可靠性與維修性工程概論

前言

一般來說，翻譯好一本書是一件很艱苦的工作，所以當(dāng)清華大學(xué)出版社委托我翻譯這本教材時(shí)，我猶豫再三，主要是擔(dān)心不能集中時(shí)間投入足夠的精力去保證翻譯的質(zhì)量。但是，經(jīng)過認(rèn)真學(xué)習(xí)這本英文版教材，我還是下決心組織我的教學(xué)、科研團(tuán)隊(duì)開始了這本教材的翻譯工作。促成我做出這個(gè)決定的原因有兩個(gè)方面。首先，這本書確實(shí)是一部?jī)?yōu)秀的可靠性與維修性工程基礎(chǔ)知識(shí)教材。我從事了20多年的可靠性與維修性工程教育和科學(xué)研究工作，以我的經(jīng)驗(yàn)來看，這本教材做到了基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐并重，既有詳細(xì)的概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，又有大量的工程應(yīng)用案例，更重要的是做到了二者的有機(jī)結(jié)合。閱讀這本教材，讀者會(huì)產(chǎn)生“知其然，且知其所以然”，并能達(dá)到“學(xué)以致用”的目的。其次，這本書確實(shí)能滿足國(guó)內(nèi)大學(xué)開展可靠性與維修性工程教育的需求。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)界對(duì)可靠性與維修性技術(shù)日益重視起來，相應(yīng)地對(duì)質(zhì)量與可靠性專業(yè)高層次人才的需求也越來越迫切。1985年，我國(guó)可靠性工程的先驅(qū)楊為民教授在北京航空航天大學(xué)創(chuàng)辦了我國(guó)第一個(gè)可靠性工程專業(yè)，如果說當(dāng)時(shí)還有些“曲高和寡”、“孤獨(dú)前行”的先行者的悲壯，那么20余年后的今天國(guó)內(nèi)大學(xué)在工業(yè)工程專業(yè)、機(jī)械工程專業(yè)、電子工程專業(yè)、飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)開設(shè)的可靠性工程課程猶如雨后春筍。2006年，教育部正式批準(zhǔn)建立質(zhì)量與可靠性工程本科專業(yè)，北京航空航天大學(xué)又率先在這個(gè)專業(yè)招收本科生，開始了新一輪的探索前進(jìn)。這些可喜的變化預(yù)示著我國(guó)可靠性工程教育將進(jìn)入快速發(fā)展的新時(shí)期。

內(nèi)容概要

　　內(nèi)容主要有3部分：第1部分為基本模型，包括故障分布與模型、系統(tǒng)可靠性、可靠性物理模型、可靠性與維修性設(shè)計(jì)、可用性分析等；第Ⅱ部分為故障數(shù)據(jù)分析，包括可靠性試驗(yàn)、可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)、故障與維修分布識(shí)別、擬合優(yōu)度檢驗(yàn)等；第Ⅲ部分為應(yīng)用案例與實(shí)施。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國(guó)）埃貝靈（Charles E.Ebeling） 譯者：康銳 李瑞瑩 王乃超 等

書籍目錄

第1章 緒論1.1 可靠性與維修性研究l.1.1 可靠性改進(jìn)1.1.2 隨機(jī)性與確定性故障現(xiàn)象1.2 概念、術(shù)語(yǔ)和定義1.3 應(yīng)用示例1.4 可靠性簡(jiǎn)史1.5 本書范圍附錄1A基礎(chǔ)概率知識(shí)1A.1 隨機(jī)事件1A.2 貝葉斯公式1A.3 隨機(jī)變量1A.4 離散分布1A.5 二項(xiàng)分布1A.6 泊松分布1A.7 連續(xù)分布第1部分可靠性模型基礎(chǔ)第2章 故障分布函數(shù)2.1 可靠度函數(shù)2.2 平均故障前時(shí)間2.3 故障率函數(shù)2.4 浴盆曲線2.5 條件可靠度2.6 小結(jié)附錄2A式（2.8 ）的推導(dǎo)附錄2B式（2.1 2）的推導(dǎo)附錄2C條件可靠度與故障率附錄2D線性浴盆曲線的中值計(jì)算附錄2E積分表2E.1 不定積分2E.2 定積分習(xí)題第3章 恒定故障率模型3.1 指數(shù)型可靠性函數(shù)3.2 故障模式3.2.1 CFR型的故障模式3.2.2 轉(zhuǎn)換故障3.3 應(yīng)用3.3.1 更新過程3.3.2 重復(fù)載荷3.3.3 可靠性的界3.4 雙參數(shù)指數(shù)分布3.5 泊松過程3.6 冗余與CFR模型習(xí)題第4章 時(shí)間相關(guān)故障模型4.1 威布爾分布4.1.1 設(shè)計(jì)壽命、中值和眾數(shù)4.1.2 威布爾分布的老練篩選4.1.3 故障模式4.1.4 相同威布爾型部件4.1.5 三參數(shù)威布爾分布4.1.6 考慮冗余設(shè)計(jì)的威布爾型故障4.2 正態(tài)分布4.3 對(duì)數(shù)正態(tài)分布附錄4A推導(dǎo)威布爾分布的MTTF附錄4B推導(dǎo)威布爾分布的眾數(shù)附錄4C最小極值分布附錄4D包含兩個(gè)威布爾型部件冗余系統(tǒng)的故障率習(xí)題第5章 系統(tǒng)可靠性5.1 串聯(lián)系統(tǒng)5.2 并聯(lián)系統(tǒng)5.3 串并聯(lián)混合系統(tǒng)5.3.1 高層級(jí)與低層級(jí)冗余5.3.2 K／n冗余5.3.3 復(fù)雜系統(tǒng)5.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)、最小割集以及最小路集（選修）5.4.1 關(guān)聯(lián)系統(tǒng)5.4.2 最小路集與最小割集5.4.3 系統(tǒng)的邊界5.5 共模故障5.6 三態(tài)設(shè)備.5.6.1 串聯(lián)結(jié)構(gòu)5.6.2 并聯(lián)結(jié)構(gòu)5.6.3 低層級(jí)冗余5.6.4 高層級(jí)冗余習(xí)題第6章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬爾可夫分析6.2 均分負(fù)載系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)6.3.1 備用單元相同6.3.2 存在轉(zhuǎn)換故障的備用系統(tǒng)6.3.3 三部件備用系統(tǒng)6.4 降級(jí)系統(tǒng)6.5 三狀態(tài)設(shè)備附錄6A兩部件冗余系統(tǒng)的求解過程附錄6B均分負(fù)載系統(tǒng)的求解過程附錄6c備用系統(tǒng)模型的求解過程習(xí)題第7章 可靠性物理模型7.1 協(xié)變量模型7.1.1 比例風(fēng)險(xiǎn)模型7.1.2 位置一尺度模型7.2 靜態(tài)模型7.2.1 隨機(jī)應(yīng)力和定常強(qiáng)度7.2.2 定常應(yīng)力和隨機(jī)強(qiáng)度7.2.3 隨機(jī)應(yīng)力和隨機(jī)強(qiáng)度7.3 動(dòng)態(tài)模型7.3.1 周期性載荷7.3.2 隨機(jī)載荷7.3.3 隨機(jī)固定應(yīng)力和強(qiáng)度7.4 故障物理模型習(xí)題第8章 可靠性設(shè)計(jì)8.1 可靠性指標(biāo)和系統(tǒng)度量8.1.1 系統(tǒng)效能8.1.2 經(jīng)濟(jì)性分析和壽命周期費(fèi)用8.2 可靠性分配8.2.1 指數(shù)分布情況8.2.2 最優(yōu)分配8.2.3 ARINC法8.2.4 AGREE法8.2.5 有冗余單元的分配8.3 設(shè)計(jì)方法8.3.1 零部件和材料選擇第9章 維修性第10章 維修性設(shè)計(jì)第11章 可用性第II部分 故障數(shù)據(jù)分析

章節(jié)摘錄

插圖：1.2 概念、術(shù)語(yǔ)和定義可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，表示在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品無故障發(fā)生的概率。如果想確定系統(tǒng)的可靠性，那么必須對(duì)以下幾方面進(jìn)行精確定義。首先，必須能夠清晰、明確地描述故障，故障定義應(yīng)與系統(tǒng)功能相關(guān)。其次，必須確定時(shí)間單位，例如，時(shí)間間隔可以以日歷時(shí)間或時(shí)鐘時(shí)間、工作時(shí)間或多個(gè)周期為單位。一個(gè)周期可以指飛機(jī)起降一次的時(shí)間、裝卸一次的時(shí)間、電機(jī)開關(guān)一次的時(shí)間等。在某些情況下可靠性無法用時(shí)間定義，而要用其他度量單位定義，如行駛里程。生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性是以產(chǎn)出量或產(chǎn)出批量數(shù)來定義的。第三，必須觀測(cè)系統(tǒng)正常工作時(shí)的狀態(tài)。觀測(cè)參數(shù)包括設(shè)計(jì)載荷（例如重量、工作電壓、壓力）、環(huán)境（例如溫度、濕度、振動(dòng)、高度）和使用條件（例如消耗、儲(chǔ)存、維修、運(yùn)輸）。維修性是指故障部件或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按照規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，恢復(fù)或修復(fù)到指定狀態(tài)的概率，表示故障部件在一特定時(shí)間內(nèi)被修復(fù)的概率。通常情況下用時(shí)鐘時(shí)間來計(jì)算維修性（當(dāng)然也可以用其他時(shí)間，如服務(wù)時(shí)間和輪班時(shí)間）。維修時(shí)間可以包含也可以不包含如下時(shí)間量：等待維修人員和部件的時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間和管理時(shí)間。一般情況下，維修性是指固有維修時(shí)間，它只包括故障單元的手動(dòng)修復(fù)時(shí)間，而不包括管理或資源延誤時(shí)間。規(guī)定的維修程序不僅包括維修方式，還包括維修資源（人、備件、工具和技術(shù)手冊(cè)）、預(yù)防性維修計(jì)劃、人員技術(shù)水平和維修人員數(shù)量。

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