- •Лекции по надежности
- •1. Надежность: основные понятия и определения
- •2. Показатели надежности
- •2.1. Основные показатели безотказности объектов
- •2.1.1. Вероятность безотказной работы
- •2.1.2. Средняя наработка до отказа
- •2.1.3. Интенсивность отказов
- •2.1.4. Средняя наработка на отказ
- •2.1.5. Параметр потока отказов
- •2.2. Основные показатели долговечности
- •2.2.1. Средний срок службы (математическое ожидание срока службы)
- •2.2.2. Средний ресурс (математическое ожидание ресурса)
- •2.3. Основные показатели ремонтопригодности
- •2.3.1. Среднее время восстановления
- •2.3.2. Интенсивность восстановления
- •2.4. Комплексные показатели надежности
- •2.4.1. Коэффициент готовности
- •2.4.2. Коэффициент оперативной готовности
- •2.4.3. Коэффициент технического использования
- •3. Основные математические модели, наиболее часто используемые в расчетах надежности
- •3.1. Распределение Вейбулла
- •3.2. Экспоненциальное распределение
- •3.3. Распределение Рэлея
- •3.4. Нормальное распределение (распределение Гаусса)
- •3.5. Примеры использования законов распределения в расчетах надежности
- •3.5.1. Определение показателей надежности при экспоненциальном законе распределения
- •3.5.2. Определение показателей надежности при распределении Рэлея
- •3.5.3. Определение показателей схемы при распределении Гаусса
- •3.5.4. Пример определения показателей надежности неремонтируемого объекта по опытным данным
- •4. Надежность невосстанавливаемой системы при основном соединении элементов
- •4.1. Определение вероятности безотказной работы и средней наработки до отказа
- •4.2. Пример расчета надежности системы, собранной по основной схеме
- •5. Порядок решения задач надежности
- •5.1. Исходные положения
- •5.2. Методы расчета надежности
- •6. Надежность невосстанавливаемых резервированных систем
- •6.1. Общее резервирование с постоянно включенным резервом и с целой кратностью
- •6.2. Надежность системы с нагруженным дублированием
- •6.3. Общее резервирование замещением
- •6.4. Надежность системы при раздельном резервировании и с целой кратностью по всем элементам
- •6.5. Смешанное резервирование неремонтируемых систем
- •7. Надежность восстанавливаемых систем
- •7.1. Надежность восстанавливаемой одноэлементной системы
- •7.2. Надежность нерезервированной системы с последовательно включенными восстанавливаемыми элементами
- •7.3. Надежность восстанавливаемой дублированной системы
- •7.4. Надежность восстанавливаемой системы при различных способах резервирования элементов
- •8. Анализ показателей надежности по экспериментальным данным
- •8.1. Документация для сбора первичной информации
- •8.2. Планирование испытаний и обработка экспериментальных данных
- •8.3. Интервальная оценка показателей надежности
2.2. Основные показатели долговечности
2.2.1. Средний срок службы (математическое ожидание срока службы)
Для восстанавливаемого объекта, средний срок службы представляет собой среднюю календарную продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.
2.2.2. Средний ресурс (математическое ожидание ресурса)
Средний ресурс представляет собой среднюю наработку объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после предупредительного ремонта до наступления предельного состояния. В эксплуатации весьма важно так подобрать параметры объекта по мощности, стратегии технического обслуживания и ремонта, режимов работы, чтобы срок службы и срок срабатывания ресурса совпадали. Опыт эксплуатации объектов массового производства (трансформаторов, выключателей, разъединителей, автоматов и т.п.) показывает, что как наработка на отказ, так и наработка между отказами имеют значительный статистический разброс. Аналогичный разброс имеют также ресурс и срок службы. Этот разброс зависит от технологической культуры и дисциплины, а также достигнутого уровня технологии, как изготовления объектов, так и их эксплуатации (использования по назначению, технического обслуживания, ремонта). Разброс наработки до первого отказа, ресурса и срока службы можно уменьшить при увеличении их значения вышеназванными способами.
Поскольку средний и капитальный ремонты позволяют частично или полностью восстановить ресурс, то отсчет наработки при исчислении ресурса возобновляют по окончании такого ремонта, различая в связи с этим доремонтный, межремонтный, послеремонтный и полный (до списания) ресурс. Встречающийся достаточно часто термин "технический ресурс" представляет собой запас возможной наработки объекта. Полный ресурс отсчитывают от начала эксплуатации объекта до его перехода в предельное состояние, соответствующее окончательному прекращению эксплуатации.
Аналогичным образом выделяют и виды срока службы. Соотношение значений ресурса и срока службы зависит от интенсивности использования объекта. Полный срок службы, как правило, включает продолжительность всех видов ремонта, то есть учитывается календарный срок.
Для невосстанавливаемого объекта ресурс представляет собой среднюю продолжительность работы до отказа или до наступления предельного состояния. Практически эта величина совпадает со средней наработкой до отказа Т1.
Используется также такой показатель долговечности, как гамма-процентный ресурс, представляющий наработку, в течение которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью (численно равной заданной величине в процентах).
2.3. Основные показатели ремонтопригодности
При количественном описании этого свойства, которое присуще только восстанавливаемому объекту, время восстановления является случайной величиной, зависящей от целого ряда факторов: характера возникшего отказа; приспособленности объекта (устройства, установки и др.) к быстрому обнаружению отказа; квалификации обслуживающего персонала; наличия технических средств; быстроты замены отказавшего элемента в объекте и др. Время восстановления - это время, затраченное на обнаружение, поиск причины отказа и устранения последствий отказа. Опыт показывает, что в сложных электроустановках (системах) 70-90% времени восстановления приходится на поиск отказавшего элемента [2, 15, 16, 17].