最优可靠性设计

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页数:337
译者:
出版时间:2011-3
价格:78.00元
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isbn号码:9787030302731
丛书系列:现代数学译丛
图书标签:
  • 硬件
  • 最优可靠性设计
  • 数学
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  • 故障分析
  • 预防性维护
  • 寿命预测
  • 概率统计
  • 工程技术
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具体描述

《最优可靠性设计:基础与应用》提供了系统可靠性和可靠性最优化的详细介绍。从元件可靠度提高和冗余排列的角度,论述了最大化系统可靠度的最新技术,展示了几个研究案例,并说明了最优化技术是如何应用于实际问题的。也特别注意寻找可靠性和费用之间平衡的最优化方法。《最优可靠性设计:基础与应用》开始回顾了关键的背景材料,讨论了许多最优化模型,接着涉及了最优化工具,如启发式方法、离散最优化、非线性规划、混合整数规划、最优指派和智能化启发式算法,也描述了这些工具的计算机实现。案例研究涵盖了工程应用的不同领域,包括微电子组装、软件开发及核反应堆维护。

《最优可靠性设计:基础与应用》有大量的数值例子,还包含了超过180道习题。因此,《最优可靠性设计:基础与应用》适合作为可靠性工程和运筹学研究生水平的教材,对工程师也有参考价值。

现代电子系统故障分析与预防性维护:面向提升系统生命周期的实践指南 本书聚焦于提升现代电子信息系统的整体可靠性与可维护性,旨在为工程技术人员、系统架构师以及质量管理人员提供一套系统化、可操作的理论框架与实践工具集。本书摒弃了单纯的理论推导,强调在复杂工程背景下,如何通过前瞻性的设计理念和精细化的维护策略,将系统的平均无故障时间(MTBF)最大化,并将平均修复时间(MTTR)最小化。 --- 第一部分:可靠性工程基础与系统建模(约400字) 本部分奠定现代可靠性工程的基石,重点阐述从系统需求定义阶段就开始融入可靠性思维的重要性。我们深入探讨了不同类型的可靠性指标(如固有的可靠性、环境适应性可靠性、任务可靠性),并详细介绍了如何根据系统任务剖析(Mission Profile Analysis)来确定这些指标的量化目标。 关键内容包括: 1. 失效模式与影响分析(FMEA/FMECA): 不仅教授标准化的FMEA流程,更侧重于如何在新兴技术(如高密度集成电路、新型电池技术)背景下识别潜在的“未知失效模式”。我们引入了基于专家经验的模糊推理方法来量化风险优先级数(RPN),尤其是在数据稀疏的早期研发阶段。 2. 可靠性框图与故障树分析(FTA): 阐述如何构建多层次的系统依赖关系图谱。特别关注对“组合故障”和“共因失效”(Common Cause Failures, CCF)的建模,这是高集成度系统中最常见的可靠性隐患。书中提供了大量案例,演示如何利用布尔代数和概率论推导系统级的Top Event概率。 3. 寿命分布模型选择与参数估计: 对比分析了威布尔分布(Weibull)、指数分布、正态分布等在不同失效机制下的适用性。重点讲解了如何利用加速寿命试验(ALT)数据,结合变加速因子模型,外推预测产品在正常工作条件下的寿命分布参数。 --- 第二部分:电子元器件与环境应力管理(约450字) 电子系统的可靠性本质上是其组成元器件可靠性的集合。本部分深入剖析了电子元器件在实际工作环境中承受的各种物理、化学和电气应力,并提供了具体的应力筛选与控制方法。 关键内容包括: 1. 热管理与热应力分析: 探讨了从芯片级到系统级的热传导、热对流和热辐射机制。重点介绍了基于有限元分析(FEA)的热-机械耦合分析技术,用于预测焊点疲劳和材料热膨胀差异导致的机械应力累积。书中提供了实用的热设计准则,如热设计功耗(TDP)的合理分配和散热器的优化选型。 2. 机械振动与冲击环境适应性: 详细介绍了随机振动、扫频振动和冲击载荷对印制电路板(PCB)结构完整性的影响。引入了随机振动分析中的功率谱密度(PSD)的精确建模,并指导读者如何根据MIL-STD或IEC标准进行振动测试规范的制定。特别关注连接器和PCB层压板的疲劳寿命预测。 3. 电气应力与电源完整性(PI): 分析了瞬态电压、欠压、过压以及静电放电(ESD)对半导体器件的损伤机理。系统地介绍了去耦电容网络的优化设计,以确保在系统瞬态负载变化时,芯片供电轨的电压波动不超过其绝对最大额定值(Absolute Maximum Ratings)的安全裕度。 --- 第三部分:系统级可维护性工程与保障(约400字) 高可靠性不仅意味着不易发生故障,更意味着发生故障后能快速恢复。本部分专注于可维护性(Maintainability)的设计与量化,这是系统全生命周期成本控制的关键。 关键内容包括: 1. 可维护性设计原则(Design for Maintainability, DFM): 强调模块化、标准化接口和故障隔离设计。指导读者如何通过设置易于触及的测试点(Test Points)、统一的插拔标准和清晰的指示灯布局来缩短平均维修时间(MTTR)。 2. 可达性、可操作性与可更换性评估: 引入了诸如“平均操作时间”(Mean Operation Time, MOT)等指标来量化维修人员进行特定操作的耗时。通过三维人体工程学模型模拟,评估维修工具的可操作空间和视线遮挡问题。 3. 诊断与故障隔离策略: 深入探讨了内建测试(Built-In Test, BIT)的设计与实现。对比了基于签名分析的BIT和基于逻辑覆盖的BIT在检测率(Coverage)上的差异。重点讲解了如何通过分层诊断树(Hierarchical Diagnostic Tree)快速缩小故障范围,指导维修人员一步到位地更换故障模块。 --- 第四部分:基于数据的预测性维护与寿命管理(约300字) 进入工业4.0时代,系统的可靠性管理正从被动响应转向主动预测。本部分介绍如何利用传感器数据和数据分析技术,实现设备运行状态的实时监控和寿命预测。 关键内容包括: 1. 健康状态监测(Condition-Based Monitoring, CBM): 介绍了关键性能指标(KPIs)的选择,如温度漂移、电流谐波变化、信号衰减率等,作为系统退化的早期预警指标。 2. 剩余寿命预测(RUL)模型: 阐述了如何应用卡尔曼滤波(Kalman Filtering)或粒子滤波(Particle Filtering)来平滑传感器噪声,并结合渐进式退化模型(Degradation Modeling)来估计系统的剩余有效寿命。 3. 维护策略优化: 结合预测结果,指导读者制定基于风险的维护计划(RBM)。对比了定期维护(TBM)、故障后维护(CBM)与预测性维护在资源消耗、停机时间和总体风险上的权衡。 本书适用于: 航空航天、工业自动化、高端医疗设备、通信基站以及汽车电子等领域中,对系统连续运行时间要求极高的工程专业人士和研究人员。它提供了一个坚实的理论基础,更侧重于将可靠性思维融入到产品生命周期的每一个环节,确保系统在严苛的服役环境下,能够持续、稳定地交付其设计功能。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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《最优可靠性设计》这本书,彻底改变了我对产品可靠性的理解。在此之前,我总觉得可靠性更多是一种运气成分,或者仅仅是材料和工艺的堆砌。但这本书,为我揭示了可靠性背后隐藏的深刻的工程原理和系统性的方法论。书中对“可靠性设计原则”的阐述,让我明白可靠性并非事后诸葛亮,而是需要贯穿于产品研发的每一个环节。我特别欣赏书中关于“冗余设计”的细致分析,它不仅介绍了不同类型的冗余技术,如串联、并联、三取二等,还说明了如何根据故障概率、修复率和成本等因素来选择最优的冗余策略。书中对“可靠性分配”的论述也让我受益匪浅,它揭示了如何在复杂系统中,将整体可靠性目标合理地分配给各个子系统,这是一个需要精妙计算和权衡的过程。此外,书中对“可靠性测试与验证”的全面介绍,让我了解了如何通过各种试验手段来验证设计的可靠性,并为后续的改进提供数据支持。作者的写作风格严谨而富有条理,大量的图表和案例分析,使得抽象的概念变得具体可感。这本书为我提供了一个完整的可靠性设计框架,让我能够更有信心地去创造出更加稳定、可靠的产品。

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这本书真是让人眼前一亮!我之前一直对“可靠性”这个概念有些模糊的认知,只知道它很重要,但具体如何实现,又涉及到哪些深层次的理论和实践,却知之甚少。《最优可靠性设计》以一种非常系统且富有启发性的方式,将我带入了可靠性工程的广阔天地。书中从最基础的可靠性定义和指标入手,循序渐进地介绍了各种可靠性建模方法,例如故障树分析、事件树分析、马尔可夫链等,并详细阐述了它们的应用场景和优缺点。我特别喜欢书中对不同行业案例的深入剖析,例如航空航天、汽车制造、医疗器械等,通过这些鲜活的例子,我能够更直观地理解可靠性设计在实际工程中的重要性以及如何克服各种挑战。书中不仅讲解了理论知识,还提供了大量的实用工具和技术,比如失效模式与影响分析(FMEA)、故障诊断与修复(FRACAS)等,这些内容对于我进行实际项目的设计和优化非常有帮助。此外,作者在书中还探讨了如何将可靠性理念贯穿于产品生命周期的各个阶段,从概念设计、详细设计、制造、测试到维护和报废,都提供了相应的指导和建议。整本书的逻辑清晰,语言流畅,即使是对于非专业读者,也能在不感到晦涩的情况下,逐步掌握可靠性设计的核心精髓。我强烈推荐这本书给所有对提升产品质量和降低风险感兴趣的工程师、设计师以及项目管理者,它绝对是一本值得反复研读的宝藏。

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这本《最优可靠性设计》简直就是我苦苦寻觅的“救命稻草”!长期以来,我在工作中都面临着一个棘手的难题:如何确保我负责的产品在复杂多变的环境下依然能够稳定可靠地运行。传统的经验主义方法往往显得力不从心,而且难以量化评估。直到我读了这本书,我才豁然开朗。书中详尽地讲解了如何通过数学模型和统计方法来预测和提升产品的可靠性。从基础的概率论和数理统计在可靠性分析中的应用,到各种复杂的可靠性增长模型和可靠性分配技术,作者都进行了深入浅出的讲解。我印象最深刻的是关于“冗余设计”和“失效分析”的章节,书中不仅解释了什么是冗余,更重要的是阐述了不同类型的冗余(串联、并联、混合冗余)如何影响系统的可靠性,以及如何根据具体需求选择最合适的冗余策略。同时,书中对失效模式的识别、分析和预防也提出了非常系统化的方法,例如如何利用DFMEA(设计失效模式与影响分析)来主动发现潜在的设计缺陷,并采取措施加以规避。这本书让我意识到,可靠性设计并非仅仅是“不出现故障”,而是一个需要系统性思维和科学方法来驱动的工程学科。作者的写作风格非常严谨,同时又不失可读性,大量的图表和公式都有清晰的解释,让我能够轻松理解那些看似复杂的概念。这本书的实用性毋庸置疑,它为我提供了一套完整的工具箱,让我能够更有信心地应对各种可靠性挑战。

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我一直坚信,一个产品的生命力,很大程度上取决于它的可靠性。《最优可靠性设计》这本书,恰恰为我提供了实现这一目标的最有力的支持。它不仅仅是一本关于如何避免故障的书,更是一本关于如何主动构建卓越的系统韧性的指南。书中对可靠性设计理念的阐述,让我看到了一个更深层次的工程哲学:如何在一个充满不确定性的世界里,创造出确定性的价值。我非常赞赏书中关于“质量与可靠性”关系的辩证分析。作者指出,高质量的制造固然重要,但如果设计本身就存在隐患,再好的制造工艺也无法弥补。书中系统地介绍了各种设计可靠性的策略,包括零件选择、材料特性、结构设计、热管理、电磁兼容性(EMC)等方面,并详细阐述了每种策略背后的原理和影响。例如,关于“应力-强度干扰理论”的讲解,让我理解了如何通过分析设计参数的分布与环境载荷的分布,来预测和控制失效的概率。书中对可靠性建模工具的介绍,也让我大开眼界,例如如何利用软件进行蒙特卡洛模拟来评估复杂系统的可靠性,以及如何通过方差分析来识别影响可靠性的关键设计因素。这本书的深度和广度都令人印象深刻,它为我提供了一个全面的框架,让我能够系统地思考和解决可靠性问题。

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《最优可靠性设计》这本书的价值,远超乎我最初的预期。我一直以来都对如何构建出真正“经久耐用”且“不出错”的产品感到好奇,但市场上的书籍大多偏向于某个特定领域或技术,缺乏一个全面而深入的指导。而这本书,恰恰填补了这一空白。作者以一种非常清晰且富有条理的方式,构建了一个完整的可靠性设计体系。从如何定义和量化可靠性,到各种预测、分析和改进可靠性的方法论,书中都进行了详尽的介绍。我特别喜欢书中对“风险管理”在可靠性设计中的作用的阐述,它将可靠性问题与成本、性能、上市时间等多个维度联系起来,强调了在追求可靠性的同时,也需要进行权衡和优化,找到真正的“最优解”。书中关于“设计冗余”的探讨,让我明白了并非越多越好,而是需要根据故障概率、修复能力和成本等多方面因素来精细设计。例如,书中提到的“k out of n”冗余系统,以及如何通过概率计算来确定最优的k值,这些内容对我启发很大。此外,书中还介绍了许多先进的可靠性评估技术,如环境应力筛选(ESS)和加速寿命试验(ALT),并详细解释了如何设计和实施这些试验,以获得更准确的可靠性数据。整本书的结构严谨,案例丰富,引用的文献也非常权威,让我能够深切感受到作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。我毫不犹豫地将这本书列为我工作中最有价值的参考资料之一。

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《最优可靠性设计》这本书,为我打开了一个全新的工程视野。我一直认为,一个产品的“好”与“坏”,很大程度上取决于它能否在各种条件下稳定运行。但过去,我对如何系统地实现这种“稳定运行”,总是有种模糊的感觉。这本书,恰恰为我提供了一种科学的、可量化的方法。书中对“可靠性工程”的定义和核心概念的阐述,让我明白了这不仅仅是一种技术,更是一种思维方式。我特别欣赏书中关于“可靠性预测”的章节,它详细介绍了各种预测模型,例如基于历史数据、专家经验和加速试验的预测方法,并说明了如何利用这些预测结果来指导设计和优化。书中对“可靠性增长”的论述也让我印象深刻,它揭示了产品在经历改进和测试后,其可靠性是如何随着时间的推移而不断提升的。作者不仅解释了可靠性增长的数学模型,还提供了如何通过有效的试验和反馈机制来加速这一过程的实践建议。此外,书中对“维护性”的探讨也很有价值,它指出产品的可靠性不仅包括不出故障,还包括一旦发生故障,能够快速、方便地修复,从而最大限度地减少停机时间。这本书的严谨性和全面性都令人称道,它为我提供了一套完整的可靠性设计工具箱,让我能够更有信心地去创造出更优秀的产品。

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翻开《最优可靠性设计》,我立刻被其系统性的深度所吸引。我曾以为可靠性设计仅仅是关于挑选更优质的元器件,或者进行一些基础的测试,但这本书彻底颠覆了我的认知。它从工程哲学的层面,剖析了“可靠性”本身的意义,以及为何在现代工程中它占据如此核心的地位。书中不仅涵盖了各种成熟的可靠性分析技术,如加速寿命试验(ALT)、全生命周期成本分析(LCCA)等,更重要的是,它将这些技术置于一个更宏观的框架下进行阐述。作者强调了可靠性设计是一个迭代的过程,需要从产品设计的早期阶段就开始介入,并贯穿于整个产品生命周期。我尤其欣赏书中关于“设计可靠性”与“制造可靠性”、“使用可靠性”之间关系的探讨。它揭示了许多时候,产品的可靠性问题并非源自某个单一环节,而是整个系统设计理念和执行过程的综合体现。书中对复杂系统的可靠性建模,特别是针对多级串并联结构、带修复的系统以及动态可重构系统的分析方法,进行了非常细致的描述,这对于我目前正在进行的一个大型项目至关重要。作者的语言专业且准确,但又避免了不必要的术语堆砌,使得即使是接触可靠性领域不久的读者,也能循序渐进地领会其精髓。这本书为我提供了一种全新的视角来审视和解决工程问题,它不仅仅是一本技术指南,更是一部关于工程智慧的启迪之作。

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读完《最优可靠性设计》,我最大的感受是,可靠性工程是一门既有深度又有广度的学科,而这本书,正是这一领域的璀璨明珠。它以一种极其系统化的方式,将看似分散的可靠性知识融会贯通。书中从最基础的可靠性概念和指标开始,逐步深入到各种高级的分析方法和设计策略。我尤其喜欢书中关于“故障模式与影响分析(FMEA)”的详细阐述。它不仅解释了FMEA的各个步骤,还提供了大量不同类型的产品FMEA示例,让我能够更直观地理解如何识别潜在的故障模式,评估其影响,并采取相应的预防措施。书中关于“加速寿命试验(ALT)”的讲解也让我大开眼界,它揭示了如何通过施加比正常使用条件更严苛的环境应力,来缩短试验时间,从而快速评估产品的长期可靠性。作者还详细介绍了如何设计ALT试验,如何选择合适的应力参数,以及如何对试验数据进行分析和解读。整本书的结构设计非常合理,语言流畅,而且引用了大量的权威文献,显示了作者深厚的学术造诣。它为我提供了一个全新的视角来审视和改进产品的可靠性,是一本对于任何希望提升产品质量和用户体验的专业人士来说都不可或缺的参考书。

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《最优可靠性设计》这本书,对我而言,简直就是一把开启可靠性工程大门的钥匙。我过去一直认为可靠性是一个相对抽象的概念,难以把握,但这本书通过生动形象的案例和循序渐进的讲解,让我彻底理解了它的重要性和可操作性。书中从最基础的可靠性概念讲起,包括失效率、平均无故障时间(MTTF)、平均故障间隔时间(MTBF)等,并详细解释了如何根据不同的产品类型选择合适的可靠性指标。我特别喜欢书中关于“可靠性分配”的章节,它揭示了如何在多功能系统或组件中,将整体的可靠性目标合理地分配给各个子系统,这是一个非常具有挑战性但又至关重要的环节。书中介绍了多种可靠性分配方法,例如等效失效率法、指数分配法等,并提供了详细的计算示例。此外,书中对“可靠性测试”的论述也让我受益匪浅。它详细介绍了各种类型的可靠性测试,如恒定应力试验、递增应力试验、循环应力试验等,以及如何根据测试数据来估计产品的可靠性参数。作者的语言清晰易懂,即使涉及到复杂的数学模型,也能通过图表和文字的结合,让读者轻松理解。这本书的实用性毋庸置疑,它为我提供了一套系统的知识体系和一套完整的工具,让我能够更有信心地去面对和解决产品可靠性方面的问题。

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在《最优可靠性设计》这本书中,我看到了对可靠性工程领域的一次全面而深入的梳理。作为一名长期从事产品研发的工程师,我深知可靠性对于产品成功的重要性,但长期以来,我都觉得缺乏一个系统性的理论指导。这本书恰恰填补了这一空白。它不仅仅是关于某个单一的技术,而是构建了一个完整的可靠性设计框架,从概念的引入,到方法的论证,再到实际的应用,层层递进。我特别欣赏书中关于“系统可靠性”的分析,它强调了如何将各个独立组件的可靠性整合起来,形成一个稳定运行的整体。书中详细介绍了多种系统可靠性建模方法,如串联系统、并联系统、k out of n系统、以及带修复和不带修复的系统模型,并对它们的数学表达式和计算方法进行了详尽的解释。此外,书中对“故障分析”的深入探讨也让我大开眼界。它不仅介绍了如何识别和记录故障,更重要的是,它阐述了如何通过根本原因分析(RCA)来找到导致故障的真正原因,并采取有效的纠正和预防措施。作者的写作风格严谨而不失可读性,大量的图表和公式都配有清晰的说明,让读者能够轻松理解。这本书为我提供了一个全面的视角,让我能够系统地思考和解决产品可靠性问题,是每一位对工程质量有追求的专业人士都应该阅读的著作。

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可以作为设计的参考吧 比其他的书多些例子 优化部分以后值得参考

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