1 Надёжность электронной аппаратуры

1.1 Основные определения стандартов надежности

При проектировании электронной аппаратуры с заданной надежностью, основное внимание сосредотачивают на качестве функционирования устройства, правильной работе электрической принципиальной схемы. С помощью различных способов и методов, например, встроенного контроля, программными тестовыми проверками, контролем правильной последовательности выводимых значений промежуточных и конечных результатов работы на печать, световое табло или монитор, просто по наблюдениям оператора за реакцией на входные управляющие воздействия, определяется отсутствие отказов, сбоев или ошибок при функционировании устройства, системы или сети. Однако, отсутствие отказов или сбоев, еще не является показателем оценки надежности, хотя и характеризует положительное качество работы объекта.

Например, нам неизвестно, сколько времени объект гарантированно проработает до наступления отказа, или какова вероятность отказа в заданном промежутке времени.

Практически, трудно получить единый обобщенный показатель надежности для всесторонней оценки всех качеств электронной аппаратуры. Поэтому, надежность определяется рядом показателей, которые характеризуют аппаратуру с разных сторон, отражая ее особые свойства. Например, автоматизированный поиск отказавшего элемента схемы - повышает показатель ремонтопригодности, введение элементов резервирования - улучшает свойство безотказности при длительной работе.

В соответствии с ГОСТ 27.002-83 надежность объекта определяется рядом показателей, которые характеризуют свойства: безотказности, долговечности, сохраняемости и ремонтопригодности с учетом назначения, условий эксплуатации, транспортирования и хранения.

Приведем определение понятия надежности по аналогии с К. А. Иыуду [4].

Надежность-это сложное свойство электронного устройства сохранять, при эволюции технического состояния, установленные значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять необходимые функции нормальной работы в заданных режимах, при условии квалифицированного обслуживания, своевременного проведения регламентных работ, ремонтов, правильного хранения и транспортирования.

Приведем основные термины и понятия, которые приняты в теории надежности.

Безотказность- это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние, нормально выполнять заданные функции, сохраняя параметры в заданных нормах.

Отказ– это событие, заключающееся в нарушении нормальной работы объекта, не выполнении заданных функций, выхода значений параметров за пределы нормы.

Обычно отказ наступаетпри физическом разрушении электрорадиоизделия (ЭРИ), или цепи, а также выхода значений параметров за пределы допустимой нормы.

Отказыбываютвнезапные и постепенные. Постепенные отказы можно предвидеть и прогнозировать вероятный интервал времени возможного отказа, ориентируясь по скорости продвижения параметра к границе допусков.

Наработка на отказ- это объем времени (количество циклов, срабатываний, переключений) нормального функционирования объекта до наступления отказа.

Неисправность- это изменение некоторых характеристик объекта без изменения качества функционирования.

Сбой - это кратковременное нарушение нормальной работы объекта, после чего работоспособность самовосстанавливается или восстанавливается оператором без проведения ремонта. Причинами сбоя могут быть: помехи от электромагнитных колебаний сильноточных устройств, "броски" напряжения питания, включение "тяжелого" кода и др.

Ремонтопригодность– это свойство объекта, обеспечивающее возможность легко и быстро проводить устранение (или предупреждение) возникших отказов прямо в местах эксплуатации.

Долговечность – это общая продолжительность нормальной работы объекта с учетом проведения ремонтов по отказам и регламентных работ по их предупреждению.

Сохраняемость– это свойство объекта, характеризующее его защиту от пагубных воздействий окружающей среды эксплуатации, транспортирования и хранения.

При проектировании, изготовлении и эксплуатации электронной аппаратуры, необходимо руководствоваться государственной системой стандартов "Надежность в технике" (ССНТ), представленной ГОСТ 27.001-81, ГОСТ 27.002-83, ГОСТ 27.003-83, ГОСТ 27.001- 81, ГОСТ 27.103-83, ГОСТ 27.104-84, ГОСТ 27.201-81, ГОСТ 27.410-83, ГОСТ 27.502-83.

Приведем перечень стандартов, необходимых для руководства по обеспечению надежности:

- 27.001-81.0 - Общие вопросы надежности;

- 27.001-81.1 - Нормирование надежности;

- 27.001-81.2 - Методы расчета надежности;

- 27.001-81.3 - Методы обеспечения надежности;

- 27.001-81.4 - Испытания и контроль надежности;

- 27.001-81.5 - Сбор информации о надежности;

- 27.002-83 - Термины и определения;

- 27.003-83 - Выбор и нормирование показателей;

- 27.103-83 - Критерии отказов и предельных состояний;

- 27.104-84 - Классификация отказов и предел. состояний;

-27. 201-81- Оценка показателей надежности;

-27. 301-83 - Прогнозирование надежности изделий;

-27.410-83- Методы статистического контроля надежности;

-27. 502-83 - Система сбора и обработки информации;

-23564 - 79 - Техническая диагностика. Показатели.

Перечисленные стандарты содержат, в кратком изложении, основы теории надежности, необходимые аналитические зависимости, методы расчета и обеспечения заданного уровня качественных показателей, рекомендуемые рабочие формулы, планирование испытаний, контроль и оценка их результатов, классификацию отказов и способы их прогнозирования.

Кроме перечисленных государственных стандартов существует ряд специализированных, ведомственных стандартов, отражающих специфику требований по надежности к продукции этой отрасли.