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第1章 可靠性设计范例1

1.1 为什么要进行可靠性设计1

1.2 对可靠性当前状态的反响2

1.3 可靠性设计范例3

范例1 学会精益求精而不是平均3

范例2 在需求分析上多花时间4

范例3 用寿命周期成本来衡量可靠性6

范例4 2倍寿命设计6

范例5 安全——关键组件应该被设计为4倍寿命7

范例6 学会改变成本和性能悖论以达到双赢局面7

范例7 设计以避免潜在制造缺陷8

范例8 故障预测健康监测设计9

1.4 总结10

参考文献10

第2章 可靠性设计工具11

2.1 引言11

2.2 产品寿命周期中的可靠性工具11

2.3 工具的需求：理解和沟通可靠性性能13

2.3.1 工程13

2.3.2 管理人员14

2.3.3 客户14

2.4 可靠性工具14

2.4.1 早期计划阶段（概念设计）14

2.4.2 零件、材料和工艺选择18

2.4.3 应力分析和设计指南19

2.4.4 设计故障模式、影响及危害性分析19

2.4.5 机内测试定义和有效性分析20

2.5 详细的设计阶段21

2.5.1 持续应力分析21

2.5.2 过程FMECA21

2.5.3 分析工具的持续使用21

2.6 设计验证阶段21

2.6.1 故障报告及纠正措施系统21

2.6.2 根因分析和故障树／石川鱼骨图22

2.7 试验数据分析24

2.7.1 寿命试验与加速因子24

2.7.2 可靠性增长建模25

2.7.3 生产和外场支持25

2.7.4 生产检验25

2.8 总结27

参考文献27

第3章 开发可靠的软件28

3.1 引言28

3.2 软件可靠性：定义和基本概念30

3.3 软件可靠性设计注意事项33

3.4 可靠性需要有效的变更管理36

3.5 运行时软件可靠性模型36

3.6 测试前的软件可靠性预测工具37

参考文献38

第4章 可靠性建模40

4.1 引言40

4.2 可靠性框图：系统建模42

4.3 使用RBD分析系统可靠性模型实例43

4.4 可靠性增长模型44

4.5 相似性分析和物理模型类别45

4.6 蒙特卡罗模型46

4.7 马尔可夫模型47

参考文献48

第5章 设计故障模式、影响及危害性分析50

5.1 FMEA和FMECA介绍50

5.2 设计FMECA50

5.3 如何消除或避免单点故障52

5.4 FMECA-MA的原理53

5.5 过程FMECA与设计FMECA的区别54

5.6 D-FMECA方法54

5.7 设计FMECA过程示例56

5.8 风险优先数62

5.9 RPN排序63

5.10 建议的措施64

5.11 措施效果和修正的RPN64

5.12 总结65

参考文献65

第6章 过程故障模式、影响和危害性分析67

6.1 引言67

6.2 P-FMECA的原理67

6.3 P-FMECA的使用68

6.4 开始前需要什么69

6.5 按步实施P-FMECA70

6.6 改进措施76

6.7 报告结果77

参考文献78

第7章 应用于软件开发的FMECA79

7.1 引言79

7.2 软件开发的FMECA范围79

7.3 软件开发的FMECA步骤81

7.4 对软件FMECA角色和职责的重要提示88

7.5 从实施软件FMECA学到的经验教训89

7.6 总结91

参考文献91

第8章 需求开发的六西格玛方法92

8.1 试验设计的早期经历92

8.2 六西格玛基础94

8.3 六西格玛的含义94

8.4 六西格玛的三方面倡议96

8.5 RASCI工具97

8.6 六西格玛设计98

8.7 需求开发：系统可靠性面临的主要挑战99

8.8 GQM工具100

8.9 思维导图工具101

参考文献103

第9章 可靠性设计中人的因素104

9.1 人因工程104

9.2 设计工程师关注的人的因素104

9.3 以人为中心的设计105

9.4 人因分析过程109

9.5 人因和风险113

9.6 人为差错113

9.7 容错设计115

9.8 检查单115

9.9 人因设计试验验证116

参考文献116

第10章 设计中以排除故障为目的的应力分析117

10.1 应力分析的原则117

10.2 机械应力分析或耐久性分析117

10.3 有限元分析118

10.4 概率性与确定性的方法和故障对比118

10.5 应力分析如何有助于可靠性设计119

10.6 降额和应力分析119

10.7 应力强度曲线120

10.8 软件应力分析和测试123

10.9 结构增强以提高结构完整性124

参考文献125

第11章 高加速寿命试验126

11.1 引言126

11.2 时间压缩129

11.3 测试覆盖率129

11.4 HALT的环境应力130

11.5 对应力的敏感性131

11.6 设计裕度133

11.7 总结135

参考文献135

第12章 耐极端环境设计136

12.1 引言136

12.2 耐极端环境设计136

12.3 冷设计136

12.4 热设计138

参考文献142

第13章 可信性设计143

13.1 引言143

13.2 软件结构对可靠性的影响144

13.3 模块和组件145

13.4 重用策略148

13.5 设计原则149

13.6 使系统可信的设计约束151

13.7 总结156

参考文献157

第14章 故障预测与健康管理能力以提高可靠性159

14.1 引言159

14.2 PHM是美国国防部的政策161

14.3 视情维修与基于时间的维修161

14.4 PHM是视情维修的一部分162

14.5 故障预兆的监测和推理162

14.6 监测环境和使用负载以进行故障建模162

14.7 故障检测、故障隔离和故障预测163

14.8 自动应力监测传感器164

参考文献165

第15章 可靠性管理166

15.1 引言166

15.2 可靠性对管理重要性的一个案例166

15.3 可靠性计划管理167

15.4 可靠性：产品寿命的关键要素168

15.5 计划、执行和文档171

15.6 关闭反馈回路：可靠性评估、问题归零和可靠性增长173

参考文献174

第16章 风险管理、异常处理及变更管理175

16.1 引言175

16.2 风险管理的重要性176

16.3 为什么许多风险被忽视了176

16.4 项目风险178

16.5 设计风险179

16.6 风险评估180

16.7 风险识别181

16.8 风险估计182

16.9 风险评价182

16.10 风险消减184

16.11 风险沟通185

16.12 风险和竞争力186

16.13 变更过程中的风险管理186

16.14 配置管理186

参考文献187

第17章 可靠性设计与安全性设计的集成188

17.1 引言188

17.2 安全设计的开始188

17.3 系统安全性设计中的可靠性189

17.4 安全性分析技术189

17.5 应用风险评估指数矩阵进行安全性评估193

17.6 详细安全性设计的设计与开发过程194

17.7 包括可靠性的安全性设计验证194

17.8 结合可靠性数据的安全设计实例195

17.9 最后思考195

参考文献199

第18章 组织的可靠性能力评估200

18.1 引言200

18.2 IEEE 1624—2008的优点201

18.3 组织的可靠性能力202

18.4 可靠性能力评估202

18.5 设计能力和可执行性203

18.6 设计能力对可靠性能力的影响203

18.7 IEEE 1624评分准则206

18.8 SEI CMMI评分准则207

18.9 组织可靠性能力评估过程207

18.10 高可靠性优点211

18.11 总结211

参考文献212