《最優可靠性設計：基礎與套用》是科學出版社年出版的圖書，作者是（美）郭位、郭進利。
基本介紹
- 書名：最優可靠性設計：基礎與套用
- 作者：（美）郭位、郭進利 編
- ISBN：9787030302731
- 類別：圖書>科技>一般工業技術
- 頁數：337
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2011-03-01
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,目錄,
內容簡介
《最優可靠性設計：基礎與套用》詳細介紹了系統可靠性設計和可靠性最最佳化的理論與方法。使用科學與藝術相結合的文字技巧，描述了如何在單元可靠性的限制下，實現最大的系統可靠性。作者在書中提供了不同實際背景下，實現系統可靠性最最佳化的案例。這些案例綜合兼顧了可靠性最大和成本最低兩方面的要求。《最優可靠性設計：基礎與套用》首先回顧了可靠性發展過程中的關鍵環節，之後討論了一系列的最最佳化模型。作者在這些最最佳化模型過程中，使用的最最佳化工具涉及啟發式方法、離散最最佳化、非線性規劃、混合整數規劃、最最佳化分配、集成啟發式算法等扽。這些模型和方法都來源於工程實踐中，如微電子集成製造、軟體可靠性以及核電站維修。《最優可靠性設計：基礎與套用》包含了大量數值案例和超過180個課後作業，這些案例和作業有助於具有實際經驗可靠性工程師迅速提高其可靠性設計水平。
目錄
譯者序
前言
圖目錄
表目錄
第1章 系統可靠性簡介
1.1 背景
1.2 問題的一般描述
1.3 系統的硬體, 人的因素,軟體及環境
1.3.1 硬體可靠性
1.3.2 人的因素
1.3.3 軟體
1.3.4 物理和經濟約束
1.4 系統有效度模型
1.4.1 系統有效度的指標
1.4.2 系統有效度中人的因素
1.4.3 任務有效度
1.5 基本系統結構與可靠度函式
1.5.1 串聯結構
1.5.2 並聯結構
1.5.3 串-並聯結構
1.5.4 並-串聯結構
1.5.5 層次型的串-並聯結構
1.5.6 n中取k系統
1.5.7 複雜結構
1.5.8 單調關聯繫統
1.5.9 單元件系統的冷儲備冗餘
1.5.10 開關有缺陷的冗餘系統
1.5.11 多因失效模型
練習
第2章 可靠性最最佳化模型分析與分類
2.1 引言與符號
2.2 最最佳化模型
2.3 問題的簡化
2.4 系統可靠性最最佳化分類
2.5 可靠性最最佳化的新發展
2.5.1 冗餘分配的啟發式算法
2.5.2 冗餘分配的智慧型啟發式算法
2.5.3 冗餘分配的精確方法
2.5.4 冗餘可靠性分配的啟發式算法
2.5.5 可靠性系統中的多目標最最佳化
2.5.6 單調關聯繫統中可互換元件的最優指派
2.5.7 效用函式的最最佳化
2.6 套用
2.7 討論
練習
第3章 用啟發式方法進行冗餘分配
3.1 引言
3.2 定義和例子
3.3 基於1階鄰域解的啟發式方法
3.3.1 Misra和Sharma及Venkateswaran的方法
3.3.2 Gopal, Aggarwal和Gupta的方法
3.3.3 Nakagawa-Nakashima的方法
3.3.4 NN方法針對複雜系統的一種擴展
3.3.5 史定華方法
3.4 其他啟發式方法
3.4.1 Kohda-Inoue方法
3.4.2 Kim-Yum方法
3.4.3 Ushakov的啟發式方法
3.4.4 Misra方法
3.5 討論
練習
第4章 用動態規划進行冗餘分配
4.1 引言
4.2 基本動態規劃方法
4.3使用拉格朗日乘子的動態規劃方法
4.4 使用優勢序列的動態規劃方法
4.5層次型串-並聯繫統的動態規劃方法
4.6 討論
練習
第5章 用離散最最佳化方法進行冗餘分配
5.1 引言
5.2 0-1線性規劃形式
5.3 分支定界方法
5.3.1 串聯繫統的冗餘分配
5.3.2 複雜系統的冗餘分配
5.4 部分枚舉法
5.5 字母順序法
5.6 討論
練習
第6章 用非線性規劃方法進行可靠性最最佳化
6.1 引言
6.2 拉格朗日方法
6.3 懲罰式方法
6.3.1 障礙法
6.3.2 懲罰法
6.3.3 混合懲罰函式法
6.3.4 帶拉格朗日乘子的懲罰法
6.4 討論
練習
第7章 可靠性系統最最佳化的智慧型啟發式算法
7.1 引言
7.2 遺傳算法
7.2.1 用於系統可靠性最佳化的遺傳算法
7.3 模擬退火方法
7.3.1 模擬退火用於可靠性最佳化
7.3.2 非平衡模擬退火算法
7.4 禁忌搜尋法
7.4.1 禁忌搜尋用於可靠性最佳化
7.5 討論
練習
第8章 可靠性-冗餘分配
8.1 引言
8.2 Tillman,Hwang及Kuo的方法
8.3 Gopal,Aggarwal及Gupta的方法
8.4 Kuo, Lin,Xu及Zhang的方法
8.5 Xu, Kuo及Lin的方法
8.6 替代約束方法
8.6.1 用DP法解替代問題S(u)
8.7 進化算法
8.7.1 用於可靠性冗餘最最佳化的遺傳算法
8.7.2 用於可靠性冗餘最最佳化的進化算法
8.8 討論
練習
第9章 可靠性系統中元件指派
9.1 引言
9.2 串-並聯繫統中元件的最優指派
9.2.1 串-並聯繫統中元件的最優指派
9.2.2 用於元件最優指派的啟發式方法
9.2.3 兩路徑集的最優指派:雙目標法
9.3 並-串聯繫統中元件的最優指派
9.3.1 並-串聯繫統中元件的最優指派
9.3.2 兩個割集的最優指派:雙目標法
9.4 單調關聯繫統的元件指派
9.4.1 通過成對互換元件的最優指派
9.4.2 Malon的貪婪算法
9.4.3 Lin和Kuo的貪婪算法
9.4.4 不變最優指派
9.5 討論
練習
第10章 多目標可靠性系統
10.1 引言
10.2 多目標決策的分類
10.3 多目標決策的解
10.4 多目標的可靠性問題
10.5 有多目標的可靠性冗餘分配
10.5.1 問題描述
10.5.2 多目標最佳化方法
10.6 模糊多目標最佳化
10.7 討論
練習
第11章 系統可靠性最最佳化的其他方法
11.1 引言
11.2 效用函式的最最佳化
11.2.1 串聯繫統的Albert方法
11.2.2 單調關聯繫統的Dale和Winterbottom方法
11.3 討論
練習
第12章 有限資源下老化測試的最最佳化
12.1 引言
12.2 問題的描述
12.2.1 目標函式和可靠性約束
12.2.2 老化測試資源
12.2.3 問題形式
12.3 最最佳化與決策樹
12.4 套用於電子產品
12.4.1 假設
12.4.2 無約束最小化
12.4.3 系統可靠度
12.4.4 有約束最小化
12.5 討論
練習
第13章 軟體可靠性最最佳化設計的案例研究
13.1 引言
13.2 基本執行時間模型
13.3 資源使用
13.4 可靠性建模
13.4.1 雙元件模型
13.4.2 三元件模型
13.5 軟體可靠性最最佳化問題的形式
13.5.1 一個純軟體系統
13.5.2 軟硬體混合系統
13.6 討論
練習
第14章 定期最優維修策略案例研究
14.1 引言
14.2 評價函式
14.3 嚴格篩選
14.4 字母順序法
14.5 Waltz字母順序法
14.6 SEMOPS:互動方法
14.7 結論
第15章 可靠性最最佳化的案例研究
15.1 任務有效性維修的案例研究
15.2 PWR冷卻系統的案例研究
15.3 天然氣管道設計的案例研究
練習
參考文獻
附錄1 動態規劃概述
附錄2 Hooke-Jeeves(H-J)算法
附錄3從U到U的多面體推導
附錄4 n中連續取k系統
索引
圖目錄
圖1.1 系統性能要素示意圖
圖1.2 系統有效度的綜合模型
圖1.3 串聯結構
圖1.4 並聯結構
圖1.5 一個串-並聯繫統
圖1.6 並-串聯結構
圖1.7 並-串聯與串-並聯結構的比較
圖1.8 5個元件組成的層次型串-並聯結構
圖1.9 並-串聯繫統與複雜系統的比較
圖1.10 橋式網路
圖1.11 在圖1.10基礎上的5元件結構圖
圖3.1 4個狀態間的轉移
圖5.1 分支定界法的圖形描述
圖6.1 複雜系統示意圖
圖7.1 染色體x的設計
圖7.2 染色體x相應的設計
圖7.3 10元件複雜結構
圖7.4 雙橋結構系統
圖8.1 THK方法的流程圖
圖9.1 一個7元件單調關聯繫統
圖9.2 一個複雜單調關聯繫統
圖10.1 在目標函式空間中的解
圖10.2 最大化問題的一個最優解
圖10.3 燃氣輪機的超速檢測系統原理圖
圖12.1 有和沒有老化測試的元件失效率
圖12.2 示意圖
圖12.3 決策的流程圖
圖13.1 兩元件軟體的模型圖
圖13.2 三個軟體元件的模型圖
圖13.3 n個冗餘元件的模型圖
圖13.4 n個冗餘元件的一般Markov模型
圖14.1 用最嚴格挑選方法的最優替換年齡
圖14.2 通過字母順序法找替換年齡
圖14.3 通過Waltz字母順序法獲得的替換年齡
圖15.1 目標決策樹
圖15.2 PWR冷卻系統
圖15.3 有n條支路的PWR冷卻系統
圖A2.1 Hooke-Jeeves方法的流程圖
表目錄
圖1.1 系統性能要素示意圖
圖1.2 系統有效度的綜合模型
圖1.3 串聯結構
圖1.4 並聯結構
圖1.5 一個串-並聯繫統
圖1.6 並-串聯結構
圖1.7 並-串聯與串-並聯結構的比較
圖1.8 5個元件組成的層次型串-並聯結構
圖1.9 並-串聯繫統與複雜系統的比較
圖1.10 橋式網路
圖1.11 在圖1.10基礎上的5元件結構圖
圖3.1 4個狀態間的轉移
圖5.1 分支定界法的圖形描述
圖6.1 複雜系統示意圖
圖7.1 染色體x的設計
圖7.2 染色體x相應的設計
圖7.3 10元件複雜結構
圖7.4 雙橋結構系統
圖8.1 THK方法的流程圖
圖9.1 一個7元件單調關聯繫統
圖9.2 一個複雜單調關聯繫統
圖10.1 在目標函式空間中的解
圖10.2 最大化問題的一個最優解
圖10.3 燃氣輪機的超速檢測系統原理圖
圖12.1 有和沒有老化測試的元件失效率
圖12.2 示意圖
圖12.3 決策的流程圖
圖13.1 兩元件軟體的模型圖
圖13.2 三個軟體元件的模型圖
圖13.3 n個冗餘元件的模型圖
圖13.4 n個冗餘元件的一般Markov模型
圖14.1 用最嚴格挑選方法的最優替換年齡
圖14.2 通過字母順序法找替換年齡
圖14.3 通過Waltz字母順序法獲得的替換年齡
圖15.1 目標決策樹
圖15.2 PWR冷卻系統
圖15.3 有n條支路的PWR冷卻系統
圖A2.1 Hooke-Jeeves方法的流程圖
前言
圖目錄
表目錄
第1章 系統可靠性簡介
1.1 背景
1.2 問題的一般描述
1.3 系統的硬體, 人的因素,軟體及環境
1.3.1 硬體可靠性
1.3.2 人的因素
1.3.3 軟體
1.3.4 物理和經濟約束
1.4 系統有效度模型
1.4.1 系統有效度的指標
1.4.2 系統有效度中人的因素
1.4.3 任務有效度
1.5 基本系統結構與可靠度函式
1.5.1 串聯結構
1.5.2 並聯結構
1.5.3 串-並聯結構
1.5.4 並-串聯結構
1.5.5 層次型的串-並聯結構
1.5.6 n中取k系統
1.5.7 複雜結構
1.5.8 單調關聯繫統
1.5.9 單元件系統的冷儲備冗餘
1.5.10 開關有缺陷的冗餘系統
1.5.11 多因失效模型
練習
第2章 可靠性最最佳化模型分析與分類
2.1 引言與符號
2.2 最最佳化模型
2.3 問題的簡化
2.4 系統可靠性最最佳化分類
2.5 可靠性最最佳化的新發展
2.5.1 冗餘分配的啟發式算法
2.5.2 冗餘分配的智慧型啟發式算法
2.5.3 冗餘分配的精確方法
2.5.4 冗餘可靠性分配的啟發式算法
2.5.5 可靠性系統中的多目標最最佳化
2.5.6 單調關聯繫統中可互換元件的最優指派
2.5.7 效用函式的最最佳化
2.6 套用
2.7 討論
練習
第3章 用啟發式方法進行冗餘分配
3.1 引言
3.2 定義和例子
3.3 基於1階鄰域解的啟發式方法
3.3.1 Misra和Sharma及Venkateswaran的方法
3.3.2 Gopal, Aggarwal和Gupta的方法
3.3.3 Nakagawa-Nakashima的方法
3.3.4 NN方法針對複雜系統的一種擴展
3.3.5 史定華方法
3.4 其他啟發式方法
3.4.1 Kohda-Inoue方法
3.4.2 Kim-Yum方法
3.4.3 Ushakov的啟發式方法
3.4.4 Misra方法
3.5 討論
練習
第4章 用動態規划進行冗餘分配
4.1 引言
4.2 基本動態規劃方法
4.3使用拉格朗日乘子的動態規劃方法
4.4 使用優勢序列的動態規劃方法
4.5層次型串-並聯繫統的動態規劃方法
4.6 討論
練習
第5章 用離散最最佳化方法進行冗餘分配
5.1 引言
5.2 0-1線性規劃形式
5.3 分支定界方法
5.3.1 串聯繫統的冗餘分配
5.3.2 複雜系統的冗餘分配
5.4 部分枚舉法
5.5 字母順序法
5.6 討論
練習
第6章 用非線性規劃方法進行可靠性最最佳化
6.1 引言
6.2 拉格朗日方法
6.3 懲罰式方法
6.3.1 障礙法
6.3.2 懲罰法
6.3.3 混合懲罰函式法
6.3.4 帶拉格朗日乘子的懲罰法
6.4 討論
練習
第7章 可靠性系統最最佳化的智慧型啟發式算法
7.1 引言
7.2 遺傳算法
7.2.1 用於系統可靠性最佳化的遺傳算法
7.3 模擬退火方法
7.3.1 模擬退火用於可靠性最佳化
7.3.2 非平衡模擬退火算法
7.4 禁忌搜尋法
7.4.1 禁忌搜尋用於可靠性最佳化
7.5 討論
練習
第8章 可靠性-冗餘分配
8.1 引言
8.2 Tillman,Hwang及Kuo的方法
8.3 Gopal,Aggarwal及Gupta的方法
8.4 Kuo, Lin,Xu及Zhang的方法
8.5 Xu, Kuo及Lin的方法
8.6 替代約束方法
8.6.1 用DP法解替代問題S(u)
8.7 進化算法
8.7.1 用於可靠性冗餘最最佳化的遺傳算法
8.7.2 用於可靠性冗餘最最佳化的進化算法
8.8 討論
練習
第9章 可靠性系統中元件指派
9.1 引言
9.2 串-並聯繫統中元件的最優指派
9.2.1 串-並聯繫統中元件的最優指派
9.2.2 用於元件最優指派的啟發式方法
9.2.3 兩路徑集的最優指派:雙目標法
9.3 並-串聯繫統中元件的最優指派
9.3.1 並-串聯繫統中元件的最優指派
9.3.2 兩個割集的最優指派:雙目標法
9.4 單調關聯繫統的元件指派
9.4.1 通過成對互換元件的最優指派
9.4.2 Malon的貪婪算法
9.4.3 Lin和Kuo的貪婪算法
9.4.4 不變最優指派
9.5 討論
練習
第10章 多目標可靠性系統
10.1 引言
10.2 多目標決策的分類
10.3 多目標決策的解
10.4 多目標的可靠性問題
10.5 有多目標的可靠性冗餘分配
10.5.1 問題描述
10.5.2 多目標最佳化方法
10.6 模糊多目標最佳化
10.7 討論
練習
第11章 系統可靠性最最佳化的其他方法
11.1 引言
11.2 效用函式的最最佳化
11.2.1 串聯繫統的Albert方法
11.2.2 單調關聯繫統的Dale和Winterbottom方法
11.3 討論
練習
第12章 有限資源下老化測試的最最佳化
12.1 引言
12.2 問題的描述
12.2.1 目標函式和可靠性約束
12.2.2 老化測試資源
12.2.3 問題形式
12.3 最最佳化與決策樹
12.4 套用於電子產品
12.4.1 假設
12.4.2 無約束最小化
12.4.3 系統可靠度
12.4.4 有約束最小化
12.5 討論
練習
第13章 軟體可靠性最最佳化設計的案例研究
13.1 引言
13.2 基本執行時間模型
13.3 資源使用
13.4 可靠性建模
13.4.1 雙元件模型
13.4.2 三元件模型
13.5 軟體可靠性最最佳化問題的形式
13.5.1 一個純軟體系統
13.5.2 軟硬體混合系統
13.6 討論
練習
第14章 定期最優維修策略案例研究
14.1 引言
14.2 評價函式
14.3 嚴格篩選
14.4 字母順序法
14.5 Waltz字母順序法
14.6 SEMOPS:互動方法
14.7 結論
第15章 可靠性最最佳化的案例研究
15.1 任務有效性維修的案例研究
15.2 PWR冷卻系統的案例研究
15.3 天然氣管道設計的案例研究
練習
參考文獻
附錄1 動態規劃概述
附錄2 Hooke-Jeeves(H-J)算法
附錄3從U到U的多面體推導
附錄4 n中連續取k系統
索引
圖目錄
圖1.1 系統性能要素示意圖
圖1.2 系統有效度的綜合模型
圖1.3 串聯結構
圖1.4 並聯結構
圖1.5 一個串-並聯繫統
圖1.6 並-串聯結構
圖1.7 並-串聯與串-並聯結構的比較
圖1.8 5個元件組成的層次型串-並聯結構
圖1.9 並-串聯繫統與複雜系統的比較
圖1.10 橋式網路
圖1.11 在圖1.10基礎上的5元件結構圖
圖3.1 4個狀態間的轉移
圖5.1 分支定界法的圖形描述
圖6.1 複雜系統示意圖
圖7.1 染色體x的設計
圖7.2 染色體x相應的設計
圖7.3 10元件複雜結構
圖7.4 雙橋結構系統
圖8.1 THK方法的流程圖
圖9.1 一個7元件單調關聯繫統
圖9.2 一個複雜單調關聯繫統
圖10.1 在目標函式空間中的解
圖10.2 最大化問題的一個最優解
圖10.3 燃氣輪機的超速檢測系統原理圖
圖12.1 有和沒有老化測試的元件失效率
圖12.2 示意圖
圖12.3 決策的流程圖
圖13.1 兩元件軟體的模型圖
圖13.2 三個軟體元件的模型圖
圖13.3 n個冗餘元件的模型圖
圖13.4 n個冗餘元件的一般Markov模型
圖14.1 用最嚴格挑選方法的最優替換年齡
圖14.2 通過字母順序法找替換年齡
圖14.3 通過Waltz字母順序法獲得的替換年齡
圖15.1 目標決策樹
圖15.2 PWR冷卻系統
圖15.3 有n條支路的PWR冷卻系統
圖A2.1 Hooke-Jeeves方法的流程圖
表目錄
圖1.1 系統性能要素示意圖
圖1.2 系統有效度的綜合模型
圖1.3 串聯結構
圖1.4 並聯結構
圖1.5 一個串-並聯繫統
圖1.6 並-串聯結構
圖1.7 並-串聯與串-並聯結構的比較
圖1.8 5個元件組成的層次型串-並聯結構
圖1.9 並-串聯繫統與複雜系統的比較
圖1.10 橋式網路
圖1.11 在圖1.10基礎上的5元件結構圖
圖3.1 4個狀態間的轉移
圖5.1 分支定界法的圖形描述
圖6.1 複雜系統示意圖
圖7.1 染色體x的設計
圖7.2 染色體x相應的設計
圖7.3 10元件複雜結構
圖7.4 雙橋結構系統
圖8.1 THK方法的流程圖
圖9.1 一個7元件單調關聯繫統
圖9.2 一個複雜單調關聯繫統
圖10.1 在目標函式空間中的解
圖10.2 最大化問題的一個最優解
圖10.3 燃氣輪機的超速檢測系統原理圖
圖12.1 有和沒有老化測試的元件失效率
圖12.2 示意圖
圖12.3 決策的流程圖
圖13.1 兩元件軟體的模型圖
圖13.2 三個軟體元件的模型圖
圖13.3 n個冗餘元件的模型圖
圖13.4 n個冗餘元件的一般Markov模型
圖14.1 用最嚴格挑選方法的最優替換年齡
圖14.2 通過字母順序法找替換年齡
圖14.3 通過Waltz字母順序法獲得的替換年齡
圖15.1 目標決策樹
圖15.2 PWR冷卻系統
圖15.3 有n條支路的PWR冷卻系統
圖A2.1 Hooke-Jeeves方法的流程圖
