確率・統計から始める エンジニアのための信頼性工学―身近な故障から宇宙開発まで [単行本]

確率・統計から始める エンジニアのための信頼性工学―身近な故障から宇宙開発まで の 商品概要

• 目次

  1.　信頼性と信頼性工学
  1.1　信頼性工学を学ぶことの重要性
  1.2　信頼性とその三つの要素
  コラム1：総合信頼性
  1.3　信頼性と品質管理
  1.4　信頼性と固有分野の技術
  1.5　本書の構成
  章末問題
  2.　信頼性工学の基礎数理
  2.1　確率の基礎
  　2.1.1　事象と標本空間
  　2.1.2　確率の公理
  　2.1.3　加法定理
  　2.1.4　条件付き確率と乗法定理
  2.2　密度関数と分布関数
  　2.2.1　確率変数とは
  　2.2.2　離散確率変数
  　2.2.3　離散確率分布
  　2.2.4　連続確率変数
  　2.2.5　連続確率分布
  コラム2：ワイブル分布の特徴
  2.3　信頼性の評価指標
  　2.3.1　アイテムの修理を考えない場合における信頼性評価
  　2.3.2　故障率関数，累積ハザード関数とバスタブ曲線
  　2.3.3　アイテムの修理を考える場合における信頼性評価
  章末問題
  3.　信頼性データの統計的解析
  3.1　信頼性データの特徴
  　3.1.1　データの母集団とサンプリング
  　3.1.2　信頼性データの処理（ヒストグラムの作成）
  　3.1.3　信頼性データの分類方法
  　3.1.4　信頼性データの特徴と種類
  3.2　信頼性試験の種類
  3.3　取得した信頼性データの整理方法
  3.4　基本的な信頼性データの構造とデータ解析方法
  　3.4.1　信頼性データの構造
  　3.4.2　故障率と平均故障寿命の推定（指数分布の場合）
  　3.4.3　信頼度の推定（ノンパラメトリック推定）
  3.5　ワイブル確率紙の仕組みと使い方
  　3.5.1　ワイブル確率紙の仕組み
  　3.5.2　プロットの手順
  3.6　加速試験
  3.7　バーンインとスクリーニング，デバキング
  章末問題
  4.　システム信頼性
  4.1　信頼性ブロック図と直列システム，並列システム
  　4.1.1　直列システムの信頼度
  　4.1.2　直列システムの故障率
  　4.1.3　直列システムの高信頼度化
  　4.1.4　並列システムの信頼度
  　4.1.5　複雑な構造での信頼度
  4.2　システム信頼性設計
  　4.2.1　並列冗長システムと待機冗長システム
  　4.2.2　k-out-of-n冗長システム（k/n冗長システム）
  4.3　冗長システム設計の留意点
  　4.3.1　接点故障への配慮
  　4.3.2　空間冗長への配慮
  　4.3.3　駆動エネルギー源への配慮
  　4.3.4　日常使用時への配慮
  　4.3.5　共通原因故障への配慮
  コラム3：福島第一原発事故と共通原因故障
  コラム4：H-IIA6号機と共通原因故障
  章末問題
  5.　保全性とアベイラビリティ
  5.1　保全方法
  　5.1.1　保全の方法と選択
  コラム5：予防保全の重要性
  　5.1.2　保全性設計
  5.2　保全性の評価尺度
  　5.2.1　保全性と保全度関数
  　5.2.2　アベイラビリティ
  5.3　システムのアベイラビリティ解析
  5.4　保全方策の数理モデル
  　5.4.1　年齢取替え方策
  　5.4.2　ブロック取替え方策
  　5.4.3　小修理を伴う取替え方策
  5.5　複雑な保全方策計画に向かって
  章末問題
  6.　信頼性設計と評価
  6.1　信頼性を担保する設計：信頼性設計
  6.2　トラブルを未然に防止するボトムアップ信頼性解析：FMEA
  　6.2.1　FMEAの概要
  　6.2.2　FMEAの実施手順
  　6.2.3　FMEAの注意事項
  6.3　トラブルを未然に防止するトップダウン信頼性解析：FTA
  　6.3.1　FTAの概要
  　6.3.2　論理記号と事象記号
  　6.3.3　FTAの実施手順
  コラム6：0と1だけを扱う特別な数学！？-ブール代数-
  　6.3.4　FTAによる定性的解析
  　6.3.5　FTAによる定量的解析
  6.4　トラブルを未然に防止する信頼性評価：DR
  　6.4.1　DRの概要
  　6.4.2　DRの実施手順
  コラム7：一貫した設計・生産・信頼性活動-コンカレントエンジニアリング-
  6.5　トラブルを未然に回避する信頼性概念：フェールセーフ，フールプルーフ
  　6.5.1　フェールセーフ
  　6.5.2　フールプルーフ
  コラム8：信頼性の安全設計思想-フェールセーフとフールプルーフ―
  章末問題
  7.　安全工学
  7.1　安全工学の役割
  　7.1.1　安全の定義
  　7.1.2　システム安全
  　7.1.3　安全性と信頼性
  7.2　リスクアセスメント
  　7.2.1　リスクアセスメントの基本的な考え方
  　7.2.2　ハザードの識別
  　7.2.3　リスクの見積りと評価
  　7.2.4　リスク低減方策
  　7.2.5　安全に関する国際規格
  7.3　安全解析と設計手法
  　7.3.1　安全解析手法
  　7.3.2　安全設計手法
  　7.3.3　ソフトウェア安全
  　7.3.4　安全性の検証
  7.4　危機管理
  コラム9：事故のきっかけ
  7.5　リスクの受容性
  章末問題
  8.　宇宙における安全・信頼性確保の取組み
  8.1　宇宙開発の特徴
  8.2　宇宙開発手法
  8.3　宇宙開発における安全・信頼性
  　8.3.1　安全設計
  　8.3.2　信頼性設計
  　8.3.3　ソフトウェア信頼性
  　8.3.4　安全・信頼性管理技術
  　8.3.5　部品管理
  　8.3.6　試験検証
  　8.3.7　品質保証
  8.4　宇宙開発における安全・信頼性設計の具体例
  　8.4.1　ロケット
  　8.4.2　人工衛星
  　8.4.3　有人システム
  8.5　今後の信頼性向上の取組み
  引用・参考文献
  章末問題解答
  索引

• 出版社からのコメント

  確率統計の基礎を導入に，信頼性の理論から実務まで，例題を交えながら幅広い内容を解説した。

• 内容紹介

  　私たちの回りには、生活をサポートする多くのシステムがあります。最近は、それらのシステムが故障し、私たちの安全、安心な生活が脅かされるというニュースを毎日のように見聞きします。システム構築のためには、対象となる製品やシステム等についての固有の技術や知識に精通することが重要です。しかしながら、固有の技術だけでは不十分であり、故障しにくいシステムをどのように構築すればよいのか、安全なシステムとは何かなど、システムとして総合的に考え評価することが大事です。その答えを見出す考えを提供してくれるのが、信頼性工学です。
  　本書は、工学系統の学部学生向けの信頼性工学の入門書として執筆しました。信頼性工学の手法をうまく使用するためには、１）その手法の背景にある考え（理論）を知り、２）実際にどのようにして実際の現場に使用されているかを知ることが重要です。そのことを踏まえ、本書は大きく理論編（2章、3章、4章、5章）と実務編（6章、7章、8章）に分けています。
  　2章では、理論編の基礎的な事項として、簡単に確率について説明し、信頼性を考える上での基本要素である信頼度、故障率や累積分布関数について紹介しています。3章では、故障データ等の解析を行うために有用な統計手法について紹介しています。4章では、高信頼性システムの設計方法について紹介しています。5章では、修理を伴うシステムの評価について数理的評価方法を紹介しています。
  　6章以降は実務編として構成しています。6章では、信頼性設計と評価のために有用な手法を実例を用いて紹介しています。7章では、信頼性工学と深い関係にある安全工学の概要について解説しています。8章では、本書で述べた手法等の適用例として、日本の宇宙開発における安全・信頼性設計の事例を紹介しています。
  　本書は工学系統の分野の学科の学生のみならず、信頼性向上をめざす技術者にも読んでいただき、高信頼度の製品やシステムの開発の一助になることを期待します。
  
  図書館選書
  信頼性工学の手法を適切に使用するためには，背景にある考えを知り，実際の現場でどのように使用されているかを知ることが重要である。本書は確率統計の基礎を導入に信頼性の理論から実務まで例題を交えながら広い内容を解説。

• 著者紹介（「BOOK著者紹介情報」より）（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

  山本 久志(ヤマモト ヒサシ)
  １９８１年東京工業大学工学部経営工学科卒業。１９８３年東京工業大学大学院工学研究科修士課程修了（経営工学専攻）。１９８３年東京芝浦電気株式会社勤務。１９９０年西東京科学大学講師。１９９６年博士（工学）（東京工業大学）。１９９８年東京都立科学技術大学助教授。２０１１年首都大学東京（現東京都立大学）教授
  
  秋葉 知昭(アキバ トモアキ)
  １９９５年西東京科学大学理工学部経営工学科卒業。１９９７年帝京科学大学大学院理工学研究科修士課程修了（経営情報システム専攻）。２００４年東京都立科学技術大学大学院工学研究科博士後期課程修了（インテリジェントシステム専攻）。博士（工学）。１９９７年山形県立産業技術短期大学校講師。２０１１年山形県立産業技術短期大学校准教授。２０１２年千葉工業大学准教授。２０１５年千葉工業大学教授
  
  竹ヶ原 春貴(タケガハラ ハルキ)
  １９７９年東京大学工学部航空学科卒業。１９８５年東京大学大学院工学系研究科博士課程修了（航空学専門課程）。工学博士。１９８５年三菱電機株式会社勤務。１９９０年湘南工科大学講師。１９９２年東京都立科学技術大学講師。１９９４年東京都立科学技術大学助教授。１９９９年東京都立科学技術大学教授。２００５年首都大学東京教授。２０２０年首都大学東京名誉教授。２０２０年東京都立大学客員教授、非常勤講師
  
  深津 敦(フカツ ツトム)
  １９８７年東北大学工学部材料加工学科卒業。１９８９年東北大学大学院工学研究科修士課程修了（金属工学専攻）。１９８９年宇宙揮発事業団（現宇宙航空研究開発機構）勤務。国際宇宙ステーション「きぼう」日本実験棟の開発、有人システムの安全・信頼性評価業務、および宇宙ステーション補給機「こうのとり」の開発を担当したのち、現職、第一宇宙技術部門技術試験衛星９号機プロジェクトチームプロジェクトマネージャを務める
  
  古井 光明(フルイ ミツアキ)
  １９８８年長岡技術科学大学工学部創造設計工学課程卒業。１９９０年長岡技術科学大学大学院修士課程修了（創造設計工学専攻）。１９９３年長岡技術科学大学大学院博士課程修了（材料工学専攻）。博士（工学）。１９９４年豊橋技術科学大学助手。２００６年富山大学助教授。２０１４年東京工科大学教授

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