具體描述
內 容 提 要
本書對係統與數字電路的可靠性和可測性作瞭完整的敘述及討論。書
中很多部分是作者多年科學研究和教學實踐的結果。全書共八章。第一、二
章介紹可靠性與可測性的一些基礎知識和基本概念。第三、四章討論係統
的可靠性分析及其設計，並介紹瞭人對係統可靠性的影響。第五、六、七
章分彆討論瞭數字電路的測試及其可測性分析設計，重點介紹瞭概率可測
性分析和結構可測性設計。第八章介紹瞭可維性設計，主要敘述瞭失效率
與修復率的分配。
本書對電子、係統工程、自動控製、動力、通信及信息等學科領域有
關的高年級大學生、研究生和工程技術人員是一本有益的參考書。
作者簡介
作者簡介
丁瑾，1964年11月，齣
生於安徽省懷寜縣，1986年
7月畢業地閤肥工業大學，
獲學士學位，1992年6月在
莫斯科動力學院獲博士學位
，1995年2月在北京郵電
大學博士後齣站。現為北京
郵電大學電信係副教授，中
國電瞭學會高級會員。現已
完成部級以上科研項目六
項，以第一作者身份發錶的
學術論文五十餘篇。主要研
究興趣是電路、係統和通信
網絡的可靠性和可測性分析
設計，通信係統的性能評估，
模糊神經網絡在係統和網絡
性能分析中的應用等。
目錄資訊
第一章 基礎知識
1.1概率基礎
1.1.1事件
1.1.2事件的頻率與概率
1.1.3排列與組閤
1.1.4非獨立事件與條件概率
1.2布爾代數的基本定律
1.3隨機變量及其數字特徵
1.3.1隨機變量
1.3.2隨機變量分布及密度函數
1.3.3隨機變量的數學期望及方差
第二章 基本概念
2.1可靠性、可測性研究的必要性
2.1.1研究的背景
2.1.2研究的意義
2.1.3研究的內容及方法
2.2可靠性函數
2.2.1可靠度函數
2.2.2失效密度函數
2.2.3失效率函數
2.2.4平均壽命
2.3有效性函數
2.3.1維修性函數
2.3.2修復率函數
2.3.3瞬態和穩態有效度
2.3.4小結
2.4可靠性常用的分布
2.4.1二項分布
2.4.2幾何分布
2.4.3泊鬆分布
2.4.4負指數分布及其性質
2.4.5正態分布
2.4.6伽瑪分布（Γ分布）
2.4.7對數正態分布
2.4.8威布爾分布
2.4.9小結
2.5數字電路的故障
2.5.1失效與故障
2.5.2故障模型
2.5.3暫時故障
2.6測試的基本概念
2.6.1激勵與響應
2.6.2測試集
2.6.3故障檢測與診斷
2.6.4故障覆蓋
第三章 係統的可靠性分析
3.1不可修係統
3.1.1串、並聯係統
3.1.2復閤係統
3.1.3錶決係統
3.1.4旁待係統
3.2網絡分解法
3.2.1二項式展開法
3.2.2狀態枚舉法
3.2.3網絡分解法
3.2.4最小路集、割集法
3.3故障樹分析法
3.3.1基本概念
3.3.2故障樹的建立
3.3.3故障樹的最小割集
3.3.4故障樹的計算
3.4模糊分析法
3.4.1模糊可靠性模型
3.4.2串、並聯係統模糊可靠度
3.5馬爾柯夫模型法
3.5.1可修串聯係統
3.5.2可修並聯係統
3.5.3可修錶決係統
3.5.4可修備用係統
3.6半馬爾柯夫模型法
3.6.1更新過程
3.6.2補充狀態法
3.7非拉普拉斯變換法
3.7.1引言
3.7.2數學模型
3.7.3實例分析
第四章 係統的可靠性設計
4.1輕裝設計
4.2冗餘設計
4.3優化組閤設計
4.3.1雙工係統的優化組閤設計
4.3.2混閤冗餘係統的優化組閤設計
4.3.3錶決冗餘係統的優化組閤設計
4.4含約束的優化設計
4.4.1重要度方法
4.4.2動態規劃法
4.4.3搜索法
4.5含人的因素的可靠性設計
4.5.1人為差錯
4.5.2人的可靠性
4.5.3有人參與係統的可靠性設計
第五章 測試碼的産生
5.1故障模擬法
5.1.1並行故障模擬
5.1.2演繹故障模擬
5.1.3同時故障模擬
5.1.4臨界路徑跟蹤
5.2一維通路敏化法
5.2.1故障激活
5.2.2正嚮驅動
5.2.3反嚮跟蹤
5.3布爾差分法
5.3.1布爾差分法的定義
5.3.2布爾差分的性質
5.3.3實例分析
5.4D算法
5.4.1基本定義
5.4.2算法描述
5.4.3實例分析
5.5PODEM算法
5.5.1基本原理
5.5.2算法流程
5.5.3實例分析
5.6FAN算法
5.6.1基本原理
5.6.2算法流程
5.6.3應用實例
5.710值算法
5.7.1基本思想
5.7.2算法步驟
5.7.3實例分析
5.8時序電路的測試序列生成
5.8.1時序電路的模型
5.8.2時序電路展開測試法
5.8.3時序電路功能測試法
5.9概率測試
5.9.1輸入概率優化
5.9.2數據壓縮方法
第六章 可測性分析
6.1引言
6.1.1基本定義
6.1.2可測性分析的應用
6.1.3可測性分析算法分類
6.2CAMELOT算法
6.2.1可控製性值的確定
6.2.2可觀察性值的確定
6.2.3可測性值的確定
6.2.4應用實例
6.3TMEAS算法
6.3.1可控製性值計算的特點
6.3.2可觀察性值計算的特點
6.3.3算法的局限性
6.4 TEST/80算法
6.4.1可控製性值的計算
6.4.2可觀察性值的計算
6.4.3算法步驟
6.4.4算法的局限性
6.5SCOAP算法
6.5.1可控製性值的估計
6.5.2可觀察性值的估計
6.5.3算法描述
6.5.4實例分析
6.6PREDICT算法
6.6.1超級門的概念
6.6.2控製率的計算
6.6.3觀察率的計算
6.6.4測試率的計算
6.6.5實驗結果
6.7STAFAN算法
6.7.1基本理論
6.7.2控製率的統計估計
6.7.3觀察率的計算
6.7.4無偏差故障測試率的估計
6.7.5STAFAN算法的復雜性
6.7.6實驗結果
6.8AVEVAL算法
6.8.1引言
6.8.2控製率誤差的消除
6.8.3扇齣點觀察率的計算
6.8.4故障測試率的估計
6.8.5實例分析
第七章 可測性設計
7.1引言
7.1.1可測性設計的意義
7.1.2可測性設計目標
7.1.3可測性設計思想
7.1.4可測性設計曆史
7.2可測性設計規則
7.2.1利於測試矢量産生的設計規則
7.2.2利於測試矢量施加的設計規則
7.3組閤電路的可測性設計
7.3.1組閤功能設計法
7.3.2Syndrome設計法
7.3.3修改電路設計法
7.4時序電路的可測性設計
7.4.1區分序列的判定
7.4.2可測性設計
7.5掃描設計
7.5.1掃描通路法
7.5.2掃描置位法
7.5.3隨機存取掃描法
7.5.4電平敏感掃描法
7.6內測試設計
7.6.1內測試一般結構
7.6.2內測試掃描設計
7.6.3自測試設計
7.7PLA的可測性設計
7.7.1引言
7.7.2故障模型
7.7.3PLA可測性設計
7.8自測試序列的壓縮
7.8.1引言
7.8.2難測故障分布
7.8.3測試長度的估計
7.8.4壓縮算法
第八章 係統的可維性設計
8.1單元瞬態有效度分配
8.1.1Markov模型的神經網絡
8.1.2神經網絡實現
8.1.3模擬結果
8.2穩態有效度分配
8.2.1串聯係統
8.2.2並聯係統
8.2.3錶決係統
習題
參考文獻
· · · · · · (收起)
讀後感
用戶評價
總而言之，這不僅僅是一本關於如何計算“壞事”發生概率的書，它更像是一部關於如何在不確定性中構建確定性的哲學指南。它所探討的“可靠”與“可測”，已經超越瞭單純的技術指標，觸及到瞭現代係統工程的本質睏境：如何在信息不完備的情況下做齣最優決策。書中對各種新興技術，如機器學習在故障診斷中的應用潛力，也進行瞭謹慎而有保留的探討，強調瞭模型透明度和可解釋性纔是最終實現“可測性”的終極目標，而非盲目追求預測精度。讀完後，我感到自己的思維框架被極大地拓寬瞭，不再滿足於停留在錶麵現象的故障報告，而是開始深入探究係統設計的深層魯棒性。這本書的價值，在於它成功地將深奧的理論、前沿的實踐、以及務實的工程智慧熔鑄一爐，成為瞭一部經得起時間考驗的、具有長期參考價值的案頭寶典。
评分這本書的排版和圖示設計也值得稱贊，雖然內容極其專業，但視覺傳達卻做到瞭高度的清晰化。我注意到，很多復雜的概率圖模型和狀態轉移圖，都被作者精心繪製成瞭三維或多層次的結構圖，使得原本抽象的關係一目瞭然。特彆是關於馬爾可夫鏈在可靠性建模中的應用部分，如果僅依賴文字描述，很容易讓人迷失在狀態切換的邏輯中。但通過作者提供的動態流程圖，我仿佛能“看到”係統如何在不同狀態間遷移，以及每一次遷移的概率權重是如何影響整體壽命預期的。這種對細節的打磨，體現瞭作者對讀者學習體驗的深切關懷。它讓原本可能枯燥的數學推導過程，變成瞭一場結構清晰的邏輯探索之旅，極大地降低瞭深度學習的認知門檻，即使是需要重溫基礎知識的資深工程師，也能從中找到樂趣和新的理解點。
评分初讀時，我曾對書中對“貝葉斯方法”的廣泛應用感到一絲睏惑，因為我習慣於傳統的頻率學派統計分析。但隨著閱讀的深入，我逐漸領悟到，在許多涉及先驗知識和少量樣本的復雜係統中，貝葉斯推斷提供瞭一種更具包容性和迭代性的分析框架。作者沒有簡單地推銷貝葉斯方法的優越性，而是通過一係列精妙的對比實驗，展示瞭在缺乏曆史數據積纍的全新産品迭代初期，如何利用專傢的經驗知識作為先驗信息，快速建立起一個初步但可靠的風險評估基綫。這種方法論的切換，對我個人在進行創新項目風險評估時，提供瞭全新的視角和工具箱。更重要的是，書中強調瞭在信息不斷更新過程中，如何通過後驗概率的不斷修正來優化決策鏈條，這對於追求持續改進的工程實踐而言，具有極強的指導意義。它讓我意識到，可靠性分析不再是一個靜態的報告，而是一個動態的、自我學習的過程。
评分我尤其欣賞作者在處理“可測性”這一維度時所展現齣的洞察力。在當今大數據和物聯網時代，信息過載是一個常態，如何有效地從海量數據中提取齣真正有價值的“可測”指標，而非僅僅是噪音，成為瞭衡量設計優劣的關鍵。這本書並沒有僅僅停留在理論層麵探討測量的準確性和誤差分析，而是將其與實際的傳感器部署、數據采集頻率、以及實時監控的架構緊密結閤起來。我記得有一章專門討論瞭“狀態監測下的剩餘壽命預測模型”，其中對卡爾曼濾波在處理非綫性係統中的局限性進行瞭坦率的剖析，並提齣瞭幾種替代性的非參數估計方法。這種直麵挑戰、不迴避復雜性的寫作態度，讓人感受到作者深厚的實踐功底。它不像很多市麵上的技術書籍那樣，隻展示成功的光鮮麵，而是深入探討瞭在資源有限、環境不確定性高的情況下，如何權衡測量成本與信息增益，這種務實精神非常寶貴。
评分這本厚重的著作，甫一捧讀，便覺其撲麵而來的是一股嚴謹而深邃的學術氣息。我原本以為這會是一本充斥著晦澀數學公式和抽象理論的“天書”，畢竟“可靠性”與“可測性”這兩個詞匯組閤在一起，聽起來就足以讓非專業人士望而卻步。然而，作者的敘事方式卻展現齣瞭一種令人驚嘆的平衡感。書中對基礎概念的闡述，並非采用那種教科書式的冷冰冰的定義堆砌，而是巧妙地融入瞭大量貼近實際工程案例的背景故事。比如，在講解係統故障模式分析時，作者詳盡地描繪瞭一個大型工業控製係統在極端環境下的運行邏輯，並通過對曆史事故數據的引用，生動地說明瞭為何必須建立一種超越直覺的、量化的可靠性評估體係。尤其是關於“失效概率密度函數”的推導部分，它沒有止步於公式的展示，而是深入剖析瞭不同分布模型（如威布爾分布、指數分布）在描述不同類型設備老化過程中的適用邊界和物理意義，這一點對於我這種需要將理論應用於實際産品設計的人來說，無疑是極具啓發性的。它讓我明白，可靠性設計絕非事後修補，而是貫穿於整個産品生命周期的核心哲學。
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