Наработка на отказ

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.
Для улучшения этой статьи желательно:

  • Проверить достоверность указанной в статье информации.

Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

Сре́дняя нарабо́тка на отка́з (англ. Mean time between failures, MTBF) — технический параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемого прибора, устройства или технической системы.

Средняя продолжительность работы устройства между отказами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается в часах.

T = ∑ 1 m t i m {\displaystyle T={\sum _{1}^{m}t_{i} \over m}}

где ti — наработка до наступления отказа i; m — число отказов.

Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.

Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.

Средняя наработка до отказа (англ. Mean time to failure, MTTF) — эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство не восстанавливаемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклах включения-выключения и др.

Определение по ГОСТ

ГОСТ 27.002-89 определяет данные параметры следующим образом:

  • Наработка между отказами (англ. Operating time between failures) — наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.
  • Наработка до отказа (англ. Operating time to failure) — наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.
  • Средняя наработка на отказ (англ. Mean operating time between failures) — отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.
  • Средняя наработка до отказа (англ. Mean operating time to failure) — математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Зарубежная терминология

В английской литературе MTBF (англ. Mean time between failures — среднее время между отказами, наработка на отказ) — среднее время между возникновениями отказов.; термин обычно касается работы оборудования. Единица размерности — час.

Системы, связанные с обеспечением безопасности, можно условно подразделить на две категории:

  • работающие в режиме низкой частоты запросов;
  • и в режиме высокой частоты запросов (непрерывно).

IEC 61508 (англ.)русск. количественно определяет эту классификацию, устанавливая, что частота запросов на работу системы обеспечения безопасности не превышает одного раза в год в режиме низкой частоты запросов, и более раза в год в режиме высокой частоты запросов (непрерывной работы).

Значение SIL (англ.)русск. для систем обеспечения безопасности с низкой частотой запросов непосредственно зависит от диапазонов порядков средней вероятности того, что она не сможет удовлетворительно выполнить свои функции по обеспечению безопасности по запросу, или, проще говоря, от вероятности отказа при запросе (PFD). Значение SIL для систем обеспечения безопасности, работающих в режиме высокой частоты запросов (непрерывно) непосредственно зависит от вероятности возникновения опасного отказа в час (PFH).

  • PFD (Probability of Failure on Demand, Вероятность отказа при запросе) — средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу.
  • PFH (Probability of Failure per Hour, Вероятность возникновения отказа за час) — вероятность возникновения в системе опасного отказа в течение часа.
  • MTTR (Mean Time to Restoration, Среднее время до восстановления работоспособности) — среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа.
  • DC (Diagnostic Coverage, Диагностическое покрытие) — отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов.

В свою очередь, λ = частота отказов = 1/MTBF (для экспоненциального распределения отказов)

Примеры расчетов

Для устройства с технической характеристикой MTTF, равной 1 000 000 часов

Для одного устройства:

  • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 1 000 000 часов (~114 лет) равна: 50,000 %
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 100 000 часов (~11 лет) равна: 6,697 %
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 87660 часов (10 лет) равна: 5,895 %
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 43830 часов (5 лет) равна: 2,992 %
  • Расчётная вероятность отказа устройства для времени 8766 часов (1 год) равна: 0,606 %

Для двух устройств. Отказ хотя бы одного устройства:

  • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) равна: 75,000 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 100 000 часов (~11 лет) равна: 12,945 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 87660 часов (10 лет) равна: 11,443 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 5,895 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из двух устройств для времени 8766 часов (1 год) равна: 1,208 %

Для двух устройств. Отказ всех устройств:

  • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) равна: 25,000 %
  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 100 000 часов равна: 0,448 %
  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 87660 часов (~11 лет) (10 лет) равна: 0,348 %
  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 0,09 %
  • Расчётная вероятность отказа сразу 2 устройств для времени 8766 часов (1 год) менее 0,0003 %

Для 10 устройств: Отказ хотя бы одного устройства:

  • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) равна: 99,902 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 100 000 часов (~11 лет) равна: 50%
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 87660 часов (10 лет) равна: 45,535 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 26,2 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 10 устройств для времени 8766 часов (1 год) равна: 5,895 %

Для 100 устройств: Отказ хотя бы одного устройства:

  • Техническая характеристика MTTF устройства 1 000 000 часов
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 1 000 000 часов (114 лет) близка к 100 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 100 000 часов (~11 лет) равна: 99,902 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 87660 часов (10 лет) равна: 99,77 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 43830 часов (5 лет) равна: 95,207 %
  • Расчётная вероятность отказа хотя бы одного из 100 устройств для времени 8766 часов (1 год) равна: 45,535 %

Примечания

  1. Использование ControlLogix в приложениях SIL2. Справочное руководство по обеспечению безопасности Rockwell Automation. Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004
  2. С равномерным распределением во времени вероятности отказа

См. также

  • Показатели надежности
  • Интенсивность отказов

Наработка на отказ – это технический показатель, который показывает степень надежности восстанавливаемого прибора, технической системы либо иного устройства. Степень надежности в строительстве зависит от большого количества факторов, причем основная масса из них носят случайный характер. Проблема степени надежности зависит от множества критерий.
Основные эксплуатационные показатели:
• наработка – общая продолжительность работы изделия. В зависимости от назначения разделяют месячную и суточную наработку, гарантийную наработку, наработку на отказ и т.д.
• наработка на отказ – средний показатель наработки между отказами для ремонтируемых изделий. В случае если этот показатель выражен во временных единицах, то можно применять термин «среднее время безотказной работы».
• гарантийная наработка – это наработка изделия, у которой до определенного срока гарантируется выполнение всех основных требований при условии соблюдений правил эксплуатации, хранения и транспортировки. Данный гарантийный срок устанавливается, согласно договора в сопроводительной технической документации.
• безотказность — это способность изделия сохранять рабочеспособное состояние в течение определенного времени без перерыва;
• ремонтоспособность – способность к обнаружению и устранению выявленных отказов;
• долговечность – свойство прибора сохранять свое исправное состояние вплоть до предельного состояния. Определяется предельное состояние технепригодностью устройства.
• сохраняемость – способность прибора сохранять свои эксплуатационные характеристики не только в течение определенного срока хранения, но и по его окончание;
• интенсивность отказа .
Надежность строительного производства характеризуется следующими критериями: долговечность, безотказность, сохраняемость, ремонтопригодность, работоспособность и т.д. Отказы в производственном цикле могут быть отнесены к случайным процессам. Все количественные показатели степени надежности могут носить вероятностный характер.
Критерии надежности имеют свои показатели и определения. Такой критерий как «безотказность» имеет следующие показатели надёжности:
• средняя наработка на отказ – ожидание наработки до отказа. Отношение наработки к ожиданию числа отказов;
• степень вероятности безотказной работы – вероятность отсутствия отказа в пределах определенного потока функционирования;
• средняя наработка между отказами – определенная продолжительность, которая была выполнена до ввода объекта в эксплуатацию или до наступления события;
• интенсивность отказов.
Ремонтопригодность характеризуется следующими показателями надёжности:
• вероятность восстановления;
• средний промежуток простоя и восстановления;
• скорость восстановления.
Безотказность характеризуется следующими показателями надежности:
• коэффициент готовности;
• коэффициент использования и простоя;
• коэффициент рабочей готовности.

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.

Наработка на отказ — технический параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемого прибора, устройства или технической системы.

Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается обычно в часах.

Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.

Наработка до отказа — эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклов включений и др.

Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.

Т = 1/m * Σti

где ti — наработка i-го объекта между отказами; m — число отказов.

ГОСТ 27.002-89 определяет данные параметры следующим образом:

  • Наработка на отказ (или средняя наработка на отказ) англ. Mean operating time between failures — отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.
  • Наработка до отказа англ. Operating time to failure — Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Среднее время безотказной работы системы

Среднее время безотказной работы (средняя наработка на отказ) — для невосстанавливаемых (неремонтируемых) систем — это математическое ожидание времени работы системы до отказа:

Пределы несобственного интеграла изменяются от 0 до ∞, так как время не может быть отрицательным; — есть плотность вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента. — есть вероятность безотказной работы в интервале времени . В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность равна нулю. Вероятность связана с плотностью вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента следующим образом:

Проинтегрировав выражение для по частям, получим:

Графически полученное выражение для представлено на рисунке как площадь под графиком вероятности безотказной работы Р(T) от времени T. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность P(T) равна нулю.

Здесь — случайное время работы системы до отказа или наработка на отказ для невосстанавливаемого элемента или системы.

  1. Использование ControlLogix в приложениях SIL2. Справочное руководство по обеспечению безопасности Rockwell Automation. Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004

> См. также

Показатели надежности

Ссылки

  • Гамма-процентная наработка до отказа по ГОСТ 27.002-89
  • ГОСТ 27002-89
  • Калькулятор MTBF
  • Статья: MTBF (наработка на отказ) и гарантия в мире компьютеров. Что важно?

>MTBF (наработка на отказ) и гарантия в мире компьютеров. Что важно?

Введение

Разработчик – производитель – продавец – покупатель. Этот стандартный путь проходит любое устройство, будь то электронный блок для космического телескопа или ПК на вашем рабочем столе. И на каждом этапе используются результаты анализа, выполненного с помощью теории надежности.

Как известно, покупатели делятся на две принципиально разные категории: частные лица и фирмы. Корпоративный покупатель обеспечен внимательным отношением, так как он умеет не только защищаться, но и выбирать продавца с подходящей репутацией. А обычный покупатель и защищен плохо, и считать ему приходится каждый рубль. О нем и пойдет речь.


Не все вещи доживают до конца гарантии

Когда такой покупатель приходит в магазин компьютерной техники, один из главных вопросов, который его волнует – надежность устройства. Каждому хочется, чтобы его ПК устарел морально и физически, будучи в рабочем состоянии, и чтобы не пришлось через месяц после окончания гарантийного срока мучиться вопросом «что полетело?» и «во что обойдется теперь ремонт?».

Что такое MTBF, «наработка на отказ» или «ресурс»

Согласно ГОСТ 27.002-89 для оценки надежности используются следующие термины, с которыми мы сталкиваемся в магазине: «наработка на отказ» – наработка от окончания восстановления работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. Это в случае ремонтопригодной продукции. Эквивалент в английской литературе – MTBF (Mean (operating) time between failures) – среднее время между отказами. В случае продукции не подлежащей ремонту используется термин «наработка до отказа» – наработка от начала эксплуатации до возникновения первого отказа. Эквивалент в английской литературе – MTTF (Mean (operating) time to failures) – среднее время до отказа.

Часто встречается также термин Lifetime warranty. Это, как правило, гарантия соответствия параметров изделия на все время его эксплуатации. Некоторые фирмы ограничивают гарантию каким то количеством лет (обычно не больше пяти) после прекращения выпуска данного изделия или изделия способного его заменить. Поэтому, если эти нюансы принципиальны, то в спецификации желательно прочесть, что подразумевает производитель под lifetime warranty.


100 лет может прожить только танк… в мирное время

Покупая то или иное устройство, мы можем, наряду с гарантийным сроком, столкнуться с упомянутой терминологией. Если продавец сообщает, что у выбранного вами процессора, который не подлежит ремонту, MTBF составляет 500000 часов – это неправильно. Для процессора должно быть указано MTTF. MTBF должно употребляться только для ремонтопригодных устройств.

Терминология, используемая производителем и продавцом, употребляется иногда достаточно вольно, так как юридически все определяет описание того в каком значении применен данный термин к данному устройству. Это должно присутствовать в прилагаемых документах. «Уши» такого подхода «растут» из принципов регулирования главного рынка планеты – США, которые вырабатываются Федеральной Комиссией по Торговле (The Federal Trade Commission).

Как оценивается MTBF? Это иллюстрирует нижеследующая диаграмма, где приведена U-образная кривая интенсивности отказов (bathtub curve) для электронного устройства некоего научного оборудования, чтобы читатель мог видеть, что можно иметь в идеале при покупке электроники, в том числе компьютерной.

По вертикальной оси отложена вероятность выхода устройства из строя. По горизонтальной оси – время без соблюдения масштаба. Левая кривая перед красной границей соответствует длительности времени в течение которого большая часть устройств выходит из строя при наличии брака. На этом этапе бракованные устройства для научного оборудования отсеиваются сразу же, на заводе при стрессовых испытаниях. Это возможно, т.к. длительность выявления брака не превышает 50 часов и число устройств не велико.

Для комплектующих обычных компьютеров длительность нисходящей кривой значительно больше. В этом случае, для получения информации о длительности периода, когда проявляется заводской брак, очень важны рекламации от покупателя, потому что невозможно выискивать дефекты в течение месяцев на заводе у многих тысяч устройств. К тому же, некоторые наименования комплектующих ПК за год устаревают и сходят с рынка.

Далее следует вторая горизонтальная часть кривой, когда вероятность отказа примерно постоянна. Длительность ее и есть MTBF. Половина этой длительности часто берется производителем в качестве ориентира для определения гарантийного срока.

Справа от красной границы, после окончания срока MTBF, кривая демонстрирует увеличение вероятности отказов. Имеются ввиду не только поломки, но и отклонение параметров работы изделия от требуемых. Это увеличение вероятности выхода обусловлено тем, что ряд элементов в устройстве достигает своего жизненного предела из-за технологии изготовления, т.е. наступает технологический износ элементной базы. Таким образом, время MTBF статистически определяет время работоспособной жизни устройства при заданных условиях эксплуатации.

  • 1
  • 2
  • 3
  • Вперед »
  • Конец
  • Все

Средняя наработка на отказ

  • •Теория надёжности
  • •1. Введение 7
  • •2. Основные понятия и определения теории надёжности 8
  • •3. Показатели надёжности 18
  • •4. Расчёт надёжности по внезапным отказам 44
  • •5. Надёжность резервированных систем 55
  • •6. Испытания на надёжность 76
  • •7. Статистические характеристики надёжности устройств в условиях эксплуатации 118
  • •Введение
  • •Основные понятия и определения теории надёжности
  • •Свойства, характеризующие надёжность
  • •Состояния объекта и их характеристики
  • •Временные параметры, характеризующие надёжность
  • •Основные сведения о расчёте надёжности
  • •Показатели надёжности
  • •Общие сведения о показателях надёжности для различных видов объектов
  • •Показатели безотказности
  • •Набор показателей безотказности для различных видов объектов
  • •Вероятность безотказной работы, вероятность отказа и частота отказов
  • •Интенсивность отказов
  • •Средняя наработка до отказа
  • •Гамма — процентная наработка до отказа
  • •Средняя наработка на отказ
  • •Параметр потока отказов и осреднённый параметр потока отказов
  • •Показатели долговечности
  • •Показатели сохраняемости
  • •Показатели ремонтопригодности
  • •Комплексные показатели надёжности
  • •Распределение Пуассона
  • •Нормальное распределение времени безотказной работы при постепенных отказах и учёт влияния этих отказов при расчёте надёжности
  • •Распределениевремени безотказной работы по закону Релея
  • •Распределениевременибезотказной работыпо закону Вейбулла
  • •Законыраспределениявремениремонта
  • •Выбор номенклатуры показателей надёжности и задание требований по надёжности
  • •Выбор номенклатурыпоказателейнадёжности
  • •Заданиетребованийпо надёжности
  • •Расчёт надёжности по внезапным отказам
  • •Нормирование значений величин вероятности безотказной работы и интенсивности отказов (ориентировочный расчёт надёжности)
  • •Окончательный расчёт надёжности невосстанавливаемых объектов с учётом режимов работы элементов
  • •Окончательный расчёт надёжности восстанавливаемых объектов с учётом режимов работы элементов
  • •Разработка требований к надёжности составных частей объекта, исходя из заданной надёжности на объект
  • •Надёжность резервированных систем
  • •Методы и средства повышения надёжности рэо
  • •Виды резервирования
  • •Методы расчёта надёжности резервированных систем
  • •Расчёт общего резервирования спостоянновключенным резервом и с целой кратностью m при отсутствии последействия
  • •Расчёт раздельногорезервированияс постоянно включенным резервом и с целой кратностью при отсутствии последействия
  • •Расчёт общего резервирования с дробной кратностью и с постоянно включенным резервом при отсутствии последействия
  • •Расчёт резервирования замещениемдляслучаев облегченного резерва, ненагруженного резерва и общего нагруженного резервирования с последействием
  • •Расчёт скользящегоненагруженногорезервирования замещением
  • •Испытания на надёжность
  • •Виды и планы испытаний нанадёжностьпри проектировании, производстве и эксплуатации изделий
  • •Кон­трольные выборочные испытания на надёжность по методу однократной выборки
  • •Кон­трольные выборочные последовательные испытания на надёжность
  • •Контрольные и определительные испытания на ремонтопригодность
  • •Определительные испытания на долговечность, на сохраняемость, на безотказность и для оценки комплексных показателей
  • •Определительные ускоренные испытания на надёжность с использованием математических и физических методов прогнозирования Общие сведения о прогно­зировании
  • •Математические методы прогнозирования
  • •Физические методы прогнозирования
  • •Определительные ускоренные испытания на надёжность с использованием прогнозирования
  • •Граничные испытания для оценки запаса параметрической надёжности
  • •Статистические характеристики надёжности устройств в условиях эксплуатации
  • •Общие положения
  • •Доверительные ве­роятности, доверительные интервалы и методы исключения грубых ошибок измерения при определении статистических характеристик надёжности
  • •Общие сведения о доверительной ве­роятности, доверительных интервалах и методах исключения грубых ошибок измерения
  • •Определение доверительного интервала и минимального числа измерений при нормальном распределении времени безотказной работы
  • •Доверительные интервалы при экспоненциальном распределении и распределении Пуассона
  • •Критерии согласия между теоретической кривой и статистическим распределением
  • •Критерий согласия Кол­могорова
  • •Критерий согласия χ2 Пирсона
  • •Литература
  • •Приложение а.Справочные данные для расчёта надёжностиРэСв курсовых и дипломных проектах

ГОСТ 27.402-95 Надежность в технике (ССНТ). Планы испытаний для контроля средней наработки до отказа (на отказ). Часть 1. Экспоненциальное распределение

ГОСТ 27.402-95
Группа Т59

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Надежность в технике
ПЛАНЫ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ СРЕДНЕЙ НАРАБОТКИ ДО ОТКАЗА
(НА ОТКАЗ)
Часть 1
Экспоненциальное распределение
Dependability in technics
Compliance test plans for mean time between failures (to failure)
Past 1. Exponential case

МКС 21.020
ОКСТУ 0027

Дата введения 1997-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН МТК 119 “Надежность в технике”
ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 7 от 26 апреля 1995 г.)
За принятие проголосовали:

Наименование государства

Наименование национального органа по стандартизации

Республика Белоруссия

Белстандарт

Республика Казахстан

Госстандарт Республики Казахстан

Республика Молдова

Молдовастандарт

Российская Федерация

Госстандарт России

Республика Узбекистан

Узгосстандарт

Украина

Госстандарт Украины

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 26 июня 1996 г. межгосударственный стандарт ГОСТ 27.402-95 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации 1 января 1997 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на объекты (изделия), распределения наработок до отказа или между отказами которых аппроксимируют экспоненциальным распределением, и устанавливает планы контрольных испытаний для проверки соответствия средней наработки до отказа или на отказ заданным требованиям. Планы испытаний можно использовать также для контроля средних значений других случайных величин, если допустима аппроксимация их распределений экспоненциальным распределением, и значение приемочного уровня превышает значение браковочного уровня.

2 Обозначения и определения

— истинное (неизвестное) значение средней наработки до отказа или на отказ;
— приемочное значение средней наработки (приемочный уровень);
— браковочное значение средней наработки (браковочный уровень);
— разрешающий коэффициент, равный отношению приемочного уровня к браковочному;
— суммарная учитываемая наработка, выраженная в абсолютных единицах измерения;
— суммарная учитываемая наработка, выраженная в долях приемочного уровня ;
— число учитываемых отказов;
— предельное (браковочное) число учитываемых отказов.
Риск поставщика (изготовителя) — вероятность принять решение о браковке изделий с приемочным уровнем :
— номинальное (заданное) значение риска поставщика (изготовителя);
— истинное значение риска поставщика (изготовителя).
Риск потребителя — вероятность принять решение о приемке изделий с браковочным уровнем :
— номинальное (заданное) значение риска потребителя;
— истинное значение риска потребителя;
— оперативная характеристика — вероятность принять решение о приемке при истинном значении средней наработки до отказа или на отказ;
— средняя ожидаемая суммарная наработка — среднее значение (математическое ожидание) суммарной наработки испытуемых изделий до принятия решения о приемке или браковке;
— средняя ожидаемая суммарная наработка до принятия решения о приемке — среднее значение (математическое ожидание) суммарной наработки испытуемых изделий до принятия решения о приемке.

3 Основные положения

3.1. Контролируемыми показателями безотказности являются:
средняя наработка до отказа невосстанавливаемых изделий;
средняя наработка на отказ (наработка на отказ) восстанавливаемых изделий;
интенсивность отказов.
Контроль показателя «интенсивность отказов» осуществляют путем перехода к рассмотрению обратной величины — средней наработки на отказ или до отказа.

3.2 Наработку изделия измеряют временем его работы или количеством выпущенной продукции, расстоянием (для транспортных средств), количеством циклов срабатываний, оборотов и др.

3.3 По результатам испытаний в отношении контролируемого показателя принимают одно из двух возможных решений:
соответствие установленным требованиям (приемка);
несоответствие установленным требованиям (браковка).

3.4 Исходными данными для выбора плана испытаний являются:
номинальные значения риска поставщика , риска потребителя , значения приемочного и браковочного уровней (разрешающего коэффициента ).

3.5 Планы испытаний задают границами приемки и браковки в виде таблиц значений и графиков, на которых границы изображают в координатах (рисунок 4.1):
ось абсцисс — суммарная учитываемая наработка ;
ось ординат — число учитываемых отказов .

Рисунок 4.1

Одноступенчатый план испытаний

Последовательный усеченный план испытаний

Комбинированный план испытаний

1 — граница браковки; 2 — граница приемки
Рисунок 4.1

4 Виды, характеристики качеаства и ограничения планов сипытаний

4 Виды, характеристики качества и ограничения планов испытаний

4.1 В зависимости от формы границ установлены три вида планов испытаний: ограниченные продолжительностью или числом отказов (одноступенчатые); последовательные усеченные; комбинированные (рисунок 4.1).

4.2 Характеристиками качества планов испытаний каждого вида в стандарте являются:
средняя ожидаемая суммарная наработка ;
средняя ожидаемая суммарная наработка до принятия решения о приемке .
Примечание — По указанным характеристикам, при необходимости, может быть определена еще одна характеристика качества плана испытаний — средняя ожидаемая наработка до принятия решения о браковке.

4.3 Основным ограничением при выборе планов испытаний является максимальная суммарная наработка изделий, которую определяют по максимально допустимой календарной продолжительности испытаний.
При этом учитывают число одновременно испытуемых изделий, предполагаемый способ и продолжительность восстановления (ремонта) или замены отказавших изделий, возможные перерывы в проведении испытаний по любым техническим, организационным или иным причинам.

5 Методика испытаний и правила принятия решений

5.1 Изделие или несколько изделий подвергают испытательным воздействиям в соответствии с программой испытаний и последовательно суммируют учитываемую наработку и учитываемые отказы. На графике плана испытаний результат суммирования изображают в виде ступенчатой линии реализации процесса отказов (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1

х — моменты возникновения отказов;
о — моменты окончания испытаний;
1, 2 — линии реализации процесса отказов
Рисунок 5.1

5.2 Суммарную учитываемую наработку рассчитывают в соответствии с приложением А.

5.3 Учитываемые наработку и отказы суммируют до тех пор, пока впервые не будет выполнено одно из условий принятия решения для плана испытаний соответствующего вида, после чего испытания завершают.

5.4 Для одноступенчатого плана испытаний условием приемки является достижение суммарной учитываемой наработкой значения, установленного принятым планом испытаний.
Условием браковки является достижение числом учитываемых отказов предельного числа, установленного данным планом испытаний.

5.5 Для последовательного усеченного плана испытаний условием приемки является достижение суммарной учитываемой наработкой одного из значений, установленных принятым планом испытаний при достигнутом числе учитываемых отказов.
Условием браковки является достижение числом учитываемых отказов одного из предельных чисел, при которых значения суммарной учитываемой наработки меньше соответствующих значений, установленных данным планом.

5.6 Для комбинированного плана испытаний условием приемки является достижение суммарной учитываемой наработкой одного из значений, установленных принятым планом испытаний при достигнутом числе отказов.
Условием браковки является достижение числом учитываемых отказов предельного числа, установленного данным планом испытаний.

5.7 Графически условия завершения испытаний представляют собой первое достижение или пересечение линией реализации процесса отказов одной из границ плана испытаний (рисунок 5.1).

6 Исходные данные для планов испытаний

6.1 В стандарте приведены планы испытаний для значений исходных данных, указанных в таблице 6.1.
Таблица 6.1

0,1

1,5

2,0

3,0

5,0

0,2

1,5

2,0

3,0

0,3

1,5

2,0

Исходные данные таблицы 6.1 являются предпочтительными.

6.2 Допускается задавать исходные данные, отличные от данных таблицы 6.1.
Значения рисков выбирают из ряда 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30. При этом значения рисков могут быть не равны друг другу .
Разрешающий коэффициент может принимать любое значение в интервале 1,5-5,0. Не рекомендуется задавать значения меньше 1,5 и больше 3,0.

6.3 В приложении Б приведены планы испытаний для значений исходных данных, указанных в таблице 6.2.
Таблица 6.2

0,15

1,5

2,0

3,0

0,25

1,5

2,0

7 Выбор плана испытаний

7.1 Из планов испытаний, приведенных в стандарте, отвечающих одному набору исходных данных таблиц 6.1 или 6.2, выбирают один план, по характеристикам качества наиболее подходящий к конкретным условиям с учетом ограничения на максимальную суммарную наработку изделий.

7.2 План испытаний выбирают по результатам анализа таблиц и графиков сопоставляемых планов, а также с учетом таблицы 7.1, в которой даны общие соотношения свойств планов трех видов.
Таблица 7.1

Вид плана

Свойства планов испытаний

одноступенчатый

последовательный усеченный

комбинированный

1. Средняя ожидаемая суммарная наработка

Максимальная

Близка к минимальной

Близка к минимальной

2 Средняя ожидаемая суммарная наработка до принятия решения о приемке

Максимальная

Близка к минимальной

Минимальная

3 Максимальная суммарная наработка

Минимальная

Варьируется в широких пределах

Варьируется в широких пределах

4 Устойчивость риска поставщика к отклонениям от экспоненциального распределения на начальном периоде испытаний (из-за возможной приработки изделий)

Относительно устойчив

Неустойчив (возможно неконтролируемое увеличение риска изготовителя)

Относительно устойчив

5 Устойчивость риска потребителя к отклонениям от экспоненциального распределения на заключительном периоде испытаний (из-за возможного старения и/или износа)

Относительно устойчив

Неустойчив

Неустойчив

6 Диапазоны изменения продолжительности испытаний, количества испытуемых изделий, затрат на проведение испытаний. Организационные проблемы,
связанные с контролем работоспособности и др.

Минимальные

Максимальные

Близки к максимальным

7.3 Одноступенчатые планы испытаний применяют в следующих случаях:
имеются жесткие ограничения на максимально допустимую продолжительность испытаний;
затруднен или невозможен непрерывный или частый периодический контроль работоспособности испытуемых изделий;
незначительны затраты на проведение испытаний;
возможны различные отклонения от экспоненциального распределения наработок изделия до отказа или между отказами на начальном и заключительном периодах испытаний.

7.4 Последовательные усеченные планы испытаний применяют в следующих случаях:
значительные затраты на проведение испытаний;
имеется достаточная уверенность в экспоненциальном распределении наработок между отказами или до отказа изделий в течение всей продолжительности испытаний.

7.5 Комбинированные планы испытаний применяют в следующих случаях:
значительны затраты на проведение испытаний;
имеются сомнения в экспоненциальной модели отказов на начальном периоде испытаний из-за возможной приработки изделий.

8 Таблицы и графики планов испытаний

8.1 Для одного набора исходных данных таблиц 6.1 и 6.2 в стандарте приведены в общем случае пять планов испытаний в разделах 10-18 и приложении Б:
один одноступенчатый;
два последовательных усеченных;
два комбинированных.
Усечение последовательных планов проведено так, чтобы они по максимально возможной суммарной наработке соответствовали комбинированным планам.

8.2 Для каждого плана испытаний даны в таблицах и на графиках:
границы приемки и браковки;
оперативная характеристика ;
средняя ожидаемая суммарная наработка ;
средняя ожидаемая суммарная наработка до принятия решения о приемке .
Примечание. Оперативные характеристики представлены только в виде таблиц.

8.3 Значения наработок в таблицах и на графиках представлены в масштабе . Для получения абсолютных значений наработок нужно табличные значения умножить на приемочное значение средней наработки на отказ или до отказа .

8.4 На рисунках приняты следующие условные обозначения:
тонкая сплошная линия — одноступенчатые планы;
штриховая линия — усеченные последовательные планы;
сплошная линия — комбинированные планы.
На рисунках указаны также соответствующие номера планов.
Значения средней ожидаемой суммарной наработки и средней ожидаемой суммарной наработки до принятия решения о приемке последовательных усеченных и комбинированных планов испытаний приведены в соответствующих (оканчивающихся цифрой 2) таблицах разделов 10-18 и приложения Б в строке при .

8.5 Истинные значения рисков , усеченных последовательных и комбинированных планов испытаний совпадают с номинальными значениями и , указанными в таблицах 6.1 и 6.2.
Для одноступенчатых планов испытаний не могут быть установлены значения суммарной учитываемой наработки и предельного числа учитываемых отказов таким образом, чтобы истинные значения риска в точности равнялись номинальным значениям. Истинные значения рисков ; одноступенчатых планов указаны в таблице 8.1.
Таблица 8.1

Исходные данные

Предельная суммарная учитываемая наработка

Предельное (браковочное) число отказов

Истинные риски

Номинальные риски

0,10

0,10

1,5

32,168

40

0,1009

0,1009

0,10

0,10

2,0

9,475

14

0,1003

0,1003

0,10

0,10

3,0

3,116

6

0,0961

0,0961

0,10

0,10

5,0

1,078

3

0,0953

0,0953

0,20

0,20

1,5

14,328

18

0,1970

0,1970

0,20

0,20

2,0

3,931

6

0,2042

0,2042

0,20

0,20

3,0

1,471

3

0,1838

0,1838

0,30

0,30

1,5

5,409

7

0,2997

0,2997

0,30

0,30

2,0

1,854

3

0,2840

0,2840

8.6 Расчет границ и характеристик планов испытаний проведен по формулам и алгоритмам, приведенным в приложении В.

9 Применение других планов испытаний

9.1 Стандарт содержит ограниченное количество базовых планов. Применительно к конкретным условиям всегда могут быть построены (рассчитаны) планы испытаний, по характеристикам качества более предпочтительные, чем базовые планы, особенно в тех случаях, когда ограничения на максимальную продолжительность испытаний существенно отличаются от максимальных продолжительностей базовых планов.

9.2 Допускается применять другие планы испытаний с отличными от приведенных в стандарте исходными данными и ограничениями на максимальную продолжительность испытаний.

9.3 Во всех случаях для применяемого плана должен быть указан способ расчета границ и характеристик.

10 Планы испытаний

;
;

Рисунок 10.1

Таблица 10.1

Число учиты- ваемых отказов

Учитываемая суммарная наработка

План 1

План 2

План 3

План 4

План 5

Бракуют

Прини- мают

Бракуют

Прини- мают

Бракуют

Прини- мают

Бракуют

Прини- мают

Бракуют

Прини- мают

0

6,570

4,504

5,486

4,826

1

7,381

5,315

6,833

5,612

2

8,192

6,126

7,985

6,399

3

9,003

6,937

9,033

7,186

4

9,814

7,748

10,014

7,972

5

10,625

8,557

10,945

8,759

6

11,436

9,370

11,837

9,546

7

12,247

0,499

10,181

12,697

10,332

8

13,058

1,310

10,992

13,531

11,119

9

0,760

13,869

2,121

11,803

14,342

11,905

10

1,571

14,680

2,932

12,614

15,133

12,692

11

2,382

15,491

3,743

13,425

15,905

13,479

12

3,193

16,302

4,554

14,235

16,660

14,265

13

4,004

17,112

5,365

15,046

17,401

15,052

14

4,814

17,923

6,176

15,857

18,127

15,839

15

5,625

18,734

6,986

16,668

18,840

16,625

16

6,436

19,545

7,797

17,479

19,541

17,412

17

7,247

20,356

8,608

18,290

20,230

18,199

18

8,058

21,167

9,419

19,101

20,908

18,985

19

8,869

21,978

10,230

19,912

21,575

19,772

20

9,680

22,789

11,041

20,723

22,231

20,559

21

10,491

23,600

11,852

21,534

22,878

21,345

22

11,302

24,411

12,663

22,345

23,514

22,132

23

12,113

25,222

13,474

23,156

24,141

22,918

24

12,924

26,033

14,285

23,967

24,759

23,705

25

13,735

26,844

15,096

24,778

25,368

24,492

26

32,168

14,546

27,655

15,907

25,588

25,967

25,278

27

15,357

28,466

16,718

26,399

26,558

26,065

28

16,167

29,276

17,529

27,210

27,139

26,852

29

16,978

30,087

18,339

28,021

27,712

27,638

30

17,789

30,898

19,150

28,832

28,276

28,425

31

18,600

31,709

19,961

29,643

28,831

29,212

32

19,411

32,520

20,772

30,454

29,377

29,998

33

20,222

33,000

21,583

31,265

29,914

30,785

34

21,033

33,000

22,394

32,076

30,441

31,572

35

21,844

33,000

23,205

32,887

30,960

32,358

36

22,655

33,000

24,016

33,698

31,469

33,145


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *