- •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
Оценка показателей долговечности систем с последовательной ссн
Расчеёт точечных и интервальных оценок показателей долговечности может производиться по результатам испытаний или эксплуатации объекта.
Для системы, состоящей из mпоследовательно соединенных элементов, вероятность безотказной работы каждого из которыхPi,а отказы элементов независимы, показатели долговечности (средний и гамма - процентный ресурс) определяются следующим образом:
Подынтегральное произведение представляет собой вероятность безотказной работы за время t системы из m последовательно соединённых элементов. Тγ – корень уравнения:
Нижняя доверительная граница гамма – процентного ресурса при доверительной вероятности q есть корень уравнения:
Для распределений с неубывающей интенсивностью отказов (стареющие распределения) оценка снизу определяется при q = 0,5.
Формулы для расчетов показателей долговечности системы по показателям долговечности ее элементов для нескольких наиболее простых случаев приведены в табл. 24 и 25.
Таблица 24
Оценки среднего ресурса системы по ресурсу элементов
Функция распределения ресурса i -того элемента |
Точечная оценка ресурса |
Нижняя доверительная граница ресурса при доверительной вероятности q |
Примечание |
Экспоненциальный | |||
Возрастающая функция интенсивности отказов | |||
Произвольный |
Здесь: zq– квантиль распределения вероятностиq, т.е. значение аргумента, при котором функция распределения принимает значение, равноеq(при нормальном законе распределения квантиль распределения обычно обозначают буквойu);DT– дисперсия точечной оценки ресурса системы.
Таблица 25
Оценка гамма – процентного ресурса системы
Функция распределения ресурса i -того элемента |
Точечная оценка ресурса |
Нижняя доверительная граница ресурса при доверительной вероятности q |
Примечание |
Экспоненциальный |
Si – суммарная наработка | ||
Возрастающая функция интенсивности отказов | |||
Произвольный |
* |
Примечание: * - точечная оценка ресурса является корнем этого уравнения.
ПРИМЕР 33
Имеется система из m=3 независимых последовательно соединенных элементов. Каждый элемент имеет стареющее распределение ресурса (возрастающая функция интенсивности отказов – ВФИ – распределение). В результате испытаний по плану [NiUri] получено:S1=60 часов,ri=4;S2=50 часов,r2=5;S3=100 часов,r3=2. Найти точечные оценки среднего ресурса системы, гамма – процентного ресурса приγ= 0,8 и нижние доверительные границы этих показателей при доверительной вероятностиq= 0,9.
11.3.3. Контрольные испытания на надежность
Контрольные испытания на надежность – испытания с целью подтверждения соответствия значений показателей надежности установленным требованиям.
Контрольные испытания не предназначены для количественных оценок показателей надежности, а являются средством контроля надежности по некоторому косвенному признаку. Такими признаками могут быть: отсутствие отказов на заданном интервале наработки или непревышение предельного числа отказов в последовательных интервалах наработки. В первом случае испытания называют испытаниями с нулевым числом отказов, во втором - испытаниями с последовательным контролем.
Контрольные испытания проводят на выборке из контролируемой партии изделий. На основании результатов контрольных испытаний делается заключение о пригодности или непригодности партии изделий к применению по назначению.
Контрольные испытания могут проводиться на различных стадиях жизненного цикла объекта. Применяемые контрольные испытания на надёжность рекомендованы в ГОСТ 27.410-87 (табл. 26). В этом же НД приведены рекомендуемые требования к разработке и оформлению программы и методики испытаний на надёжность.
Таблица 26