Расчет надежности. Одной из основных задач при изготовлении нового изделия считается повышение его качества

Одной из основных задач при изготовлении нового изделия считается повышение его качества. Качество изделия определяется двумя группами свойств: техниче­скими характеристиками и надежностью.

Технические характеристики определяют: функциональ­ные, энергетические, весовые, скоростные и прочие возможности изделия, а надежность гарантирует сохранение этих характеристик в течение определенного времени в заданных условиях работы (так называемый гарантийный срок службы). Иначе говоря, это - способность сохра­нять свои функциональные возможности в течение гаран­тийного срока.

Эти гарантии выполняются, если надежность изде­лий закладывается при проектировании, обеспечивается при производстве и поддерживается при эксплуатации.

Проектирование изделий – первый и важнейший этап обеспечения надежности и ошибки на этом этапе дорого и трудно устранять в производстве и эксплуатации.

Термины и определения. По ГОСТ 27.022-83 надежностью изделия называется свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствовать заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Отказ изделия - это случайное событие, при наступ­лении которого изделие полностью или частично перестает выполнять заданные функции. Пробой транзи­стора, обрыв в электрической цепи, поломка детали, выход за допустимые пределы коэффициента усиления усилителя – все это примеры отказов изделий. Отказы бывают внезапными и постепенными. Внезапный отказ возникает при эксплуатации изделия, когда создаются условия для проявления скрытых дефектов. Обрывы и ко­роткие замыкания в электрических цепях - относятся к внезапным отказам. Постепенный отказ связан со старе­нием и износом изделия. Например, старение транзи­стора, износ детали от трения.

Снижение числа внезапных отказов достигается с по­мощью “тренировки”, т.е. приработки изделий на предприятии-изготовителе и защиты от перегрузок, виб­раций, помех. Снижению постепенных отказов содейст­вует применение высоконадежных материалов и своевре­менная замена износившихся деталей, блоков и узлов системы.

Сбой – это кратковременный самоустраняющийся от­каз из-за кратковременных помех, дефектов программ, залипания контактов реле и т.п. отказов.

В теории надежности изучаются принципы отказов, выявляются закономерности, которым подчиняются от­казы, разрабатываются способы испытаний и средства повышения надежности.

Различают аппаратурную, функциональную, времен­ную, информационную, программную и другие виды надеж­ности.

Аппаратурные факторы надежности определяются:

- конструктивно-схемными решениями - это (разра­ботка структурной и функциональной схем, выбор способов резервирования и контроля; выбор комплектую­щих изделий и режимов их работы, назначение допусков на параметры элементов, защита от внутренних и внеш­них неблагоприятных условий путем термостатирования, (т.е. подогрева), кондиционирования, герметизации, защиты от электромагнитных и других помех);

- производственными факторами (соблюдение точно­сти размеров и форм, обеспечение заданных элек­трических и других характеристик изделия, обеспечение прочности соединений, особенно в таких сложных изде­лиях, как ЭВМ, тщательное выявление скрытых производ­ственных дефектов, например, у интегральных схем).

К другим неаппаратурным факторам относятся про­граммное обеспечение, квалификация обслуживающего персонала, условия работы аппаратуры. Например, при изменении t^оС от –70 до +60 ^оС параметры электронной аппаратуры могут изменяться на 25%, происходить за­клинивание металлических узлов, температура внутри приборов из-за тепловыделений может возрастать до + 150 ^оС, а при t=-50 ^оС резко ускоряется разрушение спаев из оловянного припоя. Изменение влажности может привести к снижению сопротивления изоляции или к по­явлению вредного статического заряда.

Эксплуатационные показатели – это характеристики, определяющие качество выполнения изделием заданных функций. Общими из них для всех изделий длительного действия являются показатели надежности (долговечности), динамичности качества, эргономические показатели и экономичность эксплуатации.

Надежность включает свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Показателями надежности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов и др.

Свойства, составляющие надежность. Надежность изделия характеризуется свойствами безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность – свойство изделия непрерывно со­хранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации.

Долговечность – свойство изделия длительно сохра­нять работоспособность в определенных режимах и усло­виях эксплуатации.

Ремонтопригодность – свойство изделия, выражаю­щееся в приспособленности к восстановлению заданного технического ресурса путем предупреждения, обнаруже­ния и устранения неисправностей и отказов.

Сохраняемость – свойство изделий сохранять ис­правность в определенных условиях хранения и транс­портировки. Она определяется и свойствами материалов, из которых изготовлены изделия.

Вероятность безотказной работы P(t ) – вероятность того, что в заданный момент времени t или в пределах заданной наработки, отказа в работе изделия не произойдет (отказ – событие, заключающееся в том, что изделие становится неспособным выполнять заданные функции с установленными показателями):

P(t) = N(t) / N₀, (7.1)

где N₀ – число изделий, работающих в начале испытаний, N(t) – число изделий, работоспособных в конце промежутка времени t.

Интенсивность отказов l(t) является функцией времени.

Типичный характер изменения интенсивности отказов l(t) изделий от начала эксплуатации до списания представлен следующим графиком:

l

Дата добавления: 2015-05-10