2.1.3 Окончательный (коэффициентный) расчёт надёжности

Этот расчёт надёжности системы выполняется тогда, когда известны реальные режимы работы элементов после испытания в лабораторных условиях макетов и элементов системы. Окончательный расчёт выполняется при наличии данных о нагрузке отдельных элементов и при наличии информации о зависимости интенсивности отказов элементов от их электрической нагрузки, температуры и давления окружающей среды радиоактивного облучения и других факторов (вибрационных воздействий, механических ударов, линейных ускорений, влажности; воздействия биологических факторов – грибок, плесень, насекомые т.п.).

При разработке и изготовлении элементов обычно предусматривают «нормальные» условия работы: температура +25 10 ⁰С, номинальный электрический режим, относительная влажность 60 20 %, атмосферное давление, отсутствие механических перегрузок и т.п. Интенсивность отказов элементов при эксплуатации в реальных условиях рассчитывается как произведение значения номинальной интенсивности отказов на поправочные коэффициенты, учитывающие влияние окружающей физической среды.

Окончательный расчёт надёжности применяется на этапе технического проектирования системы по известным характеристикам надёжности элементов, входящих в систему. При этом крупные узлы разделяются на более мелкие элементы, и расчёт идёт от элемента к более сложной части. Каждый элемент, имеющий показатель надёжности, называют элементом расчёта.

При расчётах полезно применять интервальную оценку характеристик надёжности для определения погрешности. При этом интенсивности отказов элементов рассматриваются как случайные величины, взятые из генеральной совокупности, которая подчинена нормальному закону распределения. Тогда при доверительной вероятности верхний и нижний доверительные пределы вероятности безотказной работы определяются из равенств

(2.8)

где среднее значение вероятности безотказной работы, определяемая по среднему значению интенсивности отказов элементов; - среднее квадратичное отклонение; - квантиль уровня нормального распределения равный для а для При = 0,9 получим

(2.9)

здесь - коэффициент вариации (0 ).

Квантиль уровня одномерного распределения есть такое значение случайной величины , для которого

Методика расчёта надёжности, как правило, включает в себя решение следующих вопросов:

• определение типа элемента и его характеристики надёжности;

• выбор метода расчёта с последующим подбором определённых номограмм, таблиц, графиков или поправочных коэффициентов;

• определение влияния электрической нагрузки и влияния окружающей среды на каждый элемент;

• определение интенсивности отказа каждого элемента;

• суммирование интенсивности отказов всех элементов для определения интенсивности отказа системы.

Расчёт надёжности системы целесообразно проводить в следующем порядке:

1. Сформулировать понятие отказа. Это позволяет выбрать число элементов, которые должны быть учтены при расчёте вероятности безотказной работы или других показателей надёжности.

2. Составить схему расчёта надёжности. Все элементы расчёта должны представлять собой конструктивно оформленные блоки, а сами элементы распределить по времени их работы на группы и образовать из этих групп самостоятельные элементы расчёта.

3. Выбрать метод расчёта надёжности. Подобрать соответствующие формулы и значения интенсивностей отказов элементов системы. Если интенсивность отказов элемента за период равна , за период - и т.д., то интенсивность отказов такого элемента за период времени будет

(2.10)

4. Составить таблицу расчётов интенсивности отказов системы. Интенсивность отказов данного вида элементов в реальных условиях работы вычисляется по формуле

(2.11)

где - интенсивность отказа элемента в нормальных условиях; - поправочные коэффициенты, зависящие от различных воздействующих факторов.

5. Выполнить расчёт показателей надёжности. Расчёты оформляются в виде технического отчёта, который должен содержать:

а) Структурную схему надёжности системы с кратким объяснительным текстом;

б) формулировку понятия отказа системы;

в) расчётные формулы для показателей надёжности; г) расчёт показателей надёжности, таблицы и графики;

д) оценку погрешности расчёта;

е) выводы и рекомендации.