Основные показатели – вероятность безотказной работы и средняя наработка до отказа.
2.1.1. Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.
К примеру, если задана кривая плотности распределения f(x) и задана наработка х1 , то вероятность безотказной работы в интервале наработки от 0км. до х1 км. составит в соответствии с зависимостью (1)
∞
Р(х1) = ∫ f(x) dx, (1)
x где f(x) – плотность распределения наработки системы до отказа.
Вероятность безотказной работы связана с вероятностью отказа (функцией распределения наработки системы до отказа)
x
P(x1) = 1 – F(x1), F(x1) = ∫ f(x) dx (2)
0
По статистическим данным об отказах в течение заданной наработки х1, полученным из эксплуатации или в ходе испытаний можно получить статистическую оценку вероятности безотказной работы
P(x1) = N(x1) ∕ N0 = [ N0 – n(x1)] / N0 , (3)
где
Р(х1) – статистическая оценка вероятности безотказной работы;
N0 – общее число испытывавшихся образцов;
N(x1) – число работоспособных образцов при достижении заданной наработки х1;
n(x1) – число отказавших образцов за время испытаний.
Вероятность безотказной работы обладает следующими положительными качествами:
- достаточно просто определяется по статистическим данным об отказах;
- является интервальной оценкой;
- весьма полно определяет надёжность невосстанавливаемых систем;
- используется при оценке таких важных показателей техники, как эффективность, живучесть, безопасность, риск.
Основной недостаток этого показателя выясняется при оценке восстанавливаемых систем, так как в этом случае его можно применять как показатель безотказности только при наработке до первого отказа.
2.1.1.2.Средняя наработка до отказа – математическое ожидание наработки системы (объекта) до первого отказа.
Величину средней наработки до первого отказа определяют по формуле
∞
T1 = ∫ x f(x) dx (4)
0
Интегрируя (4) по частям, получим
∞ ∞ ∞ ∞
T1 = ∫ x f(x) dx = – ∫ x P′(x) dx = – x P(x)| + ∫ P(x) dx.
0 0 0 0
Первое слагаемое равно нулю, так как: при х=0, Р(х=0) = 1; при х=+∞, Р(х=+∞)=0.
Следовательно, среднюю наработку до первого отказа можно вычислять по формуле ∞
Т1 = ∫ Р(х) dx. (5)
0
Статистическая оценка средней наработки до первого отказа определяется следующей зависимостью N
T1 = (1 / N0) ∑ xi, (6)
i =1
где
N0 – общее число испытывавшихся образцов;
xi – наработка до первого отказа i –го образца.
Средняя наработка до отказа является интегральным и очень наглядным показателем надёжности.