45. Методы контроля и диагностики средств автоматизации.

//вычеркнут!

46. Испытания на надёжность. Виды и программы испытаний. Обработка и представление результатов испытаний на надёжность.

Характеристики надежности звеньев, а также систем можно получить из следующих источников:

- статистических данных, полученных в результате эксплуатации элементов в других системах;

- статистических данных, полученных в результате специальных испы­таний элементов и систем на надежность в различных условиях и режимах.

При прове­дении испытаний на надежность серийных выпускаемых изделий произво­дится выборка изделий.

Испытания на надежность промышленного объекта представляющие собой испытания в реальных условиях эксплуатации, рекомендуется про­водить следующими методам и:

1. Испытания на надёжность с заданным объёмом выборки проводятся для получения истинных значений числовых характеристик надёжности. При этом о точности оценки судят по доверительным интервалам.

2. Испытания на надёжность методами однократной и двукратной вы­борок (по ГОСТ 18049-72), а также последовательным методом проводятся с целью проверки реальных характеристик надёжности требованиям технических условий.

3. Испытания последовательным методом (по ГОСТ 17331-71)

Основной характеристикой надёжности, определяемой в процессе испытаний, является величина среднего времени наработки до отказа Т₁ и наработки на отказ Т₂. Если для изделий справедлив экспоненциальный за­кон надёжности, то обработка статистических данных упрощается.

Испытания разрабатываемых изделий на надежность могут быть:

1. Исследовательские испытания предназначены дня установления моделей и уровня надежности но­вых изделий. Они проводятся в процессе разработки или усовершенствования изделий. Их результаты содержат информацию об отказах, вследствие конст­руктивных несовершенств изделия. Их результаты содержат информацию об отказах, вследствие конструктивных несовершенств изделия.

2. Определительные испытания предназначены для установления фактических характеристик на­дежности и проводятся после окончания разработки или усовершенствования изделий.

3.Контрольные испытания имеют целью контроль соответствия надеж­ности серийно выпускаемых изделий требуемой и проводятся периодически в процессе эксплуатации изделий. Результаты контрольных испытаний на надёжность содержат некото­рую статистическую погрешность, т.к. количество испытываемых изделий и время испытания конечны.

Мерой статистической погрешности является до­верительный интервал ограниченный доверительными пределами. (Довери­тельным интервалом называют интервал значений характеристики надёжно­сти, построенный по результатам экспериментов; фактическое значение по­казателя надёжности находится в этом интервале с заданной доверительный вероятностью). Для построения доверительного интервала необходимо, что­бы было известно математическое выражение, описывающее распределение вероятности наступления отказов, времени до отказа или другой характери­стики (то есть должна быть известна модель надёжности). При исследова­тельских и определительных испытаниях модель надёжности заранее неиз­вестна. Поэтому в процессе испытаний определяется модель надёжности. Для этого результаты испытаний сравниваются с различными известными видами распределений с помощью статистических критериев согласия, например, Колмогорова, Пирсона.

Для оценки надёжности по результатам испытаний необходимо рас­полагать приемочным Т_n и браковочным Т_б уровнями наработки на отказ (или среднего времени безотказной работы). Необходимо также распола­гать величиной риска потребителя и величиной риска постав­щика (разработчика или завода - изготовителя). Эти данные должны быть согласованы между заказчиком, разработчиком и изготовителем и указаны в технической документации на изделие, например, в разделе «Техниче­ские требования».

В этом случае вероятность приёмки партии изделий с приемочным уровнем Т_n будет равна . Вероятность прием­ки партии изделий с браковочным уровнем надёжности будет равна .

Испытания на надёжность ограниченной продолжительности пре­кращаются в заранее установленное время t_пред или в момент возникнове­ния последнего браковочного отказа n_пред, если число отказов n_пред достига­ется за время, меньшее t_пред.

Значение времени t_пред устанавливается исходя из конкретных усло­вий производства с учётом количества изделий выборки, установленных на испытание и расчётного Т₁.

Согласно ГОСТ 17510-72 при неизвестном виде закона рас­пределения случайной величины определение минимального числа испы­тываемых изделий N для проверки требуемой вероятности P(t) безотказной работы в течение некоторого времени t с доверительной вероятностью у задаётся из условия отсутствия отказов за время t. ГОСТ рекомендует вы­бирать следующие доверительные вероятности у={0,80;0,90;0,95;0,99}. Число испытываемых изделий определятся по формуле математической статистики, , где P(t) - заданная требуемая минимальная величина вероятности без­отказной работы в течение времени Qt с доверительной вероятностью .

По результатам испытаний N изделий находится вероятность безот­казной работы изделий как отношение количества изделий сохранивших работоспособность к общему количеству испытываемых изделий. Количе­ство не отказавших изделий распределено по биномиальному закону. Вероятность того, что m изделий не отказало определяется выражением

, где Р - фактическое значение вероятности безотказной работы.

Верхний и нижний доверительный предел вероятности безотказной работы оп­ределяется по таблице или диаграмме.

Информация о надежности элементов и звеньев мо­жет поступать из двух источников:

1) результаты специальных испытаний на надежность

2) результаты наблюдений, сделанные в процессе эксплуата­ции.

Считается, что информация о надежности изделий, полученная в процессе испытаний, более достоверна, чем эксплуатационная. Это объяс­няется тем, что в процессе испытаний поддерживаются и контролируются заданные режимы и условия работы. Испытания на надежность обычно проводятся в наиболее тяжелых условиях и режимах работы, оговоренных техническими условиями.

В процессе же эксплуатации условия для работы изделий оказыва­ются самыми разнообразными, отличными часто от номинальных и даже предельно допустимых. Информация о надежности, полученная в процессе эксплуатации, отражает надежность работы изделий в естественных усло­виях. В процессе эксплуатации изделий отказы определяются не только конструктивными и технологическими факторами, но и нарушениями ре­жимов и условий эксплуатации, а также ошибками обслуживающего пер­сонала.

Достоверность информации о надежности в процессе эксплуатации определяется точным учетом всех отказов, независимо от причины их воз­никновения, последствий отказов и трудоемкости их устранения. Досто­верность информации об отказах во многом определяется квалификацией и добросовестностью персонала, ведущего сбор информации об отказах и ремонт.

Информация о надежности, полученная в процессе испытаний, обычно опережает информацию полученную в процессе эксплуатации. Однако, информация о надежности в процессе эксплуатации получается от большого количества работающих изделий в течение миллионов часов ра­боты при незначительных расходах.

Отмеченные выше особенности двух источников информации о на­дёжности дифференцируют области их использования. Так, для оперативной оценки качества и надёжности проектируемых изделий и своевременного воздействия на процесс разработки целесообразно проводить испытания на надёжность. Информация о надёжности, полученная в процессе эксплуата­ции, служит дополнением и корректировкой к информации, полученной при испытаниях, а также для новых разработок.

Основные требова­ния к информации о надёжности:

Собранная информация должна быть полной для правильной оценки надёжности и выдачи рекомендаций. Полнота и достоверность информации, в свою очередь, так же определяются квалификацией обслуживающего пер­сонала.

Для расчета характеристик надёжности по результатам наблюдений так же необходимо отсутствие перерывов в поступающих сведениях об от­казах. Непрерывность информации необходима для определения законов распределения отказов.

Реализация требований на практике:

Объём собираемой информации определяется поставленной перед испытаниями целью, то есть тем, какие характеристики надёжности необ­ходимо получить. Так, например, для определения P(t), Т и выявления наименее надёжных элементов необходимы следующие сведения об отка­завшем изделии:

а) наименование и тип элемента (узла) по причине которого насту­пил отказ в изделии;

б) сведения о времени наступления отказа;

в) сведения о наработке изделия с начала эксплуатации или испытаний;

г) сведения о причине возникновения отказа.

Для определения влияния условий эксплуатации на характеристики на­дёжности необходимо измерять и регистрировать параметры окружающей среды: температура окружающей среды, влажность, запыленность, электро­магнитные поля и т.п., а также о режимы работы изделия.

Для оценки ремонтопригодности изделий необходимо также знать время простоя, время восстановления на месте или в мастерских, время поиска причин отказа.

Для определения коэффициента ЗИПа (необходимого количества за­пасных инструментов и приспособлений, а также элементов или изделий) необходимы также сведения о способе восстановления: с заменой отка­завшего изделия (или элемента) или без замены, и какие элементы были заменены до этого.

Необходимы также сведения о том, работником какой квалификации был устранен отказ.

Для восстанавливаемых изделий также необходимы сведения об объе­ме и времени планово-профилактических работ и расходов на восстановление и эксплуатацию.

Основными видами первичной документации об отказах являются журналы учета отказов, формуляры или карточки учета неисправностей. Возможная форма ведения журнала учета отказов регламентируется отраслевыми стандартами или стандартами предприятия - разработчика.

Графы 1-4 заполняются работником, обнаружившим отказ. В графе 5 руководитель подразделения даёт письменное указание ремонтно-профилактической службе о проведении необходимых работ.

Графы 6-9 заполняет ремонтный персонал или дежурный, устраняв­ший отказ. Графу 10 заполняет и расписывается в ней работник, прини­мающий изделие после ремонта.

Для всех отраслей машиностроения установлено единое содержание форм учета эксплуатационной информации о надёжности изделий:

1. Сводный перечень видов отказов изделий предназначен для обобще­ния данных о видах отказов изделий и их составных частей, эксплуатируе­мых в однотипных условиях.

2. Сводный перечень оценок показателей надёжности изделия и его со­ставных частей предназначен для записи данных о показателях надёжности, полученных в результате статистической обработки информации об отказах. Определение оценок показателей надёжности (характеристик на­дёжности) должно производиться по ГОСТ 17509-72 или по отраслевой документации.