《工程設(shè)計中可靠性驗證、試驗與分析》共分10章，包括當(dāng)代視角的可靠性概念及可靠性設(shè)計，可靠性評估定義、次序統(tǒng)計入門，可靠性評價中的統(tǒng)計分布研究，參數(shù)估計技術(shù)概覽，分布擬合檢驗，樣例規(guī)模測定實驗，加速壽命試驗，設(shè)計驗證的工程方法，似然估計（提高篇），對比設(shè)計。每章都有附錄圖表參考資料。
本書的寫作風(fēng)格延續(xù)了韋恩（Wayne）州立大學(xué)的一貫傳統(tǒng)。韋恩州立大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)教授BEpstein（1948～1960年）在指數(shù)分布和極值分布壽命模型研究方面做了大量的先驅(qū)工作。隨后，Kapur和Lamberson（1977年）出版了一部知名度非常高的工程可靠性著作，盡管在這部著作中使用了已過時的線性估計方法，但該著作所描述的主要方法時至今日仍在業(yè)內(nèi)被廣泛應(yīng)用。為延續(xù)這一傳統(tǒng)，本書堅持從工業(yè)設(shè)計驗證技術(shù)的實際經(jīng)驗中準(zhǔn)確地獲取內(nèi)在的理論和實踐方法。
本書寫作的動力來自于作者在美國汽車名城底特律長期的工作和生活經(jīng)歷，這一經(jīng)歷使得作者通過與汽車制造商和一級供應(yīng)商之間的交流掌握了大量的實際經(jīng)驗。作者曾看到過工程設(shè)計人員在設(shè)計試驗驗證方案時由于缺乏必要的背景知識而對于如何確定試驗項目茫然不知所措。本書正是基于此項需求，來為可靠性工程師提供一本應(yīng)對上述挑戰(zhàn)的參考書。
本書可作為在校學(xué)生進行實際壽命數(shù)據(jù)分析的教材，也可作為專業(yè)的可靠性工程同行、相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的專家和顧問的參考書。本書的內(nèi)容包括使用Microsoft Excel或MinitabTM統(tǒng)計計算軟件分析的實例，同時，每章的后會有幾個簡單的練習(xí)題。選用Microsoft Excel進行數(shù)據(jù)分析是由于Microsoft Excel本身具有簡單、普及的特點。對于小工業(yè)數(shù)據(jù)分析的快速性和簡易性要求，MinitabTM也成了學(xué)校教學(xué)和世界500強公司的熱門選擇。本書并沒有要求讀者運用這些軟件，將其列出只是為了展示高效的計算機產(chǎn)品的底層實現(xiàn)方法。與本書精神相一致的是，讀者會發(fā)現(xiàn)本書沒有列出查詢正態(tài)概率的參考表，這是為了鼓勵讀者運用Excel或者其他類似軟件的內(nèi)置程序來查詢這些數(shù)值。本書還舉出了許多例子，這些例子能幫助讀者去了解如何定位這些數(shù)值。
本書中出現(xiàn)的一些特性和設(shè)計公式是獨特的，如：
1）在介紹章節(jié)中，給出了有關(guān)20世紀(jì)晚期和21世紀(jì)早期的現(xiàn)代可靠性思想概述，其中強調(diào)了對于故障的理解，著重指出了理解客戶使用配置文件的重要性，并且強調(diào)了在產(chǎn)品設(shè)計過程中可靠性分配的重要性。盡管這一章節(jié)沒有全面概述可靠性管理技術(shù)，但是確信讀者會發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容的重要性。同時該章節(jié)還描述了運用可靠性規(guī)劃中質(zhì)量功能配置的方法，概述了FMEA/FMECA，并介紹了DVP&R及其與FMEA的關(guān)系。
2）本書利用MicrosoftR Excel電子表格和工具>解算器及目標(biāo)搜索的非線性搜索程序。實際的電子表格與后臺信息一起被復(fù)制，這些后臺信息描述了程序的運行過程。本書描述了如何運用Excel來解決Fisher矩陣和可靠性矩陣的似然比估計。對于可靠性矩陣，本書詳細(xì)介紹了如何運用大似然估計法來分析漸進性。
3）MinitabTM可以用來分析可靠性矩陣的蒙特卡洛（Monte Carlo）區(qū)間估計。這一方法并不新穎，但是讀者會發(fā)現(xiàn)很少有教材會給出這種情形下的蒙特卡洛實際運用方法。本書描述了如何在MinitabTM中運用簡單宏來運行蒙特卡洛估計程序。
4）在第2章和第6章的附錄中，給出了秩估計的原理，描述了成功失敗試驗中小樣本二項式置信界限的發(fā)展，還指出相關(guān)公式的不同，這些不同點從未被發(fā)表在其他文章中。同時，本書還證明了KaplanMeier和Johnson公式的等價性，其中KaplanMeier是包含改進型KaplanMeier的乘積極限估計方法，Johnson公式是用來估計多樣的截尾數(shù)據(jù)秩的方法。這一內(nèi)容也從未出現(xiàn)在其他文獻中。
5）謹(jǐn)遵Abernethy的建議，運用逆秩回歸法來評估某一概率圖分布的參數(shù)。這一方法并不常見，然而，我們發(fā)現(xiàn)MinitabTM（版本13）采用了此種秩回歸方法。
6）本書全面并簡潔地討論了一種擬合優(yōu)度方法，此方法運用R2統(tǒng)計回歸來評估擬合度，介紹了如何從概率圖的檢驗中辨別混合和競爭失效模式。針對可靠性模型的浴盆現(xiàn)象，本書還介紹了Tarum提出的混合分布形式的運用方法。
7）第6章給出了改進型零故障試驗的公式，這通常呈現(xiàn)在更多理論背景的條件下。本章還討論了截尾試驗方法，并詳細(xì)描述了貝葉斯調(diào)整法，這一方法允許樣本量減少1個。
8）本書討論了壽命應(yīng)力關(guān)系模型的加速壽命技術(shù)的運用，還討論了快速識別設(shè)計缺陷的HALT/HASS的運用方法。對于加速壽命技術(shù)，我們討論了如何運用MinitabTM的內(nèi)置加速壽命測試程序來建立阿倫尼斯模型，并應(yīng)用極大似然方法來評估阿倫尼斯模型的參數(shù)。
9）本書試圖通過計算機輔助工程技術(shù)為設(shè)計驗證提供平衡，從而研究了有關(guān)有限元模型、概率設(shè)計等方法的應(yīng)用。因此，讀者可以了解到，未來的試驗只會用于設(shè)計缺陷的確認(rèn)而非檢修。
10）第10章描述了用于檢測壽命數(shù)據(jù)差異和評估加速系數(shù)的分位數(shù)圖的應(yīng)用方法。
本書對有關(guān)理論內(nèi)容做出了修改，例如：在第3章中介紹了分布建模的基礎(chǔ)，其中包括正態(tài)分位數(shù)改進型評估的Z變化的應(yīng)用方法，這是為了給可靠性專業(yè)人員和學(xué)生提供相關(guān)背景知識及參考資料。第3章的附錄中提供了許多更先進的資料，而有關(guān)似然估計的參考資料在第9章中給出。所有人都能從這本書中獲得一些有用的內(nèi)容，對于經(jīng)驗較少的讀者，也能隨著他們的進步從本書中獲得更多的知識。
后，要感謝所有對本書進行評閱的人，無論是正式的、非正式的還是匿名的。我向以下人員致敬：哈利戴維森公司的Dave Deepak、百特醫(yī)療用品有限公司的Yavuz Goktas博士、福特汽車公司的Ron Salzman、Rel科技公司的James McLinn，西密歇根大學(xué)的Leonard Lamberson、韋恩州立大學(xué)1999年秋季學(xué)期可靠性工程班的學(xué)生。
