第一部分 可靠性與系統設計
第1章 可靠度和失效率函數
1.1 引言
1.2 可靠度和失效率
1.3 失效率函數
1.3.1 恒定失效率
1.3.2 線性增長失效率
1.3.3 線性下降失效率
1.3.4 威布爾分布模型
1.3.5 混合威布爾模型
1.3.6 指數模型（極值分布）
1.3.7 正態(tài)分布模型
1.3.8 對數正態(tài)分布模型
1.3.9 伽馬分布模型
1.3.10 Log-logistic分布

第一部分 可靠性與系統設計 

第1章 可靠度和失效率函數 

1.1 引言 

1.2 可靠度和失效率 

1.3 失效率函數 

1.3.1 恒定失效率 

1.3.2 線性增長失效率 

1.3.3 線性下降失效率 

1.3.4 威布爾分布模型 

1.3.5 混合威布爾模型 

1.3.6 指數模型（極值分布） 

1.3.7 正態(tài)分布模型 

1.3.8 對數正態(tài)分布模型 

1.3.9 伽馬分布模型 

1.3.10 Log-logistic分布 

1.3.11 貝塔分布模型 

1.3.12 逆高斯分布模型 

1.3.13 Frechet分布模型 

1.3.14 Birnbaum-Saunders分布 

1.3.15 其他形式 

1.4 多元失效率 

1.5 競爭風險模型和混合失效率模型 

1.5.1 競爭風險模型 

1.5.2 混合失效率模型 

1.6 離散概率分布 

1.6.1 基本概念 

1.6.2 幾何分布 

1.6.3 二項式分布 

1.6.4 泊松分布 

1.6.5 超幾何分布 

1.7 平均故障前時間 

1.8 平均剩余壽命 

1.9 首發(fā)故障時間 

1.10 小結 

習題 

 

第2章 系統可靠度評估 

2.1 引言 

2.2 可靠性框圖 

2.3 串聯模型 

2.4 并聯模型 

2.5 并-串聯系統、串-并聯系統及混合并聯系統 

2.5.1 并-串聯系統 

2.5.2 串-并聯系統 

2.5.3 混合并聯系統 

2.5.4 系統可靠度方差估計 

2.5.5 單元分配優(yōu)化 

2.6 連續(xù)k/n:F系統 

2.6.1 連續(xù)2/n:F系統 

2.6.2 廣義連續(xù)k/n:F系統 

2.6.3 連續(xù)k/n:F系統可靠度評估 

2.6.4 連續(xù)k/n:F系統優(yōu)化分配 

2.7 k/n系統可靠度 

2.8 k/n平衡系統可靠度 

2.9 復雜系統可靠度 

2.9.1 分解法 

2.9.2 路集法和割集法 

2.9.3 事件空間法 

2.9.4 布爾真值表法 

2.9.5 還原法 

2.9.6 路集-軌跡法 

2.9.7 因子分解法 

2.10 特殊網絡 

2.11 多態(tài)模型 

2.11.1 串聯系統 

2.11.2 并聯系統 

2.11.3 并-串聯系統與串-并聯系統 

2.12 冗余 

2.13 部件重要度 

2.13.1 Birnbaum重要度 

2.13.2 關鍵重要度 

2.13.3 FUSSELL-VESELY重要度 

2.13.4 Barlow-Proschan 重要度 

2.13.5 Lambert重要度 

習題 

 

第3章 時間和失效相關可靠度 

3.1 引言 

3.2 不可修系統 

3.2.1 串聯系統 

3.2.2 并聯系統 

3.2.3 k/n系統 

3.3 平均失效前時間 

3.3.1 串聯系統MTTF 

3.3.2 并聯系統MTTF 

3.3.3 k/n系統MTTF 

3.3.4 其他系統 

3.4 可修系統 

3.4.1 交替更新過程 

3.4.2 馬爾可夫模型 

3.5 可用度 

3.5.1 瞬時可用度 

3.5.2 平均開工時間可用度 

3.5.3 穩(wěn)態(tài)可用度 

3.5.4 固有可用度 

3.5.5 可達可用度 

3.5.6 使用可用度 

3.5.7 任務可用度 

3.6 相關失效 

3.6.1 相關失效馬爾可夫模型 

3.6.2 聯合密度函數法 

3.6.3 復合事件法 

3.7 冗余和備份 

3.7.1 不可修簡單備份系統 

3.7.2 不可修多備份系統 

3.7.3 可修備份系統 

習題 

第二部分 參數估計及可靠性試驗 

第4章 失效時間分布參數估計方法 

4.1 引言 

4.2 矩量法 

4.3 似然函數 

4.3.1 極大似然法 

4.3.2 指數分布 

4.3.3 瑞利分布 

4.3.4 正態(tài)分布 

4.3.5 信息矩陣和方差-協方差矩陣 

4.4 最小二乘法 

4.5 貝葉斯法 

4.6 失效時間數據生成 

4.6.1 指數分布 

4.6.2 威布爾分布 

4.6.3 瑞利分布 

4.6.4 Brinbaum-Saunders分布 

習題 

第5章 參數可靠性模型 

5.1 引言 

5.2 方法1：歷史數據 

5.3 方法2：使用壽命試驗 

5.4 方法3：老化試驗 

5.5 方法4：加速壽命試驗 

5.6 截尾類型 

5.6.1 Ⅰ型截尾 

5.6.2 Ⅱ型截尾 

5.6.3 隨機截尾 

5.6.4 截尾下失效率的計算 

5.7 指數分布 

5.7.1 測試異常短失效時間 

5.7.2 測試異常長失效時間 

5.7.3 Ⅰ型截尾數據 

5.7.4 Ⅱ型截尾數據 

5.8 瑞利分布 

5.8.1 對于非截尾試驗數據的瑞利分布參數估計 

5.8.2 對于截尾試驗數據的瑞利分布參數估計 

5.8.3 帶有截尾和非截尾數據的瑞利分布參數的最佳線性無偏估計 

5.9 威布爾分布 

5.9.1 非截尾試驗失效數據 

5.9.2 截尾試驗失效數據 

5.9.3 方程極大似然估計 

5.9.4 的無偏估計 

5.9.5 的置信區(qū)間 

5.9.6 估計 

5.10 對數正態(tài)分布 

5.10.1 非截尾試驗失效數據 

5.10.2 截尾試驗失效數據 

5.11 伽馬分布 

5.11.1 非截尾試驗失效數據 

5.11.2 截尾試驗失效數據 

5.11.3 和 方差 

5.11.4 的置信區(qū)間 

5.12 極值分布 

5.13 半logistic分布 

5.14 Frechet分布 

5.14.1 非截尾試驗失效數據 

5.14.2 截尾試驗失效數據 

5.15 Birnbaum-Saunders分布 

5.15.1 非截尾試驗失效數據 

5.15.2 截尾試驗失效數據 

5.16 線性模型 

5.17 多截尾數據 

5.17.1 產品極限估計（PLE）或Kaplan and Meier（KM）估計 

5.17.2 累計失效估計 

習題 

第6章 加速壽命試驗模型 

6.1 引言 

6.2 可靠性試驗的類型 

6.2.1 高加速壽命試驗 

6.2.2 可靠性增長試驗 

6.2.3 高加速應力篩選 

6.2.4 可靠性驗證試驗 

6.2.5 可靠性驗收試驗 

6.2.6 老化試驗 

6.2.7 加速壽命試驗（ALT）和加速退化試驗（ADT） 

6.3 加速壽命試驗的應力施加方式和應力類型 

6.3.1 應力施加方式 

6.3.2 應力類型 

6.4 典型加速壽命試驗模型 

6.4.1 加速失效時間模型 

6.4.2 統計模型：參數模型 

6.5 統計模型：非參數模型 

6.5.1 線性模型 

6.5.2 比例危險模型 

6.5.3 比例優(yōu)勢模型 

6.5.4 其他加速壽命試驗模型 

6.6 物理-統計模型 

6.6.1 阿倫尼斯（Arrhenius）模型 

6.6.2 艾林模型 

6.6.3 逆冪律模型 

6.6.4 組合模型 

6.7 物理實驗模型 

6.7.1 電遷移模型 

6.7.2 與濕度相關的失效 

6.7.3 疲勞失效 

6.8 退化模型 

6.8.1 電阻器退化模型 

6.8.2 激光器退化模型 

6.8.3 熱載流子退化模型 

6.9 統計退化模型 

6.9.1 布朗運動退化軌跡 

6.9.2 退化模型 

6.10 加速壽命試驗方案 

6.10.1 ALT方案設計 

6.10.2 試驗方案的制訂 

習題 

第三部分 可靠性的提高：保修期及預防維修 

第7章 更新過程和預計失效數 

7.1 引言 

7.2 參數更新函數估計 

7.2.1 連續(xù)時間 

7.2.2 離散時間 

7.3 非參數更新函數估計 

7.3.1 連續(xù)時間 

7.3.2 離散時間 

7.4 交替更新過程 

7.4.1 交替更新過程的預計失效數 

7.4.2 時刻t部件j正常運行的概率 

7.5 M(t)的近似解 

7.6 其他類型更新過程 

7.7 更新數的方差 

7.8 更新函數置信區(qū)間 

7.9 t時刻的剩余壽命 

7.10 泊松過程 

7.10.1 齊次泊松過程 

7.10.2 非齊次泊松過程 

7.11 拉普拉斯變換及隨機變量 

7.11.1 拉普拉斯變換和期望值 

7.11.2 拉普拉斯變換和更新數 

習題 

第8章 預防性維修與檢測 

8.1 引言 

8.2 預防性維修和更換模型：最小費用模型 

8.2.1 定時更換策略 

8.2.2 定壽更換策略 

8.3 預防性維修和更換模型：最小停機時間模型 

8.3.1 定時更換策略的應用 

8.3.2 定壽更換策略的應用 

8.4 最小維修模型 

8.5 沖擊情況下最優(yōu)更換時間間隔 

8.5.1 周期性更換策略：費用與時間無關 

8.5.2 周期性更換策略：費用與時間相關 

8.6 預防性維修與備件數量 

8.7 組維修 

8.8 周期性檢測 

8.8.1 最優(yōu)檢測策略 

8.8.2 周期性檢測與維修策略 

8.9 基于狀態(tài)的維修 

8.10 在線監(jiān)視和監(jiān)測 

8.10.1 振動分析 

8.10.2 聲波發(fā)射和聲音識別 

8.10.3 溫度監(jiān)測 

8.10.4 流體監(jiān)測 

8.10.5 腐蝕監(jiān)測 

8.10.6 其他診斷方法 

習題 

第9章 擔保模型 

9.1 引言 

9.2 不可修產品的擔保模型 

9.2.1 不可修產品的擔保成本 

9.2.2 擔保費用：固定賠付 

9.2.3 混合擔保 

9.2.4 最優(yōu)擔保更換 

9.3 可修產品的擔保模型 

9.3.1 可修產品的擔保成本 

9.3.2 固定數量任意故障時間分布的擔保模型 

9.3.3 固定數量產品的擔保模型：最小維修方案 

9.3.4 固定數量產品的擔保模型：完全修復方案 

9.3.5 固定數量產品的擔保模型：混合維修方案 

9.4 二維擔保模型 

9.5 擔保期賠付 

9.5.1 有延遲期的擔保賠付 

9.5.2 分組數據的擔保賠付 

習題 

第10章 案例分析 

10.1 起重機吊具子系統 

10.2 生產線的設計 

10.3 爆炸物探測系統 

10.4 爐管的可靠性 

10.5 智能卡的可靠性 

10.6 鑒定和驗證審定中的剩余壽命分布 

10.7 空中交通控制系統中通信網絡的可靠性建模 

10.8 使用可用度指標的系統設計 

10.9 液壓注入泵的可靠性建模 

第11章 附錄 

附錄A 伽馬分布表 

附錄B 計算連續(xù)k/n:F系統可靠度程序 

附錄C 計算連續(xù)2/n:F系統可靠度程序 

附錄D Runge-Kutta法解時間相關方程程序 

附錄E Newton-Raphson法 

附錄F 系數（i = 1, . . . , n）* 

附錄G 以 及 為形式的 方差* 

附錄H Newton-Raphson程序 

附錄I 服從正態(tài)分布的截尾20個樣本中均值及標準差的無偏估計系數ai及bi 

附錄J Baker’s算法 

附錄K 標準正態(tài)分布* 

附錄L 2臨界值* 

附錄M 習題答案