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出版者:CRC Press

作者:Efstratios Nikolaidis

出品人:

页数:1192

译者:

出版时间:2004-7-26

价格:USD 167.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780849311802

丛书系列:

图书标签:

• 可靠性
• 微电子
• 工程设计
• 可靠性工程
• 质量工程
• 系统可靠性
• 故障分析
• 风险评估
• 设计验证
• 可靠性测试
• 概率统计
• 寿命预测

好的，这是一本关于工程设计可靠性的手册的简介，内容聚焦于提升系统在各种条件下的鲁棒性和寿命，而避免提及您提到的具体书名。 --- 《系统鲁棒性与寿命评估：面向严苛环境的设计实践指南》 前言：面向未来的工程挑战 在现代工程领域，单一功能的实现已不再是衡量设计优劣的唯一标准。无论是航空航天、精密医疗设备，还是高可靠性工业自动化系统，设计必须在面对不可预见的载荷、环境变化和老化效应时，依然能够维持其预期的性能水平。这不仅关乎技术可行性，更直接影响到经济效益、公共安全以及品牌信誉。 本书旨在为系统工程师、设计分析师以及质量管理人员提供一套全面而实用的框架，用于系统化地提升工程系统的鲁棒性（Robustness）和设计寿命（Design Life）。我们深刻理解，可靠性并非事后弥补的属性，而是贯穿于从概念设计到产品维护整个生命周期的核心要素。本书摒弃了纯粹的理论堆砌，而是聚焦于如何将先进的可靠性科学转化为可操作的设计决策和验证流程。 第一部分：基础理论与方法论的重塑 本部分首先为读者建立起坚实的理论基础，但重点在于如何将这些理论有效地应用于实际设计场景。 第一章：从概率论到工程不确定性管理 可靠性的本质是应对不确定性。本章深入探讨了经典的概率论工具在工程系统中的应用，但更侧重于非对称不确定性（Asymmetric Uncertainty）的建模。我们将探讨如何使用贝叶斯方法而非仅仅依赖于传统的大样本频率统计来处理早期原型和有限测试数据。内容包括：系统失效模式的概率分布选择、参数估计的稳健性、以及如何量化设计裕度（Design Margin）而非仅仅计算平均寿命。我们强调，一个优秀的设计，其裕度应该是可控且透明的。 第二章：载荷谱分析与环境建模的精细化 失效往往源于对工作环境的片面理解。本章详细阐述了如何构建多维度、动态变化的载荷谱（Load Spectrum）。这包括机械应力、热循环、湿度梯度以及电磁干扰的综合影响。我们将介绍先进的随机过程模型，用于模拟载荷的随机性和序列相关性，例如高斯过程与马尔可夫链在载荷序列建模中的应用。特别关注临界工况的识别——即那些虽然发生概率低但一旦发生便能导致灾难性后果的组合载荷场景，并提供评估这些场景的系统化工具。 第三部分：设计与分析工具箱的深化应用 本部分是全书的核心，聚焦于将可靠性理念融入到具体的设计与分析工具中。 第三章：基于可靠性的结构优化（RBSO） 传统的有限元分析（FEA）侧重于确定性应力分布，而可靠性驱动的设计则要求我们处理材料的随机性与载荷的波动性。本章介绍如何将可靠性指标（Reliability Index）或失效概率约束集成到优化算法中。我们将讲解一阶可靠性方法（FORM）和二阶可靠性方法（SORM）在迭代设计循环中的实际部署，以及如何有效地处理高维设计空间。内容将详述如何平衡性能提升与可靠性成本，避免过度设计。 第四章：材料退化与寿命预测的先进模型 材料的疲劳、蠕变和腐蚀是限制系统寿命的主要因素。本章超越了简单的线性累积损伤模型，深入探讨了非线性损伤累积模型，如多尺度疲劳模型和损伤容限分析（Damage Tolerance Analysis）。重点在于过程依赖性（Path Dependency）的损伤累积，以及如何利用加速寿命试验（ALT）的数据来校准和验证这些复杂的退化模型，确保寿命预测的准确性。 第四章：系统级可靠性分解与架构选择 对于复杂的集成系统，整体可靠性取决于子系统的相互作用和接口设计。本章提供了一种自上而下的可靠性架构方法论。内容涵盖：功能框图（Functional Block Diagrams）到故障树分析（FTA）的系统化转换，以及事件树分析（ETA）在评估安全裕度方面的应用。特别强调了冗余设计（Redundancy Design）的有效性评估，包括主动、被动冗余的资源消耗与故障恢复概率的精确计算，指导工程师做出最优的系统冗余拓扑选择。 第三部分：验证、测试与寿命管理 设计只是可靠性旅程的第一步，验证和实际运行中的管理同样关键。 第六章：面向目标可靠性的测试策略设计 测试是验证设计假设的最终手段。本章旨在帮助工程师设计出信息效率最高的测试方案，而非仅仅追求测试时间的堆砌。我们将探讨基于风险的测试规划（Risk-Based Test Planning），如何利用贝叶斯更新来指导后续的测试迭代，以及测试资源优化的策略。同时，详细讲解如何从不完整的测试数据中，推导出对整体寿命的有效预测，并确定何时可以安全地缩短验证周期。 第七章：可维护性、可修复性与全生命周期管理（ILSS） 可靠性设计必须考虑到系统退役前需要经历的维护活动。本章引入了保障度（Assurance Level）的概念，并探讨了如何通过设计优化可达性（Accessibility）、可更换性（Replaceability）来提升系统的平均修复时间（MTTR）。内容包括：预防性维护（PM）与预测性维护（PdM）策略的集成，以及如何利用传感器数据和边缘计算技术，实现对潜在故障的早期预警，从而将系统从被动维护转向主动寿命管理。 第八章：设计评审与可靠性度量的标准化落地 本章关注于将上述方法固化为组织流程。我们将提供一套结构化的可靠性设计评审（RDR）清单和流程，确保在设计周期的关键节点（如PDR, CDR）对可靠性指标进行强制性审查。内容包括：如何量化和报告设计裕度、如何建立和维护组织级的失效数据库（Failure Database），以及如何将可靠性指标纳入最终的产品可交付性审查（PDR）标准中，确保从设计到交付的无缝过渡。 结语：构建“容错”文化 本书的核心目标是培养一种“容错性思维”——即预见失败的可能性，并系统性地消除或减轻其影响。它不是一本关于“如何避免失败”的指南，而是一本关于“如何在失败发生时依然保持功能”的实践手册。通过整合先进的分析技术、严谨的测试方法和系统化的管理流程，读者将能够设计出在今天及其未来几十年内都具有卓越性能和持久价值的工程系统。 --- 目标读者： 结构工程师、系统架构师、材料科学家、质量保证经理、以及任何负责设计高可靠性、长寿命工程产品的专业人士。

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**评价八** 当我第一次看到《Engineering Design Reliability Handbook》这个书名时，脑海中立刻浮现出无数个关于“风险管理”的场景。在金融工程领域，我们每天都在处理各种各样的不确定性，而如何量化和管理这些不确定性，是我们的核心工作。我一直认为，可靠性工程的思想和方法论，在金融风险管理中也同样适用。我期待这本书能够帮助我理解，如何将工程领域的可靠性概念，如失效概率、寿命预测、系统冗余等，巧妙地运用到金融模型的构建和风险评估中。我特别希望能从书中找到关于“模型风险”的探讨，以及如何通过设计更鲁棒的金融模型来降低其不确定性。我也对书中关于“系统脆弱性分析”的章节充满了兴趣，了解如何评估金融系统在极端市场波动下的脆弱性，并采取相应的风险对冲策略。此外，在当前日益复杂的金融监管环境下，如何证明金融产品的合规性和安全性，我也希望能从可靠性设计的角度找到一些启示。我期待这本书能为我打开一扇新的大门，让我能够用工程的严谨来武装金融的创新。

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**评价十** 当我翻开《Engineering Design Reliability Handbook》这本书时，我立刻被其中所蕴含的系统性思维所吸引。我是一名对复杂系统理论有着深厚兴趣的研究者，而工程设计的可靠性，正是复杂系统研究的一个绝佳切入点。我一直致力于探索如何从整体上理解和优化复杂系统的行为，而工程系统的可靠性，直接关系到系统的稳定性和安全性。我希望这本书能够为我提供一套严谨的数学框架和分析工具，来理解不同工程系统中的不确定性是如何产生的，以及这些不确定性是如何影响系统的整体可靠性的。我特别关注书中关于“系统失效模式”的分类和分析，以及如何通过“冗余设计”和“失效预防”来提升系统的鲁棒性。我也对书中关于“概率风险评估”（PRA）的应用非常感兴趣，了解如何通过PRA来量化和管理工程项目中的各种潜在风险。如果书中能够结合一些跨学科的案例，例如气候变化模型、交通网络、能源系统等的可靠性分析，那么它将极大地拓宽我的研究视野，并为我探索更广泛的复杂系统问题提供宝贵的理论支持。

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**评价三** 拿到《Engineering Design Reliability Handbook》这本书，我首先想到的是它能否帮助我突破当前在产品开发过程中遇到的瓶颈。我所在的团队负责开发一系列复杂的电子设备，而产品的可靠性一直是我们在市场上面临的最大挑战之一。即使是经过严格的测试，产品在用户手中出现各种意想不到的故障，不仅损害了品牌声誉，也增加了大量的售后成本。因此，我迫切希望这本书能提供一套行之有效的系统性方法，能够指导我们在设计初期就最大限度地降低产品出现问题的概率。我特别希望能从书中找到关于“失效模式与影响分析”（FMEA）的深入讲解，以及如何将FMEA的结果有效地转化为设计改进的依据。同时，我也对书中关于“加速寿命试验”（ALT）的介绍很感兴趣，了解如何在有限的时间内，通过模拟恶劣的使用条件来预测产品的长期可靠性。我希望书中能提供详细的步骤和计算方法，让我们可以清晰地知道如何设计和执行ALT，并如何解读实验结果。此外，对于物联网时代下，如何评估和提升联网设备在复杂网络环境中的可靠性，我也充满了疑问，期待书中能有相关的探讨。如果这本书能帮助我构建一套更科学、更前瞻的可靠性评估体系，那么它将是我团队研发过程中无价的财富。

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**评价九** 《Engineering Design Reliability Handbook》这本书，对我而言，不仅仅是一本技术著作，更是一扇通往“智慧设计”的大门。我是一名在工业自动化领域工作的工程师，我们致力于创造更智能、更高效、更可靠的生产系统。在自动化系统中，每一个传感器、执行器、控制器都扮演着至关重要的角色，而任何一个环节的失效，都可能导致整个生产线的停滞，带来巨大的经济损失。因此，我对如何从整体上提升自动化系统的可靠性充满热情。我希望书中能够详细阐述“系统可靠性建模”的方法，例如如何将复杂的自动化系统分解为子系统和组件，并对每个部分进行可靠性分析，最终计算出整个系统的可用性和可靠性。我也对书中关于“故障诊断与容错控制”的技术非常感兴趣，了解如何设计智能的监控和控制系统，以便在发生故障时能够及时地诊断问题并采取相应的容错措施，从而最大限度地减少停机时间。此外，在智能制造的浪潮下，如何利用大数据和人工智能技术来预测和预防设备的潜在故障，我希望书中能提供相关的思路和方法。

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**评价二** 作为一名初入工程领域的研究生，我对《Engineering Design Reliability Handbook》的兴趣更多源于对前沿知识的渴望以及对未来职业生涯的规划。我明白，在这个日新月异的时代，仅仅掌握基础的工程理论是远远不够的，深入理解并应用可靠性设计理念，将是未来工程师的核心竞争力之一。我在课堂上接触到了一些关于可靠性基础概念的介绍，但往往流于理论层面，缺乏实际应用的深度。因此，我非常期待这本书能够填补这一空白。我希望书中能用通俗易懂的语言，解释一些看似晦涩的统计学和概率论在可靠性分析中的应用，例如如何通过样本数据来推断整体的失效概率，或者如何进行蒙特卡洛模拟来评估不同设计方案的风险。我尤其关注书中关于“从设计源头预防失效”的思想，这与我一直秉持的“预防胜于治疗”的理念不谋而合。我希望书中能提供一些具体的指导，告诉我如何在概念设计阶段就充分考虑各种潜在的失效模式，并采取相应的预防措施。此外，我对于书中对不同行业（如航空航天、汽车、医疗设备等）的可靠性设计案例的介绍非常感兴趣，这将有助于我了解不同领域面临的独特挑战以及解决这些挑战的创新方法。我希望这本书能够激发我深入研究可靠性工程的兴趣，为我未来的学术研究和职业发展奠定坚实的基础，成为我探索工程世界中的一座灯塔。

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**评价七** 《Engineering Design Reliability Handbook》这本书，对我来说，就像是一次对工程设计本质的深入探寻。我是一名对材料科学和力学有着浓厚兴趣的工程师，我深知材料的性能和结构的稳定性是工程设计的基础。然而，材料的性能并非一成不变，它们会受到各种因素的影响，例如制造工艺、环境因素、使用过程中的应力等。我希望这本书能够为我提供一个系统性的框架，来理解这些不确定性因素如何影响材料的可靠性，以及如何在设计中充分考虑这些因素。我特别关注书中关于“材料可靠性模型”的介绍，例如如何利用统计学方法来描述材料的强度、韧性等关键性能参数的分布。我也对书中关于“疲劳寿命预测”的章节充满了期待，了解如何通过材料的微观结构和宏观力学行为来预测其在反复加载下的寿命。此外，对于“环境腐蚀”等影响材料长期可靠性的因素，我希望书中能提供详细的分析方法和应对策略。如果书中能结合一些具体的材料案例，例如钢材、混凝土、高分子材料等，来讲解可靠性设计，那么它对我来说将具有极高的参考价值。

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**评价一** 初次拿到《Engineering Design Reliability Handbook》这本书，我怀揣着对工程可靠性设计那一层神秘面纱的好奇与探索欲。我从事结构工程已有十余载，深知在实际项目中，理论的严谨与现实的复杂性之间总存在着一道难以逾越的鸿沟。无数次，在项目推进的紧要关头，我都会面临各种各样关于潜在故障、寿命预测以及风险评估的棘手问题。我期望这本书能够提供一套系统性的理论框架，帮助我更深入地理解可靠性设计的原理，并能提供一些实用的方法论，让我能将这些理论转化为解决实际工程问题的有力武器。例如，在设计一座高层建筑时，如何量化地震荷载下的结构可靠性？在选择关键构件时，如何根据其失效概率来权衡成本与安全性？这些都是我迫切想从书中找到答案的问题。我也希望能看到书中对不同材料、不同载荷条件下的可靠性分析方法有所阐述，最好能结合一些经典的案例研究，让我能直观地感受到可靠性设计在各个工程领域的重要性与普适性。如果书中能提供一些便于操作的软件工具或算法模型的介绍，那无疑会大大提升其实用价值，让我能更有效地将其应用于日常工作中，提升工程设计的科学性和安全性，最终为社会创造更可靠、更安全的工程作品。总而言之，我期待这本书能成为我设计生涯中不可或缺的工具书，指引我在复杂多变的工程世界中，坚定地迈向可靠性的彼岸。

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**评价五** 对于我这样的机械工程师而言，《Engineering Design Reliability Handbook》的出现，无疑是一场及时雨。在机械设计领域，我们经常需要面对疲劳、磨损、腐蚀等多种潜在的失效机制。如何在一个复杂的多物理场环境中，准确预测零部件的寿命，并在此基础上进行优化设计，一直是困扰我的难题。我希望这本书能够提供一套完整且易于理解的框架，来指导我如何进行可靠性分析。我尤其关注书中对于“应力-强度模型”的详细阐述，以及如何利用这些模型来评估零部件在不同工况下的可靠性。我也对书中关于“可靠性分配”的章节抱有浓厚的兴趣，了解如何将整体的可靠性目标分配到各个子系统和关键零部件上，从而实现最优化的设计。此外，我一直对“损伤累积模型”感到好奇，希望书中能对其进行深入的解释，并提供实际应用的例子，例如如何通过累积的损伤来预测疲劳寿命。如果书中还能提供一些关于可靠性增长（Reliability Growth）的理论和实践，帮助我们在产品迭代过程中不断提升可靠性，那将是锦上添花。我期望这本书能够赋能我，让我能够设计出更持久、更稳定的机械产品。

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**评价四** 《Engineering Design Reliability Handbook》这本书，对我来说，不仅仅是一本技术手册，更是一种对工程严谨性的深刻反思。我从事的是需要极高安全标准的行业，例如桥梁和隧道建设。在这些项目中，任何微小的设计失误都可能导致灾难性的后果，因此，可靠性设计是重中之重。我一直在寻找一本能够系统性地梳理和整合不同可靠性分析理论的书籍，并能提供清晰的实践指南。我期望书中能够涵盖从基础的概率分布模型，到更复杂的系统可靠性建模，例如串联、并联系统的可靠性计算，以及冗余设计在提升系统可靠性中的作用。我特别关注书中对于“极端事件”的处理方法，例如如何评估在罕见但可能发生的极端载荷下，工程结构依然能够保持足够的安全性。我也对书中关于“剩余寿命评估”的章节抱有很大的期待，因为在一些服役多年的工程项目中，了解其当前的可靠性状态并预测剩余使用寿命，对于决定是否需要进行维护或更换至关重要。我希望书中能够提供详细的数学模型和计算流程，帮助工程师们做出科学合理的决策，确保公共安全。这本书能否帮助我提升对复杂工程系统可靠性进行定量化评估的能力，将是我衡量其价值的关键。

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**评价六** 作为一名软件工程师，我最初接触到“工程设计可靠性”这个概念时，觉得它似乎更偏向于硬件领域。然而，随着软件系统复杂性的急剧增加，以及对系统稳定性和安全性的要求越来越高，我开始意识到可靠性设计同样是软件工程不可或缺的一部分。《Engineering Design Reliability Handbook》的出现，让我看到了将可靠性工程的思想和方法论应用于软件开发的可能性。我非常希望能从书中找到关于“软件失效模式”的分类和分析方法，以及如何通过代码审查、单元测试、集成测试等手段来预防和发现这些失效。我也对书中关于“故障注入测试”（Fault Injection Testing）的介绍充满期待，了解如何主动地模拟各种故障场景，来评估软件系统的鲁棒性。此外，在微服务和分布式系统盛行的今天，如何保证整个系统的可用性和容错性，是我最关心的问题之一，希望书中能提供相关的指导和最佳实践。我期待这本书能够帮助我摆脱将可靠性视为后期修复工作的传统观念，而是将其融入到软件开发的每一个环节，从而构建出真正健壮、可靠的软件系统。

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