I – приработка; II – нормальная эксплуатация; III – старение

Первый период эксплуатации называется приработкой. В этот период интенсивность отказов высока, что объясняется недостаточным качеством поступающих в эксплуатацию изделий. Изделия со скрытыми дефектами, не выявленными в процессе производства, контроля и испытаний, теряют работоспособность в начале эксплуатации.

Второй период эксплуатации называется нормальной эксплуатацией. В этот период интенсивность отказов практически не зависит от наработки изделия. Изделия отказывают, как правило, внезапно из-за случайных причин, не учтенных при их проектировании (повышенные нештатные нагрузки, попадание посторонних предметов, нарушение правил эксплуатации и т.п.).

Третий период эксплуатации называется периодом старений. В этот период интенсивность отказов существенно возрастает. Причиной тому служит износ изделий и их составных частей, накопление в них незначительных повреждений, способных в сумме вызвать отказ.

Имея распределение интенсивности отказов, мы можем с достаточной степенью достоверности предугадать поведение объекта в эксплуатации и своевременно принять меры по предотвращению отказа. Например, путем своевременной замены, ремонта или регулировки.

Средним временем безотказной работы (средней наработкой до отказа) T₁ называется математическое ожидание времени безотказной работы объекта:

Т₁ = М(t).

По статистическим данным об отказах величина Т^* ₁ определяется , как:

Т^*₁ =( _i )/ n_от,

где t_i – время безотказной работы i-го объекта; n_от – число отказов объектов при работе всех испытанных объектов.

Между средним временем безотказной работы объекта Т₁ и вероятностью его безотказной работы существует зависимость вида:

Т₁ = dt.

Функция ресурса Λ(t) определяется, как:

Λ(t) = - ln = dt.

Упрощенно функция ресурса определяется как интенсивность отказов за время, умноженная на продолжительность этого времени:

Λ(t) = λ(t)· t.

γ - процентный ресурс t_γ – это наработка, в течении которой не происходит отказа с вероятностью γ /100, что выражается соотношением:

Р(t_γ) = γ /100.

1. Критерии надежности восстанавливаемых систем и элементов

Надежность восстанавливаемых объектов оценивается при помощи тех же критериев. что и надежность восстанавливаемых объектов. Это объясняется тем, что в процессе работы восстанавливаемые объекты могут считаться невосстанавливаемыми, т.к. их ремонт во время работы в большинстве случаев невозможен. Однако для восстанавливаемых объектов используется целый ряд дополнительных критериев надежности, а именно:

Т – среднее время работы между отказами (средняя наработка на отказ);

Т_в – среднее время восстановления;

ω(t) – параметр потока отказов;

К_г(t) – функция готовности;

К_п(t) – функция простоя;

К_г – коэффициент готовности;

К_г – коэффициент простоя.

Среднее время работы между отказами Т (средняя наработка на отказ) – это отношение средней суммарной наработки к числу отказов при длительной работе. По статистическим данным величина Т^* определяется, как:

Т^* =( _i )/ n_от,

где t_i – время безотказной работы i-го объекта; n_от – число отказов объектов при работе всех испытанных объектов.

Среднее время восстановления Т_в – это отношение среднего суммарного времени восстановления объектов, к среднему числу восстановлений при длительной работе объектов.

По статистическим данным величина Т^* _в определяется, как:

Т^*_в =( _в )/ n_в,

где N_в – общее число восстановлений объектов; t_в– время восстановления работы i-го объекта; n_в – число восстановлений при работе всех испытанных объектов.

Параметром потока отказов ω(t) называется скорость изменения (первая производная) среднего числа отказов в момент времени t.

По статистическим данным величина ω*(t) определяется как отношение числа отказавших объектов в единицу времени к общему числу испытанных объектов N₀, при условии, что отказавшие объекты заменяются на исправные и вновь ставятся на испытание:

ω*(t) = n(t, t + Δt) / (N₀·Δt).

Функцией готовности К_г(t) называется вероятность того, что восстанавливаемая система исправна в момент времени t.

Функцией простоя К_п(t) называется вероятность того, что восстанавливаемая система не исправна в момент времени t.

Между величинами К_г(t) и К_п(t) существует зависимость:

К_г(t) + К_п(t) = 1.

Коэффициент готовности К_г – это отношение среднего времени работы между отказами Т к сумме среднего времени работы между отказами Т и среднего времени восстановления Т_в:

К_г = Т / (Т + Т_в).

Коэффициент простоя К_п – это отношение среднего времени восстановления Т_в к сумме среднего времени работы между отказами Т и среднего времени восстановления Т_в:

К_п= Т_в / (Т + Т_в).

ЛИТЕРАТУРА:

1. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов ж/д транспорта/ А.В. Ефимов, А.Г. Галкин. – М.: УМК МПС России, 2000, 512 с.