Расчет показателей надежности по данным эксплуатации

Особенности эксплуатационной информации.

Работу по сбору и анализу эксплуатационной информации о надежности проводят эксплуатирующие, проектные и исследовательские организации совместно с предприятиями промышленности. Учитывая разнообразие видов этой информации, решить проблему рациональной организации ее обработка невозможно без создания автоматизированных систем сбора и обработки информации. При создании таких систем должны быть в полной мере использованы возможности современной вычислительной техники.

Проблема стыковки подсистем сбора информации и ее обработки является важной. Для эффективной работы системы в целом необходимо решить проблему представления эксплуатационной информации в виде, пригодном для непосредственной обработки на ЭВМ. Для этого должны быть разработаны специальные карты по учету эксплуатационной Виде, пригодном для непосредственной обработки на ЭВМ. Для этого должны быть разработаны специальные карты по учету эксплуатационной информации, которые должны быть составлены таким образом, чтобы не обременять обслуживающий персонал их заполнением. А информация с этих карт должна быть поступать непосредственно в ЭВМ для обработки. Поэтому должны быть созданы специальные средства кодирования информации, содержащейся в картах. Полученную статистическую информацию следует подвергать качественному и количественному анализу. Качественный анализ проводят с целью определения качественных характеристик надежности, к которым относят характеристики отказа; причины повреждений, разрушений и т.п. Количественный анализ необходим для оценивания показателей надежности, параметров и функций распределения и установления взаимосвязей между показателями и влияющими на них факторами. При проведении качественного и количественного анализа следует отсеивать недостоверную информацию, проверять однородность информации (не допускаются объединение и обработка данных, полученных в существенно различных условиях); отбирать информацию для разработки мероприятий по повышению надежности элементов и систем.

Для оценивания показателей надежности пот результатам эксплуатации оборудования необходима информация о наработках его до отказа. Наработки могут быть выражены в часах непрерывной работы, календарному времени, числе коммутации и т.д. Совокупность наработок до отказа образует выборку объема m. Обязательное условие образование выборки- случайность выбора. При нарушении случайности выбора статистическую информацию использовать для оценивания надежности не рекомендуется, так как оценки показателей надежности смещаются относительно их истинных значений. Нарушение случайности может быть априорным и апостериорным. Первый- априорный тип нарушения случайности- предвзятый отбор элементов для наблюдений (например, при проведении испытаний могут быть специально отобраны конструктивно улучшенные элементы и т.д.), т.е. такой выбор повлечет смещение оценок надежности при распространении их на массовую продукцию. Второй – апостериорный тип нарушения случайности – обычно возникает при образовании выборки по результатам эксплуатации.

Статистическая информация, поступающая из эксплуатации, имеет специфические особенности, связанные с понятием «цензурирование». Это понятие обозначает прекращение эксплуатации изделия, за которым ведут наблюдение, по причине, не имеющей отношения к надежности. Например, цензурирование может быть вызвано выходом из эксплуатации судна, окончанием навигации, авариями, отказами других систем, в составе которых функционирует наблюдаемый объект. Наработки в этом случае будут усеченными или иначе их называют  цензурированными. Отбрасывание цензурированных наработок при

математической обработке приводит к существенным погрешностям оценок показателей надежности. Кроме того, при таком подходе пол­ученную из эксплуатации информацию используют не полностью.

Необходимо получить наработки до отказа в пригодном для коли чественной оценки надежности виде. В этой связи можно рассмотреть планы наблюдений. Различают следующие планы наблюдений [N, U,N], [N,U,T], [N,U,r], [N,R,T], [N, R, г] (рис.3.1). Графически наработки принято обозначать отрезком прямой, длина которой про­порциональна наработке; известный момент начала наблюдения по­мечают кружком, момент отказа — крестиком, а момент "цензури­рования" — вертикальной чертой. Буквы, U, R обозначают: U — невосстанавливаемые и незаменяемые детали при. наблюдениях в случае отказа; R — невосстанавливаемые, но заменяемые дета­ли при наблюдениях в случае отказа.

План [N, U, N] соответствует ситуации, когда взято под контроль r N объектов и каждый из них работает до отказа (рис. 3.1, а). Символ U означает, что объект после отказа снимают с учета. Реализация такого плана дает классический образец выборки, но выполнить такой план наблюдений в условиях эксплуатации практически очень сложно, так как эксплуатация судов происходит навигационными циклами и объ­екты могут быть сняты с эксплуатации по причинам, не зависящим от надежности. Кроме того, реализация такого плана может занять слиш­ком много времени (N -последнее-без ограничения времени наблюдения)

План [N, U, Т] соответствует ситуации, когда под учет взято N объектов. Наблюдение ведут до наперед заданного времени Т. При этом из N изделий отказывает некоторое случайное число r. Осталь­ные N — r объектов отрабатывают время Т безотказно. При использо­вании такой информации нельзя из наблюдений выбрасывать N — r   наработок, не завершенных отказами. Обработка информации без уче­та N -— r неотказавших изделий приводит к серьезным ошибкам. Гра­фическое представление плана [N, U, T ] приведено на рис. 3.1, б.

План [N, U, r] соответствует ситуации, когда под наблюдение взято N изделий, которые работают до появления наперед заданного числа отказов r < N. При этом остальные N — rобъекты отрабатывают безотказно. Графический план [N, U, r ] представлен на рис.3.1, в.

План |N, R, Т] соответствует ситуации, когда число объектов, взятых под наблюдение, равно N. Символ R обозначает, что после отказов наблюдаемые образцы заменяют новыми, за которыми опять ведут наблюдение. Подконтрольную эксплуатацию прекращают в за­ранее установленный момент времени Т. За это время отмечено rотка­зов. При реализации этого плана наблюдалось N + r наработок. Число отказов при таком плане наблюдений является случайной величиной. Графическое представление плана наблюдений дано на рис.3.1, г.

План [N, R, r] соответствует ситуации, когда под наблюдение

Рис.3.1. Графическое представление планов наблюдений

a— [N,U,N];б — [N,U,T];в— [N,U,r];г— [N,R,T];д— [N, R,r]

N- количество объектов

Т-ограничение времени наблюдения

R- вышед. из строя детали ремонтир.

U-вышед. из строя детали восстан.

взято N объектов. После отказов наблюдаемые детали заменяют новы­ми, за которыми также ведут наблюдения. Контрольную эксплуатацию прекращают при достижении заранее установленного числа отказов r. Число наблюдаемых наработок будет в данном случае равно N + r. Графическое представление плана наблюдений приведено на рис. 3.1, д.

Наблюдения по планам [N,R,T] и [N,R,r] характеризуют после­довательные процессы отказов объектов и замен отказавших деталей. Время замены деталей соответствует существенно более короткому отрезку времени по сравнению с наработками до отказа. Поэтому дли­тельность замены можно не учитывать.