Роль эксперимента в оценке надежности

Роль эксперимента в оценке надежности огромна. Достаточно сказать, что эксперимент (в частности, статистический эксперимент) является единственным источником объективной информации о надежности. Только эксперимент (в реальной или опытной эксплуатации, а также при специальных испытаниях аппаратуры) позволяет получить показатели надежности элементов, необходимые для теоретического расчета надежности систем. Не имея же данных о надежности элементов, невозможно рассчитать надежность системы, а в этой ситуации становится бесполезным любой теоретический анализ моделей надежности.

Однако эксперимента с элементами системы (первичного эксперимента) для оценки надежности недостаточно. Проводимые на этапе проектирования теоретические расчеты, обладая тем бесспорным достоинством, что они позволяют оценить надежность систем еще до их изготовления, являются все же прогнозом, содержащим даже при абсолютно достоверной информации о надежности элементов большую или меньшую методическую погрешность.Наличие этой погрешности объясняется двумя причинами: 1) несовершенством математической модели надежности, так как в ней отражаются не все, а лишь наиболее существенные факторы, влияющие на надежность; 2) нарушениями в реальной системе (хотя и небольшими в хорошей модели) тех допущений, которые приняты в процессе формирования математической модели надежности.

Поэтому для подтверждения прогнозируемых теоретическим расчетом показателей надежности систем необходим вторичный эксперимент над опытными образцами изделия или их макетами. Вторичный эксперимент имеет некоторые особенности по сравнению с первичным экспериментом.

Элементы обычно обладают высокими показателями надежности (средняя наработка до отказа равна десяткам, сотням тысяч и даже миллионам часов). Однако их производство, как правило, является массовым, и поэтому имеется принципиальная возможность проводить испытания большого числа элементов (тысячи, десятки и даже сотни тысяч). Иное дело с системами. Здесь количество испытываемых образцов исчисляется десятками, реже сотнями. В высоконадежных изделиях, где применено глубокоеструктурное резервирование, для получения хороших оценок надежности необходимо длительное наблюдение, иначе оценки могут значительно отличаться от реальных показателей надежности.

Часто не удается собрать статистику об отказах малосерийных и уникальных изделий в течение всей их жизни до морального старения. Поэтому иногда ставят под сомнение необходимость теоретических расчетов для таких систем, так как их результаты не удается подтвердить экспериментально.

Противоположная точка зрения, согласно которой теоретические расчеты необходимы и для уникальных систем, основана на том, что последние обычно содержат большое число элементов, что позволяет получить хорошие экспериментальные оценки надежности входящих в систему блоков и устройств. Кроме того, при наличии достоверной информации о надежности блоков и устройств совершенствование математической модели позволяет снизить методическую погрешность до довольно низкого уровня. При этом по мере усложнения модели необходимо широкое применение методов статистического моделирования.

Дата добавления: 2014-01-04