Показатели безотказности

Показатели надежности

Надежность – это свойство объекта сохранять во времени свою работоспособность.

Основные термины и определения по надежности:

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Т.е. работоспособность – это не только «способность объекта работать» (выполнять необходимые функции), но и способность его выходных параметров находиться в допустимых пределах.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности.

Неисправность – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований технической документации.

Время работы объекта до отказа, выраженное в часах, называется наработкой до отказа.

Надежность объекта обусловливается следующими свойствами (рисунок 1.1):

Безотказность – свойство объекта сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению (осмотр, диагностика) и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и транспортирования.

			Свойства надежности		Показатели свойств надежности
			Безотказность		Вероятность безотказной работы
				Вероятность отказа
				Интенсивность отказов
				Плотность вероятности
Надежность
		Ремонтопригодность		Время на восстановление
			Время технического обслуживания
			Затраты на восстановление
		Долговечность		Наработка до отказа
			Коэффициент технического использования
				Коэффициент готовности
			Сохраняемость		Срок сохраняемости

Рисунок 1.1 - Основные показатели свойств надежности

Вероятность безотказной работы - коэффициент надежности - вероятность того, что в заданном промежутке времени (или в пределах заданной наработки) отказ не произойдет. Значение P(t) может находиться в пределах от 0 до 1 (рисунок 1.2).

Вероятность безотказной работы и вероятность отказа образуют полную группу событий:

.

Допустимое значение выбирается в зависимости от степени опасности отказа. Следует иметь ввиду, что применение без указания периода времени , в течение которого рассматривается работа объекта, не имеет смысла.

Рисунок 1.2 – Зависимость вероятности безотказной работы Р(t) объекта

от времени его эксплуатации

На рисунке 1.2 приведен пример функции безотказной работы изделия Р(t). Пунктиром показана кривая вероятности отказов F₁(t), которая симметрична по отношению к Р₁(t).

Из графика видно, что для данного изделия при его работе в течение t= T₁ безотказность работы весьма высокая, так как Р₁(t) ≈ 1, а при t= T₂ значение Р₁(t)≈0,8. Кривая Р₂(t) для более надежного изделия, для которого область безотказной работы значительно больше и, например, при t= T₂ значение
Р₂(t) ≈ 1.

Интенсивность отказов l(t) – условная плотность вероятности возникновения отказа. Определяется из опыта в процессе эксплуатации или при проведении специальных испытаний для оценки надежности аппаратов.

,

где n – число отказавших объектов за время t; N – среднее число исправно работающих объектов за то же время.

Участок 0—t₁ (рисунок 1.3), где интенсивность отказов уменьшается, называется периодом приработки. В период приработки в основном проявляются конструктивные, технологические и производственные дефекты. Приработочные отказы порождены неидеальностью технологии изготовления деталей, сборки узлов и агрегатов и контроля. Отказы в период приработки объясняются в основном моделью «слабого» звена.

Рисунок 1.3 – Зависимость интенсивности отказов от времени работы

Участок t₁ – t₂ — стабилизация интенсивности отказов λ(t), стабилизация силы трения и температуры, рабочей жидкости - период нормальной эксплуатации. На этом участке интенсивность отказов устанавливается примерно постоянной и определяется случайными, в основном внезапными отказами из-за влияния эксплуатационных факторов.

t₂ - интенсивность отказов растет. Механизм отказов на этом участке объясняется моделью старения, износа и усталости.

Плотностью вероятности f(t) называется отношение числа отказавших аппаратов в единицу времени к числу аппаратов, первоначально установленных на испытание, при условии, что отказавшие аппараты не восстанавливаются и не заменяются новыми: