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第1章 可靠性、维修性和保障性导论1

1.1引言1

1.2系统的寿命周期2

1.3故障概念4

1.4阿波罗13——案例研究5

第2章 概率论8

2.1概率论中的术语和定义8

2.2概率论中的基本理论9

2.2.1概率论公理9

2.2.2概率的基本性质10

2.2.3联合事件10

2.2.4条件概率11

2.3概率与实验数据11

2.4概率分布12

2.5随机变量12

2.5.1随机变量的种类13

2.6随机变量的概率分布14

2.6.1函数化方法14

2.6.2参数化方法16

2.7几种离散型随机分布19

2.7.1伯努利试验19

2.7.2二项分布19

2.7.3泊松分布20

2.8连续型理论概率分布22

2.8.1指数分布22

2.8.2正态分布23

2.8.3对数正态分布25

2.8.4威布尔分布26

第3章 可靠性参数28

3.1失效函数28

3.1.1多故障机理下系统的失效函数31

3.2可靠度函数32

3.2.1多故障模式下单元的可靠度函数34

3.2.2任务可靠度函数35

3.3调度可靠性36

3.4风险函数（风险率或瞬时失效概率）36

3.4.1累积风险函数38

3.4.2累积风险函数和故障数期望值38

3.4.3风险函数的典型形式39

3.4.4失效率40

3.5平均失效前时间40

3.5.1平均剩余寿命42

3.5.2可修系统的MTTF43

3.5.3平均失效前时间的方差45

3.6平均故障间隔时间（MTBF）45

3.7百分位寿命（TTFp或Bp％）47

3.8无维修使用期（MFOP）47

3.8.1无维修使用期生存能力预测47

3.9软件的可靠性特点49

3.9.1软件可靠性50

3.9.2软件的平均故障间隔时间50

3.9.3软件失效率50

3.9.4 Jelinski-Moranda模型51

3.9.5 Geol-Okumoto模型51

第4章 系统可靠性52

4.1可靠性框图52

4.2串联系统的可靠性计算52

4.3寿命换算率矩阵59

4.4并联模型61

4.5 n中取r系统63

4.6串并联系统65

4.7冗余系统65

4.8复杂可靠性框图68

4.9可靠性评估中的割集方法70

4.10飞机发动机案例研究71

4.11系统可靠性估计——随机模型74

4.12随机过程75

4.13马尔可夫过程75

4.14非时齐泊松过程（NHPP）79

4.15 更新过程80

第5章 维修性和维修83

5.1维修性的概念83

5.2维修性参数85

5.2.1维修时间85

5.2.2维修工时（MMH）87

5.2.3维修频率因素88

5.2.4维修费用因素89

5.3维修性验证89

5.4维修91

5.5维修概念91

5.6维修级别92

5.6.1基层级92

5.6.2中继级92

5.6.3基地级92

5.6.4原设备制造商维修93

5.7.维修任务类别93

5.7.1修复性维修任务93

5.7.2预防性维修任务94

5.7.3状态监控（预测性）维修任务95

5.8维修方针95

5.8.1基于故障的维修方针96

5.8.2基于时间的维修方针97

5.8.3基于状态监控的维修（预测性维修）98

5.9维修资源103

5.10维修引发的故障104

5.11维修费用105

5.11.1维修活动费用105

5.11.2维修活动的直接费用105

5.11.3维修活动的间接费用106

5.11.4维修活动的总费用106

5.11.5影响维修费用的因素107

5.12飞机维修——案例研究107

5.12.1例行计划维修108

第6章 维修优化110

6.1预防性维修和可靠性111

6.2最优更换时间111

6.2.1基于最少修理的最适宜的更换112

6.3修理与更换113

6.4以可靠性为中心的维修115

6.4.1以可靠性为中心的维修过程117

6.4.2以可靠性为中心的维修决策逻辑过程120

6.4.3潜在失效和P-F曲线126

6.5与寿命有关的维修127

6.5.1与寿命有关的维修——飞机发动机案例研究130

6.6全面产品维修131

6.6.1全面产品维修的成就132

6.7计算机化维修管理系统133

6.7.1计算机化维修管理系统的效益134

第7章 保障性和后勤135

7.1保障性——术语和定义136

7.1.1保障性136

7.1.2保障性工程136

7.1.3后勤延误时间（LDT）和保障时间（TTS）137

7.1.4保障资源137

7.1.5故障形成139

7.2保障性度量139

7.3重建141

7.4淘汰141

7.5维修级别分析142

7.6测试性、检查和诊断143

7.6.1机内自检（BIT）144

7.6.2机内自测设备（BITE）145

7.6.3健康和使用监控系统（HUMS）146

7.7故障未发现情况（NFF ）146

7.8商业现货供应（COTS）和保障性148

7.9持续采购和寿命周期保障（CALS ）148

7.10案例研究：英国航空公司的保障性和后勤149

第8章 备件供应规划与管理153

8.1基本概念与定义154

8.2需求156

8.3预计需求的数学模型157

8.3.1用于预计备件数的时齐泊松过程模型157

8.3.2用于预计备件的更新过程模型162

8.4备件的需求——恒定与递增失效率的比较163

8.5消耗性（可报废的）备件的预计模型164

8.6可修复备件的模型165

8.6.1可修复备件的生灭过程模型166

8.6.2 Palm理论及其在可修复产品的备件供应规划中的应用168

8.7多约定层次备件模型170

8.8多梯队备件模型172

8.9特殊合同要求的备件供应规划174

8.10库存管理175

8.10.1经济订货量176

8.11优化方法177

8.11.1 0-1非线性整数规划模型177

8.11.2边际分析178

8.12仿真179

8.12.1蒙特卡罗仿真180

8.12.2离散事件仿真184

8.13备件供应规划中仿真模型的应用185

8.14用仿真优化188

第9章 综合后勤保障（ ILS）191

9.1 ILS的历史191

9.1.1综合后勤保障概念193

9.1.2航运费用实例研究193

9.1.3空军费用实例研究194

9.2可靠性计划196

9.2.1可靠性论证197

9.2.2关于涡轮盘的实例研究197

9.2.3可靠性试验199

9.3全寿命费用201

9.4维修计划202

9.4.1换件维修202

9.5技术文件203

9.6软件的配置控制203

9.7包装、装卸、存储和运输（PHS&T）203

9.8保障和测试设备204

9.9软件测试205

9.10训练和训练设备206

9.11（后勤）保障分析208

第10章 可用性209

10.1点可用性209

10.1.1平均可用性211

10.1.2固有可用性211

10.1.3系统不同可靠性框图的可用性212

10.2可达可用性213

10.3使用可用性214

第11章 可靠性、维修性和保障性设计216

11.1可靠性分配216

11.1.1可靠性分配的AGREE方法217

11.1.2等分配法218

11.1.3 ARINC（美国航空无线电公司）分配方法219

11.2维修性分配220

11.3保障性分配221

11.4故障模式、影响和危害度分析（FMECA）221

11.4.1 FMECA分析的步骤222

11.4.2故障危害度223

11.5故障树分析（FTA）224

11.6故障树分析举例——升降电梯225

11.7容错软件228

11.7.1恢复块228

11.7.2 N版本程序229

11.8寿命周期费用230

11.8.1寿命周期费用的组成230

11.8.2寿命周期费用分析过程231

11.8.3影响LCC评估的因素231

第12章 可靠性、维修性和保障性数据分析234

12.1可靠性、维修性和保障性数据235

12.2经验参数估计方法235

12.2.1完全不分组数据的参数估计235

12.2.2置信区间236

12.2.3分组数据分析240

12.3删失数据分析241

12.4拟合的概率分布图242

12.4.1指数分布的数据图形拟合243

12.4.2拟合的正态分布图244

12.4.3拟合的对数正态分布图245

12.4.4拟合的威布尔分布图246

12.5回归247

12.5.1相关系数249

12.5.2指数分布的线性回归249

12.5.3威布尔分布的线性回归250

12.5.4正态分布的线性回归251

12.5.5对数正态分布的线性回归252

12.6极大似然估计252

12.6.1完整无删失数据253

12.6.2区间数据260

附录A262