32 Прогнозирование надежности

Исходным материалом для определения показателей надежности является статистические данные, накопленные за период эксплуатации ТУ. Однако надежность как комплексный эксплуатационный показатель, в соответствии с ГОСТ, представляет собой «…свойство ТУ выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные характеристики в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки в определенных условиях эксплуатации». Исходя из этого определения, можно сказать, что значение эксплуатационных характеристик, под которыми понимаются наблюдаемые параметры ТУ, являются косвенными характеристиками надежности. Действительно, в соответствии с ранее данным определением, «…если хотя бы один из заданных параметров ТУ, характеризующих его способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, то это ТУ находится в неработоспособном состоянии». Таким образом, с помощью значений наблюдаемого параметра можно оценить надежность устройства.

Пусть наблюдения за состоянием некоторого ТУ ведутся с помощью измерений значений некоторого параметра t(x) в дискретные моменты t1, t2, tn (для простоты рассуждений рассматривается однопараметрический случай). Измеренные значения параметра

являются реализациями случайного процесса t(x) в указанные моменты времени. Тогда для всех n = 1..n будет справедливым

где t (x ) – истинное значение наблюдаемого параметра t(x) ;

• - случайная составляющая наблюдения.

Истинное значение наблюдаемого параметра формируется под влиянием условий эксплуатации, процессов износа и старения. Поэтому, в общем случае, для любого значения t

то есть x(t) является функцией времени. Для большого количества ТУ в процессе возникновения постепенных отказов или в условиях естественного износа и старения эта функция является монотонной. Следовательно, в общем случае, для любых целых 0 > i имеют место неравенства:

Пусть функция x(t) является монотонной функцией, для которой номинальным значением является ее значение в нулевой момент времени:

Пусть также известны распределения случайной величины в моменты

Тогда для любого момента времени вероятность нахождения значения

в интервале заданных не зависящих от времени ограничений (x₁, x₂) будет определяться выражением

Полученное выражение нельзя считать общепринятой вероятностью безотказной работы в момент времени t_i . Однако, безусловно, вероятность нахождения значения в любой момент времени в интервале заданных ограничений (x₁,x₂ ) косвенным образом характеризует вероятность безотказной работы или надежность. Из рисунка 25 видно, что

А это означает, что надежность рассматриваемого ТУ со временем падает. Именно это свойство ТУ монотонно изменять значение наблюдаемых параметров является основой для прогнозирования надежности. Прогнозирование надежности основывается на предсказании состояния ТУ на основе наблюдения за параметрами систем и использования их значений за прошедшие периоды эксплуатации. Для практических целей прогнозирование надежности позволяет проводить заблаговременные ремонтно-профилактические работы и замену тех устройств, которые по прогнозу могут отказать во время поездки.

33 Методика системы сбора и обработка информации по надежности

Система сбора и обработки информации о надежности должна обеспечить решение следующих задач:

- определение и оценка показателей надежности;

- выявление конструктивных и технологических недостатков ТУ, снижающих надежность;

- установление деталей и сборочных единиц, ограничивающих надежность конечных изделий;

- определение закономерностей возникновения отказа;

- оптимизация норм расхода запасных частей, выявление недостатков эксплуатации и совершенствование системы технического обслуживания и ремонта;

- установление влияния условий и режимов эксплуатации на надежность;

- корректировка нормируемых показателей надежности;

- определение эффективности мероприятий по поддержанию эксплуатационной надежности на необходимом уровне.

Информация о надежности должна быть достоверной. Так как возникновение отказа происходит случайным образом, то внесение любой субъективности в сведения об отказах приводит к неправильным выводам о фактическом уровне надежности ТУ. Поэтому нередко для формирования первичной информации о надежности прибегают к комиссионному методу оценки неисправности с составлением соответствующих документов.

Для формирования правильных выводов и решений по надежности информация об отказах должна быть полной. Данные по отказам ТУ собираются в межремонтный период (неплановый ремонт) и по отказам, вызвавшим увеличение объема ремонта или простоя на плановых ремонтах (сверхплановый ремонт). В этой информации не учитывается плановая смена деталей, поэтому она не может считаться полной. Дело в том, что сам момент плановой профилактики определяется волевым способом и поэтому является случайным. Следовательно, замена какой-либо детали, предусмотренная технологией данной работы, не в полной мере подкреплена объективными причинами. Поэтому некоторая часть информации не учитывается, что вносит погрешности в определение величины показателей надежности.

Информация должна быть оперативной. Если говорить об информационных системах как одной из самых передовых категорий современной техники, то нельзя не отметить, что они являются ядром не только технологий сбора, накопления, обработки и передачи информации, но и систем управления сложными технологическими и другими процессами. Следовательно, при таких обстоятельствах особое значение приобретает информация о динамике количества отказов, о качественных и количественных характеристиках отказов. Несвоевременное обнаружение отказа какого-либо, на первый взгляд, малозначительного элемента может иметь тяжелые последствия вплоть до линии связи, сервера или локальной сети. Информация должна непрерывно и постоянно накапливаться для обоснования объемов работ, выполняемых при плановых профилактиках, а также для оптимизации всей системы обслуживания ИС.

Информация об отказах должна быть краткой, емкой и хорошо обрабатываться. Для типов ТУ разработаны специальные схемы формализации и передачи информации. Формы учета должны отвечать требованиям стандартов и содержать сведения, позволяющие выявить причины и последствия отказа. Основы таких сведений составляют:

- паспортные данные ТУ (ИС);

- адрес организации, где эксплуатируется ТУ;

- режимы эксплуатации;

- даты всех плановых профилактик или обслуживаний и неплановых ремонтов;

- характер повреждения (отказа) и возможные причины;

- наработку до отказа от установки или от ремонта и технического обслуживания.

В системе передачи информации должна быть организована обратная связь, которая доводила бы обработанную информацию по надежности до руководства предприятий, что, в свою очередь, позволило бы принимать своевременные организационные меры, направленные на быстрейшее выявление и устранение причин, вызывающих отказы и неисправности.

С увеличением объема и количества задач по сбору и передаче информации о надежности возрастает и ее объем. Принятие решений по управлению надежностью зависит не только от количества информации, но, прежде всего, от ее качества. Поэтому при создании информационных хранилищ следует уделять внимание методам оценки качества информации. Критериями качества являются ценность, достоверность и своевременность.