Общая характеристика показателей надёжности

Классификация по видам отказов

Виды энергии, приводящие к отказам

Общий

— раздельный

- постоянный

- замещением

30. При каком методе с увеличением количества резервных элементов
вероятность безотказной работы системы возрастает:

- общий

- раздельный

- постоянный

- замещением

1. Механическая энергия возникает в результате трения механических узлов объекта, вызывающего напряжения, приводящие к отказам.

2. Тепловая энергия. В результате работы транзисторов, микросхем происходит нагрев, и если не обеспечить надёжный теплоотвод, то повышение температуры приводит к расплавлению контактов, а, следовательно, к отказу. Для охлаждения применяются специальные вентиляторы, большие радиаторы, забирающие своей поверхностью тепло.

3. Химическая энергия вызвана наличием в атмосфере кислот, щелочей или токсичной пыли. В результате эксплуатации оборудования приводит к коррозии, пробоям изоляции, а следовательно и к его отказам.

4. Электромагнитная энергия (излучение от компьютера, сотового телефона и др.) приводит к сбоям и отказам.

5. Энергия виброакустического характера (проверка оборудования вибрацией на наличие резонанса).

6. Энергия ионизирующих излучений (возникает при ядерном взрыве, работе ядерных реакторов) вызывает отказ в работе электронных систем.

С точки зрения надёжности, отказ — случайное событие, которое заключается в том, что технический объект переходит из работоспособного состояния в неработоспособное. Объект может находиться в различных состояниях.

Работоспособное состояние — характеризуется тем, что объект выполняет все заданные функции и сохраняет все параметры, необходимые для выполнения поставленной задачи в заданных пределах.

Повреждение — случайное событие, которое заключается в том, что объект переходит из исправного в неисправное состояние.

Исправное состояние — состояние объекта, при котором все его параметры, характеристики и т.п. полностью соответствуют требованиям технической документации на этот объект.

В предельное состояние объект может переходить как из исправного, так и из работоспособного состояния.

Отказы бывают стандартные и дополнительные нестандартные.

1. Внезапный отказ — отказ, характеризующийся резким, скачкообразным изменением одного или нескольких параметров объекта (внезапное отключение телевизора, внезапный прорыв крана с водой).

2. Постепенный отказ — отказ, характеризующийся постепенным изменением и выходом за допустимые пределы одного или нескольких параметров технического объекта.

3. Ресурсный отказ — отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния (этот отказ характеризует долговечность объекта). Ресурс — это наработка до момента перехода его в предельное состояние.

4. Зависимый отказ — обуславливается другими отказами в данном техническом объекте.

5. Независимый отказ — не обусловленный другими отказами.

Сбой — разновидность отказов, который представляет собой самоустраняющийся отказ.

6. Скрытый отказ — не обнаруживается визуально или не обнаруживается штатными методами и средствами контроля (диагностирования), а также не обнаруживаемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностирования. Этот отказ характерен для радиоэлектронной и др. аппаратуры.

7. Конструктивный отказ — возникает по причине несовершенства конструкций технического объекта или по причине нарушения правил и норм проектирования её конструирования.

8. Производственный отказ — отказ технического объекта, обусловленный несовершенством технологии изготовления или обусловленный нарушением установленного процесса ремонта объекта.

9. Эксплуатационный отказ — отказ технического объекта, обусловленный нарушением установленных правил и норм эксплуатации объекта.

10. Явный отказ — отказ технического объекта, который обнаруживается визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования.

11. Перемежающийся отказ — это многократно возникающий сбой.

Часто в научной литературе встречаются дополнительные (нестандартные) виды отказов:

1. Параметрический отказ — отказ технического объекта, который обусловлен выходом за допустимые пределы одного или одновременно нескольких параметров технического объекта.

2. Функциональный отказ — отказ, обусловленный нарушением выполнения одной или нескольких основных функций объекта.

3. Структурный отказ — обусловлен ошибками при проектировании объекта, т.е. несовершенством схемных решений.

Лекция 3

3. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЁЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Для каждой из составляющих надёжности имеются количественные показатели надёжности. Имеются единичные и комплексные показатели. Единичный характеризует одну составляющую (одно свойство) надёжности, например, вероятность безотказности . Комплексный показатель надёжности характеризует две или больее составляющих надёжности, например, коэффициент готовности .

Составляющих или свойств надёжности четыре:

- безотказность;

- ремонтопригодность;

- долговечность;

- сохраняемость;

Технические объекты (изделия) по восстановлению работоспособности разделяются на невосстанавливаемые и восстанавливаемые.

Восстановление — это процесс, который заключается в том, что объект переходит из состояния отказа в работоспособное или исправное состояние.

Невосстанавливаемые объекты — одноразового действия или использования, например, электрическая лампочка, кинескоп телевизора.

Восстанавливаемые — это объекты многоразового пользования, например, прибор.

Наработка — это время работы технического объекта (в часах). Для некоторых объектов наработка может измеряться числом циклов или километрами (для автомобилей).

Наработка до отказа — характеристика для невосстанавливаемых объектов. Это время, число циклов или количество километров до отказа (рис. 1).

Наработка на отказ — характеристика восстанавливаемых объектов. Это среднее время работы изделия на отказ (рис. 2).

Рисунок 1 – Наработка до отказа

– начало эксплуатации объекта;

– момент планового выключения объекта;

… – неэксплуатационный период;

– начало следующей эксплуатации;

– неплановое отключение объекта, например, отключение электроэнергии (лампочка в квартире не горит);

– отказ объекта (лампочка сгорела);

Общее время работы невосстанавливаемого объекта (без учёта его простоя):

— это чисто случайная величина.

Рисунок 2 – Наработка на отказ

– процесс восстановления;

– нормальное функционирование;

– второй отказ и т.д.

Наработка на отказ , где n – число отказов; – чистое время работы между отказами.

3.2 Показатели надёжности технических объектов по свойству безотказности

Показателями безопасности согласно ГОСТ 27.002-89 являются:

1. Вероятность безотказной работы ;

2. Гамма-процентная наработка до отказа или ;

3. Средняя наработка до отказа ;

4. Интенсивность отказов ;

5. Параметр потока отказов ;

6. Средний параметр потока отказов ;

7. Средняя наработка на отказ .

Эти показатели относятся к единичным показателям надёжности.

1. Вероятность безопасности работы — это вероятность того, что в течение заданной наработки отказ объекта не возникает,

– вероятностное выражение показателя .

Вероятность безотказной работы за время t есть вероятность того, что заданное время t не будет превышать наработку до первого отказа .

Здесь – наработка до первого отказа;

– заданный интервал времени работы объекта от 0 до t часов.

Наглядность понимания показателя отображена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Графическое отображение

При статистическом определении по нескольким испытываемым объектам:

,

– число объектов, поставленных на испытание:

– число объектов, которое находится в работоспособном состоянии к моменту времени t.

При числе испытываемых изделий N=10 шт и одном из них отказавшем

Пример: — вероятность безотказной работы за 1000 часов работы при наработке до 1-го отказа ч.

Вероятность отказа – это вероятность того, что в течение заданного времени t произойдёт хотя бы один отказ. Форма записи

— вероятность того, что заданное время t превышает наработку до отказа . Поскольку , то

при P=0…1 и Q=1…0.

Чем дольше работает объект, тем больше вероятность отказа.

Статистическое определение вероятности отказа

, где

N – число объектов, поставленных на испытание;

n(t) – число объектов, отказавших в момент времени t.

2. Гамма-процентная наработка до отказа — наработка, в течение которой отказ объекта не возникает с вероятностью :

— это выражение для вывода любых -ных показателей.

Аналитическое выражение для -ной наработки до отказа:

.

Например, для заданной доверительной вероятности .

– функция распределения наработки до отказа или др. случайной величины, например: ресурса, срока службы и т.д.

Лекция 4 (продолжение)

Дата добавления: 2015-04-30