2.3.4. Показатели надёжности

Надёжность – свойство объекта выполнять установленные функции, сохраняя свои показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени.

Надежность – свойство сложное, состоит из 4-х более простых свойств:

• безотказность;

• долговечность;

• ремонтопригодность;

• сохраняемость.

Схема основных состояний изделия и событий, приводящих к ним.

Расшифровка событий при изменении состояний:

1. повреждение;

2. отказ;

3. переход в предельное состояние;

4. восстановление;

5. ремонт.

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической документации.

Переход из исправного в поврежденное состояние происходит в результате повреждения.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния при сохранении работоспособного состояния.

Неработоспособное состояние – состояние, когда значения хотя бы одного параметра изделия не соответствуют требованиям нормативно-технической документации. В это состояние изделие переходит в результате отказа.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или целесообразно.

Существует изделия восстанавливаемые и невосстанавливаемые, ремонтируемые и неремонтируемые.

ПОКАЗАТЕЛИ БЕЗОТКАЗНОСТИ

ГОСТ 27.003 – 83 «Выбор и нормирование показателей надёжности».

Безотказность – свойства объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Наработка - продуктивность работы объекта в единицах времени.

1) Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки tотказ объекта не возникнет.

Р(t)= Р(Т≥t),

где Р – вероятность безотказной работы;

Т – время от начала работы до отказа.

0≤Р(t) ≤1

Р(0)=1, Р(∞)→0

Статистическая оценка вероятности безотказности работы

P(t)=N(t)/N0

Где N0 – число объектов в начале испытаний,

N(t) – число объектов, исправно работающих в интервале [0;t].

2. Вероятность отказа Q(t)=1-P(t)

Где N0 – число объектов в начале испытаний,

N(t)́ – число отказавших изделий за времяt.

3. Средняя наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течении этой наработки.

tсрi- время исправной работы между (i-1)ым иi-ым отказами

n– число отказов объекта.

4. Интенсивность отказа – отношение числа отказавших объектов в единицу времени к среднему числу объектов, продолжающих исправно работать в данный интервал времени.

где ∆t– интервал времени;

∆n(∆t) – число отказов в интервале [t-∆t/2;t+∆t/2];

где Ni-1 – число исправно работающих объектов в начале интервала ∆t;

Ni- число исправно работающих объектов в конце интервала ∆t;

N(t) – среднее число объектов, продолжающих исправно работать в данном интервале времени.

При внезапном отказе параметры объекта меняются скачкообразно, при постепенном – медленно.

Интенсивность отказов показывает, какая часть объектов выходит из строя в единицу времени по отношению к среднему числу исправно работающих объектов.

Р(t)=exp(∫λ(t)dt, если λ=const, тоР(t)= =exp (-λ(t))– основное уравнение теории надёжности

5. Параметр потока отказа – отношение среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой наработки.

При этом время восстановления не учитывается, считается, что изделие восстанавливается мгновенно.

– параметр потока отказа,

6) Частота отказа – отношение числа отказавших изделий в единицу времени к первоначальному числу испытываемых изделий при условии, что все вышедшие из строя изделия не восстанавливаются. где ∆n(∆t) – число отказов в интервале [t-∆t/2;t+∆t/2];

N0 – общее число изделий в начале испытания.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ

Для обеспечения безотказности используют метод резервирования.

РЕЗЕРВИРОВАНИЕ – способ повышения безотказности путём параллельного включения в систему резервных дополнительных элементов, способных в случае отказа основного элемента выполнить его функции.

Любую техническую систему можно представить в виде совокупности последовательно соединенных элементов.

Вероятность безотказной работы системы из nэлементов:

Отказ любого элемента приводит к отказу всей системы.

Существует три метода резервирования:

• общее

• раздельное

• комбинированное

Общее резервирование - такое резервирование, при котором параллельно основной подключаются другие идентичные системы. Эти системы называются резервными.

Схема общего резервирования.

Раздельное резервирование – резервирование отдельных элементов системы изделий в nзвеньев.

Схема раздельно резервирования.

При комбинированном резервировании применяется как общее так и раздельное резервирование.

РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ

1. Общее резервирование

Вероятность отказа j-ой параллельной цепи:

Вероятность отказа всей системы из (m+1) цепи:

Пусть все цепи одинаковы:

Вероятность безотказной работы:

Все элементы равнонадёжные: