北航可靠性教学内容

一、课堂教学内容及基本要求

1.专题讲座：“可靠性工程概论”

1）学习要求

通过可靠性工程概论的学习，全面了解可靠性工程的内涵，可靠性设计分析与可靠性工程的其他活动的密切关系 ，认识到可靠性设计分析在可靠性工程中的核心地位；主要包括可靠性系统工程、可靠性信息、可靠性管理、可靠性试验等。

2）教学内容

可靠性研究与应用的目的和意义

装备研制与可靠性工程

可靠性工程的发展

可靠性工程的范畴与理论

可靠性工程特点

可靠性工程包含的内容

2.基本概念和参数体系

1）学习要求

全面理解和掌握可靠性基本概念并能灵活运用，理解和掌握常用的可靠性参数体系及其工程内涵。

2）教学内容

可靠性基本概念

概率论知识复习

可靠性定量参数

产品寿命参数

常用寿命分布类型

可靠性参数体系和指标

3.可靠性要求制定与分配

1）学习要求

要求学生掌握可靠性定性设计要求、可靠性定量要求及其参数、可靠性等分配法、评分分配法、比例组合分配法、考虑重要度和复杂度的分配方法、可靠度的再分配方法，了解可靠性要求的制定程序、可靠性分配的用途、原理与准则、注意事项等。

2）教学内容

可靠性定性要求

可靠性定量要求

可靠性定量要求制定

可靠性定性要求制定

可靠性分配目的、用途与分类

可靠性分配的原理与准则

可靠性分配方法

可靠性分配的注意事项

4.可靠性建模、预计

4.1系统可靠性模型建立

1）学习要求

掌握与可靠性模型有关的基本概念，掌握可靠性建模的目的、用途和程序；了解建立系统任务可靠性模型的程序及注意事项；了解系统功能分析的必要性和方法；掌握典型可靠性模型的原理、算法；理解不可修系统可靠性模型的处理方法；通过“系统可靠性建模示例”了解一个实际任务可靠性模型的建立过程。

2）教学内容

基本可靠性模型－任务可靠性模型

系统功能分析

典型的可靠性模型

不可修系统可靠性模型

不含桥联的复杂系统任务可靠性模型

含桥联的复杂系统任务可靠性模型

建模实例：某卫星过渡轨道、同步及准同步轨道任务可靠性

系统任务可靠性建模的注意事项

4.2可靠性预计

1）学习要求

理解并掌握可靠性预计的目的、用途、分类及程序，明确预计与分配的关系；了解单元可靠性预计方法，重点掌握相似产品法、评分预计法，掌握应力分析法原理；理解系统可靠性预计的分类及其基本方法；明确不同研制阶段可靠性预计方法的适用性和进行预计时的注意事项。

2）教学内容

可靠性预计的目的、用途与分类

可靠性预计的程序(国军标：GJB813-90)

可靠性预计与可靠性分配的关系

单元可靠性预计

系统可靠性预计

不同研制阶段可靠性预计方法的选取

可靠性预计的特点与注意事项

5.案例教学：“系统可靠性建模、预计”

某型电源的欠压保护电路案例

1）学习要求

要求学生通过案例分析掌握基本可靠性与任务可靠性及其框图之间的关系与差别、任务成功判据对任务可靠性模型的影响、基本可靠性和任务可靠性的计算，通过案例操作知道如何根据电路原理图建立基本可靠性模型和任务可靠性模型。

2）重点

基本可靠性模型与任务可靠性模型关系

任务成功判据对任务可靠性模型的影响

如何根据电路原理图建立基本可靠性模型和任务可靠性模型

基于可靠性模型的基本可靠性和任务可靠性预计

3）难点

任务成功判据对任务可靠性模型的影响

如何根据电路原理图任务可靠性模型

6.故障模式影响及危害性分析

1）学习要求

要求学生掌握硬件FMECA分析技术，如故障模式、故障影响、严酷度、设计改进措施的制定等。FMECA技术的特有名词和概念，如系统约定层次、故障模式频数比、故障影响概率等。

2）教学内容

FMECA的定义、目的和作用

FMECA的方法

FMECA的步骤

FMECA输出与注意的问题

应用案例

3）重点

系统约定层次划分、系统功能分析、故障模式分析、改进措施分析

4）难点

故障模式频数比、故障影响概率

7.案例教学：“故障模式影响及危害性分析”

某型军用飞机升降舵系统的FMECA

1）学习要求

要求学生通过案例分析基本掌握硬件FMECA分析技术，如功能分析、约定层次划分、故障模式分析、故障影响分析、和设计改进措施的制定等。

2）教学内容

系统定义，约定层次划分，系统功能分析

故障模式影响分析

危害性分析

填写FMECA表格

分析输出危害性矩阵图、Ⅰ、Ⅱ类故障模式清单、设计改进措施等

3）重点难点

故障模式影响分析

制定设计改进措施

8.故障树分析和事件树分析

8.1故障树分析

1）学习要求

掌握FTA的特点及程序；掌握故障树的基本概念和符号，掌握故障树建造的步骤及注意事项；掌握故障树定性分析有关基本概念，熟练掌握求最小割集的方法并利用最小割集进行定性分析；掌握故障树的数学描述原理，掌握单调关联系统的特点，掌握顶事件发生概率的各种求法，掌握故障树简化的基本原理，理解对偶树和成功树的原理和功用，掌握重要度分析的原理和算法。

2）教学内容

概述

故障树的基本概念

故障树分析

8.2事件树分析

1）学习要求

能够综合运用事件树和故障树分析复杂系统的重大故障和事故。

2）教学内容

基本概念

事件树的建造

事件树的定量分析

ETA与FTA的综合应用

9.案例教学：“故障树分析”

某惯导系统故障树分析

1）学习要求

能够综合运用事件树和故障树分析复杂系统的重大故障和事故。

2）教学内容

某惯导系统功能原理说明

顶事件选取

建树假设

3）分析要求

故障树的定性分析，求出系统的最小割集

故障树的定量分析，计算顶事件发生概率

故障树的定量分析，计算概率重要度、结构重要度

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10.专题讲座：“电子产品可靠性设计分析”

1）学习要求

要求学生掌握降额设计的概念、三级降额、电路容差问题的原因、潜在通路的主要表现形式和拓扑类型，了解元器件的质量等级和质量系数关系、最坏情况分析法和蒙特卡罗法。

2）学习内容

元器件的质量和可靠性

降额设计

电路容差设计

潜在通路分析

3）重点

元器件的质量等级、质量系数概念

降额设计的概念、三级降额

电路容差问题的原因、最坏情况分析法和蒙特卡罗法概念

潜在通路的概念、主要表现形式、拓扑类型

11.机械产品干涉理论和可靠度计算

1）学习要求

了解机械产品可靠性特点，掌握应力——强度干涉模型，常用分布可靠度公式推导，静强度概率设计。

2）学习内容

机械产品可靠性特点

应力、强度定义

应力——强度干涉模型

常用分布的可靠度计算

3）重点难点

应力——强度干涉模型

12.专题讲座：“机械产品可靠性设计分析”

1）学习要求

了解机械可靠性发展现状和趋势，机械零部件失效分析的基础知识，机械产品可靠性分析仿真工具和应用。

2）学习内容

机械可靠性发展现状和趋势

疲劳可靠性

分析仿真工具和工程实例介绍

3）重点难点

疲劳可靠性

13.案例教学：“机械产品可靠性设计分析”

某锁机构可靠性设计分析

1）学习要求

通过工程实例，系统了解机械可靠性设计分析的方法和技术。

2）学习内容

某锁机构FMEA分析

某锁机构FTA分析

了解强度分析仿真

了解动力学分析仿真

了解可靠性分析仿真

3）重点难点

某锁机构FMEA分析

某锁机构FTA分析

二、实验教学内容及基本要求

1）实验要求

实验以某电源系统为对象，综合运用先进的计算机辅助手段和热分析、热测量和热设计等实验技术，完成一个典型电子系统的可靠性设计分析并提交相关的实验和分析报告。

2）实验内容

电源系统计算机辅助系统可靠性设计分析实验

电源系统的热设计与热分析实验

电子系统的热分析与热测量实验

电源系统的可靠性综合设计与分析

3）重点

通过ARMS软件的应用，掌握产品设计的可靠性设计分析流程，培养学生的可靠性工程背景

掌握先进的计算机辅助工具，培养学生动手实验的能力

理解和掌握综合集成的思想，培养学生综合利用各种技术手段解决工程问题的能力

4）难点

航空航天产品开展可靠性设计分析工作流程在计算机辅助环境中的实现

综合运用理论方法、计算机辅助手段和实验技术分析解决工程问题

三、主要参考书

1.章国栋、陆廷孝、屠庆慈、吴真真，《系统可靠性与维修性的设计与分析》，北京航空航天大学出版社，1990。

2.杨为民、阮镰、俞沼、屠庆慈，《可靠性维修性保障性总论(可靠性•维修性•保障性丛书)》，国防工业出版社，1997。

3.陆廷孝、郑鹏洲、何国伟、曾声奎，《可靠性设计与分析(可靠性•维修性•保障性丛书)》，国防工业出版社，1997。

4.牟致忠，《机械零件可靠性设计》，机械工业出版社， 1988。

5.曹晋华、程侃，《可靠性数学引论》，科学出版社，1986。

6.GJB/Z299B-98,《电子设备可靠性预计手册》,中国人民解放军总装备部，1999。

7.GJB1909.1-10，《装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求》，国防科学技术工业委员会，1994。

8.GJB768A 故障树分析。

9.GJB1391A 故障模式影响及危害性分析。

10.Patrick D.T. O’Connor著，李莉等译，《实用可靠性工程（第四版）》电子工业出版社，2005。

10.李海泉，系统可靠性分析与设计，科学出版社，2003。

11.D.H.Stamatis著，陈晓彤、姚绍华译，《FMEA从理论到实践（第二版）》国防工业出版社，2005

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