基于试验设计的产品可靠性分析及改进_吕珊珊，王国东著_9787564383091

　　对于产品可靠性的分析与改进，很难找到合适的物理模型。因此，需要收集产品可靠性数据，构建产品寿命与各因子之间关系的统计模型。试验设计是现代质量管理中重要的工具，可通过设计试验方案，快速获得产品质量数据，并通过建立质量与各因子之间的关系，识别显著性因子及确定因子水平，从而改进产品质量。采用试验设计方法进行产品可靠性提升是一个序贯性、不断完善的过程。首先，通过筛选试验识别影响产品可靠性的关键变量；然后，针对识别出的关键变量，基于响应曲面法确定变量水平，以优化产品可靠性；最后，对优化后的产品可靠性进行评估，若达到预期目标，则可进入大规模生产制造阶段，否则继续进行下一轮优化，直到最终实现产品可靠性的提升。《基于试验设计的产品可靠性分析及改进》在前人研究的基础之上，分别从关键变量识别、因子水平优化、加速寿命试验验证三个方面进行研究，以期最终提升产品可靠性。
　　《基于试验设计的产品可靠性分析及改进》第1章和第2章介绍了研究背景及试验设计和可靠性相关的理论。第3章研究了非完全随机化情形下的关键变量识别问题，提出基于均值寿命的混合效应模型，假设随机效应和试验因子通过平均失效时间影响产品的可靠性，通过大化产品的平均失效时间以改善产品可靠性，然后基于极大似然估计方法获得模型的参数估计值，并通过仿真试验对比传统的模型和《基于试验设计的产品可靠性分析及改进》所提出模型的优劣。

　　在制造业中，产品质量被视为企业的生命。国务院发布的《中国制造2025》提出要加强质量品牌建设，将“质量为先”作为基本方针之一，强调要：坚持把质量作为建设制造强国的生命线，实现中国速度向中国质量的转变。党的十九大报告明确提出“质量第一”和“质量强国”的理念。目前，我国制造业正处于转型升级的关键时期，提高制造业产品质量迫在眉睫。可靠性作为质量的重要维度，是随时间变化的质量。分析和提升可靠性对全面提高产品质量水平至关重要，也是国家统筹推进“提升基础产品的质量、可靠性和寿命”工作的根本要求。
　　低可靠性的产品会增加制造商的售后维修成本，甚至威胁用户的生命安全。目前，我国多数制造企业已充分认识到提高产品可靠性的重要性，但是在可靠性分析和优化的过程中仍缺乏系统科学的方法。对制造商来说，有必要选择合适的理论方法。
　　对于产品可靠性的分析与改进，很难找到合适的物理模型。因此，需要收集产品可靠性数据，构建产品寿命与各因子之间关系的统计模型。试验设计是现代质量管理中重要的工具，可通过设计试验方案，快速获得产品质量数据，并通过建立质量与各因子之间的关系，识别显著性因子及确定因子水平，从而改进产品质量。采用试验设计方法进行产品可靠性提升是一个序贯性、不断完善的过程。首先，通过筛选试验识别影响产品可靠性的关键变量；然后，针对识别出的关键变量，基于响应曲面法确定变量水平，以优化产品可靠性；最后，对优化后的产品可靠性进行评估，若达到预期目标，则可进入大规模生产制造阶段，否则继续进行下一轮优化，直到最终实现产品可靠性的提升。本书在前人研究的基础之上，分别从关键变量识别、因子水平优化、加速寿命试验验证三个方面进行研究，以期最终提升产品可靠性。
　　本书第1章和第2章介绍了研究背景及试验设计和可靠性相关的理论。第3章研究了非完全随机化情形下的关键变量识别问题，提出基于均值寿命的混合效应模型，假设随机效应和试验因子通过平均失效时间影响产品的可靠性，通过最大化产品的平均失效时间以改善产品可靠性，然后基于极大似然估计方法获得模型的参数估计值，并通过仿真试验对比传统的模型和本书所提出模型的优劣。
　　在识别出关键变量的基础上，需要进一步确定关键变量的水平，以优化产品可靠性。在可靠性改进试验中，不仅会观测到产品的可靠性特征，还会同时观测到产品其他方面的质量特征。第4章和第5章针对非完全随机化的试验，同时观测到产品质量和可靠性特征时的问题进行研究，以获得质量和可靠性同时最优的因子水平。其中，第4章提出基于质量特征均值的方法建模产品的质量特征。基于两阶段的方法建模产品的可靠性特征，并通过满意度函数法同时优化产品的质量和可靠性特征。由于第4章所提的两阶段方法不能提供联合的似然函数，并且对于定时截尾的可靠性数据，两阶段方法不能处理没有失效单元的处理组合，因而第5章在提出混合效应模型的方法的同时，对产品的质量和可靠性特征建模，并与两阶段方法进行对比。

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