
- •1. Общие понятия и определения: основные свойства, составляющие надежность; состояния объекта, события изменения состояния. Общие понятия
- •Основные свойства, составляющие надежность
- •Состояния объекта
- •События изменения состояния.
- •2. Невосстанавливаемый элемент. Вероятностные и статистические определения основных характеристик надежности.
- •Вероятность безотказной работы и показатели, связанные с наработкой. Вероятность безотказной работы
- •Статистическая оценка наработки до отказа
- •Интенсивность отказов
- •Статистическая оценка интенсивности отказов
- •Выражение вероятности безотказной работы через интенсивность отказов
- •График типичной зависимости λ(t) и периоды времени отказов.
- •Показательное распределение
- •Использование квантилей нормального распределения.
- •4. Восстанавливаемый элемент с конечным временем восстановления. Нестационарный коэффициент готовности (определение и расчет) Восстанавливаемый элемент с конечным временем восстановления.
- •Нестационарный коэффициент готовности
- •5. Стационарный коэффициент готовности. Способы задания готовности. Коэффициент оперативной готовности. Стационарный коэффициент готовности
- •Готовность
- •Классификация объектов и показателей надежности.
- •Выбор номенклатуры показателей безотказности и ремонтопригодности
- •7. Выбор номенклатуры и определения показателей сохраняемости и долговечности. Показатели сохраняемости
- •Выбор номенклатуры показателей сохраняемости
- •Показатели долговечности
- •Выбор номенклатуры показателей долговечности
- •8. Математическое описание надежности систем, структурные функции. Системы «k из n» Общая постановка
- •Структурные функции
- •Свойства
- •Формулы преобразования логических выражений в арифметические
- •Системы с восстанавливаемыми элементами
- •Коэффициенты готовности и простоя
- •Среднее время восстановления
- •10. Параллельные системы, расчет их надежности
- •Вероятность работоспособности последовательной системы из неотрицательно коррелированных элементов
- •Вероятность работоспособности параллельной системы из неотрицательно коррелированных элементов
- •12. Резервирование: основные понятия, классификация. Сравнение общего о раздельного резервирования Основные понятия и классификация
- •Виды резервов
- •Виды резервирования
- •13. Дублированная система: расчет надежности с помощью марковских процессов (нагруженный и ненагруженный резерв, ограниченное и неограниченное восстановление)
- •14. Структурно-сложные (неприводимые) системы. Расчет надежности методами полного перебора состояний и разложения по элементу. Неприводимые системы
- •Метод полного перебора состояний
- •Метод разложения по элементу
- •15. Простые (минимальные) пути и сечения. Расчет надежности с их использованием по формуле «включения-исключения». Простой путь
- •Простое сечение (разрез)
- •Двойственность путей и сечений
- •Использование простых путей и сечений в формуле «включения-исключения» Перебор простых путей
- •Перебор простых сечений
- •16. Метод объединения простых путей с учетом эффекта поглощения (ортогонализации)
- •Правила поглощения
- •17. Двусторонние оценки надежности на основе простых путей и сечений.
- •Приближение для систем из элементов с одинаковой высокой надежностью
- •Использование двусторонних оценок
- •Оценки через все простые пути и сечения
- •Оценки через непересекающиеся простые пути и сечения.
- •Сравнение оценок.
- •Коэффициент сохранения надежности Определение
- •Физический смысл
- •Функция эффективности и оценка её значений
- •Расчет методами полного перебора состояний
- •19. Системы с аддитивным выходным эффектом (общее понятие и важнейшие частные случаи), расчет их коэффициента сохранения эффективности Система с аддитивным выходным эффектом
- •Возможные случаи Иерархическая ветвящаяся структура
- •Сеть связи
- •20. Мультимодальные системы, расчет их коэффициента сохранения эффективности
- •21. Испытания на надежность, их классификация. Задачи определительных испытаний. Доверительные границы, их определение и свойства. Испытания на надежность
- •Факторы
- •Планы испытаний
- •Примеры
- •Оценка показателей надежности Точечная оценка
- •Интервальная оценка
- •Доверительные границы
- •22. Доверительные границы для вероятности безотказной работы План испытаний
- •Точечная оценка средней наработки на отказ
- •Нижняя и верхняя доверительные границы
- •24. Контроль показателей надежности. Приемочный и браковочный уровни, риски поставщика и потребителя. Основные планы и методы испытаний Цель контрольных испытаний
- •Оперативная характеристика плана контроля, приемный и браковочный уровни.
- •Вопрос размещения интервала [r1;r0]
- •Схемы контроля
- •25. Одноступенчатый контроль показателей надежности с помощью оценочного норматива и по доверительным границам Одноступенчатый контроль в общем случае
- •Отношение правдоподобности
- •Критерий Неймана-Пирсона
- •План контроля
- •Контроль показателей типа наработки
- •26. Последовательный контролль показателей надежности (темы в методичке)
- •27. Оптимизированные задачи надежности (основные постановки) (темы в методичке)
Вопрос размещения интервала [r1;r0]
Вопрос размещения интервала [R1, R0] относительно Rтр не имеет однозначного ответа. При α=β его следует решать, учитывая ущерб, наносимый потребителю приемкой изделий с R < R1 и поставщику браковкой изделий с R > R0. Если они примерно одинаковы, при выборе плана контроля следует стремиться к тому, чтобы L(Rтр) = 0,5. Если ущерб поставщика превосходит ущерб потребителя, интервал [R0, R1] смещается влево вплоть до крайнего положения, когда R0 = Rтр. Если ущерб потребителя превосходит ущерб поставщика, интервал смещается вправо (крайнее положение R1 = Rтр).
Схемы контроля
Наиболее потребительными на практике являются две схемы контроля:
одноступенчатая, когда объем испытаний определяется заранее и является фиксированным;
последовательная, когда объем испытаний является случайной величиной, зависящей от хода испытаний.
Они будут рассмотрены далее.
25. Одноступенчатый контроль показателей надежности с помощью оценочного норматива и по доверительным границам Одноступенчатый контроль в общем случае
С точки зрения математической статистики контроль надежности представляет собой проверку гипотезы H1 = { R = R1 } против гипотезы H0 = { R = R0 }. Из статистики известно, что в случае одноступенчатого контроля наиболее эффективным для решения такой задачи является критерий Неймана-Пирсона, который будет сформулирован далее.
Пусть x1,…,xn – результаты испытаний, а f(x1,…,xn;R1) и f(x1,…,xn; R0) – вероятности получить данные результаты для дискретных распределений или плотности вероятностей для непрерывных распределений, если показатель надежности принимает значения R1 и R0 соответственно.
Отношение правдоподобности
Отношением правдоподобности называется функция
Чем больше это отношение, тем более правдоподобна гипотеза H1, и чем меньше это отношение, тем более правдоподобна гипотеза H2.
Критерий Неймана-Пирсона
Критерий Неймана-Пирсона состоит в сравнении f(x1,…,xn) с некоторой постоянной C, называемой оценочным нормативом:
l
≤ С – приёмка;
l > C – браковка.
План контроля
О
пределяется
системой уравнений:
(25.1-25.2)
Из которой и находятся оценочный норматив C и объем испытаний n.
Пусть результаты испытаний xi являются независимыми и одинаково распределенными случайными величинами. Обозначим f(xi; R) вероятность получить результат xi, при значении показателя надежности R для дискретных величин или плотность распределения для непрерывных величин. Тогда
В этом случаем для упрощения вычислений обычно переходят к логарифму отношения правдоподобия (при этом произведение переходит в сумму). Тогда правило принятия решений приобретает вид:
ln l ≤ C’ – приемка;
ln l > C’ – браковка.
А уравнения (25.1-25.2) переходят в
, где C’=ln C.
Контроль показателей типа наработки
Показатель надежности в этом случае представляет собой вероятность некоторого события. Организуется N независимых опытов по осуществлению этого события, и в каждом из них фиксируется его результат: успех, если событие имело место, и неуспех (отказ, срыв) в противном случае. Например, при контроле вероятности безотказной работы P(t) в каждом опыте фиксируется, проработало ли изделие безотказно время /; при контроле АГг - работоспособно ли изделие в выбранный момент времени и т.п. Как только число отказов достигает установленного норматива гвр, изделие бракуется; если после выполнения всех N опытов число отказов оказывается меньше гвР, изделие принимается.