Надёжность, состояния и события исследуемого объекта
Определения надёжности:
Надёжность – это способность исследуемого объекта (С-60) выполнять заданные функции в заданных условиях эксплуатации в течение определённой наработки таким образом, что все параметры (начальная скорость снаряда, скорострельность, скорость наведения на цель, дальность стрельбы, кучность стрельбы и т.д.) находятся в заданных пределах (интервалах).
Безотказность – это свойство исследуемого объекта (С-60) непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение заданной наработки при непрерывной эксплуатации (без учёта вынужденных перерывов, не связанных с восстановлением исследуемого объекта).
Сохраняемость – свойство исследуемого объекта (С-60) сохранять работоспособное состояние в процессе хранения.
Долговечность – свойство исследуемого объекта (С-60) сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.
Ремонтопригодность – свойство исследуемого объекта (С-60), заключающиеся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей проведением технического обслуживания и ремонтов.
Определения состояний:
Работоспособное состояние – состояние, при котором параметры, характеризующие выполнение исследуемым объектом (С-60) её функциональных задач, находятся в заданных пределах.
Неработоспособное состояние – состояние, когда хотя бы один из рабочих параметров исследуемого объекта (С-60) (мобильность, длина отката при стрельбе, дальность стрельбы, дульная скорость снаряда и т.д.) выходит за допустимые значения.
Исправное состояние – состояние, при котором все параметры исследуемого объекта (С-60) находятся в пределах, предусмотренных технической документацией.
Неисправное состояние – состояние, при котором хотя бы один из параметров исследуемого объекта (С-60) не соответствует заданным значениям.
Предельное состояние – состояние, при котором дальнейшая нормальная работа исследуемого объекта (С-60) невозможна.
Определения событий:
Отказ – событие, заключающиеся в нарушении работоспособного состояния исследуемого объекта (С-60).
Неисправность – переход исследуемого объекта (С-60) из исправного состояния в неисправное состояние.
Анализ отказов:
Классификация отказов
По влиянию на работоспособность:
Исследуемый объект работоспособен
Исследуемый объект работоспособен
По источнику возникновения:
Конструкционный отказ
Производственный отказ
Эксплуатационный отказ
По характеру изменения параметров, определяющих работоспособность:
Постепенный
Внезапный
По трудоёмкости устранения:
Малый (простой до 2 часов)
Средний (простой от 2 до 4 часов)
Большой (простой свыше 4 часов)
У исследуемого объекта (С-60) могут возникнуть все перечисленные выше виды отказов.
Методика расчёта надёжности с-60 по результатам испытаний
Оценка показателя надёжности С-60 (в данной работе вероятности безотказной работы) производится при помощи пакета прикладных программ OBRIS по результатам испытаний (в данной работе условных). Пакет использует модели испытаний, оперирующие данными типа «успех - отказ – доработка».
Задача определения оценки вероятности безотказной работы (ВБР) разбита на ряд задач:
подзадача принятия решения об однородности исходной информации;
подзадача выбора модели испытаний;
подзадача определения оценок параметров модели испытаний;
подзадача определения оценок ПН по модели испытаний.
Выполнение задачи осуществляется последовательным решением подзадач без участия оператора.
Задача определения доверительных границ ПН в диалоговом режиме осуществляется отдельно в диалоговом режиме.
Ограничения на применение для программных средств, решающих задачу определения оценки ПН С-60 по результатам испытаний, следующие:
число серий испытаний
;при числе серий испытаний более 3-х исследуемый объект должен иметь устойчивую тенденцию к не уменьшению безотказности к концу испытаний;
в каждой серии испытаний число испытаний должно превышать число отказов:
;числа испытаний в различных сериях испытаний не должны отличаться более чем на порядок:
;числа устранённых причин отказов в различных доработках не должны отличаться более чем в три-пять раз:
.
Ограничения на применение для программных средств, решающих задачу определения доверительных границ в диалоговом режиме:
оценка верхней доверительной границы (ВДГ) ПН (в отличие от нижней доверительной границы (НДГ)) имеет смысл только для целых значений числа отказов;
значение доверительной вероятности устанавливается менее 1 и более 0.
Подзадача принятия решения об однородности исходной информации.
Решение подзадачи заключается в нахождении нижних и верхних доверительных границ ВБР в каждой серии испытаний и проверке биномиальной гипотезы для каждой серии. При этом за фиксируемый уровень принимается точечная оценка ВБР, определённая по схеме Бернулли по суммарной наработке всех серий испытаний.
Определение доверительных границ ВБР основано на решении уравнений Клоппера-Пирсона с использованием аппроксимации неполной бета-функцией [5].
Подзадача выбора модели испытаний.
Выбор модели испытаний регламентирован характером исходных данных.
При однородных данных или при единственной серии испытаний принимается биномиальная модель (ГОСТ В20.57.304-76).
При неоднородных данных и не более трёх серий испытаний принимается рекуррентная модель [6].
При неоднородных данных и более трёх серий испытаний принимается аппроксимационная модель [7].
Подзадача определения оценок параметров моделей испытаний.
Определение
оценки параметра
рекуррентной модели
основано на использовании «точного критерия Фишера» (матрицы 2х2).
Определение
оценок параметров
аппроксимационной модели
основано на поиске максимума функции максимального правдоподобия.
Подзадача определения оценок ПН по модели испытаний.
Принятая модель испытаний реализуется при вычисленных оценках параметров.
В результате определяются точечная оценка ВБР, точечная оценка средней наработки на отказ, НДГ ВБР, НДГ средней наработки на отказ, эквивалентное число отказов и, при рекуррентной модели, эквивалентное число испытаний.
Входные и выходные данные пакета прикладных программ.
Входными данными задачи определения оценок ПН являются:
число серий испытаний;
количество испытаний в каждой серии;
количество отказов в каждой серии;
количество причин отказов, устранённых в каждой доработке.
Выходными данными задачи определения оценок ПН являются:
точечная оценка ВБР;
точечная оценка средней наработки на отказ;
НДГ ВБР при доверительной вероятности 0,8;
НДГ средней наработки на отказ при доверительной вероятности 0,8;
эквивалентное число отказов;
эквивалентное или фактическое число испытаний.
Входными данными задачи определения доверительных границ ПН в диалоговом режиме являются:
число испытаний;
число отказов;
доверительная вероятность.
Выходными данными задачи определения доверительных границ ПН являются:
точечная оценка ВБР (по биномиальной модели);
точечная оценка средней наработки на отказ;
НДГ ВБР;
НДГ средней наработки на отказ;
ВДГ ВБР;
ВДГ средней наработки на отказ.