2019年天津0860可靠性理论自考考试大纲

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：可靠性理论

课程代码：0860

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

本课程作为航空维修工程的理论基础，是一门理论性较强的专业基础课。本大纲适用于航空维修工程管理专业专升本学生的学习。

可靠性理论研究现代航空器及其装备在使用维修过程中的故障规律及维修策略。它用宏观统计的方法研究故障规律，因此，概率论和数理统计是本课程主要的教学工具。

二、课程目标与基本要求

面向航空维修的可靠性理论课程的重点在于故障的统计分析，和使用－维修过程的可靠性分析。与设计专业的可靠性工程课程不同，本课程虽然涉及产品的可靠性设计，但不是本课程的重点。

本课程教学的基本要求：

掌握可靠性的基本概念和系统可靠性计算方法；

掌握可靠性经验分析的各种方法；

了解和掌握可修复机件部分故障模型及可靠性分析方法；

掌握可靠性参数点估计和区间估计方法；

掌握故障分布假设检验的方法；

掌握维修性的基本概念和有效度的计算方法；

了解确定预防维修周期的原则和掌握确定维修周期的方法；

8、了解可靠性抽样检验的原理并掌握抽样参数选择的原则。

三、与本专业其他课程的关系

本课程是航空维修工程管理专业的专业基础课，与本专业的专业课航空维修工程管理有密切关系，相互衔接。

第二部分考核内容与考核目标

可靠性基本概念

一、学习目的与要求

通过本章学习，正确理解并掌握可靠性的基本概念，包括：可靠度、故障率、平均寿命、各类可靠性特征指标的定义、计算方法、以及各类重要的寿命分布函数及其重要性质。

二、考核知识点与考核目标

（一）可靠度、故障率、平均寿命（重点）

理解：可靠度、故障率、平均寿命等的定义。

应用：可靠度、故障率、平均寿命的理论计算公式和方法；

可靠度、故障率、平均寿命的经验计算公式和方法。

（二）指数分布、泊松分布、г分布（重点）

识记：分布,t分布,г分布,以及各种离散分布

理解：指数分布定义、重要性质；

泊松分布定义、重要性质。

г分布定义、重要性质；

指数分布、泊松分布、г分布三者之间的关系。

应用：利用指数分布的无记忆性，分析各类相关问题；

利用泊松分布的推导方法处理类似的复杂的随机事件。

（三）威布尔分布（次重点）

识记：极值分布

理解：威布尔分布的定义及其故障率函数的特性。

应用：根据威布尔的形状参数指标，确定维修要求。

（四）正态分布、对数正态分布（一般）

识记：正态分布、对数正态分布定义。

第二章系统可靠性分析

一、学习目的与要求

通过本章学习，正确掌握各类可靠性余度系统的分析方法。

考核知识点与考核目标

识记：可靠性框图及其注意事项

（一）串联系统、关联系统（重点）

理解：串联系统、关联系统定义。

应用：串联系统、并联系统分析方法；

系统级余度与部件及余度的规律分析。

（二）n中取k系统（一般）

识记：n中取k系统定义；

表决系统的可靠度与系统可靠度关系。

应用：n中取k系统可靠性分析方法。

（三）冷贮备系统（重点）

识记：热贮备系统定义,转换开关对系统可靠性的影响

理解：冷贮备系统定义；

n个相同指数分布部件组成的冷贮备系统与泊松分布和г分布关系。

应用：利用冷贮备系统系统可靠性分析方法计算航空备件的需求。

（四）简单网络系统（次重点）

理解：简单网络系统定义，其复杂性的根源。

应用：真值表法和全概率分析法处理简单网络系统可靠性。

第三章可靠性统计

一、学习的目的与要求

通过本章掌握可靠性参数估计的基本思想和基本方法、及其在航空维修中的应用，本章是本课程的重点。

考核知识点与考核目标

（一）数理统计基本思想（次重点）

识记：母体、子样、简单子样；

理解：极大似然估计及其性质；

统计量、次序统计量。

应用：应用极大似然估计的基本思想构造似然函数方法。

（二）指数分布函数点估计（重点）

识记：四种可靠性试验方案；

应用：各种试验方案下，参数点估计方法应用于航空维修环境下的数据的收集和处理。

（三）指数分布区间估计（重点）

理解：区间估计的基本原理。；

各种试验方案的区间估计公式的推导；

失效数γ显著性水平α对估计精度的影响。

应用：将典型的试验方案的参数区间估计方法应用于航空维修环境下的数据的收集和处理。

（四）威布尔分布的参数估计（重点）

识记：威布尔分布参数估计的困难性；

理解：威布尔分布参数点估计、区间估计方法的推导；

极值分布与威布尔分布关系；

最小二乘法原理。

应用：威布尔分布最佳无偏估计方法；

威布尔分布区间估计方法。

（五）正态分布与对数正态分布（次重点）

理解：正态分布、对数正态分布统计公式的推导；

正态分布与对数正态分布统计方法和内在联系；

X2分布、F分布、t分布与正态分布子样的统计量的关系。

应用：对数正态分布统计方法应用于航空结构件的安全寿命的确定。

（六）非参数估计（一般）

识记：非参数估计方法的局限性；

可靠度评价函数。

理解：非参数估计的原理；

应用：可靠度的区间估计方法；

可靠寿命单侧置信下限估计方法。

第四章可靠性的假设检验

一、学习目的与要求

通过本章学习，正确掌握可靠性假设检验的原理和方法，并能应用于航空产品的寿命分布类型、分布参数的确定，以及故障率与使用时间相关性的检验。

二、考核知识点与要求

（一）假设检验的基本思想（次重点）

识记：为什么需要假设检验；

小概率事件原理；

假设检验中的两类错误。

理解：根据实际问题如何设原假设和参数假设及假设检验的步骤；

可靠性控制图。

（二）分布的假设检验（重点）

理解：母体分布类型的假设检验的一般方法。

应用：X2检验法、柯氏检验法和指数分布的检验。

（三）分布的似然比检验法（一般）

理解：最佳检验原理；

势函数与检验功效。

应用：分布的似然比检验法。

（四）截尾子样下的检验方法（重点）

理解：常规的检验方法应用于截尾子样的局限性。

应用：截尾子样的柯氏检验法；

指数分布的拟合检验。

第五章马尔可夫型可维修系统可靠性分析

一、学习目的和要求

通过本章学习，正确掌握可维修系统可靠性分析的数学工具马尔可夫过程，以及应用马尔可夫过程分析可维修系统的方法

二、考核知识点与考核目标

（一）随机过程的概念（一般）

识记：随机过程的概念、状态空间、参数空间。

理解：利用随机过程的概念来分析泊松分布。

（二）马尔可夫过程（重点）。

理解：马尔可夫过程的基本概念，转移概率、马尔可夫性；

马尔可夫过程的极限性质。

应用：根据马尔可夫过程原理，构造马尔可夫微分方程组。

（三）应用马尔可夫过程求可维修系统可靠性的一般方法（重点）

理解：构造可维修系统可靠性模型的步骤方法；

可维修系统的可靠性指标。

应用：求解系统模型的方法，拉氏变换法。

（四）马尔可夫链及其在可靠性的应用(次重点)

理解：马尔可夫链的定义及其极限性质；

马尔可夫链与马尔可夫过程的关系。

应用：应用马尔可夫链近似求解马尔可夫可修系统模型；

频率和持续时间法求解马尔可夫可维修系统模型；

平均连续时间法求解马尔可夫可维修系统模型。

第三部分有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

本课程的考核目标分为三个能力层次：了解、理解、应用，它们之间是递进等级关系，后者必须建立在前者基础上。其具体含义为：

识记：能知道有关名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在了解的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能应用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。一般分为“简单应用”和“综合应用”，其中“简单应用”指在理解的基础上能用学过的一两个知识点分析和解决简单问题；“综合应用”指在简单应用的基础上能用学过的多个知识点分析和解决比较复杂的问题，是最高层次的要求。

指定教材

《可靠性理论》孙春林白杰编天津科技出版社2001年版。

自学方法指导

1、考生自学时，应先仔细阅读本大纲。明确大纲规定的课程内容和考试目标及所列各章中考核的知识点和考核要求，以便突出重点，有的放矢地掌握课程内容。

2、在了解考试大纲的基础上，根据考核知识点和考核要求，认真阅读教材，把握各章节的具体内容，吃透每个知识点，对基本概念和基本原理必须深刻理解，对基本方法牢固掌握，并融会贯通，在头脑中形成完整的内容体系。

在自学个章节时，能够在理解的基础上加以记忆，切勿死记硬背；同时在对一些知识内容进行理解把握时，联系实际问题思考，从而达到深层次的认识水平。

四、社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

辅导时，要注意突出重点。

课程学时：本课程4学分，助学学时为72，分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：了解为10%，理解为30%，应用为60%。

试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2

每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点65%，次重点25%，一般10%。

本课程命题采用的基本题型包括单项选择题、填空题、计算题、公式推导等。

考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分为及格。

六、题型示例

（一）选择题：

例如：不可靠产品的平均寿命为

（1）MTTF（2）MTBF

（3）MTFF（4）MTTR

（二）填空题

例：产品在规定时间内，规定条件下，完成规定功能的叫可靠度

（三）简单计算题

例：有失效率为菲特的集成逻辑电路，试分析下列各情况下的可靠度（1菲特=10-9/小时）。

1、一个电路，工作1000小时

2、10个电路串联工作1000小时

3、10个电路并联工作1000小时

（四）简单公式推导题

例：已知λ(t)=at+b，求R(t)。

（五）较复杂的计算题

例：已知R1=0.7R2=0.8R3=0.6R4=0.9R5=0.9，求系统可靠度Rs。

（六）较复杂的公式推导题

例：试用马尔可夫过程模型分析下述系统的可靠性，设有两台发电机共带一个负载，而其中一台发电机容量就足够了。若两台发电机同时工作，则发电机1的故障率为λ1，发电机2的故障率为λ2。若发电机2故障，有发电机1带负载，则其故障率为λ1f，若发电机1故障，有发电机2带负载，则其故障率为λ2f，求系统可靠度Rs(t).

（七）工程问题分析题

例：首都机场每天有300架次飞机从外地飞到首都机场，每架飞机在机场停留40分钟后，又飞往其他地方，设每架飞机平均航程2小时，每架飞机平均故障间隔时间为500小时，故障后，平均修复时间为1小时，问：首都机场每天平均航班延误有多少次

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