Показатели безотказной работы

Время возникновения

Легкость обнаружения

Дальнейшее использование объекта

Характер устранения

Причина возникновения

Характер возникновения

а) внезапный отказ – отказ, проявляющийся в резком (мгновенном) изменении характеристик объекта;

б) постепенный отказ – отказ, происходящий в результате медленного, постепенного ухудшения качества объекта.

Внезапные отказы обычно проявляются в виде механических повреждений элементов (трещины – хрупкое разрушение, пробои изоляции, обрывы и т.д.) и не сопровождаются предварительными видимыми признаками их приближения. Внезапный отказ характеризуется независимостью момента наступления от времени предыдущей работы.

Постепенные отказы связаны с износом деталей и старением материалов.

а) конструкционный отказ, вызванный недостатками и неудачной конструкцией объекта;

б) производственный отказ, связанный с ошибками при изготовлении объекта по причине несовершенства или нарушения технологии;

в) эксплуатационный отказ, вызванный нарушением правил эксплуатации.

а) устойчивый отказ;

б) перемежающийся отказ (возникающий/исчезающий). последствия отказа: легкий отказ (легкоустранимый);

в) средний отказ (не вызывающий отказы смежных узлов – вторичные отказы);

г) тяжелый отказ (вызывающий вторичные отказы или приводящий к угрозе жизни и здоровью человека).

а) полные отказы, исключающие возможность работы объекта до их устранения;

б) частичные отказы, при которых объект может частично использоваться.

а) очевидные (явные) отказы;

б) скрытые (неявные) отказы.

а) приработочные отказы, возникающие в начальный период эксплуатации;

б) отказы при нормальной эксплуатации;

в) износовые отказы, вызванные необратимыми процессами износа деталей, старения материалов и пр.

1) Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в пределах заданий наработки отказ объекта не возникает. На практике этот показатель определяется статистической оценкой

где N₀ - число однотипных объектов (элементов), поставленных на испытания (находящихся под контролем); во время испытаний отказавший объект не восстанавливается и не заменяется исправным; n(t) - число отказавших объектов за время t.

Из определения вероятности безотказной работы видно, что эта характеристика является функцией времени, причем она является убывающей функцией и может принимать значения от 1 до 0.

Иногда целесообразно пользоваться не вероятностью безотказной работы, а вероятностью отказа Q(t). Поскольку работоспособность и отказ являются состояниями несовместимыми и противоположными, то их вероятности связаны зависимостью: Р(t) + Q(t) = 1, следовательно: Q(t) = 1 – Р(t).

Если задать время Т, определяющее наработку объекта до отказа, то Р(t) = P(T ³ t), то есть вероятность безотказной работы - это вероятность того, что время Т от момента включения объекта до его отказа будет больше или равно времени t, в течение которого определяется вероятность безотказной работы. Из вышесказанного следует, что . Вероятность отказа есть функция распределения времени работы Т до отказа: . Статистическая оценка вероятности отказа:

; .

Известно, что производная от вероятности отказа по времени есть плотность вероятности или дифференциальный закон распределения времени работы объекта до отказа

.

Полученная математическая связь позволяет записать

.

2) Наработка до отказа — это наработка объекта от начала его эксплу­атации до возникновения первого отказа. Наработка между отказами — наработка элемента от окончания восстановления его работо­способного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. Ресурс — это наработ­ка элемента от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние. Наработка до отказа, нара­ботка между отказами и ресурс — всегда случайные величины.

Средняя наработка до отказа описывается функцией распределе­ния, характеризующей слу­чайную величину. Моментом k-го порядка называют интеграл:

Математическое ожидание наработки до первого отказа называют средним временем безотказной работы:

3) Гамма-процентная наработка до отказа — это наработка, в течение которой отказ элемента не возникнет с вероятностью выраженной в процентах. Гамма-процентная наработка определяется из уравнения:

4) Средняя наработка на отказ — это отношение наработки восстанав­ливаемого элемента к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки:

где — время исправной работы между (i-1)-м и i-м отказами эле­мента; n — число отказов элемента.

5) Интенсивность отказов — условная плотность вероятности возник­новения отказа ремонтируемого элемента, определяемая для рассмат­риваемого момента наработки при условии, что до этого момента отказ не возник. Интенсивность отказов равна отношению числа от­казавших элементов в единицу времени к среднему числу элементов, продолжающих исправно работать в данный интервал времени:

или

где — число отказов элемента за промежуток времени от ; N — общее число элементов.

Работа элементов и систем характеризуется тремя этапами. Первый этап () — период доводки (начальный), отличается небольшим количеством отказов. Здесь выходят из строя элементы с малым запасом прочности. Второй этап () — период нормальной эксплуатации, характеризуется пониженным уров­нем и примерным постоянством интенсивности отказов. Здесь отка­зы в основном носят внезапный характер. Продолжительность это­го периода зависит от среднего срока службы элементов и от усло­вий эксплуатации. Третий этап — период старения, обусловлен износом и старением элементов и отличается значитель­ным ростом числа отказов. С наступлением этого периода дальней­шая эксплуатация системы нецелесообразна.

Дата добавления: 2014-12-25