Mathematical Models for Systems Reliability pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Epstein, Benjamin/ Weissman, Ishay

出品人:

页数:253

译者:

出版时间:

价格:664.00 元

装帧:

isbn号码:9781420080827

丛书系列:

图书标签:

• 可靠性工程
• 数学模型
• 系统可靠性
• 概率论
• 统计学
• 排队论
• 故障分析
• 维修策略
• 寿命分析
• 风险评估

《系统可靠性数学模型：理解与应用》 本书致力于深入探讨系统可靠性领域的核心理论与实用的数学模型，为读者构建一个全面而深入的认知框架。我们旨在揭示如何运用严谨的数学工具来量化、预测和提升复杂系统的可靠性，从而在设计、运行及维护阶段做出更明智的决策。 核心内容概述： 可靠性基础理论： 我们将从最基本的可靠性概念入手，包括失效、寿命、失效率、可靠度等关键术语的定义和相互关系。您将学习到如何理解和描述单个组件的可靠性行为，以及这些行为如何累积影响整个系统的性能。 概率分布与模型： 本书将详细介绍适用于描述不同失效模式的各类概率分布，如指数分布、韦伯分布、伽马分布、正态分布等。我们将深入分析这些分布的统计特性，并指导您如何根据实际数据选择最适合的分布模型来刻画组件和系统的失效过程。 串联与并联系统分析： 探讨最基础的系统结构——串联和并联系统。您将掌握如何计算这些简单系统的可靠度，并理解其可靠性与各组件可靠性之间的定量联系。我们将通过实例演示，帮助您直观理解结构对系统可靠性的影响。 复杂系统建模技术： 随着系统复杂度的增加，简单的串并联模型已不足以应对。本书将引入更高级的建模技术，包括： 马尔可夫链模型： 学习如何使用马尔可夫链来描述系统状态的转移，预测系统在不同时间点的可靠性以及平均失效时间（MTTF）和平均修复时间（MTTR）。特别关注的是，我们将探讨状态空间的设计原则以及如何根据实际系统行为来构建马尔可夫模型。 故障树分析（FTA）： 介绍故障树分析作为一种自顶向下、演绎性的可靠性分析方法。您将学习如何构建故障树，识别基本事件和基本故障模式，并计算顶事件发生的概率，从而 pinpoint 系统的薄弱环节。 事件树分析（ETA）： 阐述事件树分析作为一种自底向上、归纳性的分析方法。它侧重于分析给定初始事件（如触发事件）后，系统可能发生的各种后果。我们将演示如何构建事件树，评估系统在不同安全保护措施作用下的失效可能性。 可靠性框图（RBD）： 介绍可靠性框图模型，一种直观地表示系统组件之间功能关系的图形化工具。您将学习如何将复杂的系统结构转换为可靠性框图，并利用其进行可靠性计算。 可靠性分配与优化： 在系统设计阶段，如何将总体的可靠性目标合理地分配到各个子系统和组件是至关重要的一环。本书将介绍多种可靠性分配方法，如等精度法、比例分配法等，并探讨如何通过优化技术（如动态规划、线性规划）来实现在满足可靠性要求的同时，最小化成本或重量。 失效率建模与推断： 深入探讨失效率的含义、测量方法以及如何从试验数据中推断失效率。我们将介绍参数估计的技术，如最大似然估计（MLE）和矩估计法，并讨论置信区间的构建，以量化参数估计的不确定性。 数据分析与统计推断： 强调可靠性分析的实践性。本书将包含如何收集、清洗和分析可靠性试验数据，以及如何运用统计推断的原理来验证模型、评估参数置信度和进行假设检验。 寿命数据分析： 详细介绍处理和分析寿命数据的技术，包括生存函数、风险函数（hazard function）的估计与解释。我们将介绍非参数和半参数的生存分析方法，如Kaplan-Meier估计和Cox比例风险模型，这些方法在医学、工程等领域有着广泛的应用。 维护策略与可靠性： 探索维护活动对系统可靠性的影响。我们将讨论不同维护策略（如预防性维护、状态监测维护）的有效性，并介绍如何通过建模来优化维护计划，以最大化系统可用性并降低生命周期成本。 实际应用案例： 全书穿插丰富的实际应用案例，涵盖航空航天、电子设备、核能、通信系统、软件工程等多个领域。这些案例将帮助读者理解所学理论和模型如何在真实世界中发挥作用，解决实际工程问题。 学习目标： 通过学习本书，您将能够： 掌握系统可靠性分析的基本理论和核心概念。 熟练运用各种概率分布和统计模型来描述和预测系统行为。 能够针对不同类型的系统结构，选择和应用恰当的建模技术。 理解并能够执行可靠性分配和优化任务。 学会从实际数据中提取可靠性信息，并进行有效的统计推断。 将所学知识应用于实际工程设计、评估和维护决策中，提升系统的稳健性和可用性。 本书适合于工程技术人员、系统设计师、质量工程师、风险分析师以及对系统可靠性感兴趣的学界研究人员和高年级本科生、研究生。我们相信，通过深入研读本书，您将能够建立起一套扎实的系统可靠性分析能力，为构建更安全、更可靠的系统提供坚实的基础。

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我是在为一家能源管理公司做风险评估项目时，需要快速补充可靠性工程知识的，所以对书籍的实用性和可操作性有非常高的要求。这本书在这一点上做得非常出色，虽然理论深奥，但它的应用案例却极为贴近工业实际。书中关于“剩余寿命预测”的章节，详细介绍了如何利用历史运行数据（即使数据存在缺失或噪声）来估计关键设备的健康状态，并给出了相应的参数估计方法和置信区间计算过程。这套完整的流程可以直接转化为项目文档。更难得的是，作者没有仅仅停留在理想化的假设上，而是探讨了实际数据采集误差、传感器漂移等现实干扰对模型预测精度的影响，并提供了相应的鲁棒性措施。这本书的排版也值得称赞，公式清晰，图表精美，特别是那些展示不同可靠性曲线交叉对比的图例，一目了然地揭示了不同策略之间的权衡取舍。它成功地架起了一座从纯数学理论到工程决策之间的桥梁，让我这个“应用型”读者也能迅速掌握其核心价值，并将其转化为可执行的方案。

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这本书的封面设计简约而富有力量感，黑白相间的字体在深蓝色背景上显得尤为醒目，让人一眼就能感受到它严谨的学术气息。我一开始被它所吸引，是因为我对“系统可靠性”这个概念在实际工程中的应用非常感兴趣。拿起这本书时，我立刻翻阅了目录，发现它对理论基础的铺陈非常扎实，从基础的概率论和随机过程开始，逐步深入到马尔可夫链、排队论等核心内容。这让我感到欣慰，因为它没有急于求成，而是为读者打下了坚实的理论地基。阅读过程中，我发现作者在解释复杂的数学概念时，往往会结合实际的工程案例进行阐述，这极大地帮助了我理解那些抽象的公式背后所代表的物理意义。例如，书中对于设备故障率的建模分析，就非常细致地对比了几种不同的模型在不同工况下的适用性，这种对比分析的能力对于一个初学者来说是至关重要的。整本书的逻辑脉络清晰，章节之间的过渡自然流畅，即便是在处理那些涉及大量积分和微分方程的部分时，作者的行文也保持了一种清晰的导向性，让人不至于在数学的海洋中迷失方向。我特别欣赏它在引入新技术和新思想时的谨慎态度，它既不盲目追新，也不固步自封，总能在我产生困惑时，提供一个清晰的视角去审视问题。

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作为一个偏向于软件系统架构的研究生，我过去对硬件故障的分析模型接触较少，因此在阅读这本书时，我主要关注了其在面向服务架构（SOA）和微服务环境中，如何应用这些经典可靠性理论。这本书虽然基础扎实，但它的前瞻性也值得称赞。书中关于“部件失效模式与影响分析”（FMEA）的扩展应用章节，将传统的物理组件失效分析延伸到了逻辑组件和接口调用失败的场景，这对我构建高可用性的分布式系统架构提供了全新的思路。作者在论证过程中大量使用了图论和组合数学的工具，来建模状态空间的爆炸性增长问题，这种跨学科的视角极大地拓宽了我的研究视野。我特别喜欢它在每一个关键模型介绍之后，都会附带一个“局限性分析”的小节，作者坦诚地指出了当前模型在处理非平稳随机过程或黑盒系统时的不足，并指引读者去探索更前沿的方法。这种对知识的诚实态度，让我对这本书的专业性深信不疑。阅读它，就像是跟随一位经验丰富的导师，一步步构建起对复杂系统行为预测的认知框架。

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这本书给我最深刻的印象，是它所体现出的那种系统性的思考方式。它不仅仅是一本工具书，更像是一部关于“如何科学地面对失败”的哲学著作。在阅读过程中，我多次停下来思考，作者如何将如此多样的数学工具（从概率密度函数到随机过程，再到优化理论）整合在一个连贯的框架内。这种整合能力令人叹服。书中对于“系统冗余设计”的探讨，远远超出了简单的N+1备份概念，它深入到了如何量化不同冗余策略的成本效益比，以及在资源有限的情况下如何进行最优分配。作者的文笔虽然是学术性的，但却保持了一种令人愉悦的节奏感，很少出现那种为了堆砌术语而堆砌术语的情况。每当感觉即将被复杂的数学表达所淹没时，总能通过一个精妙的类比或一个简洁的总结重新找回方向。这本书无疑是可靠性工程领域的一部里程碑式的作品，它不仅教会了我如何计算系统的可靠性，更重要的是，它教会了我如何以一种结构化、量化的方式去设计和管理那些注定会出错的复杂系统。

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我是一位在通信领域工作多年的工程师，日常接触的系统复杂性越来越高，对预测和预防潜在故障的需求也日益迫切。说实话，市面上很多关于可靠性工程的书籍，要么过于偏重理论推导，让人感觉脱离实际；要么就是流于表面，只介绍了一些基本概念，无法解决深层次的问题。这本书恰好填补了这一空白。它在处理“不确定性”时展现出的数学功底令人印象深刻。我尤其关注了其中关于复杂网络拓扑结构下系统冗余设计的部分，作者用了一种我之前未曾接触过的动态规划方法来优化资源分配，计算效率远超我过去使用的启发式算法。书中的数学推导严谨到了令人发指的地步，几乎每一个步骤都有明确的理论依据支撑，这对于需要将模型固化到软件实现中的我来说，是极大的便利，因为我可以确信这个模型在理论上是站得住脚的。虽然有些章节的篇幅较长，内容密度极高，初读时需要放慢速度，甚至需要反复研读才能完全吸收，但这正说明了其内容的深度和广度。它不是一本可以快速翻阅的书，而是一本需要沉下心来，反复咀嚼才能体会其精髓的参考宝典。

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