本书以武器系统的可靠性保证为背景，系统梳理总结了当前武器装备可靠性管理、设计与分析、试验与评价等方面的工作项目和实施方法，同时介绍了可靠性保证技术发展的发展趋势，具有广泛的工程应用价值。

可靠性是装备效能的倍增器。随着装备运用强度的不断增大，用户需求逐渐从重视功能性能发展到重视效能，再到重视高效费比。切实处理好装备技术先进性同性能稳定性、可靠性、安全性的关系，充分发挥装备的效能是当前装备质量建设的最高要求。

在几十年的工程实践中，可靠性工程的作用越来越重要，尤其是导弹武器系统的可靠性问题，比起设备的一般性能指标更为重要，它不仅在于经济意义，更重要的还在于军事意义。目前，对可靠性的认识又有新的发展，在观念上又有一个新的飞跃，美国空军指出：我们完全改变了轻重缓急的优先顺序，把可靠性、维修性和可生产性作为所有重要事件中的第一位来抓。可靠性和维修性的重要性现在已等于甚至超过过去人们认为的最重要的性能、成本和进度等指标。

20世纪八九十年代之前，我国武器装备以测绘仿制为主，部分型号研制总要求中缺少可靠性顶层约束，设计可靠性指标虽然能满足要求，但在研制使用过程中质量可靠性问题依然层出不穷。随着高新技术密集型号的自主研制，军工单位已逐渐认识到可靠性工作的有效开展是武器装备性能和功能得以发挥的根本前提。只有从系统工程的角度出发，在武器装备设计之初就明确可靠性保证这一纲领性要求并贯穿于全寿命周期，才能做到未雨绸缪，更好地在研制阶段消除产品的故障隐患，降低故障发生的可能性，保证装备的可靠性水平。

最新颁布的GJB 450B2021《装备可靠性工作通用要求》作为指导装备可靠性工作的顶层标准，总结了可靠性管理、设计分析、制造工艺、试验评价的系列工作项目，体现了装备全寿命周期可靠性保证的系统工程思想，对提高装备的可靠性水平具有重要意义。在工程实际应用中，还需从管理和技术两个层面入手，结合装备具体特点，对GJB 450B2021的工作项目进行剪裁、细化和分解，以将顶层要求落实到研制过程中；同时有效应用可靠性设计、分析、试验与评价等技术方法，切实提升武器装备可靠性水平。

全书以导弹武器装备的研制为背景，系统总结了武器装备研制过程中可靠性保证的实践经验和部分研究成果。本书共7章，第1章介绍了可靠性工程的发展历程、重要性，导弹装备的设计及使用特点和相关术语定义；第2章介绍了武器装备可靠性保证的基本内容、可靠性要求和可靠性工作项目要求；第3至第6章，按照GJB 450B2021的基本框架，运用系统工程理念，从管理、设计与分析、工艺可靠性技术、试验与评价4个方面全面论述了武器装备可靠性保证的工作项目及实施方法；第7章从数字化、体系化、智能化、实战化4个方面展望了武器装备可靠性工程的新发展趋势。在GJB 450B2021中与软件可靠性相关的工作项目另有专门的软件保证实施规范，不在本书中体现。

本书第1章由李宏民、张生鹏编写，第2章由黄硕编写，第3章由唐宇彬编写，第4章由荣双龙编写，第5章由张安琪编写，第6章由赵朋飞编写，第7章由王冬、王刚编写，全书由李宏民、王冬负责审核定稿。曹晓蕾、李晋鹏、徐如远为本书的撰写做了许多文献查阅、素材收集、归纳整理等工作，在此一并表示感谢。限于编者水平，书中难免存在不足与疏漏之处，敬请读者谅解和指正。

在本书出版之际，我们向所有默默奉献在武器装备可靠性保证战线上的工作者表示感谢。

李宏民，航天科工集团二院201所所长、研究员、航天科工集团质量与可靠性中心主任。长期从事武器装备可靠性与环境适应性工作。

第1章概述1

1.1可靠性工程的发展1

1.1.1基于统计推断的可靠性阶段1

1.1.2基于故障物理的可靠性阶段3

1.1.3基于模型的可靠性系统工程阶段5

1.2武器装备设计和使用特点6

1.3可靠性工程在武器装备研制中的地位和作用10

1.3.1可靠性保证工作是武器装备产品保证工作的重要

内容10

1.3.2可靠性设计是提高武器装备效费比的重要一环12

1.3.3可靠性是影响武器系统效能的重要因素14

1.4术语和定义16

1.4.1可靠度函数、累计故障分布函数及故障密度函数16

1.4.2故障率与浴盆曲线17

1.4.3平均故障前时间（MTTF）18

1.4.4平均寿命（）19

1.4.5平均故障间隔时间（MTBF）19

参考文献21
第2章可靠性要求及工作项目确定22

2.1可靠性保证的基本内容22

2.2确定可靠性要求24

2.2.1可靠性要求的分类25

2.2.2可靠性要求的确定原则27

2.3确定可靠性工作项目要求28

参考文献32
第3章可靠性管理33

3.1概述33

3.2制定可靠性工作计划33

3.2.1概述33

3.2.2承制方制订可靠性工作计划的作用34

3.2.3制订可靠性工作计划时需要考虑的一般因素34

3.2.4可靠性工作计划的基本构成35

3.3可靠性保证工作系统及职责35

3.3.1建立可靠性保证工作系统35

3.3.2工作职责36

3.4订购方对承制方、承制方对转承制方和供应方的监督和

控制38

3.4.1概述38

3.4.2监督与控制的内容与要求 38

3.4.3订购方对承制方的监督与控制 39

3.4.4承制方对转承制方和供应方的监督与控制 39

3.5可靠性评审40

3.5.1概述40

3.5.2论证阶段的可靠性评审40

3.5.3方案阶段的可靠性评审40

3.5.4工程研制阶段的可靠性评审41

3.5.5定型阶段的可靠性评审42

3.6建立故障报告、分析和纠正措施43

3.6.1概述43

3.6.2建立的时机 43

3.6.3有关概念和工作内容说明 43

3.6.4FRACAS 管理47

3.7可靠性增长管理49

3.7.1概述49

3.7.2有关概念 50

3.7.3可靠性增长管理的基本内容52

3.7.4实施可靠性增长管理的对象和各阶段的管理54

3.8可靠性设计核查55

3.8.1概述55

3.8.2可靠性设计核查的依据与原则55

3.8.3可靠性设计核查时机56

3.8.4可靠性设计核查程序56

3.8.5可靠性设计核查对象56

3.8.6可靠性设计核查结果及结论58

参考文献60
第4章可靠性设计与分析61

4.1概述61

4.2可靠性设计分析流程62

4.3可靠性建模、分配及预计64

4.3.1建立可靠性模型64

4.3.2可靠性分配70

4.3.3可靠性预计78

4.3.4可靠性分配和预计程序88

4.4故障模式、影响及危害性分析91

4.4.1目的91

4.4.2FMECA的输入93

4.4.3FMECA的方法94

4.4.4FMECA实施步骤98

4.5可靠性设计准则的制定和符合性检查107

4.5.1目的107

4.5.2可靠性设计准则制定108

4.5.3可靠性设计准则的贯彻程序及符合性检查报告111

4.5.4通用可靠性设计准则113

4.5.5非电子产品可靠性设计准则119

4.6元器件、标准件和原材料的选择与控制125

4.6.1目的125

4.6.2元器件选用126

4.6.3标准件和原材料的选用128

4.7故障树分析（FTA）技术131

4.7.1目的131

4.7.2FTA的输入131

4.7.3基本原理132

4.7.4实施步骤134

4.8电路可靠性设计分析138

4.8.1降额设计138

4.8.2电路容差分析144

4.8.3电应力仿真分析155

4.9潜在分析160

4.9.1目的160

4.9.2潜在电路的产生原因及主要表现形式160

4.9.3基本原理161

4.9.4分析方法164

4.9.5潜在电路分析程序165

4.9.6潜在电路分析的注意事项170

4.10确定可靠性关键产品171

4.10.1目的171

4.10.2可靠性关键产品的判别准则172

4.10.3确定可靠性关键产品的方法及时机172

4.10.4可靠性关键产品的控制措施173

4.10.5应注意的问题174

4.11确定功能测试、包装、贮存、装卸、运输和维修对

产品可靠性的影响174

4.11.1目的174

4.11.2功能测试、包装、贮存、装卸、运输、维修等对

产品可靠性的影响175

4.11.3确定随贮存期、环境条件变化对产品可靠性影响

的实例176

4.11.4确定定期现场检查程序的实例176

4.12振动仿真分析177

4.12.1目的177

4.12.2振动仿真分析的流程178

4.13温度仿真分析182

4.13.1目的182

4.13.2温度仿真分析的流程182

4.14耐久性分析186

4.14.1目的186

4.14.2耐久性分析的步骤186

4.14.3常用的耐久性分析模型和方法187

4.14.4设备和主要部件的定、延寿分析 192

参考文献195
第5章工艺可靠性技术196

5.1概述196

5.2工艺可靠性工作内容197

5.2.1特性分析197

5.2.2工艺可靠性工作项目198

5.3工艺故障模式、影响与分析204

5.3.1概述204

5.3.2PFMEA的实施原则204

5.3.3PFMEA的实施步骤205

5.4关键过程控制211

5.4.1概述211

5.4.2关键工序生产过程控制212

5.5特殊过程控制215

5.5.1概述215

5.5.2特殊过程制造工艺质量控制215

5.5.3特殊过程人员质量控制216

5.5.4特殊过程设备、仪表、测具与工装质量控制216

5.5.5特殊过程材料质量控制217

5.5.6特殊过程环境质量控制218

参考文献219
第6章可靠性试验及评价220

6.1概述220

6.2环境应力筛选221

6.2.1试验目的222

6.2.2工作要点222

6.2.3筛选方法223

6.3可靠性强化试验225

6.3.1试验目的226

6.3.2工作要点226

6.3.3试验方法227

6.4可靠性增长（摸底）试验232

6.4.1试验目的232

6.4.2工作要点233

6.4.3试验方法233

6.4.4试验结果评估234

6.5可靠性鉴定试验235

6.5.1试验目的235

6.5.2工作要点235

6.5.3试验方法236

6.5.4试验结果评估240

6.6可靠性分析评价241

6.6.1试验目的242

6.6.2工作要点242

6.6.3可靠性数据收集242

6.6.4单元级产品可靠性评估方法245

6.6.5系统级产品可靠性评估方法249

6.7寿命试验254

6.7.1试验目的254

6.7.2工作要点255

6.7.3自然贮存试验方法 255

6.7.4加速贮存试验方法266

参考文献279
第7章发展趋势展望280

7.1数字化研制模式下的挑战281

7.2装备体系化场景下的挑战286

7.3装备智能化发展下的挑战291

7.4装备实战化环境下的挑战294

参考文献298