《空間精密儀器儀表可靠性工程/中國(guó)航天技術(shù)進(jìn)展叢書(shū)》由產(chǎn)品固有屬性和狀態(tài)空間引出可靠性，論述和介紹了相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、理論工具和實(shí)施方法，以飛輪產(chǎn)品為載體詳細(xì)介紹了可靠性工程的實(shí)施過(guò)程和分析方法。《空間精密儀器儀表可靠性工程/中國(guó)航天技術(shù)進(jìn)展叢書(shū)》作者長(zhǎng)期從事空間機(jī)電產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究和工程實(shí)踐工作，書(shū)中總結(jié)可靠性工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，對(duì)可靠性技術(shù)及其工程應(yīng)用具有重要意義。
可靠性是產(chǎn)品的固有屬性之一,是指“產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定
的功能的能力”,反映了產(chǎn)品在使用的正常時(shí)限內(nèi)能被成功使用的概率。陀螺儀(MW)、
飛輪(RW)、控制力矩陀螺(CMG)、太陽(yáng)帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(SADA)、紅外地平儀
(IRHS)等作為空間飛行器廣泛使用的機(jī)電產(chǎn)品,由于目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)在軌維修,可靠性顯
得尤為重要。同時(shí),空間機(jī)電產(chǎn)品涉及機(jī)、電、力、熱等多項(xiàng)技術(shù),受限于產(chǎn)品成本、子
樣數(shù)量、考核周期等因素, 一直以來(lái), 產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)、分析和評(píng)估是工程界的一個(gè)
難題。
可靠性的概念最早源于美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì),逐漸從電子、航天、核能等領(lǐng)域拓
展到機(jī)械、化工、動(dòng)力等社會(huì)各個(gè)方面。隨著概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過(guò)程等數(shù)學(xué)方法的
發(fā)展,可靠性基礎(chǔ)理論、工程方法的研究逐漸深入, 形成了故障模式及其影響分析
(FMEA)、故障樹(shù)分析(FTA)等分析方法,開(kāi)發(fā)了加速壽命試驗(yàn)、快速篩選試驗(yàn)等更有
效的試驗(yàn)方法,以及蒙特卡洛等可靠性預(yù)計(jì)方法。隨著產(chǎn)品組成復(fù)雜度的提高、技術(shù)的進(jìn)
步和需求的增多,可靠性技術(shù)依然是工程界重要研究?jī)?nèi)容之一。
北京控制工程研究所從20世紀(jì)60年代在陸元九院士等老一輩航天人的帶領(lǐng)下開(kāi)始陀
螺儀的研制,隨后又陸續(xù)開(kāi)展飛輪、控制力矩陀螺、太陽(yáng)帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等空間機(jī)電產(chǎn)品的
研制。通過(guò)幾十年的型號(hào)任務(wù)牽引,研究所在空間機(jī)電產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)、分析、評(píng)估方面
開(kāi)展了大量的地面試驗(yàn),進(jìn)行了一系列的工程探索,解決了空間機(jī)電產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)和評(píng)
估的難題,取得了一批優(yōu)異成果。
本書(shū)結(jié)合產(chǎn)品實(shí)例總結(jié)了作者及其同事的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn),對(duì)工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意
義,希望本書(shū)對(duì)產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)和評(píng)估工作有所裨益, 進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)品可靠性工作的
發(fā)展。
第1章 緒論 …………………………………………………………………………………… 1
1.1 空間精密儀器儀表 (SAI)及其可靠性……………………………………………… 1
1.2 本書(shū)的內(nèi)容和宗旨 …………………………………………………………………… 3
1.3 本書(shū)內(nèi)容說(shuō)明 ………………………………………………………………………… 4
第2章 產(chǎn)品可靠性屬性和狀態(tài)空間 ………………………………………………………… 5
2.1 產(chǎn)品可靠性屬性 ……………………………………………………………………… 5
2.2 產(chǎn)品可靠性屬性的表達(dá)方法 ………………………………………………………… 5
2.3 產(chǎn)品可靠性正確表達(dá)的主觀和客觀條件 …………………………………………… 6
2.3.1 SAI產(chǎn)品可靠性工程師必備的知識(shí)背景 ……………………………………… 6
2.3.2 產(chǎn)品狀態(tài)空間的六項(xiàng)要素 ……………………………………………………… 7
2.3.3 實(shí)施全面質(zhì)量管理 ……………………………………………………………… 9
第3章 SAI產(chǎn)品可靠性工程相關(guān)的概率理論基礎(chǔ)知識(shí) ………………………………… 10
3.1 概率理論基礎(chǔ)知識(shí) …………………………………………………………………… 10
3.2 概率理論涉及的兩種人類認(rèn)知理念 ………………………………………………… 10
3.2.1 基于頻率法的概率理論基礎(chǔ)知識(shí) ……………………………………………… 11
3.2.2 基于時(shí)域法的概率理論基礎(chǔ)知識(shí) ……………………………………………… 12
第4章 SAI產(chǎn)品可靠性工程相關(guān)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)知識(shí) …………………………… 14
4.1 數(shù)據(jù) …………………………………………………………………………………… 14
4.1.1 數(shù)據(jù)的全面性和真實(shí)性保障 …………………………………………………… 14
4.1.2 數(shù)據(jù)的獲得方法 ………………………………………………………………… 16
4.2 統(tǒng)計(jì)分布及其應(yīng)用 …………………………………………………………………… 17
4.2.1 正態(tài)分布 ………………………………………………………………………… 18
4.2.2 指數(shù)分布 ………………………………………………………………………… 20
4.2.3 χ2分布 …………………………………………………………………………224.2.4 u 分布 …………………………………………………………………………… 23
4.2.5 威布爾分布 ……………………………………………………………………… 24
4.2.6 浴盆曲線 ………………………………………………………………………… 25
4.3 極大似然法 …………………………………………………………………………… 26
4.4 信息集成法 …………………………………………………………………………… 29
第5章 SAI產(chǎn)品可靠性工程師實(shí)施對(duì)產(chǎn)品壽命可靠度預(yù)計(jì)的過(guò)程和方法 …………… 31
5.1 概論 …………………………………………………………………………………… 31
5.2 產(chǎn)品固有屬性的審查認(rèn)定 …………………………………………………………… 31
5.3 產(chǎn)品狀態(tài)空間的認(rèn)定 ………………………………………………………………… 32
5.3.1 設(shè)計(jì)狀態(tài)的認(rèn)定 ………………………………………………………………… 32
5.3.2 加工和工藝狀態(tài)的認(rèn)定 ………………………………………………………… 32
5.3.3 裝配、調(diào)試、試驗(yàn)、專用設(shè)備及專業(yè)技術(shù)工人水平的認(rèn)定 ………………… 32
5.3.4 驗(yàn)收條件和合格判據(jù)的認(rèn)定 …………………………………………………… 33
5.3.5 傳遞過(guò)程 (產(chǎn)品保障、儲(chǔ)存、運(yùn)輸)認(rèn)定 …………………………………… 33
5.3.6 使用過(guò)程認(rèn)定 …………………………………………………………………… 33
5.4 產(chǎn)品失效判據(jù)的認(rèn)定 ………………………………………………………………… 34
5.5 預(yù)計(jì)SAI產(chǎn)品壽命可靠度的幾種途徑選擇………………………………………… 34
5.6 SAI產(chǎn)品壽命數(shù)據(jù)隨機(jī)分布規(guī)律的認(rèn)定 …………………………………………… 35
5.7 SAI產(chǎn)品壽命數(shù)據(jù)樣本大小的認(rèn)定 ………………………………………………… 35
5.8 如何做出更切實(shí)際的預(yù)計(jì)結(jié)果? …………………………………………………… 35
5.9 如何及時(shí)修正原有壽命可靠度預(yù)計(jì)結(jié)果? ………………………………………… 36
第6章 通過(guò)地面壽命試驗(yàn)獲取產(chǎn)品總體壽命可靠度預(yù)計(jì)實(shí)施方法案例 ……………… 38
6.1 概述 …………………………………………………………………………………… 38
6.2 動(dòng)量輪進(jìn)行地面壽命可靠度預(yù)計(jì)的背景介紹 ……………………………………… 38
6.2.1 產(chǎn)品固有屬性認(rèn)可 ……………………………………………………………… 39
6.2.2 動(dòng)量輪產(chǎn)品總體的狀態(tài)空間認(rèn)可 ……………………………………………… 42
6.3 通過(guò)地面壽命試驗(yàn)預(yù)計(jì)總體壽命可靠度的方案及執(zhí)行過(guò)程 ……………………… 42
6.3.1 地面壽命試驗(yàn)預(yù)計(jì)方案正確性認(rèn)定 …………………………………………… 42
6.3.2 地面壽命試驗(yàn)環(huán)境條件 ………………………………………………………… 42
6.3.3 界定地面壽命試驗(yàn)產(chǎn)品失效判據(jù) ……………………………………………… 43
6.3.4 地面壽命試驗(yàn)樣本子樣數(shù)選擇 ………………………………………………… 43
6.3.5 地面壽命試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集方法 ……………………………………………… 446.3.6 地面壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸一化處理 ……………………………………………… 44
6.3.7 從歸一化子樣時(shí)間序列數(shù)據(jù)尋求產(chǎn)品總體壽命數(shù)據(jù)樣本并預(yù)計(jì)可靠度 …… 46
第7章 通過(guò)飛行器應(yīng)用獲取產(chǎn)品總體壽命可靠度預(yù)計(jì)實(shí)施方法案例 ………………… 50
7.1 概述 …………………………………………………………………………………… 50
7.2 動(dòng)量輪進(jìn)行應(yīng)用案例壽命可靠度預(yù)計(jì)的背景介紹 ………………………………… 50
7.3 通過(guò)在軌應(yīng)用案例預(yù)計(jì)總體壽命可靠度的方案及執(zhí)行過(guò)程 ……………………… 51
7.3.1 應(yīng)用案例預(yù)計(jì)方法正確性認(rèn)定 ………………………………………………… 51
7.3.2 應(yīng)用過(guò)程環(huán)境條件的認(rèn)定 ……………………………………………………… 51
7.3.3 界定產(chǎn)品失效判據(jù) ……………………………………………………………… 51
7.3.4 應(yīng)用案例產(chǎn)品樣本子樣數(shù)選擇 ………………………………………………… 51
7.3.5 預(yù)計(jì)樣本數(shù)據(jù)采集方法 ………………………………………………………… 52
7.3.6 預(yù)計(jì)樣本數(shù)據(jù)歸一化處理 ……………………………………………………… 53
7.3.7 從歸一化子樣時(shí)間序列數(shù)據(jù)尋求產(chǎn)品總體壽命數(shù)據(jù)樣本并預(yù)計(jì)可靠度 …… 56
第8章 SAI產(chǎn)品可靠性保障和提高的兩個(gè)重要工具 …………………………………… 61
8.1 SAI產(chǎn)品失效分析工作與技術(shù) ……………………………………………………… 61
8.1.1 SAI產(chǎn)品失效分析工作分類及實(shí)施方法 ……………………………………… 61
8.1.2 SAI產(chǎn)品失效分析技術(shù) ………………………………………………………… 63
8.2 SAI產(chǎn)品可靠性工程數(shù)據(jù)庫(kù)工作及技術(shù) …………………………………………… 77
8.2.1 SAI產(chǎn)品可靠性工程數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建工作內(nèi)容和實(shí)施方法 …………………… 78
8.2.2 SAI產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù) ……………………………………………… 79
8.2.3 利用動(dòng)量輪的在軌應(yīng)用數(shù)據(jù),建立產(chǎn)品可靠性工程數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體 …………… 81
結(jié) 語(yǔ) ………………………………………………………………………………………… 84
附錄A 最小二乘法 ………………………………………………………………………… 85
附錄B χ2分布 ……………………………………………………………………………… 88
附錄C u 分布 ……………………………………………………………………………… 90
附錄D 貝葉斯公式理念的舉例說(shuō)明 ……………………………………………………… 93
附錄E 六個(gè)從紅外光譜分析結(jié)果中識(shí)別化合物名稱的圖譜 …………………………… 95
附錄F 兩個(gè)從XPS光電子能譜儀分析結(jié)果中識(shí)別元素及化合物化學(xué)態(tài)的文件 ……… 96
附錄G SAI產(chǎn)品可靠性工程專業(yè)文獻(xiàn)源 (雜志、文集、國(guó)際會(huì)議等) ……………… 97
附錄H 專用名詞術(shù)語(yǔ)英漢對(duì)照 …………………………………………………………… 98
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………… 104
書(shū)單推薦
