Количественные показатели надежности невосстанавливаемых изделий

Практическая работа № 5

Тема: Надежность. Основные понятия и термины.

Методы оценки надежности

План:

7.1 Основные понятия в области технического обеспечения надежности;

7.2 Количественные показатели надежности.

Краткие теоретические сведения

Основные понятия в области технического обеспечения надежности

Надежность представляет собой понятие, связанное, прежде всего с техникой. Его можно трактовать как «безотказность», способность выполнять определенную задачу или как «вероятность выполнения определенной функции или функций в течение определенного времени и в определенных условиях».

Как техническое понятие «надежность» представляет собой вероятность (в математическом смысле) удовлетворительного выполнения определенной функции. Поскольку надежность представляет собой вероятность, для ее оценки применяются статистические характеристики.

В технике применяется также понятие «удовлетворительное выполнение». Точное определение этого понятия связано с определением его противоположности — неудовлетворительного выполнения или отказа.

Подотказом понимают появление первых признаков неправильной работы или неполадки в работе аппаратуры. Каждый отказ характеризуется определенным временем его возникновения.

Отказы системы могут быть обусловлены ошибками в конструкции деталей, браком при их изготовлении или неправильной эксплуатацией системы.

В современных условиях большое внимание уделяется надежности электронного оборудования.

Общему понятию надежности противостоит понятие «собственно надежность образца оборудования», которая представляет собой вероятность безотказной работы в соответствии с заданными техническими условиями при установленных проверочных испытаниях в течение требуемого промежутка времени. При испытаниях надежности измеряется собственно надежность. Она представляет по существу операционную надежность оборудования и является следствием двух факторов: собственно надежности и эксплуатационной надежности. Эксплуатационная надежность, в свою очередь, обусловлена соответствием аппаратуры ее использованию, порядком и способом оперативного применения и обслуживания, квалификацией персонала, возможностью ремонта различных деталей, факторами окружающей среды и др.

На каждую характеристику, подлежащую измерению, в технических условиях задается допуск, нарушение которого рассматривается как отказ. Допуск, определяющий отказ, должен быть оптимальным с необходимой надбавкой на износ деталей, т. е. он должен быть шире нормального заводского допуска. Поэтому заводские допуски устанавливают с учетом того, что детали со временем изнашиваются.

Основными понятиями, связанными с надежностью, являются:

1. Исправность — состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так и в отношении второстепенных параметров, характеризующих удобства эксплуатации, внешний вид и т.п.

2. Неисправность — состояние изделия, при котором оно в данный момент времени не соответствует хотя бы одному из требований, характеризующих нормальное выполнение заданных функций.

3. Работоспособность — состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций.

4. Отказ — событие, заключающееся в полной или частичной утрате изделием его работоспособности.

5. Полный отказ — отказ, до устранения которого использование изделия по назначению становится невозможным.

6. Частичный отказ — отказ, до устранения которого остается возможность частичного использования изделия.

7. Безотказность — свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого интервала времени.

8. Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров, по условиям безопасности и т.п.

9. Ремонтопригодность — свойство изделия, выражающееся его приспособленности к проведению операций технического обслуживания и ремонта, т. е. к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов.

10. Надежность(в широком смысле) – свойство изделия, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью самого изделия и его частей и обеспечивающее сохранение эксплуатационных показателей изделия в заданных условиях.

11. Восстанавливаемость — свойство изделия восстанавливать начальные значения параметров в результате устранения отказов и неисправностей, а также восстанавливать технический ресурс в результате проведения ремонтов.

12. Сохраняемость — свойство изделия сохранять исправность и надежность в определенных условиях и при транспортировки.

Дляпредвидения отказов в будущемнеобходимых фактических данныео частоте отказов за время использования оборудования по назначению.

При обработке информации применяется величина, обратная частоте отказов, —среднее время между отказами.

Количественные показатели надежности

Все возможные виды изделий разделяют на невосстанавливаемые (неремонтируемые) и восстанавливаемые (ремонтируемые).

К первым относятся обширная номенклатура радиоэлементов (полупроводниковые и электровакуумные приборы, конденсаторы, резисторы и т. д.), электротехнические изделия (осветительные приборы, реле, выключатели), детали машин и т. п. К невосстанавливаемым изделиям относятся также сложные изделия: аппаратура спутников и космических кораблей, бортовая аппаратура самолетов во время полетов и некоторых типов кораблей во время плавания.

К ремонтируемым изделиям относятся сложные изделия: автомашины, комбайны, стационарная электронная аппаратура.

Количественные показатели надежности невосстанавливаемых изделий

Безотказность невосстанавливаемого изделия характеризуется вероятностью безотказной работы P (t) в течение заданной наработки. Если P (t)=1 – это означает, что изделие непременно сохраняет работоспособность в течение наработки t . Если P (t)=0 – это означает, что изделие обязательно откажет в течение наработки t .

Вероятность безотказной работы невосстанавливаемого изделия оценивается по следующей формуле:

где N – число изделий, взятое для определительных испытаний;

m – число отказавших изделий;

t – время испытаний t, записанное в стандарте.

Безотказность невосстанавливаемых изделий характеризуется также интенсивностью отказов изделия ( ), т.е. вероятностью отказа изделия в единицу времени после данного момента времени при условии, что отказ до этого момента не возник.

Интенсивность отказов невосстанавливаемого изделия оценивается при помощи соотношения:

где N – число изделий, взятое для определительных испытаний;

m – число отказавших изделий;

t – время испытаний t, записанное в стандарте.

Размерность интенсивности отказов равно единица, деленная на час (1/ч). Например: если интенсивность отказов равна 0,2 1/ч, то это означает, что в час отказывает 20% изделий, оставшихся исправных к началу этого часа.

Предположим, что одновременно работают 1000 изделий, в первый час откажет 200 изделий, останутся исправными 800 изделий, во второй час откажет 160 изделий останутся исправными 640 изделий, в третий час откажет 128 изделий и т. д.

Сложные устройства, состоящие из большого числа компонентов, обычно подчиняются эксплуатационному закону надежности, при котором вероятность безотказной работы P (t) определяется соотношением:

где = 2,71828 – основание натурального логарифма;

− интенсивность отказов, имеющая постоянную величину.

Для устройства состоящего из n комплектующих изделий:

,

где − интенсивность отказов комплектующих изделий.

Тогда

.

Долговечность невосстанавливаемых изделий характеризуется наработкой изделия до предельного состояния, называемой ресурсом. Для оценки среднего ресурса невосстанавливаемых изделий необходимо все изделия испытывать до отказа и фиксировать время работы каждого изделия. Оценка среднего ресурса (t_ср) вычисляется при помощи соотношения:

где t_ср – оценка среднего ресурса;

− время работы изделий до отказа.

Сохраняемость невосстанавливаемых изделий характеризуется

а) показателями сохраняемости изделий в течение срока хранения. Таким показателем является гамма – процентный срок сохранности, т.е. срок хранения, в течение которого в среднем Ɣ процентов изделий окажутся работоспособными. Так, если 99 – процентный срок сохранности равен 1 году, это означает, что через 1 год 99 % изделий будут работоспособными.

б)показателями безотказности и долговечности изделия после срока хранения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: