Особенности обработки статистических данных о надежности

Собранная в результате наблюдений информация представляет совокуп­ность ситуаций разнородных по характеру, причинам возникновения, влиянию. на работоспособность оборудования и систем. Поэтому обработка результатов наблюдений в качестве первого этапа должна включать ее качественный анализ (уточнение или отсеивание сомнительных данных, классификацию, объедине­ние данных по однотипному оборудованию и т.п.). В зависимости от целей ана­лиза классификация информации может быть проведена по разным признакам: степени влияния отказа на работоспособность объекта или системы, месту, причинам, отношению к оцениваемым показателям надежности. Например, по степени влияния на работоспособность могут быть выделены существенные и несущественные отказы, полные и частичные, повреждения, сбои.

Классификация отказов по причинам определяется тем, к какому этапу жизненного цикла изделия, объекта или системы относится ошибка или недо­работка, ставшая причиной отказа (конструктивная, технологическая, произ­водственная, эксплуатационная). При классификации выделяются отказы, учи­тываемые и не учитываемые при оценке того или иного ПН.

Если в задачу наблюдений входит оценка ПН, то результаты наблюдений, «очищенные» предварительным «инженерным» анализом подлежат дальней­шей статистической обработке. Она сводится к оценке точечных и интерваль­ных значений ПН или оценке параметров функции распределения случайных величин, определяющих показатели надежности, то есть к традиционной задаче математической статистики.

Для этапа статистической обработки несущественно: какое из свойств ис­следуется (безотказность, долговечность, ремонтопригодность) и какими еди­ницами измеряется наработка изделий (количеством часов, циклов работы, ме­рами объема и т.п.). Наиболее важными здесь являются такие факторы, как тип оцениваемого ПН, объем априорных сведений о наблюдаемой случайной вели­чине и характер статистического материала.

Приступая к статистической обработке информации о надежности, реко­мендуется уделить особое внимание однородности выборки. С точки зрения методов математической статистики, независимо от того, какое из определяю­щих надежность свойств, исследуется, все многообразие показателей сводится к показателям двух типов: типа наработки и типа вероятности.

При определении показателя типа наработки непосредственно наблюдае­мыми величинами являются случайные интервалы: наработки между отказами; наработки до предельного состояния; время восстановления; время хранения.

При определении показателей типа вероятности непосредственно наблюдаемыми величинами являются случайные числа событий: число отказов; число восстановлений; число предельных состояний в общем количестве наблюдений. С точки зрения объема априорных сведений, задачи статистической обра­ботки сводятся к двум вариантам.

1) Вид функции распределения наблюдаемой случайной величины извес­тен априори. В этом случае задача статистической обработки - получение оце­нок показателей надежности с учетом вида функции распределения и характера имеющегося статистического материала.

2) Вид функции распределения наблюдаемой случайной величины неиз­вестен или известен предположительно. Процесс статистической обработки в этом случае состоит из следующих этапов:

· построение вариационного ряда наблюденных значений;

· построение гистограммы распределения;

· выдвижение гипотезы о виде закона распределения;

· оценка точечных значений параметров функции распределения;

· проверка непротиворечивости результатов наблюдений принятой гипотезе;

· принятие решения о непротиворечивости выдвинутой гипотезы статистиче­ским данным;

· оценка интервальных значений параметров функций распределения и ПН (при положительных результатах предыдущего этапа).

В случае отрицательного результата процедуры проверки гипотезы про­цесс статистической обработки повторяется, начиная с этапа выдвижения гипо­тезы, о другом виде функции распределения.

Одной из особенностей информации в энергетике является то, что ре­зультаты наблюдений представляют собой, как правило, многократно усечен­ные выборки то есть, содержат кроме наработок до отказа и безотказные нара­ботки (от начала наблюдений или от последнего восстановления до прекраще­ния наблюдения). Характер статистического материала определяется в основ­ном следующими факторами: моментом начала и прекращения наблюдений; порядком ремонта (замены) отказавшего элемента; порядком контроля функ­ционирования объекта или системы в условиях эксплуатации. В зависимости от назначения объекта и конкретных условий его эксплуатации перечисленные факторы могут реализовываться в различных вариантах. В частности, контроль функционирования может быть непрерывным, периодическим, перед началом и (или) по окончании выполнения некоторого задания (объема работы).

Предусматриваются либо восстановления (замена) отказавших элементов непосредственно после отказов, либо эксплуатация без восстановления их до прекращения наблюдений. Может быть организовано одновременное начало наблюдений для всей совокупности объектов, начало и прекращение наблюде­ний- для отдельных элементов (экземпляров) в разное время. Наблюдения могут быть организованы до отказа всех элементов, части элементов, либо до истече­ния фиксированного времени (наработки). Однако в результате наблюдений (испытаний) получаются лишь три типа реализаций.

1) Полные реализации – наработки до отказа (между отказами или до предельного состояния) или отрезки времени от начала до окончания восстановле­ния (или время гранения до отказа).

2) Неполные реализации – безотказные наработки как результат прекра­щения наблюдений до наступления отказа (цензурированные).

3) Условные реализации – наработки на момент контроля, при котором обнаружен отказ (получаются в условиях, когда нет непрерывного контроля функционирования и момент отказа неизвестен).

Результаты наблюдений могут быть представлены графически схемой процесса испытаний и диаграммой реализаций (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Графическая иллюстрация результатов наблюдения: а) схема процесса наблюдений; б) диаграмма реализаций. Условные обозначения: х – момент отказа при полной реализации; • – момент окончания наблюдений при неполной реализации

Диаграмма реализаций наглядно и однозначно отражает специфику пору­ченного статистического материала и позволяет выбрать адекватные его харак­теру правила обработки для, получения точечных и интервальных оценок пара­метров функций распределения и показателей надежности.

Вопросы организации наблюдений, инженерной и статистической обра­ботки информации при оценках показателей надежности являются универсаль­ными. Они одинаково применимы к объектам разных, отраслей промышленно­сти, в том числе и энергетики, составным частям и элементам оборудования приборам и комплектующим изделиям. Основными специфическими особенно­стями являются четкое определение объекта исследования и формулировка критериев отказов (критического, существенного, несущественного, полного, частичного и т.п.). При этом в энергетике, определяя объект исследования и формулируя критерий отказа, необходимо учитывать и отражать наличие или влияние человека-оператора.

Контрольные вопросы

1) Какие задачи решаются на этапе сбора информации о надежности ЭЭС и СЭС?

2) Как организовать сбор статистической информации о показателях надежности исследуемых систем?

3) Какие показатели необходимо фиксировать при сборе первичной информации о надежности?

4) Что включают в себя формы учетных документов?

5) Какую информацию должна содержать форма донесения об отказе?

6) Какова основная классификация отказов в системах электроэнергетики?

7) Каковы особенности обработки статистической информации о надежности эле­ментов и систем электроэнергетики?

8) В чем состоит процесс статистической обработки исходной информации о надеж­ности?

9) Какие типы реализаций случайных процессов могут наблюдаться при сборе и об­работке информации о надежности?

Дата добавления: 2015-04-30