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目录1

前言1

1．导论1

1.1 可靠性的意义1

1.2 可靠性的定义4

2．概率计算5

2.1 随机事件5

2.2 事件发生的频率7

2.3 联合事件的概率8

2.4 合并事件的概率9

2.5 布尔函数的简化11

2.6 串联线路有效及失效概率14

2.7 并联线路有效及失效概率15

2.8 串并联线路的有效和失效概率16

2.9 独立及非独立（相关）故障的区分17

2.10 拒动作和误动作的区分18

3.1 概念20

3.1.1 密度分布函数与累积分布函数20

3．分布函数20

3.1.2 分布的矩22

3.1.3 寿命分布25

3.2 二项分布28

3.3 泊松分布32

3.3.1 由二项分布导出泊松分布33

3.3.2 由泊松过程导出泊松分布35

3.3.3 泊松分布的应用；已知参数α，计算事件X的概率37

3.3.4 已知X时，泊松分布作为参数α的函数39

3.4.1 密度函数与累积分布函数40

3.4 高斯分布（正态分布）40

3.4.2 N（0，1）——标准正态分布42

3.4.3 正态寿命分布44

3.4.4 正态分布的平均值和标准偏差的图解法47

3.4.5 利用正态分布来近似描述二项分布和泊松分布49

3.5 对数正态分布51

3.5.1 定义51

3.5.2 特征值52

3.5.3 平均值和标准偏差的图解法55

3.6 指数分布57

3.6.1 由泊松过程导出指数分布58

3.6.2 特性60

3.6.3 图示法62

3.7 威布尔分布63

3.7.1 分布函数63

3.7.2 图示法64

3.8 独立随机变量和的分布65

3.8.1 离散随机变量66

3.8.2 连续随机变量68

3.8.3 分布相同的随机变量69

3.8.4 按相同指数分布的随机变量70

3.9 估计值和置信界限72

3.9.1 估计值72

3.9.2 部件失效为正态分布时，平均寿命的置信区间74

3.9.3 指数寿命分布时故障率的置信区间，定数截尾抽样77

3.9.4 指数寿命分布时故障率置信区间，定时截尾抽样80

3.9.5 泊松分布和x2分布之间的关系82

4．元件故障率85

4.1 故障类型的区分85

4.2.1 实验分析88

4.2 故障率的确定88

4.2.2 现场使用数据分析89

4.2.3 新产品故障率92

4.3 影响故障率的因素92

4.3.1 预处理和筛选；质量系数93

4.3.2 学习系数97

4.3.3 温度影响98

4.3.4 电负荷102

4.3.5 环境条件104

4.4.1 工业标准105

4.4 故障率数据集105

4.4.2 美国217军事手册107

4.4.3 欧洲工业质量与MIL质量109

4.5 元件质量的鉴定及分级111

4.5.1 电子元件CECC质量鉴定系统111

4.5.2 元件质量的分级及检验111

5．仪器可靠性113

5.1 功能的保证113

5.2 负载粗略分析115

5.4 仪器故障率的计算118

5.3 运行考验118

5.5 可识别与不可识别及危险与不危险故障的区分119

5.5.1 故障等级119

5.5.2 按故障类别划分总故障率119

5.6 与安全有关的残存概率和故障概率122

5.7 考虑维修可用度及不可用度的计算123

5.7.1 修复率μ123

5.7.2 可用度和不可用度的计算124

5.8.1 迟缓或立即识别的故障127

5.8 考虑故障识别时间127

5.8.2 可用度及不可用度的计算129

5.9 与安全有关的可用度及不可用度130

6．故障效应分析134

6.1 线性电路故障效应分析134

6.1.1 故障模式134

6.1.2 分析的进行134

6.1.3 结果的处理137

6.2 数字电路故障效应分析138

6.2.1 故障模式139

6.2.2 分析的进行141

6.2.3 结果的处理142

7．故障识别144

7.1 部分功能的连续监视144

7.2 用检测信号激励；经验方法145

7.2.1 运行及监测功能的时域分割145

7.2.2 运行和监测功能的频域分割149

7.3 用检测信号激励；数字电路最小完整测试集合的确定150

7.3.1 元件完全故障测试格式151

7.3.2 由故障矩阵确定逻辑错误的测试格式156

7.3.3 由逻辑函数确定逻辑错误的测试格式159

7.4 利用冗余识别故障162

7.4.1 设备技术性冗余；并行通道的比较162

7.4.2 分析性冗余；可信度检查164

7.4.3 信息性冗余165

7.5 模型识别166

7.6 故障时安全的部件和系统166

7.6.1 原则166

7.6.2 故障时安全的部件167

7.6.3 故障时安全的磁芯保护系统170

7.6.4 （2取2）微处理机保护系统174

7.7 监视单元有效性的计算175

7.8 多重监视单元的应用177

7.8.1 总有效性Ctot177

7.8.2 剩余故障Ctot177

7.8.3 增加一个监视单元的净灵敏度C1＊的计算178

7.8.4 平均故障识别时间178

7.8.5 举例178

7.8.6 与安全性有关不可用度179

7.9 监视设备的故障180

7.10 识别部件中剩余故障的统计测试183

8．系统的可靠性、可用性及安全性187

8.1 针对独立故障可通过冗余来保护系统187

8.1.1 主动冗余的不可维系统187

8.1.2 被动冗余不可维系统193

8.1.3 可维冗余系统195

8.1.3.1 部件修复和系统修复的区别195

8.1.3.2 部件修复、系统不修复情况196

8.1.3.3 部件与系统均可修复情况201

8.1.4 与安全有关的故障概率和不可用度203

8.2 通过空间分隔，电气隔离和多样化避免相关故障204

8.2.1 相关故障的原因205

8.2.2 空间分隔207

8.2.3 电气隔离208

8.2.4 多样化208

8.3 保护系统设计的一般注意事项210

8.3.1 保护系统与运行系统的分隔210

8.3.2 不只是面向安全所采取的措施210

8.3.3 部件保护及设备保护211

8.3.5 可测试性和可操纵性212

8.3.4 安全措施的手动或自动启动212

8.3.6 人为因素213

9．故障树分析215

9.1 原理215

9.2 故障树举例217

9.3 计算机辅助故障树计算220

9.4 故障树分析结果221

附录：表A1至A16222

参考文献238