30

КЗ - короткое замыкание, О - обрыв, Д - деградация электрических параметров

На рис.1 представлены для примера основные факторы, влияющие на надежность аппаратуры в процессе создания и эксплуатации [2].

Рис. 1 Факторы, влияющие на надежность РЭА

1.4КРИТЕРИИ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ

Критерием надежности называют признак, по которому определяется надежность различных изделий. Количественное значение критерия надежности конкретного изделия называют характеристикой или количественным показателем надежности.

Для практического использования очень удобны временные показатели надежности. Время безотказной работы в этом случае является непрерывной случайной величиной. Для непрерывных случайных величин пользуются поня-

31

тием функции распределения Р(х) или Р (t). Функцию распределения называют также интегральным законом распределения.

Количественно безотказность можно оценивать такими показателями, как вероятность безотказной работы, вероятность появления отказа, интенсивность отказа.

Вероятность безотказной работы изделия P(t) - это вероятность того, что при заданных режимах и условиях работы в заданном интервале времени отказ не возникает.

Возникновение отказа является случайным событием, поэтому; время появления отказа t - также случайная величина.

Как функция распределения P(t) обладает следующими свойствами

(рис.2):

Рис. 2 Зависимость функций Р (t) и F (t)

1.Р(t) - монотонно убывающая функция, т.е. при t2 > t1 имеем Р2<Р1

2.P(t) изменяется в пределах 0 ≤ P(t) ≤1.

3.При t = 0 имеем Р (0) = 1, а при t →∞ функция Р(t) →0.

Исправная работа и отказ являются событиями несовместимыми, противоположными, поэтому вероятность появления отказа F(t) равна:

F(t) = 1 - P(t)

F(t) также является функцией распределения случайной величины t. Функция F(t) обладает следующими свойствами (см. рис.2):

1.F(t) - монотонно возрастающая функция, т.е. при t2 > t1 имеем F2>F1.

2.0 ≤ F(t)≤1

32

3. F(0) = 0, F(∞)→1.

Выше говорилось, что надежность изделия сохраняется при эксплуатации. На рис. 3 представлены зависимости функции безотказной работы от величины коэффициента нагрузки. Видно, что для момента времени t1 вероятность безотказной работы изделия имеет соотношение P1 > P2 > Р3 при следующих соотношениях коэффициентов нагрузки на изделие: КН1 < КН2 < КН3

Интенсивность отказов λi(t) - это число отказавших изделий в единицу времени, отнесенное к числу изделий, непрерывно работающих к началу рассматриваемого промежутка времени:

Рис. 3 Зависимость функции P(t) от коэффициента нагрузки

Для измерения интенсивности отказов ИЭТ зарубежные изготовители обычно подсчитывают относительное число приборов, которые могут отказать в течение каждых 105 ч работы (т.е. процент на 1000 ч). В Японии более предпочтительной единицей измерения является количество отказов на 109 ч (так называемый ФИТ), так как она позволяет более удобно и наглядно отразить сверхмалые интенсивности отказов японских ИЭТ.

33

Типичная кривая зависимости интенсивности отказов от времени представлена на рис. 4. Ее еще называют "ванной отказов". Приведенная зависимость имеет три ярко выраженных участка.

λ, 1/ч

Период нормальной работы

Рис. 4. Типовая зависимость интенсивности отказов ИЭТ от времени

Первый участок называется периодом приработки. Он характеризуется повышенным значением λ. В этот период выходят из строя изделия, имеющие какие-либо скрытые дефекты, которые не могли быть обнаружены в технологическом процессе изготовления ИЭТ. Длительность первого участка для ИЭТ - от нескольких десятков до тысячи часов.

Второй участок характеризуется практически постоянной интенсивностью отказов. При эксплуатации ИЭТ этот участок является основным. Для ИЭТ принято считать, что:

невысокая надежность - при λ > 10-4 1/ч;

средняя надежность - при 10-6 <λ ≤10-4 1/ч

высокая надежность - при 10-9 <λ < 10-6 1/ч;

сверхвысокая надежность - при λ≤ 10-9 1/ч.

Время нормальной работы для ИС в настоящее время принято равным 100

÷ 150 тыс. часов.

Третий участок характеризуется быстрым увеличением частоты отказов. Это объясняется тем, что ИЭТ уже выработали свой ресурс и начали быстро выходить из строя вследствие старения.

В каждом периоде (см. рис.4) для разных типов изделий законы распределения отказов могут быть различными. Поэтому для описания распределения