Лекция 3. Основные показатели надежности и типы отказов

Пусть имеется упрощенный временной график работы объекта (изделия) с потоком основных событий.

Назовем его поток I-рода.

На схеме потока подстрочные индексы означают: Р – работа; В – восстановление.

Из схемы следует:

Примем, что:

• в момент начала неисправности сразу же начинается восстановление (ремонт) изделия;

• в момент окончания ремонта изделие (объект) пускается в работу;

• плановое время простоя в резерве известно – Т_п – и в это время агрегат работоспособен.

Для однотипных изделий (объектов) на основании статистической обработки данных за несколько лет работы объектов в примерно равных условиях можно определить среднее время восстановления – Т_в, среднюю наработку на отказ – Т_р. Иногда полезно (а для новых изделий единственно возможно) физическое моделирование потока событий II – рода.

Это условный поток равновероятных событий.

Интенсивность (потока) отказов – величина, обратная наработке на отказ

, 1/час.

Интенсивность потока восстановлений – величина, обратная времени восстановления

, 1/час.

Комплексный показатель надежности

.

Например, означает, что интенсивность потока отказов составляет от интенсивности потока восстановлений соответственно, т.е. 10, 100, 50 раз меньше. Отсюда по определению всегда, с другой стороны иногда может достигать значение больше 1, при времени восстановления большем, чем наработка на отказ. Таким образом, чем меньше ρ, тем выше работоспособность изделия безотносительно абсолютных значений λ и μ.

Коэффициент готовности к работе это относительное время в расчетном периоде, когда блок, агрегат работоспособен

или ;

Коэффициент аварийности – время, когда блок, агрегат находится в аварийном простое

.

Коэффициенты могут изменяться во времени: из-за старения агрегатов, изделий, изменения характера ремонтного обслуживания и др. или оставаться постоянными.

В первом случае рассматриваются нестационарные задачи надежности, во втором – стационарные.

Оценка характеристик λ, μ проводится на основании обработанных статистических данных по отказам и восстановлениям, база подобных данных может быть получена в системе ССОИН (система сбора и обработки информации по надежности). Учет n независимых факторов оценивается методом пропорциональных рисков

.

Здесь λ, λ₀ – фактическая и статистическая частота отказов, , где ρ, ρ_а – фактическое и номинальное значение независимого параметра, а k_а – коэффициент, характеризующий степень влияния данного параметра на частоту отказов: повышение общей культуры эксплуатации, введение непрерывный диагностики и др.

Для многих технических задач процессы старения очень долговременные и ими можно пренебречь, сводя задачи к более простым стационарным или "кусочно-стационарным – квазистационарным" случаям.

"Корытообразная" кривая старения показана схематично ниже

Можно считать, что в пределах "рабочего" периода – это практически точно. В любом случае .

Различают временной и эксплуатационный К_Г.

Временной коэффициент готовности – мера вероятности работоспособности энергоустановки в произвольно выбранный момент времени в промежутках между выполнениями плановых обслуживаний и ремонтов:

Эксплуатационный – это отношение выработанной за расчетный период электроэнергии к запланированной выработке за этот период

.