- •Раздел 1 Основные термины и определения теории надёжности
- •1.1 Объект, система и элементы
- •1.2 Состояния и события
- •Постепенные – это отказы, которые наступают в результате длительного, постепенного изменения одного или нескольких параметров объекта.
- •1.3 Наработка и ресурс
- •1.4 Надежность
- •Раздел 2 Показатели надежности невосстанавливаемых объектов
- •2.1 Функции распределения и надёжности наработки до отказа
- •2.2 Плотность распределения наработки до отказа
- •2.3 Вероятности отказа и безотказной работы
- •2.4 Интенсивность отказов
- •2.5 Средняя наработка до отказа
- •Раздел 3 Законы распределения наработки до отказа
- •3.1 Экспоненциальное распределение
- •3.2 Нормальное распределение (распределение Гаусса)
- •3.3 Усечённое нормальное распределение
- •3.4 Логарифмически нормальное (логнормальное) распределение
- •3.5 Распределение Рэлея
- •3.6 Распределение Вейбулла
- •3.7 Гамма-распределение
- •3.8 Смесь распределений
- •Раздел 4 Потоки отказов и показатели надежности восстанавливаемых объектов
- •4.1 Понятие потока отказов. Простейший (пуассоновский) поток
- •4.2 Показатели безотказности
- •4.3 Показатели ремонтопригодности
- •4.4 Показатели долговечности
- •4.5 Комплексные показатели надежности
- •Раздел 5 Расчёт надёжности систем без учёта восстановления Расчёт надёжности системы – это определение её показателей надёжности по известным показателям надёжности элементов.
- •5.1 Основные этапы расчёта надежности
- •5.2 Способы соединения элементов и составление структурной схемы системы
- •5.3 Методы расчета надёжности невосстанавливаемых систем
- •5.3.1 Расчет надежности систем с последовательным и параллельным соединением элементов
- •5.3.2 Расчёт надёжности систем со сложной структурой
- •6.4 Резервирование систем
- •Раздел 6 Расчёт надёжности систем с учётом восстановления
- •6.1 Граф состояний системы
- •6.2 Расчет надежности восстанавливаемой системы с помощью уравнений типа массового обслуживания
- •6.3 Матрица состояний
- •6.3 Расчет надежности восстанавливаемой системы с помощью интегральных уравнений
- •Раздел 7 Оценка надёжности объектов по результатам испытаний
- •7.1 Виды испытаний на надежность
- •7.2 Определительные испытания
- •8.3 Контрольные испытания
- •Раздел 9 Обеспечение надёжности систем при эксплуатации
- •9.1 Организация эксплуатации
- •9.2 Классификация запасных частей
- •9.3 Организация пополнения запаса
- •9.4 Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей с периодическим пополнением по вероятности достаточности
- •9.5 Расчет количества восстанавливаемых запасных частей по вероятности достаточности
- •9.6 Техническое обслуживание
- •Раздел 10 Диагностика автоматизированных систем
- •10.1 Классификация видов диагностирования
- •10.2 Классификация методов диагностирования
- •10.3 Показатели диагностирования
- •10.4 Математические модели объектов диагностирования
- •10.5 Системы технического диагностирования
- •10.6 Таблица функций неисправностей (тфн)
- •10.7 Алгоритмы диагностирования
- •Раздел 11 Анализ надежности программного обеспечения
- •11.1 Основные понятия надежности программного обеспечения
1.3 Наработка и ресурс
Наработка – это продолжительность или объём работы объекта.
Наработка до отказа – это наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа. Величина наработки до отказа зависит от случайных отклонений технологических условий изготовления отдельных элементов от номинальных, различия условий транспортировки, монтажа, наладки и не будет одинаковой у различных объектов даже при абсолютно одинаковых условиях эксплуатации. К тому же сами условия эксплуатации (температура, вибрация, качество технического обслуживания, частота включения и т. д.) в определенной степени отличны друг от друга, поэтому эта величина случайна. Наработка до отказа не всегда измеряется единицами времени, а может измеряться и числом включений (срабатываний, циклов). Однако для большей части объектов наработка до отказа измеряется единицами времени.
Наработка между отказами – это наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.
Технический ресурс – это наработка объекта от начала эксплуатации или возобновления эксплуатации после ремонта до наступления предельного состояния.
Технический ресурс может быть регламентирован, например, от начала эксплуатации до среднего или капитального ремонта, от среднего до капитального ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов.
Назначенный ресурс – это суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от его состояния.
Срок службы – это календарная продолжительность эксплуатации (в том числе, хранение, ремонт и т. п.) от ее начала до наступления предельного состояния.
Пример. На рис. 1.2 приведен график эксплуатации объекта.
– начало эксплуатации;
, – моменты отключения объекта по технологическим причинам;
, , – моменты включения объекта в работу;
– момент вывода объекта в ремонт;
– момент прекращения эксплуатации;
– момент отказа объекта.
Рис.1.2 Временной
график эксплуатации объекта
Технический ресурс (наработка до отказа)
.
Назначенный ресурс
.
Срок службы
.
1.4 Надежность
Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортировки.
Понятие надёжности имеет ряд особенностей:
надёжность, как свойство объекта, не может быть выражена количественно;
надёжность объекта проявляется с течением времени;
надёжность зависит от условий эксплуатации и режимов применения объекта.
Надежность включает в себя четыре составляющие:
безотказность;
ремонтопригодность;
долговечность;
cохраняемость.
Безотказность – это свойство объекта сохранять работоспособность (выполнять свои функции с эксплуатационными показателями не хуже заданных) в течение требуемого интервала времени непрерывно, без вынужденных перерывов. Безотказность является наиболее важной компонентой надежности, так как она отражает способность длительное время функционировать без отказов. Безотказность объектов в решающей степени влияет на эффективность их использования и определяется количеством и безотказностью составляющих, режимом их работы, наличием резервирования, параметрами окружающей среды (температурой, запыленностью) и др.
Ремонтопригодность – это свойство объекта, которое заключается в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению причин возникновения отказов, а также поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Ремонтопригодность зависит от структуры и составляющих объекта, а также от использования средств встроенного контроля работоспособности и диагностики. Следует отметить, что характеристики ремонтопригодности существенно зависят не только от свойств самого объекта, но и от квалификации обслуживающего персонала и от организации эксплуатации.
Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Долговечность объекта зависит от долговечности технических средств и от подверженности объекта моральному старению.
Сохраняемость – это свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и/или транспортирования. Сохраняемость характеризует поведение объекта в условиях, весьма существенно отличающихся от условий эксплуатации. Прежде всего во время хранения и транспортирования объект находится в выключенном состоянии. Кроме того, есть различия в температуре окружающей среды, влажности, других климатических условиях, механических нагрузках.