- •Введение
- •1. История развития теории надежности
- •2. Надежность как прикладная научная дисциплина
- •3. Надежность и качество
- •4. Физико-химические процессы, влияющие на надежность
- •Влияние некоторых внешних воздействий на полупроводниковые приборы
- •5. Классификация основных состояний объекта
- •6. Номенклатура и классификация показателей надежности
- •Номенклатура показателей надежности
- •7. Количественные характеристики надежности технических устройств
- •7.1. Показатели безотказности невосстанавливаемых объектов
- •7.2. Показатели безотказности восстанавливаемых объектов
- •7.3. Показатели долговечности
- •7.4. Показатели ремонтопригодности
- •7.5. Показатели сохраняемости
- •7.6. Комплексные показатели надежности
- •7.7. Аналитические зависимости между показателями надежности
- •8. Нормирование показателей надежности
- •9. Моделирование и анализ надежности технических устройств и систем
- •9.1. Методология моделирования надежности
- •9.2. Методы анализа структурной надежности сложных технических систем (см. Также пз 2)
- •9.2.1. Основные типы структурных схем надежности Системы с последовательным соединением элементов
- •Системы с параллельным соединением элементов
- •9.2.2. Структурно-логический метод анализа системы
- •9.3. Вероятностные методы анализа надежности
- •9.3.1. Вероятностная модель внезапного отказа
- •9.3.2. Вероятностная модель постепенного отказа
- •9.4. Топологические методы
- •9.5. Принципы расчета надежности при проектировании
- •Обоснование норм надежности
- •Расчет надежности
- •Значения поправки для разных условий эксплуатации
- •Интенсивности отказов элементов радиоэлектронной аппаратуры
- •10. Методы повышения и обеспечения надежности
- •10.1. Методы повышения структурной надежности
- •Классификация способов резервирования элементов систем
- •10.2. Надежность систем при разных способах структурного резервирования
- •10.3. Обеспечение надежности при эксплуатации
- •Классификация ремонта
- •11. Испытания на надежность (определение надежности по экспериментальным данным)
- •11.1. Классификация испытаний и планов испытаний на надежность
- •Классификация испытаний технического объекта
- •Цели испытаний технических устройств
- •Планы испытаний на надежность
- •Рекомендуемые планы испытаний на надежность
- •11.2. Определительные испытания на надежность
- •Планирование испытаний
- •Определение объема испытаний для плана испытаний [nun]
- •Определение объема испытаний для плана [nUr]
- •Определение объема испытаний для плана [nuт]
- •Определение объема испытаний для планов [nMr], [nmt], [nRr], [nrt]
- •11.3. Оценка показателей надежности
- •11.3.1. Экспериментальные методы
- •Точечная оценка непараметрическим методом
- •Формулы для вычисления значений точечных оценок показателей надежности
- •Точечная оценка параметрическим методом
- •Формулы для вычисления значений точечных оценок показателей надежности при известном законе распределения
- •Точечные оценки параметра λ экспоненциального распределения
- •Интервальные оценки показателей надежности
- •Вычисление интервальных оценок показателей надежности непараметрическим методом
- •Экспоненциальное распределение
- •Распределение Вейбулла
- •Интервальные оценки показателей надежности
- •Оценка остаточного ресурса по результатам испытаний
- •Оценка показателей безотказности при испытаниях с измерением определяющих параметров
- •11.3.2. Расчетно-экспериментальные методы
- •Коэффициенты отношения параметров распределений
- •Типовые ситуации
- •Интервальная оценка вероятности безотказной работы систем с последовательной ссн при биномиальных испытаниях
- •Оценка показателей безотказности систем с последовательной ссн при планах испытаний с измерением наработки до отказа
- •Оценки параметра λ
- •Оценка показателей долговечности систем с последовательной ссн
- •Оценки среднего ресурса системы по ресурсу элементов
- •Оценка гамма – процентного ресурса системы
- •11.3.3. Контрольные испытания на надежность
- •Применяемость контрольных испытаний на надежность по гост 27.410-87
- •Метод одноступенчатого контроля
- •Контроль показателя безотказности Один контрольный уровень
- •Два контрольных уровня
- •Одноступенчатые планы контроля вероятности безотказной работы
- •Контроль наработки
- •Одноступенчатые планы контроля наработки
- •Метод многоступенчатого контроля
- •Метод последовательного контроля
- •Контроль безотказности
- •Контроль наработки
- •11.3.4. Контроль надежности сложных систем по данным о надежности их элементов
- •Объем испытаний для контроля вероятности безотказной работы при биномиальном плане
- •Объем испытаний для контроля наработки при экспоненциальном законе распределения
- •11.3.5. Методы ускоренных испытаний
- •12. Исследование риска
- •12.1. Методы анализа риска Стандарты, устанавливающие и использующие понятия риска и его оценок, а также относящиеся непосредственно к менеджменту риска:
- •Перечень наиболее распространенных методов, используемых при анализе риска (по гост р 51901.1-2002)
- •Перечень дополнительных методов, используемых при анализе риска
- •Исследование опасности и связанных с ней проблем (hazop)
- •Анализ видов и последствий отказов (fmea)
- •Анализ диаграммы всех возможных последствий несрабатывания или аварии системы (анализ «дерева неисправностей») (fта)
- •Анализ диаграммы возможных последствий события (анализ «дерева событий») (ета)
- •Предварительный анализ опасности (рна)
- •Оценка влияния на надежность человеческого фактора (hra)
- •12.2. Оценивание риска
- •Матрица риска
- •Матрица критичности отказов
- •12.3. Количественный анализ технического риска
- •Рекомендации по выбору методов анализа риска
- •Рассмотрим простой экспрессный метод количественного анализа риска
10.3. Обеспечение надежности при эксплуатации
В процессе эксплуатации любое техническое устройство или объект или система может находиться в нескольких различных состояниях:
Непосредственное использование по назначению (работа).
Текущее обслуживание (непосредственно до, после или в процессе работы: заправка, настройка, осмотр, устранение мелких неисправностей).
Периодическое обслуживание (профилактика после определённой наработки).
Ремонт (планово-предупредительный, неплановый, капитальный и т.д.).
Простой (нерабочее состояние, при котором персонал не предпринимает никаких действий).
Целью функционирования технического устройства является достижение максимально возможной эффективности его использования по назначению (иногда это называют эксплуатационной надежностью). Именно поэтому наиболее актуально обеспечение надежности в режиме непосредственной работы устройства. На достижение этой цели направлено и все техническое обслуживание. Таким образом, обеспечение надежности объекта при его эксплуатации представляет собой комплекс технических и организационных мер, осуществляемых во всех состояниях объекта. Эти меры включают в себя планирование и оптимизацию системы обслуживания и ремонта, методов технического диагностирования и контроля, применение аналитических методов прогнозирования надёжности объекта.
Приведем некоторые из примененных выше терминов.
Техническое обслуживание – операция или комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности объекта при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании.
Ремонт – комплекс мероприятий по восстановлению исправности или работоспособности и ресурса объекта.
В значительной мере повышению надежности при эксплуатации способствует объективная, достоверная, полная и оперативная информация о техническом состоянии объекта. Эта информация может быть получена методами технического диагностирования.
Техническое диагностирование – процесс определения и оценки технического состояния объекта путем анализа полной информации от его работе, повреждениях, нарушениях режимов, воздействиях и т.д. с применением технических средств и аналитических методов.
В процессе диагностирования могут осуществляться технический контроль и технический осмотр.
Технический контроль – проверка соответствия объекта установленным требованиям.
Технический осмотр – контроль, осуществляемый в основном при помощи органов чувств и, при необходимости, технических средств, применяемых в соответствии с требованиями технической документации.
Контроль при эксплуатации должен отвечать наиболее важным требованиям: объективность, достоверность, точность, полнота и достаточность, оперативность, представительность.
Объективность контроля подразумевает применение объективных методов оценки параметров, то есть определения их путем измерений. Достоверность должна быть обеспечена применением адекватных методов и поверенный средств измерений и корректными методами обработки результатов. Точность обеспечивается применением средств измерений с требуемыми метрологическими характеристиками. Полнота и достаточность зависят от того, в какой мере измерение параметров в выбранных точках контроля адекватна общему техническому состоянию объекта. Оперативность контроля важна для принятия своевременных решений и обеспечивается автоматизацией систем контроля. Представительность контроля означает, что контролируемые параметры действительно являются основными и характеризуют техническое состояние объекта контроля.
Оптимизация методов и процедур контроля технического состояния при эксплуатации сложных систем возможна лишь с применением научных методов. Научно обоснованные методы позволяют решить ряд возникающих при этом взаимосвязанных задач:
определение пространства состояний объекта контроля и вектора технического состояния в этом пространстве;
декомпозиция многомерного пространства состояний на подмножества, соответствующие определённому виду технического состояния;
определение контролируемых (измеряемых) параметров, представительных с точки зрения технического состояния, и установление точек контроля;
обоснование критериев принятия решения о техническом состоянии с учетом допускаемых искажения и частичной потери информации;
разработка математической модели состояния для его прогнозирования.
Применяемые при контроле методы и средства зависят от его цели:
проверка работоспособности (проверка соответствия);
проверка запаса работоспособности (проверка соответствия);
диагностика неисправностей;
локализация неисправностей;
анализ неисправностей;
исследование процессов для выработки рекомендаций по изменению режимов эксплуатации.
Эффективность эксплуатации восстанавливаемых объектов существенно зависит от значений их показателей ремонтопригодности. Восстановление исправного или работоспособного состояния объекта может осуществляться при различных видах ремонта. Классификация ремонта приведена в табл. 7.
Таблица 7