產品可靠性、維修性及保障性手冊

《產品可靠性、維修性及保障性手冊》是2011年機械工業出版社出版的一本圖書，作者是Michael Pecht。

基本介紹

• 書名：產品可靠性、維修性及保障性手冊
• 作者：派切特
• 譯者：王軍鋒等
• ISBN：978-7-111-34930-3
• 類別：可靠性、故障診斷
• 頁數：360頁
• 定價：79.00元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2011年8月
• 開本：B5
• 字數：499千字

內容簡介

本書首先討論了產品效用及其相關函式，闡述了可靠性的數學理論基礎，引入了統計推理概念；然後分別介紹了機率分布的基本類型，闡述了置信區間的概念，介紹了軟體的可靠性、質量和安全性，闡述了一個稱為“失效模式、機理及效果分析（FMMEA）”的新方法，給出了在容錯條件下計算可靠性的方法和對可維修產品失效進行建模與分析的方法。書中講述了對可靠性增長、加速試驗和持續改進項目的管理，分析了可靠性對後勤保障要求的影響，介紹了如何對整體產品效能進行評估的方法，並引入了工藝能力概念和統計過程控制技術。

本書面向的讀者群體是有興趣學習可靠性方面知識的專業人員，可靠性專業的學生以及企業內的可靠性相關技術人員。

作者簡介

Michael Pecht，是香港城市大學電子工程系的客座教授，電子工程碩士，美國威斯康星大學麥迪遜分校機械工程的碩士和博士。現為專業工程師、IEEE會士（IEEE Fellow）、ASME會士（ASME Fellow）和IMAPS會士（IMAPS Fellow）。2008年，獲得可靠性領域的最高獎項——IEEE可靠性協會終生成就獎。曾任IEEE Transactions Dn ReliabilitJy主編八年，IEEE Spec打諮詢顧問。現為MicroelectronicsReliability的主編，IEEE Transactions 0n Components and Packaging Technology副主編。美國馬里蘭大學學院園分校高級生命周期工程研究中心（Center for Advanced Life Cycle Engineering，CALCE）創始人；機械工程系George Dieter 首席教授、套用數學系教授。已編寫關於電子產品開發、使用和供應鏈管理等方面的書籍20餘本，發表學術論文400餘篇。在過去的十年中，他領導的科研小組一直致力於可靠性診斷的研究。他們已經為100多家生產電子產品的跨國企業提供了諮詢，為這些企業的電子產品和系統的策略制定、設計、試驗、診斷分析、智慧財產權、風險評估等方面提供了專家意見和技術支持。因對可靠性研究的傑出貢獻，獲得歐洲微納米可靠性獎；因對電子封裝的研究，獲3M研究獎；因對電子產品可靠性分析的貢獻，獲IMAP（國際微電子和包裝協會）William D.Ashman成就紀念獎。

序言

企業必須在產品開發過程中實施一些措施，以確保產品的可靠性。這些措施會通過零部件（材料）選擇、產品設計、製造、裝配、運輸、裝卸、運行、維護和修理等過程影響可靠性。本書將介紹以下內容：

1）根據目標生命周期套用條件和預期產品性能等因素，制定切實可行的產品可靠性要求。產品的可靠性要求必須考慮客戶需求，以及製造商滿足這些需求的能力。

2）通過評估相關製造、裝配、存儲、裝卸、運輸、運行和維修條件定義產品生命周期條件。

3）確保供應鏈的參與者有能力提供符合要求的零部件（材料），並能提供滿足最終可靠性目標所需的服務。

4）選擇有質量保證的零部件（材料），這些零部件要能在套用中實現預期性能和可靠性的要求。

5）確定可能失效產品的潛在失效模式、失效位置及失效機理。

6）設計工藝能力（也就是製造和裝配中可控制的質量級別），並考慮潛在失效模式、失效位置，以及從失效的物理學分析和生命周期輪廓中獲取的失效機理。

7）賦予產品合格的質量，以在預期生命周期條件下驗證其可靠性。質量檢測包括的活動要能保證標稱設計和製造規範將滿足或超過可靠性目標。

8）確定所有製造和裝配過程生產的產品是否在設計所要求的統計過程窗內。材料特性和製造工藝的變異將影響產品的可靠性。因此，整個過程必須是經過鑑定、可度量以及可監控的。

9）利用閉合循環式的監測來管理生命周期中產品的使用。

目錄

序言

序言

譯者序

主編介紹

各章節作者介紹

第1章產品效能與價值

1.1引言

1.2影響效能的產品特徵

1.3影響產品效能的計畫因素

1.3.1產品效能

1.3.2運行準備狀態和可用性

1.3.3可信性

1.3.4產品能力

1.3.5可靠性

1.3.6維修性

1.3.7時間元素之間的關係

1.4任務目標分解

1.4.1行政管理時間

1.4.2後勤支持時間

1.4.3維修實施時間和運行時間

第2章與可靠性相關的概念

2.1引言

2.2可靠度

2.3機率密度函式

2.4故障率

2.5條件可靠性

2.6失效時間

練習

第3章統計推論概念

3.1引言

3.2統計估計

3.2.1點估計

3.2.2區間估計

3.3假設檢驗

3.3.1頻率直方圖

3.3.2適合度檢驗

3.4可靠性回歸模型的擬合

3.4.1Gauss?Markov理論和線性回歸

3.4.2比例風險（PH）模型和加速壽命（AL）模型

3.4.3恆定應力下的加速壽命回歸

3.4.4時間相關應力下的加速壽命回歸

3.5結論

參考文獻

第4章產品可靠性分析的實用機率分布

4.1引言

4.2離散型分布

4.2.1二項分布

4.2.2Poisson分布

4.2.3其他離散分布

4.3連續型分布

4.3.1Weibull分布

4.3.2指數分布

4.3.3常態分配

4.3.4對數常態分配

4.4繪製機率曲線

第5章置信區間

5.1引言

5.2概念

5.2.1定義

5.2.2置信水平

5.2.3置信區間和樣本量的關係

5.3置信區間估計方法

5.4常態分配的置信區間

5.4.1已知方差，未知均值總體的置信區間

5.4.2未知方差，未知均值總體的置信區間

5.4.3已知方差，但均值不同的兩個總體的置信區間

5.5MTBF的置信區間——假設為指數分布

5.6總體比例置信區間

5.7總結

參考文獻

第6章硬體可靠性

6.1引言

6.2失效機理和損傷模型

6.2.1異常的機械性能

6.2.2異常的熱學性能

6.2.3異常的電學性能

6.2.4屈服

6.2.5扭曲

6.2.6斷裂

6.2.7接觸面脫離粘連

6.2.8疲勞

6.2.9蠕變

6.2.10磨損

6.2.11相互擴散引起的老化

6.2.12離子輻射引起的老化

6.2.13其他老化現象

6.2.14腐蝕

6.2.15金屬遷移

6.3載荷、應力和材料行為

6.4變異性與可靠性

6.5可靠性預測技術

6.6案例研究：微電子封裝中的絲焊組裝

6.6.1失效機理和應力分析

6.6.2變異性和可靠性的隨機建模

6.6.3疲勞壽命和可靠性預測

6.7鑑定試驗和加速試驗

6.8降額和後勤決策

6.9製造問題

6.9.1工藝鑑定

6.9.2工藝性、工藝變化和缺陷、產出

6.9.3工藝驗證試驗和統計過程控制

6.10總結

參考文獻

第7章軟體可靠性

7.1引言

7.2相關定義

7.3軟體開發：經典的瀑布式生命周期

7.3.1各階段描述

7.3.2軟體開發標準

7.3.3軟體開發生命周期和相關成本中的錯誤分布

7.4改進軟體可靠性的技術

7.4.1可靠軟體的設計

7.4.2容錯軟體的設計

7.4.3測試

7.4.4形式化方法

7.4.5軟體開發過程成熟度

7.5軟體可靠性評估技術

7.5.1軟體分析方法

7.5.2軟體度量

7.5.3軟體可靠性模型

7.6總結

參考文獻

第8章失效模式、機理及影響分析

8.1引言

8.2失效模式、機理及影響分析方法

8.2.1系統的定義、元素和功能

8.2.2潛在失效模式

8.2.3潛在失效原因

8.2.4潛在失效機理

8.2.5失效模型

8.2.6生命周期剖面

8.2.7失效機理的優先排序

8.2.8檔案編制

8.3案例研究

8.4總結

參考文獻

第9章可靠性設計

9.1引言

9.2產品需求和約束

9.3產品的生命周期條件

9.4可靠性能力

9.5零件和材料選擇

9.6失效模式、機理及影響分析

9.7失效物理

9.7.1應力裕度

9.7.2失效機理的模型分析

9.7.3降額

9.7.4保護結構

9.7.5冗餘

9.7.6預測

9.8鑑定

9.9製造和裝配

9.9.1工藝性

9.9.2工藝驗證試驗

9.10閉環根源監測

9.11總結

參考文獻

練習

第10章系統可靠性建模

10.1引言

10.2可靠性框圖

10.3串聯繫統

10.4冗餘系統

10.4.1工作冗餘

10.4.2備用系統

10.4.3表決系統

10.4.4冗餘的限制因素

10.4.5複雜系統

10.5故障樹分析

10.6故障樹分析的步驟

參考文獻

練習

第11章冗餘和容錯產品的可靠性分析

11.1靜態冗餘——組合建模

11.1.1簡單冗餘

11.1.2掩蔽冗餘

11.1.3故障樹

11.2時間相關性

11.2.1平均失效時間

11.2.2故障率

11.3動態冗餘——Markov模型

11.3.1備用冗餘

11.3.2TMR/單一系統

11.3.3可修復產品

11.4關聯失效

11.4.1共模失效

11.4.2關聯失效率

11.4.3多模失效

11.5容錯計算機產品的覆蓋建模

11.5.1相關術語

11.5.2不完全覆蓋的影響

11.5.3覆蓋模型的一般結構

11.5.4近重合故障

11.5.5把覆蓋模型納入到產品模型

11.6有界近似模型

11.6.1截斷窮盡狀態枚舉

11.6.2截斷的不相交積之和

11.6.3Markov鏈的截斷

11.7高級主題

11.7.1性能與可靠性的結合

11.7.2階段性運行

11.7.3高級故障樹建模

11.8總結

參考文獻

第12章可維修產品的可靠性模型和數據分析

12.1引言

12.2分析背景

12.2.1壽命獨立F-R過程

12.2.2壽命持久F-R過程

12.2.3定義AI和AP的特徵

12.2.4更新（renewal）過程和Poisson過程的失效修復

12.3數據分析技術

12.3.1圖形化趨勢測試

12.3.2更新過程測試

12.3.3齊次Poisson過程測試

12.3.4兩樣本的比較

12.3.5Weibull非齊次Poisson過程的擬合

12.4總結

參考文獻

第13章持續的可靠性改進

13.1引言

13.2可靠性的增長過程

13.2.1可靠性改進計畫

13.2.2失效分類

13.2.3試驗最佳化

13.2.4試驗周期和環境問題

13.3應力餘量試驗

13.3.1應力壽命試驗（STRIFE）

13.3.2高加速壽命試驗（HALT）

13.3.3逆冪律模型和Miner法則

13.4對可靠性持續增長的監控

13.4.1持續增長模型

13.4.2離散模型

13.5可靠性改進的效率和不確定性

13.5.1可靠性增長效率

13.5.2可靠性增長的不確定性

13.6總結

參考文獻

第14章後勤保障

14.1引言

14.2後勤保障要素

14.3可靠性對後勤資源的影響

14.3.1可靠性、維修率及後勤資源的預期需求

14.3.2供應保障——維修配件和消耗品的供應

14.3.3人力與人事計畫——人員編制

14.3.4保障及測試設備——利用率和生產率

14.4維修等級分析

14.5總結

參考文獻

第15章產品效能和成本分析

15.1引言

15.2用Markov過程量化產品效能的框架

15.2.1多功能產品運行的廣義模型

15.2.2效能評估示例——連續運行

15.2.3模型的適用性

15.3產品效能分析所要考慮的因素

15.3.1階段Ⅰ：定義套用、產品與後勤保障

15.3.2階段Ⅱ：選擇效能量度

15.3.3階段Ⅲ：建立數學模型

15.3.4階段Ⅳ：獲取輸入數據

15.3.5階段Ⅴ：套用、解釋和改進模型

15.4成本效能分析

15.4.1成本分類

15.4.2成本估計

15.4.3成本調整

15.4.4成本的不確定性和敏感性

15.4.5綜合考慮效能和成本

15.5總結

參考文獻

輔助閱讀材料

第16章工藝能力與過程控制

16.1引言

16.2平均檢出質量

16.3工藝能力

16.4統計過程控制

16.4.1控制圖：確認變異來源

16.4.2構建控制圖

16.5控制圖案例

參考文獻

練習