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第1章 绪论1

1.1可靠性理论及其工程的发展进程2

1.2可靠性、维修性和保障性工程发展过程的特点2

1.3建立机电模块整件可靠性设计文档是巩固可靠性工程管理的关键4

1.4开发计算机辅助可靠性设计分析软件5

1.5收集、使用现场可靠性数据信息的极端重要性5

1.6创建装备使用保障的新模型以适应装备的发展更新6

1.7降低寿命周期费用是可靠性设计的目标6

第2章 可靠性、维修性、保障性参数指标体系9

2.1建立可靠性、维修性、保障性参数指标体系的意义10

2.2可靠性、维修性、备件保障性参数指标的框架体系10

2.3可靠性、维修性、备件保障性参数指标的统计定义12

2.4可靠性、维修性、备件保障性主要参数的数学模型14

2.5可靠性、维修性、保障性顶层参数指标的正确选择16

第3章 相关的基础数学27

3.1集合的基本概念28

3.1.1集合的表示方法28

3.1.2集合间的关系28

3.2布尔代数29

3.3概率论基础30

3.3.1事件与概率31

3.3.2事件之间的关系31

3.3.3事件的频率和概率32

3.3.4排列与组合33

3.3.5古典概率模型与概率的性质33

3.3.6条件概率与事件的独立性36

3.4随机变量及其分布函数39

3.4.1随机变量及其分布函数39

3.4.2离散型随机变量的分布率40

3.4.3连续型随机变量的分布函数42

3.4.4二元随机变量及其分布函数44

3.4.5随机变量函数的分布46

3.5随机变量的数字特征50

3.5.1随机变量的数学期望51

3.5.2随机变量的方差52

3.5.3切比雪夫不等式54

3.6卷积和积分变换54

3.6.1卷积54

3.6.2拉普拉斯变换和LS变换55

3.6.3指数函数与幂函数相乘的不定积分57

3.6.4指数函数与幂函数相乘的定积分57

3.7回归分析58

3.7.1一元线性回归58

3.7.2化曲线为直线回归60

3.7.3多元线性回归62

3.8矩阵代数63

3.8.1矩阵的代数运算63

3.8.2矩阵特殊形式65

3.8.3矩阵求逆66

3.9马尔柯夫随机过程66

3.9.1状态的随机转移及其转移概率67

3.9.2马尔柯夫随机过程的转移概率矩阵69

3.9.3马尔柯夫随机过程的状态概率70

3.9.4马尔柯夫随机过程稳态概率的求解73

3.10非马尔柯夫随机过程74

3.10.1更新过程75

3.10.2补充变量法80

3.10.3马氏更新过程86

3.11排队论101

3.11.1消失制服务与空闲状态的排列的相互关系102

3.11.2消失制的服务与空闲状态的概率103

3.11.3消失制服务系统的效率指标105

3.11.4有限等待制服务与空闲状态的排列和相互关系108

3.11.5有限等待制排队系统的稳态解110

3.11.6队长有限等待制服务系统的主要参数111

3.11.7等待制服务系统的主要参数116

3.12可靠性数字仿真118

3.12.1数字仿真的优点与预防陷阱118

3.12.2可靠性、维修性和保障性中时间参数的数字仿真118

3.12.3可靠性、维修性和保障性的数字仿真119

第4章 可靠性理论模型129

4.1引言130

4.1.1可靠性、维修性和备件保障性的相互关系130

4.1.2可靠性函数130

4.1.3基本可靠性与任务可靠性132

4.1.4可靠性框图133

4.2停机检修的可靠性模型134

4.2.1可靠性串联结构模型134

4.2.2可靠性并联结构模型135

4.2.3可靠性表决结构模型138

4.2.4可靠性复杂结构模型139

4.2.5可靠性旁待冗余结构模型141

4.2.6可靠性非独立冗余结构模型145

4.2.7多态失效的可靠性模型148

4.2.8可靠性与电路结构的组合模型150

4.2.9可靠性权联结构模型155

4.2.10可靠性特殊结构模型163

4.3定期检修的可靠性模型166

4.3.1定期检修的含义166

4.3.2定期检修的并联结构可靠度模型167

4.3.3定期检修的表决结构可靠度模型168

4.3.4定期检修的非独立冗余结构的可靠性模型169

4.3.5定期检修的旁待冗余结构的可靠性模型170

4.4联机检修的可靠性模型171

4.4.1联机检修并联结构的可靠性模型171

4.4.2联机检修表决结构的可靠度模型174

4.4.3联机检修旁待冗余结构的可靠度模型175

4.4.4计及备件保障联机检修冗余结构的可靠度模型177

第5章 网络结构的可靠性模型179

5.1最小树集与最小割集分析法180

5.1.1最小树集模型180

5.1.2最小割集模型181

5.1.3变相交和为不交和算法182

5.2节点分割集191

5.2.1节点分割集模型191

5.2.2节点分割集的计算方法191

5.2.3多次节点分割集模型196

5.3直接生成割集的新方法207

第6章 可靠性系统设计215

6.1系统可靠性方案的权衡和择优216

6.1.1系统方案可靠性基础设计216

6.1.2多种方案的权衡和择优216

6.1.3采用性能与可靠性兼容体制218

6.2可靠性指标的预计和分配219

6.2.1可靠性预计219

6.2.2可靠性分配220

6.3系统简化设计229

6.3.1编制软件实现硬件功能229

6.3.2一种电路实现多种功能230

6.3.3一种电路多次使用取代同时使用多种电路230

6.3.4数字逻辑电路的化简232

6.4故障软化设计233

6.4.1功能转换设计233

6.4.2性能退化设计234

6.4.3规避主要失效模式的设计234

6.5系统冗余设计236

6.5.1整体冗余与单元冗余237

6.5.2工作冗余与旁待冗余238

6.5.3冗余结构的停机检修与联机检修238

第7章 可靠性工程设计239

7.1元器件的正确选型240

7.1.1元器件型号的环境适应性240

7.1.2元器件性能的适应性240

7.1.3元器件用途的适应性240

7.2热电应力的一体化设计244

7.3应力负荷降额设计245

7.4热设计的核查分析248

7.4.1传导散热模型248

7.4.2自然冷却的对流散热模型252

7.4.3强制风冷的对流散热模型253

7.4.4液冷散热模型258

7.4.5辐射散热模型263

7.5核查电磁兼容设计263

7.5.1电路的接地263

7.5.2电路的电磁屏蔽264

7.5.3电路的滤波264

7.5.4屏蔽电缆的接地264

7.6参数容差设计266

7.6.1参数偏差的对消设计266

7.6.2最坏情况分析设计267

7.6.3矩法分析设计270

7.6.4蒙特卡罗试验设计273

7.7接插可靠性和电路接口匹配性设计274

7.7.1接插可靠性设计275

7.7.2电路接口匹配设计276

7.8失效模式效应分析与故障安全设计280

7.8.1失效模式效应分析的重点280

7.8.2失效模式效应分析的主要方法282

7.8.3故障安全设计的途径288

7.9抗暂态效应设计291

7.9.1暂态效应引起的失效现象291

7.9.2暂态效应的检查方法291

7.9.3半导体器件瞬态过载的防护292

7.10潜在通路分析294

第8章 可靠性试验设计和数据分析297

8.1失效信息的积累和分析298

8.1.1可靠性试验的作用和目的298

8.1.2可靠性实验信息的分析和处理298

8.1.3根据实验信息确定失效率的方法299

8.2可靠性增长试验313

8.2.1可靠性增长的基本概念313

8.2.2失效性质的鉴别313

8.2.3增长潜力的判别314

8.3大型整机可靠性鉴定的分步试验319

8.3.1整机分步试验的含义和条件319

8.3.2整机分步、整机整体试验时间与故障计数的关系320

8.3.3整机分步试验方案的优化组合320

8.4任务可靠度的鉴定试验方法321

8.4.1基本可靠性符合要求不能保证任务可靠性达标322

8.4.2任务可靠度的验证试验方案323

8.4.3成功率与基本可靠度同时验证的试验规则和失效计数方法323

8.4.4说明试验方案的示例325

第9章 维修性理论模型和工程设计329

9.1引言330

9.2维修性参数及其相互关系330

9.2.1修复概率330

9.2.2维修密度331

9.2.3修复率331

9.2.4平均修复时间332

9.2.5平均维修延误时间因子333

9.2.6修复率为常数条件下的维修性参数333

9.3同时检修多个单元的维修性模型334

9.3.1同时检修多个失效单元的修复概率334

9.3.2同时检修多个失效单元的维修密度335

9.3.3同时检修多个失效单元的修复率335

9.3.4同时检修多个失效单元的平均修复时间336

9.3.5同时检修多个失效单元的平均维修延误时间因子336

9.3.6修复率为常数时同时检修多个失效单元的维修性参数337

9.4多单元等待检修的维修性模型339

9.4.1引言340

9.4.2建立反映动态维修过程的状态方程340

9.4.3多单元等待维修的通用模型343

9.4.4多个不同单元等待维修模型344

9.4.5多单元的平均维修延误时间因子的仿真计算350

9.5维修性系统设计353

9.5.1引言353

9.5.2维修性指标优化分配353

9.5.3机内检测设计355

9.5.4检测点优化设计359

9.5.5安装场所和设备外部可达性设计366

9.5.6预防维修对象的鉴别和预防维修的内容367

9.6维修性工程设计377

9.6.1引言377

9.6.2故障检测定位时间设计378

9.6.3拆卸更换安装时间设计383

9.6.4参数调整校核时间设计383

第10章 备件保障理论模型和工程设计385

10.1电子和机电功能更换模块备件保障的基础概念386

10.2初始备件保障理论和配置优化的工程设计387

10.2.1初始备件保障概率模型387

10.2.2系统初始备件保障概率模型390

10.2.3系统初始备件保障的优化设计391

10.3备件平均保障概率的理论模型396

10.3.1引言396

10.3.2单个部件的备件平均保障概率模型397

10.3.3系统备件平均保障概率模型398

10.4平均备件延误时间模型402

10.4.1引言402

10.4.2部件平均备件延误时间403

10.4.3系统平均备件延误时间404

10.4.4现场与备件供应站两站点的平均备件延误时间407

10.4.5近距离备件库房与备件供应站两站点的平均备件延误时间408

10.4.6现场、备件库房与备件供应站三站点的平均备件延误时间410

10.4.7现场、中继站与备件供应站三站点的平均备件延误时间412

10.4.8检修设施有限的备件维修延误时间420

10.5消耗性备件的配置方案设计422

10.5.1引言422

10.5.2备件定期补充方式的平均备件延误时间423

10.5.3备件实时补充方式的平均备件延误时间426

10.5.4备件定数补充方式的平均备件延误时间432

10.6可修复备件的配置方案设计438

10.6.1引言438

10.6.2现行可修复备件保障概率模型的局限性439

10.6.3可修复备件的平均备件延误时间模型441

10.6.4可修复备件不同供应体制和不同补充方式下的平均备件延误时间模型442

10.7寿命周期备件保障的优化设计448

10.7.1寿命周期备件使用保障优化设计的目标和内容448

10.7.2寿命周期备件保障费用分析449

10.7.3系统备件保障方案的优化设计456

第11章 战备完好率系列理论模型473

11.1战备完好率的基本概念474

11.2战备完好率的基本理论模型474

11.3整机与整机群体的战备完好率模型477

11.3.1整机就位维修的战备完好率模型477

11.3.2整机即时维修的战备完好率模型481

11.3.3任务持续时间或（和）再次出动时间不同的整机战备完好率模型482

11.3.4多机群体的战备完好率模型483

11.3.5多机群体系统中存在冗余单机的战备完好率模型484

11.4串联结构的系统战备完好率模型488

11.4.1串联结构的系统与组成单元的平均延误时间之间的相互关系488

11.4.2现场、备件供应站两站点体制的串联结构的系统战备完好率模型488

11.4.3近距离备件库、备件供应点两站点的串联系统战备完好率模型489

11.4.4现场、备件库房与备件供应站三站点体制的串联结构的系统战备完好率模型496

11.4.5现场、中继站、备件供应站三站点体制的串联结构的系统战备完好率模型498

11.5冗余结构的系统战备完好率模型502

11.5.1冗余结构中单元失效状态的分析502

11.5.2冗余结构的平均备件延误时间503

11.5.3冗余结构的平均维修延误时间504

11.5.4冗余结构的战备完好率模型505

11.6单元由串并联合成的串联系统战备完好率模型507

11.6.1最简串并联结构的失效状态模型507

11.6.2最简串并联结构各失效状态下的平均维修和备件延误时间模型512

11.6.3包含冗余结构作为等效串联单元的系统战备完好率近似模型515

11.7由复杂单元组成的系统战备完好率模型518

11.7.1功能层次之间战备完好率的综合518

11.7.2由复杂单元组成的串联结构的系统战备完好率模型518

11.7.3由复杂单元组成的冗余结构的系统战备完好率模型539

第12章 战备完好率的工程设计543

12.1引言544

12.2同步进行任务可靠度和战备完好率设计544

12.3战备完好率和再次出动时间指标的论证545

12.4平均延误时间的分配545

12.5平均维修与备件延误时间的分配550

12.6更换模块划分与更换模块分级的权衡设计550

12.6.1基础更换模块划分与分级权衡设计的基本概念550

12.6.2不同基础更换模块的平均数量设计551

12.6.3维修能力和基础更换模块维修性设计555

12.7现场备件的优化配置560

12.8 LRU转化SRU设计566

12.9战备完好率的设计步骤572

第13章 能执行任务率和任务成功率模型579

13.1引言580

13.2任务成功率模型580

13.2.1任务成功率定义580

13.2.2任务成功率模型581

13.2.3停机检修的复杂系统任务成功率模型584

13.2.4联机检修的复杂系统任务成功率模型585

13.3能执行任务率的基础模型590

13.3.1能执行任务率的定义和它的适用性590

13.3.2能执行任务率的基础模型591

13.4能执行任务率的单一结构模型596

13.4.1单一串联结构的能执行任务率模型597

13.4.2单一并联结构的能执行任务率模型599

13.4.3单一表决结构的能执行任务率模型601

13.5能执行任务率的复杂结构模型604

13.5.1串联复杂结构的能执行任务率模型604

13.5.2并联复杂结构的能执行任务率模型607

13.5.3表决复杂结构的能执行任务率模型613

13.5.4旁待冷备表决复杂结构的能执行任务率模型617

13.5.5高层复杂结构能执行任务率模型623

第14章 使用可用度的理论模型和设计技术629

14.1使用可用度的基本概念630

14.1.1引言630

14.1.2瞬态可用度和稳态可用度630

14.1.3停机检修使用可用度和联机检修使用可用度632

14.2使用可用度的基本参数633

14.2.1引言633

14.2.2平均预防维修时间634

14.2.3平均备件延误时间和平均修复时间634

14.2.4联机检修冗余结构的平均致命故障间隔时间参数635

14.3单一串联和单一冗余结构的使用可用度模型638

14.3.1单一串联和单一冗余结构的使用可用度的含义638

14.3.2单一串联结构的使用可用度模型638

14.3.3单一并联冗余结构的使用可用度模型642

14.3.4单一表决冗余结构的使用可用度模型643

14.4复杂结构的使用可用度模型644

14.4.1复杂结构的含义645

14.4.2复杂结构的稳态固有可用度的精确模型645

14.4.3复杂结构的稳态固有可用度的近似模型649

14.4.4复杂结构的使用可用度的近似模型652

14.5网络结构的使用可用度模型660

14.5.1网络结构的含义和定义660

14.5.2网络整体的使用可用度模型660

14.5.3节点脱网加权网络结构的使用可用度模型666

14.5.4计及链路容量的网络使用可用度模型667

14.6无人值守系统的使用可用度673

14.6.1引言673

14.6.2整机冗余体制的预防维修使用可用度673

14.6.3分机冗余体制的预防维修使用可用度676

参考文献681