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MBSE研製模式下的可靠性設計理論與方法

作者：王如平//任占勇//曾晨暉|責編:馮晨
出版社：國防工業
ISBN：9787118139068

出版日期：2026/01/01
裝幀：平裝
頁數：507

人民幣：RMB 198 元售價：元

內容大鋼

    本書闡述了基於模型的系統工程（model based system engineering，MBSE）研製模式下開展可靠性設計的基礎理論、技術架構及實施流程，結合工程實踐案例，對基於使用場景的系統可靠性需求分析、基於架構模型的系統可靠性設計分析、基於故障物理的產品可靠性設計分析、基於多物理域模型的系統可靠性模擬驗證、可靠性模型的校核與驗證等關鍵技術方法進行了重點介紹，同時對未來的技術發展趨勢進行了總結和展望。
    本書的主要內容是在參考國內外MBSE技術發展情況的基礎上，對我國航空領域近幾年開展MBSE研製模式下的可靠性設計技術研究與工作實踐進行歸納與總結提煉后形成的。
    本書可以為航空、航天、船舶、兵器等軍工產品研製單位開展複雜產品可靠性設計、推進MBSE技術的深度應用、促進MBSE研製模式與可靠性設計融合提供參考，也可為民用產品開展MBSE研製模式下的可靠性設計工作提供借鑒。

作者介紹

王如平//任占勇//曾晨暉|責編:馮晨

第一章  緒論
  第一節  引言
  第二節  可靠性的基本概念及技術發展
    一、可靠性的基本概念
    二、可靠性的要求
    三、主要的可靠性工作
    四、可靠性技術發展的整體脈絡
    五、可靠性設計工作存在的主要問題
  第三節  MBSE與可靠性設計集成的作用及意義
    一、MBSE的概念
    二、MBSE的基本過程與特徵
    三、MBSE技術的應用情況
    四、MBSE與可靠性設計集成的研究進展
    五、MBSE解決的可靠性設計問題
第二章  MBSE研製模式下的可靠性設計理論與技術原理
  第一節  引言
  第二節  複雜系統的可靠性設計
    一、複雜系統的故障特徵
    二、複雜系統可靠性設計面臨的挑戰
  第三節  相關理論基礎概述
    一、概述
    二、系統工程原理
    三、基於危險控制的安全性理論
    四、NASA故障管理理論
    五、航空電子設備完整性設計理論
    六、對可靠性設計工作的啟示
  第四節  面向關鍵故障控制的可靠性設計基礎理論
    一、任務可靠性是可靠性設計的首要目標
    二、關鍵故障傳播決定任務可靠性水平
    三、可靠性設計的重點是對關鍵故障的控制
    四、對不確定因素的識別是關鍵故障控制的基礎
  第五節  MBSE研製模式下可靠性設計技術原理
    一、基本技術原理
    二、需求分析技術原理
    三、設計控制技術原理
    四、驗證評價技術原理
第三章  MBSE研製模式下的可靠性設計工作體系
  第一節  引言
  第二節  MBSE工作體系概述
    一、MBSE的方法論
    二、MBSE的模型體系
    三、MBSE技術流程
    四、MBSE技術方法
    五、MBSE的工具平台
    六、MBSE的實施規範
  第三節  可靠性設計方法論
  第四節  可靠性設計模型體系
    一、可靠性建模要求
    二、可靠性模型的類型
    三、可靠性模型與MBSE模型的集成方法

  第五節  可靠性設計實施流程
    一、技術流程
    二、主要的設計活動
    三、實施流程
  第六節  可靠性設計技術體系
    一、技術體系架構
    二、關鍵技術實施途徑
  第七節  可靠性設計平台
    一、平台定位
    二、平台運行場景
    三、平台功能需求
    四、平台架構
  第八節  可靠性設計規範
    一、設計規範體系
    二、主要規範說明
第四章  基於使用場景的系統可靠性需求分析技術
  第一節  引言
  第二節  核心模型
    一、使用場景模型
    二、功能模型
    三、功能故障分析模型
  第三節  基於使用場景的系統可靠性需求分析流程
  第四節  任務等級及故障嚴酷度定義
  第五節  基於使用場景的功能故障建模
    一、建模語言
    二、基於SysML的建模實現過程
    三、基於AltaRica的建模實現過程
  第六節  基於模型的系統關鍵功能故障模式識別
    一、SysML-AltaRica模型要素映射關係解析
    二、基於XMI的SysML-AltaRica模型轉換
    三、基於AltaRica的故障樹生成
  第七節  系統可靠性設計要求的確定
    一、系統功能失效概率要求確定
    二、容錯能力要求確定
    三、功能獨立性要求確定
  第八節  可靠性需求定義與模型化表達
    一、需求定義的屬性
    二、基於SysML的可靠性需求定義方法
    三、可靠性需求定義示例
  第九節  某飛控系統可靠性需求分析應用示例
第五章  基於架構模型的系統可靠性設計分析技術
  第一節  引言
  第二節  核心模型
    一、系統架構模型
    二、故障傳播模型
  第三節  基於架構模型的系統可靠性設計分析技術流程
  第四節  系統架構建模方法
    一、基於決定義圖的系統組成定義
    二、基於活動圖的系統功能定義
    三、基於時序圖的功能時序定義

    四、基於內部塊圖的系統交互關係定義
    五、基於狀態機圖的系統狀態定義
  第五節  基於架構模型的潛在故障源識別
    一、基於用例圖的潛在故障源分析
    二、基於活動圖的潛在故障源分析
    三、基於時序圖的潛在故障源分析
    四、基於內部塊圖的潛在故障源分析
    五、基於狀態圖的潛在故障源分析
  第六節  系統故障傳播建模方法
    一、基於SysML的故障傳播模型構建
    二、基於AltaRica的故障傳播模型構建
  第七節  基於模型的系統可靠性分析評估
    一、功能FMEA
    二、故障控制措施的分析
    三、功能故障與硬體故障的集成
    四、系統可靠性分析與預計
  第八節  系統可靠性要求分解與模型傳遞
    一、基本可靠性指標分配
    二、任務可靠性指標分配
    三、基本可靠性與任務可靠性指標權衡分配
    四、基於模型的可靠性設計要求傳遞
  第九節  某供電系統可靠性設計分析應用示例
    一、系統架構模型構建
    二、系統故障傳播模型構建
    三、系統功能FMEA
    四、系統故障控制措施分析
    五、系統可靠性指標預計
    六、系統可靠性指標分配
第六章  基於故障物理的產品可靠性模擬驗證技術
  第一節  引言
  第二節  核心模型
    一、產品CAD/CAE模型
    二、產品的可靠性模擬模型
  第三節  故障物理的基本概念及模型
  第四節  產品可靠性設計要求的轉化
    一、技術流程
    二、典型示例
  第五節  產品結構可靠性模擬驗證技術
    一、技術流程
    二、實施過程
    三、典型示例
  第六節  產品功能可靠性模擬驗證技術
    一、技術流程
    二、實施過程
    三、典型示例
  第七節  以可靠性為多目標的產品多學科模擬優化技術
    一、優化問題描述
    二、優化流程
    三、優化建模方法
    四、優化求解演算法

    五、典型示例
第七章  基於多物理域模型的系統可靠性模擬驗證技術
  第一節  引言
  第二節  核心模型
    一、狀態機行為模型
    二、系統性能模型
    三、系統可靠性模擬模型
  第三節  系統可靠性建模與模擬驗證流程
    一、模擬驗證需求
    二、實施流程
  第四節  基於多物理域模型的系統可靠性建模方法
    一、基於有限狀態機的電子系統可靠性建模
    二、基於性能模型的機電系統可靠性建模
    三、基於跨層級模型的可靠性建模
  第五節  系統可靠性模擬驗證演算法
    一、定性分析方法
    二、定量評估方法
    三、形式化模擬驗證方法
  第六節  系統可靠性模擬驗證示例
    一、電子系統可靠性模擬驗證示例
    二、機電系統可靠性模擬驗證示例
  第四節  產品可靠性模擬模型的驗證
    一、驗證內容
    二、應力分析模型的驗證
    三、故障機理模型的驗證
  第五節  系統可靠性模擬模型的驗證
    一、驗證方法
    二、驗證示例
第八章  可靠性模型的校核與驗證技術
  第一節  引言
  第二節  模型的VV&A
  第三節  系統故障傳播模型的校核與驗證
    一、概述
    二、故障傳播模型的校核
    三、故障傳播模型的驗證
第九章  基於MBSE的可靠性設計關鍵技術集成應用示例
  第一節  引言
  第二節  可靠性需求捕獲與分析
    一、捕獲高陞力系統可靠性需求
    二、建立系統使用場景模型
    三、識別系統級功能與嚴重故障狀態
    四、確定系統級可靠性設計要求
  第三節  基於系統架構的可靠性設計分析
    一、建立系統功能架構模型
    二、識別系統子功能嚴重故障模式
    三、建立系統邏輯架構模型
    四、分解設備的功能可靠性要求
  第四節  產品的可靠性設計分析
    一、建立產品物理架構模型
    二、識別零部件級嚴重硬體故障模式

  第五節  基於多物理域模型的系統可靠性模擬驗證
第十章  總結與展望
  第一節  總結
  第二節  展望
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