第1章緒論

1.1從失效到退化的歷史觀

1.2為什麼要處理不確定性

1.3不確定性的量化方法

1.3.1客觀試驗中為什麼會出現認知不確定性？

1.3.2如何在概率模型中考慮認知不確定性？

1.3.化試驗中不確定性的“靜”與“動”

1.4不確定性的控制手段

1.4.1控制哪些不確定性？

1.4.2不確定性怎麼控制？

1.4.3控制本身會帶來不確定性嗎？

1.5加速退化試驗與可靠性科學原理

1.6本書的基本結構及內容

第2章加速退化試驗建模研究的方

2.1加速退化試驗中的退化方程、裕量方程和度量方程

2.2加速退化試驗中的確定性

2.2.1基於反應速率的退化過程

2.2.2疲勞裂紋擴展過程

2.2.3磨損過程

2.2.4小結

2.化試驗中的不確定性

2.4加速退化試驗的核心方程

第3章加速性能退化中的動態隨機不確定性量化

3.1維納過程

3.1.1維納過程簡介

3.1.2基於維納過程的加速退化模型

3.1.3基於維納過程的加速退化試驗數據統計分析

3.2伽馬過程

3.2.1伽馬過程簡介

3.2.2基於伽馬過程的加速退化模型

3.2.3基於伽馬過程的加速退化試驗數據統計分析

3.3逆高斯過程

3.3.1逆高斯過程簡介

3.3.2基於逆高斯過程的加速退化模型

3.3.3基於逆高斯過程的加速退化試驗數據統計分析

3.4本章小結

第4章雙維度隨機不確定性的量化

4.1二維隨機加速退化模型

4.2基於二維隨機加速退化模型的可靠性分析

4.3基於二維隨機加速退化模型的統計分析

4.4案例分析

4.4.1案例

4.4.2實際案例

4.5本章小結

第5章雙維度混合不確定性的量化

5.1隨機模糊理論

5.2二維隨機模糊加速退化建模

5.3基於二維隨機模糊加速退化模型的可靠性分析

5.4基於二維隨機模糊加速退化模型的統計分析

5.5案例分析

5.5.1鋰離子電池案例分析

5.5.2案例

5.6本章小結

第6章三維度隨機不確定性的量化

6.1三維隨機加速退化模型

6.2基於三維隨機加速退化模型的可靠性分析

6.3基於三維隨機加速退化模型的統計分析

6.4實際案例

6.4.1微波案例試驗信息及可靠性評估

6.4.2不確定性分析

6.5本章小結

第7章加速退化模型的不確定性量化

7.1統一隨機過程模型

7.2基於統一隨機過程模型的可靠性分析

7.3基於統一隨機過程模型的統計分析

7.4基於貝葉斯模均的模型不確定性量化

7.5案例分析

7.5.1疲勞裂紋擴展案例分析

7.5.2案例

7.6本章小結

第8章加速退化試驗中的不確定性控制目標

8.1貝葉斯加速退化試驗優化設計理論

8.1.1優化目標

8.1.2約束條件

8.1.3方案集合空間及曲面擬合

8.2基於貝葉斯相對熵的加速退化試驗優化設計

8.2.1貝葉斯相對熵

8.2.2相對熵求解算法

8.3基於貝葉斯二次損失函數的加速退化試驗設計

8.3.1貝葉斯二次損失函數

8.3.2二次損失函數求解算法

8.4基於貝葉斯D優化的加速退化試驗設計

8.4.1貝葉斯D優化

8.4.2貝葉斯D優化求解算法

8.5本章小結

第9章加速退化試驗設計中的模型不確定性控制

9.1貝葉斯序貫步降加速退化試驗設計框架

9.2電連接器案例研究

9.2.1電連接器加速退化模型及其統計分析

9.2.2貝葉斯序貫步降加速退化試驗設計

9.2.3靜態設計與動態設計對比分析

9.3本章小結

第10章加速退化試驗設計中的目標不確定性控制

10.1貝葉斯加速退化試驗多目標設計模型

10.2多目標模型求解

10.2.1帕累托解集求解：貪婪NSGA-Ⅱ

10.2.2帕累托解精簡：數絡分析

10.3電連接器案例研究

10.3.1多目標優試驗方案

10.3.2多目標和單目標優試驗方案對比

10.4本章小結

第11章批判.

11.1加速退化試驗還能研究什麼？

11.2可靠性統計試驗究竟做了什麼？

11.2.1可靠性鋻定試驗之寂寞

11.2.2可靠性驗收試驗之錯付

11.2.3可靠性試驗條件之迷途

第12章新生.

12.1粉墨登場的可靠性實驗

12.1.1科學實驗與四個方程

12.1.2什麼是可靠性科學實驗

12.1.3可靠性實驗的繫統整體性

12.2可靠性實驗之未來可期

12.2.1千舉萬變，其道一也？

12.2.2另闢蹊徑，不可執一！

12.2.3自由控制，道法自然！

參考文獻

後記

加速退化試驗從1981年Wayne B.Nelson基於加速壽命試驗中的性能退化數據評價產品可靠性與壽命，繼而提出加速退化試驗，至今已有40多年了。從21世紀初真正開始蓬勃的研究至今不到年，從中航工業集團標準《加速性能退化試驗》19年發布至今恰好2年。很幸運，我全程見證也參與了加速退化試驗的蓬勃研究，提到的這部標準也是由我主編的。15年在參加一次國際學術會議時，我和一位在國際上頗有影響力的可靠性專行了短暫的交流。在得知我的研究方向是加速退化試驗時，他對我提出了靈魂的拷問：“加速退化試驗還能研究什麼？”加速退化試驗是我的老本行，15年之前，我針對它完成了我的博士論文、1個國家自然科學、1個973計劃子課題以及一些企業合作項目等，還發表了來篇學術論文。但是面對這個問題，我無言以對。因為我深知，彼時的加速退化試驗研究，其實是不同的概率分布、隨機過程和貝葉斯理論的排列組合，我自己都覺得研究起來索然無味。惶恐中，我把這個問題轉述給了康銳教授。很意外的是，他斬釘截鐵地說：“加速退化試驗當然有研究了！太有什麼值得研究了！”雖然，我依然不知道要研究什麼，但是康銳教授的肯定給了我極大的信心和鼓勵。過了一段時間，康銳教授又了一本小書，物理學家卡洛·羅偉利的《七堂極簡物理課》（這本書的翻譯真正達到了“信、達、雅”，是我心普翻譯書的前三）。這本小書正文隻有98頁，課看完，一句“無論欣賞藝術，還是領悟科學，我們終得到的將是美的享受和看待世界的視角”讓我心潮澎湃。不知道這和我研究的加速退化試驗有什麼關繫，但是我如獲至寶，如饑似渴地開始閱讀，是隨身攜帶，連出差候機時也捧在手中翻看、思考、琢磨。有一天，我忽然意識到我應該站在物理的角度看待加速退化試驗，因為這個試驗其實能告訴我們很多產品的“秘密”。而如果隻是從嘗試各類數學工具的角度對待加速退化試驗，無異於暴殄天物。於是，我個人的加速退化試驗研究終於得以撥雲見日。此後，康銳教會經常各類見解獨到且內涵深刻的由科學界大家所著的科普書和科學哲學書。每每讀完我都會向他及時彙報我的讀後感，他也會欣然給我很多另一個視角的回復和指點迷津的點撥。這些積累和思考，讓我更加篤定地堅信可靠性是一門科學。而加速退化試驗在可靠性從工程到科學的發展歷史中，絕不僅僅隻是一種可靠性試驗技術，它的出現是可靠性學科新發展的歷史轉折點，它的發展也是學科發展的助推手。正是站在這樣新的高度和角度，我把我和我的學生們在16-18年的加速退化試驗研究成果，重行了梳理，遂使得今天展現在讀者面前的是一套繫統性的加速退化試驗研究理論與方法。本書第1章以歷史發展為脈絡，從可靠性科學的角度，對從可靠性發展之初到加速退化試驗研究的今行綜述。第2章是基於可靠性科學原理的加速退化試驗建模研究方。第3章介紹加速退化試驗中基本且常用的動態隨機不確定性量化方法。第4章～第6章分別介紹時間、樣品和應力維度分別或同時存在不同類型不同特征的不確定性的不確定性量化方法和加速退化建模方法。第7章探討加速退化試驗中不確定性量化模型的不確定性量化意義及其量化方法。第8章～第10章針對加速退化試驗中的不確定性控制目標、模型不確定性控制以及目標不確定性控制等方行詳述。第11章和第12章是對已有研究的思考和展望。本書全文由李曉陽構思和主筆。博士生陳文彬整理並校對了全書，博士生陳大宇整理了第6章、陶昭整理了第7章。博士生劉樂、吳紀鵬，碩士生李人擎、胡雨晴、郭作辰、張楓博、張湘霄和姜凱歌對本書亦有貢獻。顯然，本書的全部內容得到了康銳教授多年來的指導和鼓勵，他猶如我科研路上的一盞明燈，時刻指引著我、激勵著我向可靠性科學的高峰攀登。在此我想對康銳教授表達深的謝意！同時，我也要感謝我的博士導師姜同敏教授，是他的高瞻遠矚，纔讓我了加速退化試驗的研究領域。此外，感謝北京化工大學李想教授對本書在認知不確定量化和控制方法方面的指導和幫助。誠然，從可靠性科學的角度看待加速退化試驗，還是我粗淺的思考，定存在諸多不足和疏漏。此外，對認知不確定性的量化和控制，本書也隻是初步的嘗試。對此，懇請廣大讀者對本書提出寶貴意見和建議，以加速退化試驗理論更深入的發展和完善，並成為工程上行之有效的可靠性與壽命驗證方法。本書是在科學挑戰專題（編號：TZ18007）和國家自然科學（編號：517750）的資助下完成的。

李曉陽

21年7月26日

於北京大學為民樓