Прогнозирование надёжности. Физические основы отказов и их вероятностные модели

Лекция №8

До недавнего времени при оценке показателей надёжности использовали термин «расчёт». Однако недостаточная точность методов расчёта показателей надёжности затрудняет непосредственное использование полученных результатов.

Пример: используется сравнительный расчёт по известной конструкции, по которой есть экспериментальная информация по надёжности, и новой. Если новая конструкция по результатам расчёта лучше на 20%, то делается вывод о пропорциональном увеличении ее надёжности и в условиях эксплуатации.

В последнее время эту неопределённость пытаются разрешить на основе использования методов прогнозирования.

Прогнозирование – процесс получения прогноза как вероятностного научно обоснованного суждения о возможных состояниях исследуемого явления в будущем.

Теория прогнозирования надёжности механических систем рассматривает следующий алгоритм процесса прогнозирования:

1. представление структуры машины в виде иерархической системы «детали – сборочные единицы – машина»;

2. определение спектров нагрузки;

3. формирование моделей повреждений;

4. установление критериев отказов и предельных состояний;

5. определение (расчёт) численных значений показателей надёжности;

6. оценка достоверности прогноза;

7. корректировка показателей надёжности.

При проектировании механических систем на разных этапах прогноз надёжности опирается на разный объём информации – поэтому процесс прогнозирования должен строиться как непрерывный - прогноз корректируется за счёт учета новой информации.

На сегодня единой и общепринятой методологии прогнозирования показателей надёжности нет. В качестве примера можно привести следующие подходы:

Основными методами прогнозирования являются:

- математический – построение модели изменения параметров надёжности во времени и определение интересующих показателей по этой модели. Модель строится на информации о надёжности прототипов, поэтому плохо подходит для вновь проектируемых машин, если есть принципиальные новации.

Пример- использование корреляционных уравнений долговечности.

- Эвристический – метод экспертных оценок.

При расчёте показателей надёжности на основе моделей повреждений и нагруженности, когда не используется экспериментальная информация по результатам эксплуатации прототипов, тоже является примером эвристического (интуитивного) прогнозирования.

В результате получается несколько вариантов оценок – прогнозов, каждый из них при наличии недостатков содержит и содержательную информацию. В этих условиях целесообразно использование комбинированного прогноза, когда используются результаты как минимум двух оценок, которые осредняются (иногда с учётом весовых коэффициентов). При этом единственное ограничение – оценки должны быть непротиворечивы.

Если оценки две, то их непротиворечивость поверяют сравнением средних по Стьюденту.

Дата добавления: 2014-01-07