系统可靠性理论：模型、统计方法及应用（第3版） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书针对**国际标准进行了重新编写。本书从实际出发，根据业界的反馈情况，采用了很多反映现实世界生产状况的真实案例和数据。介绍了可靠性统计及系统可靠性分析的基础理论、失效分析、系统定性分析和定量分析方法、状态空间模型、关键性分析、关联性分析等等。

第1章 概述

1．1 可靠性的含义

1．1．1 服务可靠性

1．1．2 过去和未来的可靠性

1．2 可靠性的意义

1．3 基本可靠性概念

1．3．1 可靠性

1．3．2 可维修性和维修

1．3．3 可用性

1．3．4 质量

1．3．5 可信性

1．3．6 安全性和防护性

1．3．7 RAM和RAMS

1．4 可靠性量度

1．4．1 技术元件的可靠性量度

1．4．2 服务的可靠性量度

1．5 可靠性分析方法

1．5．1 物理可靠性方法

1．5．2 系统可靠性方法

1．6 可靠性工程

1．6．1 可靠性工程师的角色

1．6．2 可靠性研究的时效性

1．7 本书的目标和范围

1．8 趋势和挑战

1．9 标准和指南

1．10 系统可靠性的历史

1．11 课后习题

第2章 研究对象及其功能

2．1 概述

2．2 系统和系统元素

2．2．1 元件

2．2．2 嵌入式元件

2．3 边界条件

2．4 运行环境

2．5 功能和绩效要求

2．5．1 功能

2．5．2 绩效要求

2．5．3 功能分类

2．5．4 功能建模和分析

2．5．5 功能树

2．5．6 SADT和IDEF 0

2．6 系统分析

2．7 简单、烦琐和复杂系统

2．8 系统结构建模

2．8．1 可靠性框图

2．8．2 串联结构

2．8．3 并联结构

2．8．4 冗余

2．8．5 表决结构

2．8．6 备用结构

2．8．7 更为烦琐的结构

2．8．8 两个不同的系统功能

2．8．9 构建可靠性框图

2．9 课后习题

第3章 失效和故障

3．1 概述

3．1．1 状态和转移

3．1．2 运行模式

3．2 失效

3．2．1 状态中失效

3．2．2 转移期间失效

3．3 故障

3．4 失效模式

3．5 失效原因和影响

3．5．1 失效原因

3．5．2 近因和本因

3．5．3 原因的层级

……

第4章 系统可靠性的定性分析

第5章 可靠性分析中的概率分布

第6章 系统可靠性分析

第7章 可靠性重要度

第8章 依赖性失效

第9章 维修与维修策略

第10章 计数过程

第11章 马尔可夫分析

第12章 预防性维修

第13章 安全系统的可靠性

第14章 可靠性数据分析

第15章 贝叶斯可靠性分析

第16章 可靠性数据：来源和质量

附录A 缩写

附录B 拉普拉斯变换

参考文献

Marvin Rausand,拉桑德教授国籍为挪威，研究方向包括系统可靠性、风险评估。主要成果包括专著8部，国际期刊和会议论文超过100篇，总引用次数9000次。他现在是挪威皇家社会科学院和挪威科学与工程院的双院士。

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编辑推荐

极受欢迎的世界级可靠性分析教科书，麻省理工学院、加州伯克利大学指定教材。

前言

前  言

本书介绍基础而且全面的系统可靠性理论，以及可靠性分析中的主要方法。系统可靠性理论在很多领域都有应用。我们在书中也会给出很多案例和问题。

与第2版的主要区别

熟悉本书第2版[252]的读者可能会发现第3版实际上有大幅度的更新，绝大多数章节重新进行了编写。其中主要的变化包括：

（1）全新的第2章，定义研究对象、功能及其运行环境。第2章还介绍了如何使用可靠性框图进行系统建模，并讨论了复杂性的概念。

（2）全新的第3章，定义并讨论了失效和故障的概念，并介绍了一些相关的概念。本章还介绍了两种失效分析技术。

（3）加入了新的零件重要度量度。

（4）有关依赖性失效的篇幅大量增加。

（5）将关于复杂系统的小节从马尔可夫分析一章中删除，同时加入了几个新的马尔可夫模型。

（6）全新的关于预防性维修的第12章。本章涵盖了以前的版本以及新的模型和方法，并辅以大量Python代码，读者可以在图书配套网站中找到。

（7）可靠性数据分析和贝叶斯可靠性分析这两章几乎是完全重写的，我们在介绍相关知识的时候大量使用了统计程序R;。

（8）删除了之前关于加速寿命测试的章节，但是其中的一部分内容移至可靠性数据分析一章。

（9）修改了课后习题，并加入了很多新问题。

（10）删除了绝大部分附录，并将对应的内容放在正文当中。还有一些内容因为使用R; 而显得过时，所以删除了。

互联网上的补充信息

现在互联网上有海量信息，本书的很多主题都可以在其他图书、报告、文章或者很多不同大学的讲义中找到。这些信息的质量良莠不齐，方法论也不尽相同，所以要使用这些互联网资源有时会有些挑战。我们鼓励读者搜索互联网寻找一些不同的说法，并与本书进行对比，这样才可以碰撞出新的火花。

由于互联网的免费资源众多，很难确定这样一本传统的教科书价值到底在哪里，然而我们坚信书籍可以提供更连贯的知识，也努力在编写本书时牢记这一点。

目标受众

本书的受众主要是工程师和工程专业的学生，因此案例和应用都集中于技术系统。我们的主要读者可以分为三类。

（1）本书最初用作特隆赫姆挪威科技大学（NTNU）系统可靠性课程的教科书。因此目前的第3版基于前两版的经验，也基于来自NTNU和其他很多大学的反馈。同时，本书也可用于一些行业短期课程。

（2）第二类是实际分析技术系统可靠性的工程师和咨询人员。

（3）第三类是那些可靠性对其而言比较重要的领域的工程师和咨询人员。这些领域包括风险评估、系统工程、维修计划和优化、物流、保修工程和管理、生命周期成本估算、质量工程等。另外需要注意的是，本书也涉及人工智能和机器学习中使用的若干方法。

本书的读者需要学习过基本的概率理论课程。如果没有的话，那么在阅读的同时，应该持有一本概率和统计的入门教材。互联网上有很多相关的讲义、报告和文章。读者在图书配套网站上也可以找到寻找相关资源的简要指南。

目标和范围

本书旨在全面介绍系统可靠性，详细的目标和范围见1.7节。我们的研究对象的范围包括单个零件到相当复杂的技术系统，但主要关注的对象是基于机械、电气或电子技术的元件。现在越来越多的产品包含很多嵌入式软件，很多早期由机械和机电技术执行的功能如今已成为软件的功能。比如，本书第2版出版时的家用汽车与现在的汽车有很大不同。现在的汽车有时可以看作``车轮上的计算机''。软件可靠性在许多方面不同于硬件可靠性，所以我们将纯软件可靠性排除在本书的范围之外。然而，我们在这里介绍的很多方法都可以处理软件问题。

许多现代系统都在变得越来越复杂。我们在第2章会介绍三类系统：简单系统、烦琐系统和复杂系统。我们将那些无法满足牛顿-笛卡儿范式的所有要求的系统都看作复杂系统，对于这些系统我们不能用传统方法进行充分分析。因此，复杂性理论和研究复杂系统的方法也不在本书的范围之内。

本书的目标是让读者理解系统可靠性的基本理论，并熟悉最常用的分析方法。我们专注于通过手工计算产生可靠性结果，有时也辅以简单的R;和Python程序。在对大型系统进行实际可靠性分析时，通常需要一些特殊的计算机程序，例如故障树分析程序和仿真程序。尽管现在市场上有大量程序可用，但我们在本书中没有介绍任何一个特定程序，而是在图书配套网站给出了相关程序的主要供应商列表。要使用特定程序，读者需要学习用户手册。而本书可以帮助读者理解此类手册的内容以及所产生结果的不确定性来源。

世界各地的学者已经为系统可靠性分析开发了广泛的理论和方法，我们不可能在一本书中涵盖所有的知识。本书的目的是介绍对可靠性分析人员有用的理论、方法和知识。在选择要介绍的内容时，我们专注于具有以下特征的方法：

（1）在工业或者其他相关应用领域常用的方法；

（2）能够增强分析人员对系统理解力的方法（这样就能够在分析早期识别系统linebreak 缺陷）；

（3）帮助分析人员洞察系统行为的方法；

（4）（至少对于小规模系统）可以手工计算的方法；

（5）容易解释，能够为非可靠性工程师和管理层理解的方法。

本书的作者长期从事与海洋石油行业有关的研究，因此书中的很多案例都来自这个领域。当然，我们描述的方法和案例也适用于其他行业和应用领域。

作者

本书第1版[130]由阿尤·霍兰 （Arnljot H?yland）和马文·拉桑德（Marvin Rausand）共同撰写。阿尤于2002年不幸去世，所以第2版是由马文独自完成的，并在第1版基础上进行了大量更新。2015年，马文从NTNU的教授位置退休，这时Wiley出版社希望能够编写新版教科书，于是马文就请求安·巴胡斯（Anne Barros）帮助准备第3版。因为一些无法预见的现实原因，安并没有像她希望的那样在这个项目上投入太多的时间，她的主要贡献集中在第11章、第12章以及课后习题上面。当然她也阅读了其他章节，并提出了改进意见。

致谢

首先，我们向阿尤·霍兰教授致以我们最深切的谢意。霍兰教授于2002年12月去世，享年78岁，所以他无法参与本书后续版本的编写。我们希望他会认可并且喜欢我们所作的改动和补充。

作者还诚挚地感谢很多NTNU的学生，以及全世界其他很多大学的教师和学生为以前版本所提出的建议和改进意见。我们尽了最大努力去实现他们的建议。

书中的很多概念受到了国际电工技术词汇（IEV）的启发。我们感谢国际电工技术委员会（IEC）让我们免费使用这些词汇。我们在文中使用相关词汇的时候，都会提及相应的参考编号（比如可靠性这个词汇的编号是IEV 192-01-24）。

最后，我们非常感谢John Wiley & Sons出版社的编辑和工作人员认真、高效和专业的工作。