- •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
6. Номенклатура и классификация показателей надежности
Показатель надежности– количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надёжность объекта.
Под номенклатурой показателей надежности понимают состав показателей, необходимый и достаточный для характеристики объекта или решения поставленной задачи. Полный состав номенклатуры показателей надежности, из которой выбирают показатели для конкретного объекта и решаемой задачи, установлен ГОСТ 27.002–89.
Показатели надежности принято классифицировать по следующим признакам:
по свойствам надежностиразличают:
- показатели безотказности;
- показатели долговечности;
- показатели ремонтопригодности;
- показатели сохраняемости;
по числу свойств надежности, характеризуемых показателем, различают:
- единичные показатели (характеризуют одно из свойств надежности);
- комплексные показатели (характеризуют одновременно несколько свойств надежности, например, безотказность и ремонтопригодность);
по числу характеризуемых объектовразличают:
- групповые показатели;
- индивидуальные показатели;
- смешанные показатели.
Групповые показатели могут быть определены и установлены только для совокупности объектов; уровень надежности отдельного экземпляра объекта они не регламентируют.
Индивидуальные показателиустанавливают норму надежности для каждого экземпляра объекта из рассматриваемой совокупности (или единичного объекта).
Смешанные показателимогут выступать как групповые или индивидуальные;
по источнику информациио значении показателя различают:
- расчетные показатели;
- экспериментальные показатели;
- эксплуатационные показатели;
- экстраполированные показатели.
Экстраполированный показатель надёжности– показатель надежности, точечная или интервальная оценка которого определяется на основании результатов расчётов, испытаний и/или эксплуатационных данных путем экстраполирования на другую продолжительность эксплуатации и другие условия эксплуатации;
по размерности показателяразличают показатели, выражаемые:
- наработкой;
- сроком службы;
- безразмерные (в том числе, вероятности событий).
Наработка– продолжительность или объем работы объекта – может измеряться в единицах времени или объема выполненной работы. Размерность наработки зависит от вида объекта и особенностей его применения. Например, наработка двигателя измеряется в моточасах, автомобиля – в километрах пробега, станка-автомата – в количестве обработанных деталей, переключателя – в количестве циклов срабатывания и т. д. Наработка может определяться до отказа, между отказами, до наступления предельного состояния или до некоторого фиксированного момента времени.
Наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние называется ресурсом (техническим ресурсом). Ресурс невосстанавливаемого объекта – его наработка до отказа. Ресурс восстанавливаемого объекта равен его суммарной наработке до ресурсного отказа (периоды функционирования чередуются с периодами восстановления работоспособности).
Безотказность– свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Долговечность– свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Основное отличие понятий безотказностиидолговечностисостоит в том, что понятиебезотказностьпредполагает работу объекта без какого-либо вмешательства извне для поддержания его работоспособности,долговечностьпредполагает рассмотрение работоспособности объекта за весь период его эксплуатации и учитывает, что длительная работа объекта (особенно сложного) невозможна без проведения мероприятий по поддержанию и восстановлению его работоспособности, утрачиваемой в процессе эксплуатации.
Показатели долговечности могут выражаться через ресурс или срок службы– календарную продолжительность эксплуатации объекта от начала его применения или возобновления после ремонта до наступления предельного состояния.
Ремонтопригодность– свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность объекта характеризуется оперативной продолжительностью (трудоемкостью) операций обнаружения отказа, поиска его причин и устранения причин и последствий отказа. При этом следует учитывать, что полная продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта, кроме оперативной продолжительности, зависящей от уровня ремонтопригодности объекта, включает в себя время, затрачиваемое на организационные мероприятия (поиск ремонтной документации, доставка запасных частей и т.п.), продолжительность которого не связана с уровнем ремонтопригодности объекта.
Сохраняемость– свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Это свойство особенно важно для объектов, предназначенных для сезонной эксплуатации (сельскохозяйственные, снегоуборочные машины) или применяемых по назначению в аварийных или особых условиях (противопожарная техника, средства аварийной сигнализации и т.п.).
Полная номенклатура показателей надежности приведена в табл. 2.
Таблица 2