1.6. Понятие о потоке отказов

Технический объект функционирует во времени, которое может быть непрерывным календарным и прерывистым, представленным суммой отрезков времени работы объекта. Для последнего случая вводится понятие наработки. Причём под наработкой понимается не, только суммарное время эксплуатации объекта, но и объём выполненных работ (количество произведенного пара, выработанной электроэнергии и проч.)

По характеру исполнения и функционирования объекты могут быть восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Если при возникновении отказа работоспособность объекта может быть восстановлена путём проведения ремонтов или технического обслуживания, то такой объект является восстанавливаемым. Если при отказе объект либо не подлежит, либо не подаётся восстановлению в процессе эксплуатации, то он является невосстанавливаемым. Таким образом, невосстанавливаемые изделия – это изделия, которые после первого отказа становятся непригодными и подлежат замене (зубчатые колёса, подшипники, пружины и проч.)

Для восстанавливаемого объекта отказ и восстановление работоспособного состояния являются противоположными событиями. События, происходящие одно за другим в моменты времени t_i, образуют поток событий. Простейший поток отказов и восстановлений графически представлен на рис.1, где t_1,t_2,…. t_n- время наработки на отказ (от начала работы до отказа), а τ_1,τ_2….τ_n - время восстановления работоспособного состояния.

Рис.1. Поток отказов и восстановлений

Для количественной характеристики такого потока событий, используется параметр частоты отказов, который находится как среднее число отказов объекта в единицу времени, взятое для рассматриваемого момента времени:

(1)

где ω(t), - частота потока отказов, ч^-1; n(t) и n(t + ∆t) - число отказов объекта соответ- ственно к моментам времени t и (t + Δt).

В процессе жизни технического объекта, от момента ввода его в эксплуатацию и до списания, частота отказов изменяется с чётко прослеживаемыми тремя характерными временными периодами (рис.2).

Рис.2. Частота отказов за период жизни объекта

Первый период (период приработки) отличается ранним возникновением отказов из-за дефектов изготовления и монтажа.

Второй период отражает нормальный период эксплуатации, для которого присуще случайное возникновение отказов, не связанное с ухудшением прочности изделия.

Третий период наиболее опасен для изделия и считается аварийным, т.к. характеризуется наибольшей частотой возникновения отказов, устранение которых экономически нецелесообразно или физически невозможно в условиях эксплуатации.

Функционирование объекта на втором основном периоде эксплуатации характеризуется потоком отказов близким к стационарному. Стационарность означает, что вероятность возникновения, какого либо числа отказов k в интервале времени ∆t не зависит от положения этого интервала на оси 0 – t.

Процесс возникновения отказов и восстановления работоспособного состояния имеет случайный характер и поэтому при количественной оценке надёжности используются методы теории вероятности, теории случайных процессов и математической статистики.