- •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
Рекомендуемые планы испытаний на надежность
|
Показатель |
План испытаний |
|
Невосстанавливаемые объекты | |
|
Средняя наработка до отказа |
[NUN], [NUT], [NUr], [NRT], [NRr], [NU(r1,n1),(rk-1,nk-1),rk], [NU(T1,n1),...(Tk-1,nk-1),Tk], [NUz] |
|
Гамма - процентная наработка до отказа |
[NUT], [NUr], [NRT], [NRr] |
|
Вероятность безотказной работы |
[NU(r1,n1),...(rk-1,nk-1),rk], [NU(T1,n1),...(Tk-1,nk-1),Tk], [NUz] |
|
Восстанавливаемые объекты | |
|
Средняя наработка на отказ |
[NMT], [NMr] |
|
Средний ресурс (срок службы) |
[NUN], [NUT], [NUr], [NU(r1,n1),...(rk-1,nk-1),rk], [NU(T1,n1),...(Tk-1,nk-1),Tk], [NUz] |
|
Гамма - процентный ресурс (срок службы) |
[NUT], [NUr], [NU(r1,n1),...(rk-1,nk-1),rk], [NU(T1,n1),...(Tk-1,nk-1),Tk], [NUz] |
|
Среднее время восстановления |
[NMT], [NMr] |
|
Коэффициент готовности |
[NMT], [NMr] |
|
Средний срок сохраняемости |
[NUT] |
|
Гамма - процентный срок сохраняемости |
[NUT] |
Аналогичные рекомендации по планам определительных испытаний на надежность содержатся в РД 50-690-89 (табл. 12).
Таблица 12
Рекомендуемые планы определительных испытаний на надежность
|
Показатель |
План испытаний |
Примечание |
|
Невосстанавливаемые объекты | ||
|
Средняя наработка до отказа Гамма - процентная наработка до отказа Интенсивность отказов |
[NUN], [NUT], [NUr], [NRT], [NRr], [NUz] |
Для сокращения продолжительности испытаний применяют планы [NRT], [NRr]. Для повышения точности оценок – план [NUN]. |
|
Вероятность безотказной работы |
[NUN] |
|
|
Восстанавливаемые объекты | ||
|
Средняя наработка на отказ |
[NMT], [NMr] |
|
|
Средний ресурс (срок службы) Гамма - процентный ресурс (срок службы) |
[NUN], [NUT], [NUr], [NRT], [NRr], [NUz] |
Рассматривают применительно к предельным состояниям. Для сокращения продолжительности испытаний применяют планы [NRT], [NRr]. Для повышения точности оценок – план [NUN]. |
|
Среднее время восстановления |
[NMT], [NMr] |
|
|
Коэффициент готовности |
[NMT], [NMr] |
|
|
Объекты произвольного вида | ||
|
Средний срок сохраняемости |
[NUT], |
|
|
Гамма - процентный срок сохраняемости |
[NUr] |
|
11.2. Определительные испытания на надежность
Определение показателей надежности состоит из нескольких стадий:
выбор плана и планирование испытаний (в обоснованных случаях планирование может не проводиться, но экспериментальные данные должны соответствовать какому-либо плану испытаний по табл. 10);
проведение испытаний;
обработка результатов;
определение показателей.
Планирование испытаний
Выбор плана испытаний зависит от объекта и оцениваемого показателя надежности. При выборе плана следует руководствоваться рекомендациями, приведенными в табл. 11 и 12. Планирование испытаний предусматривает определение требуемого объема испытаний (число образцов и длительность испытаний) для вычисления показателей с заданной точностью (относительной точностью выборочной оценки) и достоверностью (доверительной вероятностью).
Исходными данными для расчета объема испытаний служат:
доверительная вероятность γ интервальной оценки показателя надежности или регламентированная вероятность γ/100;
предельная относительная ошибка ε выборочной оценки показателя
определяется
как:
;
коэффициент вариации υ (отношение СКО к математическому ожиданию) случайной величины – показателя надежности;
закон распределения показателя надежности;
объем генеральной совокупности (количество объектов в партии).
Значения γ рекомендуется выбирать из ряда: 0,80; 0,90; 0,95; 0,99, а значения ε из ряда: 0,05; 0,10; 0,15; 0,20. Чем более ответственный объект, тем выше выбираемое значение доверительной вероятности и ниже значение выбираемой предельной ошибки. В изделиях серийного или массового производства обычно принимают γ = 0,90 и ε = 0,10. Для дорогостоящих изделий и изделий единичного производства значение доверительной вероятности допускается уменьшать.
Допускается также вместо предельной относительной ошибки показателя использовать ошибку относительно нижнего значения показателя, когда уменьшение показателя уменьшает надежность (например, ресурс), и относительно верхнего значения – когда увеличение показателя уменьшает надежность (например, интенсивность отказов):
.
