Методы оценки надежности. Лекция 9

1.

Лекция 9
Тема: Методы оценки надежности
Учебные вопросы:
1 Виды экспериментальных методов оценки
надежности;
2 Основные виды планов определительных
испытаний на надежность;
3 Принципы оценки надежности по результатам
эксплуатации;
4 Стандартизованные методы оценки соответствия
ЭРИ требованиям надежности.
1

2.

Вопрос 1 Виды экспериментальных методов оценки
надежности
Испытания на надежность - один из видов всесторонних
испытаний, которым подвергаются объекты в процессе
производства и сдачи заказчику.
Задачи испытания на надежность:
- оценка экспериментальным путем количественных
показателей надежности испытываемых объектов;
- выяснение и тщательный анализ причин отказов и
неисправностей и разработка рекомендаций по устранению
этих причин и повышению надежности.
2

3.

Испытания на надежность
(по целям при разработке)
Определительные
Проводятся с целью
оценки фактической
надежности
испытываемых
объектов. В результате
определительных
испытаний могут быть
получены либо
точечные, либо
интервальные оценки
показателей
надежности.
Контрольные
Специальные
Проводятся с целью оценки
соответствия фактического
уровня надежности
испытываемых объектов
заданному значению. При
проведении контрольных
испытаний не оценивается
количественно показатель
надежности, а определяется
лишь, хуже или лучше
заданного, уровень
надежности
испытываемых объектов.
Предназначены для
исследования некоторых
явлений, связанных с
оценкой надежности
(определение
долговечности,
исследование влияния
отдельных факторов на
показатели надежности
и т. д.).

4.

Приемы используемые при испытаниях на надежность с целью
снижения трудоемкости и стоимости:
- ускорение испытаний путем использования таких режимов,
которые приводят к ускорению процесса возникновения
отказов;
- прогнозирование отказов путем использования таких
признаков, которые позволяют предвидеть их возникновение,
а также индивидуального прогнозирования, основанного на
изучении процессов изменения параметров изделия;
- использование предварительной информации о надежности
испытуемого объекта, а также принципа накопления
информации, полученной из различных источников.

5.

Испытания на надежность
(по целям)
Для контроля технологического процесса и качества и
надежности серийной продукции
Приемосдаточные
Проводятся с целью
проверки соответствия
каждого экземпляра
объекта основным
требованиям
технических условий и
конструкторской
документации.
Периодические
Проводятся с целью
проверки соответствия
объектов всем требованиям
технических условий.
Типовые
(квалификационные)
Проводятся с целью
проверки соответствия
объектов требованиям
технических условий
при изменении
принципиальной схемы,
конструкции или
технологии изготовления
объектов.

6.

Проведению испытаний на надежность предшествует
подготовка, включающая в себя:
- выбор и согласование режимов эксплуатации объекта при
испытаниях (непрерывный или циклический);
- определение характера, вида и уровней внешних
воздействий (механических, климатических и др.);
- выбор объектов сбора статистики;
- установление порядка и правил контроля работоспособности
объекта;
- определение состава информации, которую необходимо
фиксировать для анализа и оценки надежности;
- определение правил прекращения испытаний;
- разработка форм учетных документов для фиксации
наработки и отказов;
- формирование и согласование критериев учитываемых
и не учитываемых при испытаниях отказов.

7.

Классификация отказов, учитываемых и не учитываемых при оценке надежности
Отказы, связанные с изменением
параметров (свойств) испытываемых
изделий
Отказы, не связанные с изменением
параметров (свойств) испытываемых
изделий
Отказы, происшедшие в условиях и
режимах, превышающие нормы
Отказы,
происшедшие в
условиях и
режимах ТУ
Отказы зависимые и возникающие в
форсированных условиях
Отказы, причины которых
исключены доработками
Отказы, учитываемые при оценке
надежности
Отказы
для
оценки
безотказности
Отказы
для
оценки
долговечности
Отказы, не учитываемые при оценке
надежности
Отказы
для
оценки
ремонтопригодности
Отказы
для
оценки
сохраняемости

8.

Вопрос 2 Основные виды планов определительных испытаний
на надежность
Оценкой показателя безотказности называют формальную
зависимость, связывающую зафиксированные в процессе
испытаний статистические, экспериментальные данные с
значением оцениваемого показателя.
Оценки показателей безотказности
Точечные
Интервальные
Оценка показателей безотказности ЭРИ может быть
достигнута различными путями (планами испытаний).
Наиболее распространенными планами определительных
испытаний являются:
План [NBN], План [NБT], План [NБr], План [NBT], План [NBr].
8

9.

План [NБN].
На испытания ставится N изделий. Отказавшие изделия не
подлежат замене, т.е. изделия безвозвратные Б.
Испытания продолжаются до отказа всех изделий.

10.

План [NБT].
На испытания ставится N изделий. Отказавшие изделия
безвозвратные. Испытания продолжаются до заданного
времени Т.

11.

План [NБr].
На испытания ставится N изделий. Отказавшие изделия
безвозвратные. Испытания продолжаются до получения
заданного числа отказов r.

12.

План [NBT].
На испытания ставится N изделий. В процессе испытаний
отказавшие изделия заменяются на новые из той же партии,
т.е.изделия возвратные В. Испытания продолжаются до
заданного времени Т.

13.

План [NBr].
На испытания ставится N изделий. Отказавшие изделия
возвратные. Испытания продолжаются до заданного числа
отказов r.

14.

Точечные оценки интенсивности отказов
(закон распределения отказов экспоненциальный)

15.

Интервальные оценки.
Доверительный интервал с заданной вероятностью
(доверительной вероятностью) «накрывает» истинное
значение искомого показателя.
где Hн Hв - нижняя и верхняя доверительные границы
определяемого показателя безотказности; Н - истинное
(неизвестное) значение определяемого показателя
безотказности; γ - доверительная вероятность, которая
выбирается из ряда чисел 0,8; 0,9; 0,95; 0,975; 0,99; 0,995.

16.

При небольшом числе наблюдений отказов (порядка 20 и менее), как
правило, используется χ2 – распределение (критерий Пирсона) при
определении доверительного интервала.
f(χ2)

17.

Формулы доверительных интервалов определения истинного значения λ при
вероятности а нахождения истинного значения λ вне доверительного
интервала.

18.

Вопрос 3 Принципы оценки надежности по результатам
эксплуатации
Подконтрольная эксплуатация серийной техники в естественных
условиях проводится с участием специально подготовленного
обслуживающего персонала, осуществляющего более подробный,
чем при обычной эксплуатации, контроль и учет технического состояния
элементов, блоков, устройств и РЭА.
Основная цель подконтрольной эксплуатации:
-определение степени соответствия показателей надежности
Объем испытаний может определяется по заданным требованиям к точности
и достоверности таких показателей, как схемно-конструктивное построение и
технология производства.
18

19.

20.

Математическое ожидание наработки РЭА на отказ определится из
выражения:
где n - число отказов; tjk— временной интервал между (j-1)-м и j-м
отказами; T0* - исследуемый поток интервалов.
Поскольку время подконтрольной эксплуатации ограниченно,
математическое ожидание определяется по среднему арифметическому
наработки на отказ:

21.

Зависимости доверительных интервалов от объема статистики
Коэффициент β характеризует меру отклонения случайной величины T0* от
значения параметра То и точность оценки.

22.

Вопрос 4 Стандартизованные методы оценки соответствия
ЭРИ требованиям надежности
Для оценки соответствия изделий требованиям к надежности
применяют следующие методы:
1. Расчетные;
2. Расчетно-экспериментальные;
3. Экспериментальные.
Контрольные испытания на безотказность
экспериментальные методы) включают в себя :
1. Кратковременные испытания;
2. Длительные испытания.

23.

Кратковременные испытания на безотказность
Кратковременные испытания на безотказность проводят на стадии
разработки, при постановке на производство (в составе квалификационных
испытаний) и в серийном производстве. Периодичность испытаний по
группе С устанавливают в стандартах и ТУ на изделия из ряда: месяц,
квартал или полугодие. При этом для испытаний продолжительностью
1000 ч устанавливают периодичность, равную кварталу полугодию
Длительные испытания на безотказность
Длительные испытания на безотказность проводят на стадии разработки,
при постановке на производство (в составе квалификационных
испытаний) и в серийном производстве, при необходимости, в составе
типовых испытаний.
Продолжительность испытаний устанавливают равной Tγ

24.

Оценка соответствия ЭРИ требованиям к сохраняемости
Испытания на сохраняемость проводят в виде нормальных и (или)
ускоренных испытаний, что устанавливают в стандартах и ТУ на изделия.
Нормальные испытания проводят методом длительного
хранения централизованно в государственных испытательных
центрах или на климатических испытательных станциях, или на
предприятиях-изготовителях.
Выбор климатических испытательных станций проводят с учетом условий
эксплуатации изделий, конструктивных особенностей изделий и
применяемых в них материалов.
Ускоренные испытания проводят на предприятиях-изготовителях или в
государственных испытательных центрах по нормативной документации,
согласованной с заказчиком.
Нормальные испытания на сохраняемость уникальных, дорогостоящих и
энергоемких изделий, как правило, проводят на предприятииизготовителе.

25. Спасибо за внимание!

25