1.5.2. Оценка безотказности технической системы

Неремонтопригодные (неремонтируемые) технические системы. Так как тип и момент отказа технической системы являются случайными событиями, то надежность систем характеризуется вероятностными показателями. Следует различать фактический уровень показателей надежности, определяемый опытным путем в процессе испытания нескольких технических систем, и директивный уровень показателей надежности, который задается в виде требований при разработке технического задания на проектирование технической системы и который должен быть достигнут на основе рационального построения технологии производства системы.

Безотказность неремонтопригодной системы характеризуется тремя показателями:

1. Вероятность P() безотказной работы системы в заданный период времени  испытания группы технических систем. Для числовой оценки вероятности P() используется соотношение

,

где p(t) – плотность вероятности отказа,  – заданный интервал времени (наработка) системы.

Приближенная оценка вероятности P() по результатам испытаний может быть осуществлена с помощью формулы

,

где N – общее число испытанных систем; m – число отказавших систем.

2. Наработка на отказ Т_ср. Так называют среднее время наступления отказа по всем испытанным системам. (При анализе этого показателя все системы доводятся до отказа). С позиций теории вероятности наработка на отказ определяется с помощью распределения вероятности по формуле

Т_ср = .

Приближенно при проведении испытаний наработку на отказ определяют по формуле

Т_ср = , (1.8)

где – время наступления отказа для i-й системы.

3. Интенсивность отказов во времени t. Этот показатель рассчитывают по формуле

как отношение вероятности появления отказа в единицу времени в момент t к вероятности P(t) безотказной работы системы к этому моменту времени.

Для неремонтопригодных систем наблюдается общая тенденция возрастания интенсивность отказов во времени.

Ремонтопригодные (ремонтируемые) технические системы. При оценке показателей безотказности ремонтопригодных систем в методику вводятся следующие изменения.

1. При расчете вероятности безотказной работы в качестве времени  испытания группы систем выбирают время T₀ между плановыми ремонтами.

Отличительной особенностью ремонтопригодных технических систем является периодическое проведение плановых работ для восстановления вероятности безотказной работы путем ремонта или замены ее элементов. График изменения безотказности работы ремонтопригодной системы представлен на рис. 3, где T₀ – время между плановыми регламентными работами; t₀ – время проведения плановых работ.

Рис. 3 Модель восстановления работоспособности системы при проведении ремонтов

P_max, P_min – уровни вероятности безотказной работы системы до и после проведения ремонтов; T₀ – наработка системы между плановыми ремонтами; t₀ – время проведения плановых ремонтов

Для ремонтопригодных систем высокой надежности характерна повышенная интенсивность отказов в начале периода эксплуатации системы (периода приработки), слабое изменение интенсивности отказов в период нормальной эксплуатации и резкий рост интенсивности отказов в результате значительного износа элементов системы в период снятия изделия с эксплуатации. Характер изменения интенсивности отказов для сложных технических систем будет иметь вид, представленный на рис. 4.

Рис. 4. Характер изменения интенсивности отказов (t).