
- •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
Применяемость контрольных испытаний на надежность по гост 27.410-87
Контролируемое свойство |
Виды испытаний | |||||
Предварительные |
Приёмочные |
Квалификационные |
Приёмо-сдаточные |
Периодические |
Типовые | |
Безотказность |
+(Н, У) |
+(Н, У) |
+(Н, У) |
- |
+(Н, У) |
+(Н, У) |
Ремонтопригодность |
+(У) |
+(У) |
+(У) |
- |
+(У)* |
+(У) |
Долговечность Сохраняемость |
+(Н, У)** |
+(Н, У)** |
-* |
- |
+(Н, У)** |
+(Н, У)** |
Несколько свойств |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
Примечания: + испытания проводят; - испытания не проводят; *- испытания проводят по требованию заказчика; **- самостоятельные испытания; Н – нормальные; У – ускоренные.
Для контроля надежности могут применяться расчётные и экспериментальные методы. В экспериментальных методах должны быть установлены метод и план испытаний, т.е. определены объём испытаний и их стратегия (вид плана), известны правила прекращения испытаний и принятия решения о соответствии/несоответствии объекта заданным требованиям. Контроль надёжности может проводиться по вероятностным показателям (планы контроля типа Р) или по наработке (планы контроля типаТ).
Различают несколько методов контроля при контрольных испытаниях:
методы одноступенчатого и многоступенчатого контроля;
метод последовательного контроля;
комбинированный метод;
методы ускоренных испытаний.
Метод одноступенчатого контроля
Одноступенчатый контроль надежности (метод однократной выборки) сводится к организации и проведению наблюдений некоторого объема с фиксацией их результатов, вычислении некоторой функции, область определения которой состоит из двух непересекающихся областей, соответствующих превышению и непревышению предельного результата, принятию решения о приемке или браковке изделия (партии изделий). Планирование контрольных испытаний при этом заключается в определении приемочного значения контрольного показателя, объема выборки с учетом рисков изготовителя α и потребителя - β. Из нескольких известных способов задания функции и разделения выборочного пространства на две области наиболее часто применяется критерий Неймана – Пирсона, требующий при прочих равных условиях наименьшего объёма испытаний.
В
методе по критерию Неймана – Пирсона
выборочная оценка
сравнивается с приемочным нормативомRпр. При
≥Rпрпринимаетсяпрямая гипотезаH0,
т.е. утверждается, что надежность партии
соответствует требованиям иRфакт≥Rпр, а при
≤Rпрпринимаетсяальтернативная (обратная)
гипотеза H1,
т.е. утверждается, что надежность партии
не соответствует требованиям иRфакт≤Rбр.
Существует принципиальная возможность
допустить при принятии той и другой
гипотезы ошибки двух видов.
Ошибка первого рода заключается в принятии гипотезы Н1и неправомерной браковке годной партии. Максимальная вероятность ошибки первого рода называется риском изготовителя (поставщика). Риск изготовителя, таким образом, представляет собой условную вероятность забраковать годную партию:
.
Ошибка второго рода заключается в принятии гипотезы Н0и неправомерной приемке негодной партии. Максимальная вероятность ошибки второго рода называется риском заказчика (потребителя). Риск потребителя представляет собой условную вероятность принять негодную партию:
.
Зависимость вероятности приемки партии Lпри браковки партииLброт фактического значения показателяRфакт(не путать с оцененным значением показателя) называют оперативной характеристикой плана выборочного контроля надежности. При равенстве объема выборки объему партии эта характеристика представляет собой ступенчатую функцию (рис. 22а). Очевидно, чтоLпр+Lбр=1. Вид оперативной характеристики плана зависит от выбранного показателя надежности. Обычно его выбирают таким, чтобы оперативная характеристика представляла собой монотонно возрастающую функцию показателя надежности.
Риски потребителя и поставщика могут быть выражены через оперативную характеристику контроля надежности: α=1-Lпр(Rпр),β=Lпр(Rбр) (рис. 22б).
Более наглядно риски поставщика и потребителя иллюстрирует рис.23, на котором приведены плотности распределений контролируемого параметра (случайная величина) в ситуациях, когда приемочное значение параметра больше и меньше фактического.
Контроль надежности может осуществляться по одному или по двум контрольным уровням. При контроле по одному уровню задают: приёмочное значение контролируемого показателя Rпри риск потребителяβ. Условием приёмки является выполнение неравенства:
,
где
- нижняя граница оценки показателяRпри доверительной вероятности (1 - β).
При контроле по двум контрольным уровням задают: приемочное Rпри браковочноеRбрзначения контролируемого показателя, допустимые значения рисков потребителя β и поставщика α. Условие приемки зависит от плана контроля.
Контролируемые показатели, контрольные уровни и допустимые риски, как правило, заданы в нормативных документах (стандарты, технические условия и пр.). Планирование контрольных испытаний, таким образом, заключается в выборе плана и определении объёма испытаний.