- •Федеральное агентство железнодорожного транспорта
- •Тема 1. Понятие о надёжности. Термины теории надёжности
- •1.1. Историческая справка
- •§ 1. Повелеваю хозяина Тульской оружейной фабрики Корнилу
- •§ 2. Приказываю Ружейной канцелярии переехать в Тулу и денно и
- •1.2. Роль теории надёжности и ее место среди других наук
- •Надежность и приведенные затраты
- •Рост количества и качества элементов устройств
- •1.3. Термины теории надёжности. Гост 27.002-89
- •Соотношение исправного и работоспособного состояний
- •1. По степени потери рсс
- •7. По этапу, на котором допущена погрешность, приведшая к отказу - - конструкционный, производственный и эксплуатационный
- •1.4. Схема классификации надёжности
- •1.5. Основные сведения из теории вероятностей
- •Релейно-контактная аналогия дизъюнкции и конъюнкции
- •Области событий исправности и неисправности
- •1.5.2. Понятие о случайных событиях и случайных величинах
- •Функция и плотность распределения случайной величины
- •Тема 2. Показатели надёжности невосстанавливаемых обьектов
- •2.1. Вероятность безотказной работы и вероятность отказа
- •2.1.1. Вероятностные определения
- •Зависимость от времени вбр и вероятности отказа
- •2.1.2. Условные вероятности отказа и вбр
- •2.1.3. Статистические оценки вбр и вероятности отказа
- •Отказы испытуемых изделий в течение времени работы
- •2.2. Частота отказов
- •2.2.1. Вероятностное определение
- •Частота и вероятность отказов
- •2.2.2. Статистическая оценка
- •2.3. Интенсивность отказов
- •2.4. Средняя наработка до отказа (сндо)
- •2.5. Связь количественных характеристик надёжности и общая формула вероятности безотказной работы
- •2.6. Планы испытаний на надёжность
- •Тема 3. Законы распределения наработки до отказа неремонтируемых обьектов
- •3.1. Экспоненциальный закон распределения
- •3.2. Распределение рэлея
- •3.3. Распределение вейбулла - обобщённый двухпараметрический закон распределения
- •Интенсивности отказов в зависимости от параметра b
- •Функции надежности в зависимости от параметра b
- •3.4. Другие законы распределения. Суперпозиция распределений
- •3.5. Проверка правильности выбора закона распределения случайной величины
- •Критерий согласия Колмогорова
- •Числа отказов, сравниваемые по критерию согласия Пирсона
- •Тема 4. Резервирование технических объектов
- •4.1. Понятие о соединениях элементов в объекте
- •Основное соединение элементов надежности объекта
- •Резервное соединение элементов надежности
- •Смешанное соединение элементов
- •4.2. Виды резервирования
- •Резервирование замещением
- •Структурно-логическая схема надёжности тяговой подстанции постоянного тока
- •4.3. Расчет показателей надёжности сложных обьектов
- •4.3.1. Основное соединение
- •4.3.2. Резервное соединение
- •4.4. Сндо резервированного блока
- •4.4.1. Постоянное резервирование
- •Определение сндо резервированного блока
- •4.4.2. Резервирование замещением
- •Тема 5. Показатели надёжности восстанавливаемых объектов
- •5.1. Понятие о потоках отказов
- •5.2. Общие сведения о восстанавливаемых объектах
- •Процесс функционирования восстанавливаемого объекта
- •5.3. Вероятности восстановления и невосстановления обьекта
- •Статистические оценки вероятностей восстановления и невосстановления
- •5.4. Частота и интенсивность восстановления
- •Статистические оценки частоты и интенсивности восстановления
- •5.5. Среднее время восстановления и средняя наработка на отказ (средняя наработка между отказами)
- •5.6. Функции и коэффициенты готовности и простоя
- •Тема 6. Определение вероятности заданного числа отказов
- •6.1. Ведущая функция и параметр потока отказов
- •Поток отказов n восстанавливаемых обьектов.
- •Ведущая функция объекта.
- •Статистическая оценка параметра потока отказов (ппо)
- •6.2. Свойства простейших потоков отказов. Закон пуассона
Соотношение исправного и работоспособного состояний
Таким образом, объект может быть неисправным, не отвечающим всем требованиям НТД, но работоспособным, то есть способным выполнять заданную функцию. Пример - холодильник, у которого не горит внутренняя лампочка. Тем не менее, он замораживает продукты, а именно в этом состоит его заданная функция.
Сложнее дело обстоит с утюгом, у которого также не горит лампочка. В ряде задач это состояние может считаться неисправным, так как утюгу "задано" не только гладить, но и не поражать электротоком, а лампочка – сигнальное устройство. Так же стоит вопрос в случае неисправных шнура или корпуса утюга.
Вопрос – О чем говорит сочетание состояний исправного, но
неработоспособного?
Ответ - О плохом понимании. Это нонсенс, такого не может быть.
Теперь рассмотрим главный термин ТН - отказ.
Отказ (по ГОСТ) - событие, заключающееся в нарушении РСС объекта.
Можно дать и такое определение: отказ - переход объекта из РСС в неработоспособное состояние.
Для вычислительной техники отказ - событие, после появления которого выходные характеристики объекта выходят за допустимые пределы.
В электроустановках напряжением выше 1000 Вольт отказ - как правило, короткое замыкание (КЗ). В низковольтных сетях отказ – или КЗ, или обрыв.
Отказы в транзисторах: пробой переходов - КЗ; отгорание кристаллов от "ножек" - обрыв; Отказ резисторов - обрыв, пробой конденсаторов - КЗ.
Вопрос – Является ли отказом увеличение обратного тока
коллектора? Транзистор вроде бы работает?
Ответ - Это тоже отказ, но особого рода - параметрический.
На один и тот же отказ можно посмотреть с разных точек зрения, что заставляет классифицировать отказы в зависимости от различных факторов. Одну из возможных классификаций мы сейчас и рассмотрим.
К л а с с и ф и к а ц и я о т к а з о в
1. По степени потери рсс
Полный - отказ, до устранения которого никакие устройства по
назначению использовать нельзя.
Частичный - отказ, при котором устройство в целом не теряет
работоспособности.
2. По характеру изменения параметров до отказа
Внезапный - отказ со скачкообразным изменением значений одного или
нескольких параметров.
Постепенный - отказ, возникающий в результате постепенного
изменения значений одного или нескольких параметров.
Такие отказы можно прогнозировать. Пример такого
отказа – старение изоляции масляных трансформаторов.
3. По отношению к другим отказам
Зависимый - отказ, обусловленный другими отказами. Например, выход
из строя генератора электростанции приведет к дефициту
мощности в энергосистеме, от этого снизится частота, а
это - отказ. Другой пример – отказ изолятора по
причине увеличения напряжения сверх допустимого.
Независимый - отказ, не обусловленный другими отказами.
Теоретически такой отказ невозможен.
4.По характеру устранения отказа
Устойчивый - отказ, требующий внешнего вмешательства для
восстановления РСС.
Самоустраняющийся - подразделяется на два вида:
Сбой - самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый
незначительным вмешательством оператора. Очень неприятен в
ЭВМ и информационных системах.
Перемежающийся - многократно возникающий самоустраняющийся отказ
одного и того же характера. Опасный, сложный для
обнаружения отказ.
5. По возможности выявления
Явный - отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и
средствами контроля и диагностирования.
Скрытый - отказ, штатными методами не выявляемый, но выявляемый
при проведении ТО или специальными методами диагностики.
6. По времени появления в процессе эксплуатации - 3 вида:
Приработочный отказ, отказ в процессе нормальной эксплуатации
и деградационный отказ.
Процесс создания и эксплуатации любой техники можно предста-
вить в виде следующей схемы (рисунок 1.4.).
1 2 3
t
Рис. 1.4.
Характерная зависимость интенсивности отказов
технических систем от времени
В первом периоде происходит приработка всех частей и деталей изделия (объекта), выявляются дефекты сборки. Можно сказать, что некоторые детали притираются друг к другу в самом прямом смысле этого слова. Количество отказов со временем снижается до уровня нормальной эксплуатации (период 2). По мере приближения к концу нормативного срока службы развиваются процессы деградации – старе-ния полимеров, усталости металла, появления микротрещин в бетоне, окисления трансформаторного масла и т.п.