīng)力分析預(yù)計(jì)法3.元器件計(jì)數(shù)法4.上下限法5.蒙特卡洛法第四節(jié) 可靠性指標(biāo)分配1.概述2.等同分配法3.阿林斯分配法4.AGREE分配法【閱讀材料】習(xí)題三第四章 可靠性設(shè)計(jì)方法第一節(jié) 概述1.可靠性設(shè)計(jì)的重要性及必要性2.可靠性設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容第二節(jié) 電子元器件的選擇與降額設(shè)計(jì)1.元器件的選擇2.降額設(shè)計(jì)第三節(jié) 容差與漂移設(shè)計(jì)1.均方根偏差設(shè)計(jì)法2.最壞情況設(shè)計(jì)法第四節(jié) 概率設(shè)計(jì)工程方法1.概述2.應(yīng)力一強(qiáng)度分布干涉理論3.安全系數(shù)與可靠度關(guān)系4.拉伸載荷下的拉桿設(shè)計(jì)【閱讀材料】習(xí)題四第五章 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性第一節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)的分析1.人機(jī)系統(tǒng)的定義2.影響人的可靠性因素3.人因差錯(cuò)的表現(xiàn)類型4.人因差錯(cuò)的概率估計(jì)第二節(jié) 人機(jī)系統(tǒng)的可靠度和故障率1.人機(jī)系統(tǒng)的故障率2.人機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)原則3.人機(jī)系統(tǒng)可靠度的計(jì)算4.提高人機(jī)可靠性的途徑【閱讀材料】習(xí)題五第六章 系統(tǒng)可靠性失效分析第一節(jié) 系統(tǒng)故障樹分析1.概述2.故障樹建立的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)3.故障樹的編制4.故障樹的定性分析5.故障樹的定量分析6.故障樹分析法的優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié) 故障樹與可靠性框圖比較1.可靠性框圖與故障樹關(guān)系2.可靠性框圖和故障樹計(jì)算結(jié)果的討論第三節(jié) 系統(tǒng)事故風(fēng)險(xiǎn)分析1.風(fēng)險(xiǎn)概念2.風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算步驟第四節(jié) 事件樹分析1.事件樹的編制2.事件樹分析3.應(yīng)用舉例第五節(jié) 失效模式、后果與嚴(yán)重度分析1.概述2.失效模式與后果分析(FMEA)3.嚴(yán)重度分析(CA)【閱讀材料】習(xí)題六第七章 網(wǎng)絡(luò)可靠度的計(jì)算方法1.狀態(tài)枚舉法2.全概率分解法3.最小徑集法求可靠度4.最小割集法求可靠度5.最小徑集與最小割集的轉(zhuǎn)換6.不交布爾代數(shù)求解網(wǎng)絡(luò)可靠度【閱讀材料】習(xí)題七第八章 系統(tǒng)可靠性的工程應(yīng)用第一節(jié) 可靠性在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用1.通風(fēng)系統(tǒng)可靠性2.礦山排水設(shè)備可靠性優(yōu)化第二節(jié) 可靠性在土木工程中的應(yīng)用1.邊坡穩(wěn)定性的可靠性分析2.基坑工程的故障樹分析第三節(jié) 可靠性工程在設(shè)備安全管理上的應(yīng)用附表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：“規(guī)定的條件”是產(chǎn)品可靠性定義中最重要而又最容易被忽視的部分。產(chǎn)品的可靠性受“規(guī)定的條件”所制約，不同條件產(chǎn)品的可靠性可能截然不同，離開了具體條件談?wù)摽煽啃允呛翢o意義的。（3）規(guī)定時(shí)間與可靠性非常密切的是關(guān)于使用期限的規(guī)定，因?yàn)榭煽啃允且粋€(gè)有時(shí)間性的定義。對(duì)時(shí)間的要求一定要明確。時(shí)問可以是時(shí)間，也可以是區(qū)間，有時(shí)對(duì)某些產(chǎn)品給出相當(dāng)于時(shí)問的一些其他指標(biāo)可能會(huì)更明確，例如對(duì)汽車的可靠性可規(guī)定行駛里程（距離）；有些產(chǎn)品的可靠性則規(guī)定周期、次數(shù)等會(huì)更恰當(dāng)些。（4）規(guī)定功能所謂完成“規(guī)定功能”是指研究對(duì)象（產(chǎn)品）能在規(guī)定的功能參數(shù)和使用條件下正常運(yùn)行（或者說不發(fā)生故障或者失效），完成所規(guī)定的正常工作。亦指研究對(duì)象（產(chǎn)品）能在規(guī)定的功能參數(shù)下保持正常的運(yùn)行。應(yīng)注意“失效”不一定僅僅指產(chǎn)品不能工作，因?yàn)橛行┊a(chǎn)品雖然還能工作，但由于其功能參數(shù)已漂移到規(guī)定界限之外了，即不能按規(guī)定正常工作，也視為“失效”。對(duì)于產(chǎn)品可靠性這一概念的理解，除了要弄清該產(chǎn)品的功能是什么，其失效或故障（喪失規(guī)定功能）是怎樣定義的。還要注意產(chǎn)品的功能有主次之分，故障也有主次之分。有時(shí)次要的故障不影響主要功能，因而也不影響完成主要功能的可靠性。還要注意，即使同一產(chǎn)品，在不同條件下其功能往往是不同的。因此，生產(chǎn)方或質(zhì)量認(rèn)證方對(duì)產(chǎn)品性能的規(guī)定是十分嚴(yán)密的，通常在產(chǎn)品說明書上列出全部性能參數(shù)作為規(guī)定功能的度量，但使用者往往只考慮在具體使用條件下所需要的功能而忽視其認(rèn)為不影響正常工作的其他功能上的失效。產(chǎn)品的可靠性可以針對(duì)產(chǎn)品完成某種功能而言，也可以針對(duì)產(chǎn)品的多種功能綜合而言。（5）概率用概率來度量產(chǎn)品的可靠性時(shí)就是產(chǎn)品的可靠度，把可靠性的概念用具體的數(shù)學(xué)形式概率表示，這是可靠性技術(shù)發(fā)展的出發(fā)點(diǎn)，也是可靠性數(shù)量化的標(biāo)志。因?yàn)橛酶怕蕘矶x可靠度后，對(duì)元件、組件、零件、部件、機(jī)器、設(shè)備、系統(tǒng)等產(chǎn)品的可靠程度的測(cè)定、比較、評(píng)價(jià)、選擇等才有了共同的基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品可靠性方面的質(zhì)量管理才有了保證，對(duì)系統(tǒng)的安全性才可以評(píng)價(jià)，才能夠研究系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)等問題。綜上所述，討論系統(tǒng)的可靠性問題時(shí)，必須明確對(duì)象、使用條件、使用期限、規(guī)定的功能等因素，可靠度是可靠性的定量表示，其特點(diǎn)是具有隨機(jī)性。因此，概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論是可靠性理論進(jìn)行定量計(jì)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

編輯推薦

《系統(tǒng)可靠性理論》：高等學(xué)校工程技術(shù)系列教材。

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