Резюме

жизнен цикъл на техническа надеждност

Курсов проект: __ страници, __ таблици, __ източници.

надеждност, степен на отказ, верига, отказ, издръжливост, безотказна работа.

Курсовият проект включва решаване на две задачи:

Първата задача е свързана с изграждането на блокова схема на надеждността на технологична система. Изчислява се и надеждността на тази система.

Втората задача е свързана с преобразуване на зададената структурна схема по варианта и определяне на показателите за надеждност. Както и разработването на опции за повишаване на надеждността на тази схема.

Въведение…………………………………………………………………………………………

1. Проблеми на надеждността на техническите системи……………………………

1.1 Основи на изчисленията на надеждността…………………………………………………………………

1.2 Излишни системи………………………………………………………………

2. Изчислителна част……………………………………………………………

2.1 Изграждане на структурна диаграма на надеждността……………………………

2.2 Преобразуване на дадена структурна диаграма и определяне на показателите за надеждност…………………………………………………………………………………..

Заключение………………………………………………………………………

Списък на използваните източници……………………………………

В това курсова работаИзползвани са следните нормативни документи:

ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографски запис. Библиографско описание. Общи изисквания и правила за съставяне

ГОСТ 27.301-95-М, 1996 Надеждност в технологиите. Изчисляване на надеждността. Основни положения

STP KubSTU 4.2.6-2004 SMK. Образователна и организационна дейност. Дизайн на курса

Въведение

Надеждността е свойството на обекта да поддържа във времето, в рамките на установените граници, стойностите на всички параметри, които характеризират способността да изпълнява необходимите функции при определени режими и условия на използване, поддръжка, ремонт, съхранение и транспортиране. Разширяването на условията на работа, повишаването на отговорността на функциите, изпълнявани от техническите системи (TS), и тяхното усложняване води до повишени изисквания за надеждност на продукта.

Надеждността е комплексно свойство и се формира от такива компоненти като надеждност, издръжливост, възможност за възстановяване и съхранение. Основното тук е свойството безотказност - способността на продукта непрекъснато да поддържа работно състояние във времето. Ето защо, най-важното при осигуряването на надеждност технически системие да се повиши тяхната надеждност.

Особеност на проблема с надеждността е връзката му с всички етапи от „жизнения цикъл“ на техническата система от зараждането на идеята за създаване до извеждането от експлоатация: при изчисляване и проектиране на продукт неговата надеждност е включена в дизайнът; по време на производството е осигурена надеждност по време на работа; Следователно проблемът с надеждността е комплексен проблем и трябва да се решава на всички етапи и с различни средства. На етапа на проектиране на продукта се определя неговата структура, избира се или се разработва елементната база, така че тук има най-големи възможности за осигуряване на необходимото ниво на надеждност на техническата система. Основният метод за решаване на този проблем са изчисленията на надеждността (предимно надеждността), в зависимост от структурата на обекта и характеристиките на неговите съставни части, последвани от необходимата корекция на проекта. Следователно в тази курсова работа се изчислява надеждността на техническата система.

1. Проблеми на надеждността на техническите системи

1.1 Основи на изчисленията за надеждност на системата

Проблем за изчисляване на надеждността: определяне на показателите за надеждност на система, състояща се от неремонтируеми елементи, въз основа на данни за надеждността на елементите и връзките между тях. Цел на изчисляването на надеждността:

Изборът на едно или друго конструктивно решение;

Разберете възможността и осъществимостта на резервация;

Определете дали необходимата надеждност е постижима със съществуващата технология за разработка и производство.

Изчисляването на надеждността се състои от следните стъпки:

1. Определяне на състава на изчислените показатели за надеждност

2. Съставяне (синтез) на структурна логическа схема на надеждност (структура на системата), базирана на анализ на функционирането на системата (кои блокове са включени, каква е тяхната работа, списък на свойствата на работеща система и др. .), и избор на метод за изчисляване на надеждността

3. Съставяне на математически модел, свързващ изчислените показатели на системата с показателите за надеждност на елементите

4. Извършване на изчисления, анализиране на получените резултати, коригиране на изчислителния модел

Структурата на системата е логическа диаграма на взаимодействието на елементите, която определя работоспособността на системата, или по друг начин графично показване на елементите на системата, което ви позволява недвусмислено да определите състоянието на системата (работеща / неработеща) от състоянието (работещи/неработещи) на елементите. Структурата на системата може да бъде:

нередундирана система (основна система);

резервни системи.

За едни и същи системи могат да се съставят различни диаграми на структурна надеждност в зависимост от вида на повредата на елементите. Математически модел на надеждност - формални трансформации, които позволяват получаване на изчислителни формули. Моделите могат да бъдат реализирани с помощта на:

метод на интегралните и диференциалните уравнения;

въз основа на графика на възможните състояния на системата;

базирани на логико-вероятностни методи;

основан на дедуктивния метод (дърво на грешките).

Най-важният етап при изчисляване на надеждността е изготвянето на структурата на системата и определянето на показателите за надеждност на нейните съставни елементи. Първо, се класифицира понятието (тип) повреди, което значително влияе върху производителността на системата. Второ, системата под формата на отделни елементи може да включва електрически връзки чрез запояване, компресия или заваряване, както и други връзки (щепсели и др.), тъй като те представляват 10-50% от общия брой повреди. На трето място, има непълна информация за показателите за надеждност на елементите, така че е необходимо или да се интерполират показателите, или да се използват показателите на аналозите. На практика изчисленията на надеждността се извършват на няколко етапа:

1. На етапа на изготвяне на технически спецификации за проектираната система, когато нейната структура не е определена, се прави предварителна оценка на надеждността въз основа на априорна информация за надеждността на подобни по естество системи и надеждността на съставните елементи .

2. Съставена е блокова схема с показатели за надеждност на елементите, определени при нормални (номинални) условия на работа.

3. Окончателното (коефициентно) изчисляване на надеждността се извършва на етапа на завършване на техническия проект, когато са експлоатирани прототипи и са известни всички възможни условия на работа. В същото време се коригират показателите за надеждност на елементите, често към тяхното намаляване, правят се промени в структурата - избира се излишък.

ЛЕКЦИЯ 1

Цел на лекцията: Въведение в основните понятия на теорията на надеждността. Въведение в теорията на надеждността. Основни термини и дефиниции на теорията на надеждността.

1.1 Въведение. Основни понятия и дефиниции на теорията на надеждността.

Теория на надеждността– научна дисциплина, която изучава методите за осигуряване на ефективността на обекти (устройства, системи) по време на работа.

Теорията на надеждността (RT) се появява в средата на 40-те години на 20 век и се използва за необходимите изчисления на надеждността на системите за управление и различни видовекомуникации.

Постепенно той намира приложение в много области на човешката дейност (машиностроене, транспорт, строителство, енергетика, системи за управление).

Техническите средства и условията на тяхното действие стават все по-сложни. Броят на елементите в някои видове устройства възлиза на стотици хиляди. Ако не вземете специални мерки за осигуряване на надеждност, тогава всяко модерно сложно устройство на практика ще бъде неработоспособно.

Науката за надеждността се развива в тясно взаимодействие с други науки. На първо място, той е тясно свързан с дизайна информационни системии въпроси за осигуряване на тяхната безопасност.

Сред математическите дисциплини най-широко използвани са: теория на вероятностите; някои елементи на дискретната математика; диференциални уравнения и интегрално смятане.

В момента теорията на надеждността е независима научна дисциплина.

Основните му задачи: установяване на видове количествени показатели за надеждност; разработване на методи за аналитична оценка на надеждността; разработване на методи за оценка на надеждността въз основа на резултати от тестове; оптимизиране на надеждността на етапите на разработване и експлоатация на технически системи.

1.2 Основни термини и определения.

Надеждност- свойството на обект (система) да поддържа във времето, в рамките на установените граници, стойностите на всички параметри, характеризиращи способността за изпълнение на необходимите функции в определени режими и условия на работа.

Техническа система– набор от елементи, които взаимодействат помежду си в процеса на изпълнение на определени функции.

Системен елемент– неразделна част от всяка система, която се разглежда без допълнително разделяне като единно цяло; вътрешната структура на елемента не е предмет на изследване.

Понятията „система“ и „системен елемент“ се изразяват едно през друго и често са условни: това, което е система за решаване на едни проблеми, се приема като елемент за други в зависимост от целите на изследването, изискваната точност, ниво на познания за надеждност и др.

От гледна точка на надеждността всички технически системи са разделени на два вида:

1) Невъзобновяеми елементи и системи,тези. непоправими по време на експлоатация (радиоелементи, интегрални схеми, части от прибори, самолетно оборудване и др.)

2) Възстановими елементи и системи,които могат да бъдат поправени веднага след повреда в рамките на определено време.

Самото понятие „възстановяване“ трябва да се разбира не само като регулиране, настройка, запояване или други ремонтни дейности във връзка с определени технически средства, но и замяната на тези средства.

По-голямата част от системите, използвани за автоматизиране на технологичните процеси, като правило могат да бъдат възстановени след повреда, след което продължават да работят отново.

Изпълнение- състояние на изделието, при което то отговаря на всички изисквания по основните си параметри. Основните параметри на техническите системи включват: производителност; товарна характеристика; стабилност и точност на операциите.

Набор от други показатели на техническата система: тегло, размери, лекота на поддръжка и т.н. могат да се променят с времето. Тези промени имат допустими стойности, превишаването им може да доведе до отказ (частичен или пълен).

Състоянията на техническата система също могат да бъдат разделени на: обслужваемв която системата напълно отговаря на всички изисквания на нормативната и техническата документация и проектната документация;

дефектен– когато системата има поне едно несъответствие с тези изисквания.

Събитие, което включва прекъсване на системата, т.е. при преминаването му от работно състояние в неработно състояние се нарича отказ.

Извиква се събитие, което включва преход на система от работещо към дефектно (но работещо) състояние щети.

Пределно състояние– възниква, когато по-нататъшното използване на техническа система или оборудване е невъзможно или непрактично.

След достигане на граничното състояние може да последва ремонт (основен или среден), в резултат на който се възстановява работоспособността или системата окончателно престава да се използва по предназначение (физическо и морално стареене, износване).

Фигура 1 – Схема на основните състояния и събития на системата, която се възстановява

ЛЕКЦИЯ 2

Цел на лекцията: Въведение в основните етапи на изчисляване и показатели за надеждност на невъзстановими системи.

Нормално разпределение

За разлика от експоненциалното разпределение, нормалното разпределение се използва за описание на такива системи и особено техните елементи, които са подложени на износване. В този случай трябва да се вземе предвид функцията и плътността на разпределение на времето до отказ Т, t- средно време до отказ.

Параметрите на нормалното разпределение са: m – математическо очакване на случайна величина, Т– време до отказ (или време на безпроблемна работа); σ – стандартно отклонение на времето до отказ Твъз основа на резултатите от системното тестване.

Нормалното разпределение описва поведението на случайни променливи в диапазона (- ∞, ∞), но тъй като времето до повреда не е отрицателна стойност; вместо нормалното по принцип трябва да се използва съкратено нормално разпределение.

Диапазонът на възможните стойности на случайна променлива може да бъде от 0 до ∞ (0 при t=0). Скъсеното нормално разпределение ще бъде приложено, ако m< 3σ, в противном случае использование более простого нормального (не усеченного) распределения дает достаточную точность.

Индикатори за надеждност за нормално разпределение:

P(t)

f(t)

l(t) P(t) f(t)

Фигура 3.2 - Графики на промените в показателите за надеждност с нормално разпределение

Лекция 4

Целта на лекцията: обучение по методи за изчисляване на показателите за надеждност на възстановени системи.

Лекция 5

Цел на лекцията: Изучаване на методите за изчисляване на надеждността на невъзстановими системи с различна сложност на структурната схема на изчисленията на надеждността.

5.1 Методи за изчисляване на надеждността на невъзстановими системи

При изчисляване на вероятността за безотказна работа, средното време до първата повреда, елементите на системата се считат за неремонтируеми. В този случай, с основното (последователно) свързване на елементи (Фигура 5.1), вероятността за безотказна работа се изчислява като произведение на вероятностите на всички елементи:

П c(t) = Р 1 (t) Р 2 (t)....Р n -1 ( t) Р n( t)= (5.1)

Фигура 5.1 – Блокова схема за изчисляване на надеждността, последователно свързване на елементи

При резервно (паралелно) свързване на елементи (Фигура 5.2) и при условие, че работата на един от паралелно свързаните елементи е достатъчна, за да работи системата, повредата на системата е съвместно събитие, което възниква, когато всички паралелно свързани елементи се повредят. Ако елементите са свързани паралелно и вероятността за повреда на всеки от тях, тогава вероятността за повреда на тази система е:

Q c(t)= Q 1 (t) Q 2 (t)....Q m-1 ( t) Qм ( t)= (5.2)

Фигура 5.2 – Блокова схема за изчисляване на надеждността, паралелно свързване на елементи

Ако блоковата диаграма на надеждността се състои от последователно-паралелна връзка, тогава изчислението на надеждността използва формули (5.1) и (5.2). Например Фигура 5.3 показва верига, а Уравнение 5.3 показва изчислението на функцията за надеждност за тази верига.

Фигура 5.3 – Блокова диаграма на изчисляване на надеждността, смесена

свързване на елементи

Pc(t)= P1(t)*P2(t)*P3456(t) = P1(t)*P2(t)*(1-) (5.3)

Въпреки това, не всички структурни диаграми за изчисляване на надеждността могат да бъдат сведени до последователна паралелна връзка. Фигура 5.4 показва схема за изчисляване на надеждността на единичен мост.

Фигура 5.4 – Мостова схема за свързващи елементи

За всички елементи на веригата са известни вероятностите за безотказна работа P1, P2, P3, P4, P5 и съответните вероятности за повреда от типа "счупване" q1, q2, q3, q4, q5. Необходимо е да се определи вероятността за наличие на верига между точки a и b на диаграма 5.4.

Метод за изброяване на състоянието

Изчисляването на надеждността на всяка система, независимо от използвания метод, се предшества от определянето на две несвързани групи от състояния на елементи, съответстващи на работещите и неработоспособните състояния на системата. Всяко от тези състояния се характеризира с набор от елементи, които са в работно и неработещо състояние.

Тъй като в случай на независими откази вероятността за всяко състояние се определя от произведението на вероятностите елементите да са в съответните състояния, тогава с брой състояния, равен на м, вероятността за работно състояние на системата се определя от израза:

P= ; (5.1)

Вероятност за неуспех: Q=1- (5.2)

Къде м– общият брой работни състояния, във всяко j-то от които броят на изправните елементи е равен на тези, които са отказали - kj.

При сравнително проста структура на системата, използването на метода за изброяване на състоянието е свързано с тромави изчисления. Например, за веригата на Фигура 5.4, ние ще съставим таблица на състоянието, прехвърляйки първо един по един, след това два, след това три елемента в неработещо състояние, като същевременно поддържаме работното състояние на системата.

Таблица 5.1

Условие №	Състояние на елемента	Вероятност от състояния
	+	+	+	+	+	P1, P2, P3, P4, P5
	-	+	+	+	+	q1,P2,P3,P4,P5 q1,q2,q3,q4,q5
	+	-	+	+	+	P1, q2, P3, P4, P5
	+	+	-	+	+	P1, P2, q3, P4, P5
	+	+	+	-	+	P1, P2, P3, q4, P5
	+	+	+	+	-	P1, P2, P3, P4, q5
	-	+	-	+	+	q1, P2, q3, P4, P5
	-	+	+	-	+	q1, P2, P3, q4, P5
	-	+	+	+	-	q1, P2, P3, P4, q5
	+	-	-	+	+	P1, q2, q3, P4, P5
	+	-	+	-	+	P1, q2, P3, q4, P5
	+	-	+	+	-	P1, q2, P3, P4, q5
	+	+	-	+	-	P1,P2,q3,P4,q5
	+	+	+	-	-	P1, P2, P3, P4, P5
	-	+	-	+	-	q1, P2, q3, P4, q5
	+	-	+	-	-	P1, q2, P3, q4, q5

Ако всички елементи на системата са еднакво надеждни, тогава вероятността за безотказна работа на системата при p i =0,9:

P s = = p 5 +5p 4 q+8p 3 q 2 +2p 2 q 3 = 0,978

Лекция 6

Цел на лекцията: Изучаване на основните начини за повишаване на надеждността чрез резервиране.

Видове резервации

За повишаване на надеждността на системите и елементите се използва резервиране , въз основа на използването на един или друг вид резервиране.

Резервирането определя следните видове резерви: функционално, временно, информационно, структурно.

В този случай, ако различни системи или устройства изпълняват подобни функции, функционално излишък.Такова резервиране често се използва за многофункционални системи. Например, стойността на температурата на парата на изхода на котелния агрегат може да се определи от показанията на потенциометър, който заедно с термоелектрически преобразувател извършва индивидуален контрол на критичен параметър и чрез извикване на този параметър на електронен дисплей на информационно-измервателна система, която изчислява технически, икономически и други показатели.

Временна резервацияе, че е позволено да се прекъсне функционирането на система или устройство поради повреда на елемент. В много случаи временно съкращаване, за да се осигури приемственост технологичен процес, се осъществява чрез въвеждане на резервоари за съхранение, складове за суровини и полуфабрикати. Например, краткотрайно прекъсване на подаването на гориво няма да доведе до спиране на производството на пара поради натрупване на топлина върху нагревателните повърхности на котелния агрегат.

Архивиране на информациясвързано с възможността за компенсиране на загубата на информация на един канал с информация на друг канал.

В повечето технологични съоръжения, поради вътрешни връзки, има излишък на информация, който често се използва за оценка на надеждността на информацията.

Например, средният дебит на парата на изхода на котела съответства на средния дебит на водата на изхода му, дебитът на газа в котела определя дебита на въздуха при фиксиран състав на димните газове.

За локалните системи е най-характерно структурна излишност.При този тип резервиране се постига повишена надеждност чрез въвеждане на допълнителни елементи в структурата на системата.

Структурно излишък

Структурното резервиране се разделя на общо и поелементно (отделно). При общото резервиране системата или устройството са резервирани като цяло; при резервирането елемент по елемент са излишни отделни елементи или техните групи.

Ако резервните елементи функционират наравно с основни елементи, тогава има постоянна резервация, която е пасивна. Ако резервът е въведен в системата след повреда на основния елемент и е придружен от превключващи операции, тогава има резервация чрез замяна - активна резервация.

Схеми на обща постоянна (a) и обща резервация за замяна (b) са показани на фигура 6.1.

Фигура 6.1 - Общи схеми за резервиране

При поелементния метод на резервиране (Фигура 6.2 a - постоянна, b - заместваща), резервните елементи могат да бъдат в натоварено, олекотено и ненатоварено състояние.

При зареден (горещ) резерв степента на отказ на основните o и резервните n елементи е еднаква, o = n. При лек (топъл) резерв процентът на отказ на резервните елементи е по-нисък от този на основните работни, o> ob.

При ненатоварен (студен) резерв вероятността от повреда на елементи в резервно състояние може да бъде пренебрегната, x = 0.

Фигура 6.2 – Схеми за резервиране елемент по елемент

При резервиране чрез замяна, един и същ резерв може да се използва за замяна на всеки от няколко елемента от същия тип. Този метод на резервация се нарича плъзганеили със двусмислена кореспонденция.

Всички разгледани методи за резервиране се използват широко в подсистеми на автоматизирани системи за управление. В локалните системи се използва главно резервация за замяна елемент по елемент (Фигура 6.2b) с ненатоварен резерв.

Излезлите от строя първични и вторични устройства, регулиращи и управляващи блокове и изпълнителни механизми се подменят с изправни (от склад).

Да се ​​характеризира връзката между общия брой подобни елементи пи номер rработни елементи, необходими за функционирането на системата, се въвежда понятието множественост на резервиране

k = (n - r)/r.(6.1)

Значение кможе да е цяло ако r =1, и дробно ако r >1. В този случай фракцията не може да бъде намалена.

Подвижната резервация е вид резервации с дробна кратност.Структурното резервиране е свързано с допълнителни разходи за излишни елементи; те трябва да бъдат компенсирани чрез повишаване на надеждността на системата и намаляване на загубите от нейните повреди.

Най-простите индикатори за ефективност на резервирането са следният израз:

B τ = τ r /τ; B p = P p / P; B Q = Q/Q p (6.2)

Къде В τ– печалба поради увеличаване на средното време до отказ на резервираната система τ rв сравнение с времето на работа на нерезервирана система τ; В пИ Q– подобни показатели за увеличаване на вероятността за безотказна работа и намаляване на вероятността от повреда.

Резервацията е ефективна, ако стойността на показателите В п, QИ В τповече от един.

Лекция 7

Цел на лекцията: обучение по методи за изчисляване на надеждността на невъзстановими системи с постоянен резерв

Резервиране елемент по елемент

Надеждността на система, съдържаща групи от елементи или отделни елементи с поелементно резервиране (Фигура 7.3, b), се изчислява с помощта на общите формули за постоянно резервиране (5.1) и (5.2). Така че, ако системата се състои от n секции с поелементно излишък с цяло число k i , тогава вероятността за безотказна работа на системата е:

където q ij е вероятността от повреда на j-тия елемент, включен в i-тата секция на резервирането. За да сравним ефективността на общото резервиране и резервирането на елемент по елемент, ние сравняваме вероятностите за повреда на две системи, които включват същия n(k+1) брой еднакво надеждни елементи. Вероятност за повреда на системата със споделено резервиране:

Ако приемем, че вероятността от повреда на всеки елемент q<<1 (1-q) n ≈1-nq, Q op =n k +1 q k +1 . Для раздельного резервирования, используя (7.3) и считая q<<1, получаем: Q пр =1-(1-q k +1) n ≈nq k +1 .

Ефективността на излишъка елемент по елемент в сравнение с общото Q op /Q pr ще бъде n k . С увеличаване на дълбочината n и множествеността k на излишъка, неговата ефективност нараства. Използването на поелементно резервиране е свързано с въвеждането на допълнителни свързващи елементи, които имат ограничена надеждност. В това отношение има оптимална дълбочина на резервиране n opt; когато n> n opt, ефективността на резервиране намалява.

Лекция 8

Цел на лекцията: Обучение на основни методи за изчисляване на надеждността на възстановени системи по време на експлоатация.

Лекция 9

Цел на лекцията: Обучение на основни практически методи за оценка на надеждността въз основа на резултати от тестове.

Дефиниционни тестове

Окончателни тестовеАвтоматизираните системи за управление като цяло, техните подсистеми, функции, технически средства и всякакви други елементи на системите могат да бъдат обект на повреда.

Преди началото на определящите тестове, a тестов план. Планът за тестване се отнася до правилата, които определят размера на извадката, реда, в който се провеждат тестовете и критериите за тяхното прекратяване. Нека да разгледаме най-често срещаните окончателни тестови планове. Името на плана обикновено се обозначава с три букви (цифри): първата от тях показва броя на тестваните системи, втората - наличието на R или липсата на U възстановявания по време на тестване в случай на повреда, третата - критерия за прекратяване на теста.

Планирайтесъответства на едновременно тестване на системи. Тези системи не се възстановяват след отказ (или се възстановяват, но данните за тяхното поведение след първия отказ не се вземат предвид в тестовете). Тестовете се спират след изтичане на работното време на всяка повредена система. На Фигура 9.1а знакът “x” показва наличието на повреда; t i- работа до отказ аз- о система. Този план обикновено се използва за определяне на вероятността за безпроблемна работа на системата във времето Ť.

Фигура 9.1 – Тестови планове

Тестовете се спират след изтичане на работното време на всяка повредена система. Този план обикновено се използва за определяне на вероятността за безпроблемна работа на системата за определено време Ť.

Планирайте– съответства на тестове на N идентични невъзстановими системи, но за разлика от плана, тестът се спира, когато броят на неуспешните системи достигне r. На Фигура 9.1,b r-тата повреда възниква в i-тата система. Ако r = N, преминете към плана , когато тестването е спряно след отказ на всички системи.

Планът обикновено се използва за определяне на средното време до отказ в случай на експоненциално разпределение, а планът в случай на нормално разпределение. Тестовете на дизайна изискват значително време и брой тествани системи, но правят възможно пълното определяне на емпиричната функция на разпределение. Плановете ви позволяват да определите емпиричната функция на разпределение само за определен интервал от време, предоставят по-малко информация, но ви позволяват да изпълнявате тестове по-бързо.

Планирайте – описва тестването на N системи, като системите, които са се повредили по време на тестването, се заменят с нови или се възстановяват. Тестовете се спират след изтичане на работното време Ť всяка от позициите (под позиция разбираме определено място на стойка или обект, по отношение на което се изчислява времето за работа, независимо от замените или възстановяването, настъпили на тази позиция - Фигура 9.1, c)

План – съответства на тестването на N системи, когато системите, които са се провалили по време на тестването, се заменят с нови или се възстановяват. Тестът спира, когато общият брой неуспешни системи за всички позиции достигне r (Фигура 9.1d).

Задачите на планиране са определяне на минималния обем на наблюденията - избор на броя на тестваните системи N, както и продължителността на наблюденията. Ť за планове и или брой откази r за планове и .

Резултатите от окончателните тестове трябва да бъдат точкови и интервални оценки на показателите за надеждност.

Концепция за точкова оценка на математическата статистика. Нека има резултати от k наблюдения t 1 , t 2 ,….t k върху някаква случайна променлива T с функцията на разпределение F(t,υ), а параметърът υ на това разпределение е неизвестен. Необходимо е да се намери такава функция ῦ=g(t 1 ,t 2 ,….t k) от резултатите от наблюдението t 1 ,….t k , която да се разглежда като оценка на параметъра υ. С този избор на функции g, всеки набор (t 1 ,….t k) ще съответства на точка ῦ на цифровата ос, която се нарича точкова оценка на параметъра υ.

Статистическите дефиниции на показателите за надеждност, дадени в Лекция 2, са техните точкови оценки. В същото време оценката на средното време до отказ съответства на плана, тъй като тук се разглежда завършеното (непрекъснато в тестването) време до отказ на всяка от тестваните системи.

където S е общото време на работа на всички системи по време на изпитването; n S е общият брой откази на всички системи по време на тестване.

Например с план

При план оценката на параметъра на потока на отказите съвпада с оценката на степента на отказ:

С нормално разпределение и план:

(9.7)

(9.8)

За да се вземе предвид точността на оценката, се въвежда концепцията за доверителен интервал. Интервални оценкие да се определи доверителният интервал. Да приемем, че има резултати от k наблюдения t 1 ,t 2… ,t k върху случайната променлива T с функцията на разпределение F(t,V) , където параметърът V е неизвестен. Необходимо е да се намери такава функция V n =g n (t 1 ,t 2… ,t k) от резултатите от наблюдението, така че интервалът (V n, ∞) да покрива неизвестния параметър V с дадена вероятност γ 1:

Стойността V H се нарича долната доверителна граница на параметъра V с едностранна доверителна вероятност γ 1.

За дадена вероятност γ 2 от същия набор от наблюдения може да се намери функция V време = g време (t 1,t 2...,t k), така че интервалът (0, V време) да покрива параметъра V с вероятност γ 2:

(9.9)

Стойността V BP се нарича горна доверителна граница на параметъра V с едностранна доверителна вероятност γ 2.

Долната и горната граница на достоверност образуват доверителен интервал, който с вероятност γ покрива неизвестната стойност на параметъра V на цифровата ос За γ 1 >0,5 и γ 2 >0,5 (доверителните вероятности γ 1 и γ 2 обикновено се избират така, че да да бъде поне 0, 8) съгласно (9.8) и (9.9):

където γ = γ 1 + γ 2 -1; Обикновено се приема, че γ 1 = γ 2, тогава γ = 2 γ 1 – 1.

Стойността на доверителния интервал е по-малка. Колкото по-голям е броят на наблюденията (например, толкова по-голям е броят на неуспешните тестове) и толкова по-малка е стойността на γ доверителната вероятност.

Определянето на границите на доверителния интервал е както следва. Тъй като оценката на неизвестния параметър V е случайна променлива, намираме закона за нейното разпределение. След това определяме интервала (V H, V BP), в който случайната променлива попада с вероятност γ.

Контролни тестове

Контролни тестовеобикновено се излагат подсистеми, технически средства и техните елементи. За техническите съоръжения контролните изпитания за безотказна работа са задължителни.

Изпитвания за ремонтопригодност, съхраняемост и дълготрайност се извършват в случаите, когато това е предвидено в стандарти, технически спецификации или спецификации за конкретно устройство (средство).

Честотата на контролните тестове за безотказна работа обикновено е поне веднъж на всеки три години.

За извършване на контролни тестове се взема определена проба от популация (партида) хомогенни устройства и се провеждат тестове за надеждност на устройствата, включени в тази партида.

Въз основа на резултатите от тестването на проба се прави преценка за съответствието на цялата партида с изискванията.

Математическият апарат за решаване на задача е методите за проверка на статистическите хипотези, изучавани в математическата статистика.

Предположението, че партидата отговаря на изискванията за надеждност, се приема като тествана (или, както се казва, нулева) хипотеза, а противоположната (алтернативна) хипотеза е, че партидата не отговаря на тези изисквания.

Въз основа на резултатите от теста възниква една от следните четири ситуации:

1. Партията отговаря на изискванията; Въз основа на резултатите от теста нулевата хипотеза беше потвърдена и беше взето решение за приемане на партидата. Това решение е правилно.

2. Партидата отговаря на изискванията, но резултатите от теста не потвърждават нулевата хипотеза. Това се случи, защото произволната извадка съдържаше увеличен брой неуспешни устройства в сравнение с популацията. Алтернативната хипотеза се приема; Това решение е неправилно и неизгодно за производителя на инструмента. Възникна грешка, чиято вероятност се нарича риск на доставчика (производителя) α.

3. Партидата не отговаря на изискванията според резултатите от теста, нулевата хипотеза не е потвърдена. Приема се алтернативна хипотеза, т.е. решение за отказ на партията. Това решение е правилно.

4. Партидата не отговаря на изискванията, но резултатите от теста потвърдиха нулевата хипотеза за покриване на изискванията за надеждност, тъй като пробата съдържаше увеличен брой безотказни устройства в сравнение с цялата партида. Взето е решение, но за разлика от точка 2, то не е от полза не за производителя, а за консуматора - клиента на тези устройства. Възникна грешка, чиято вероятност се нарича риск на потребителя (клиента) β.

Естествено, желателно е да се намалят стойностите на двете грешки, като се доведат до нула. Зависимостта на вероятността L за приемане на партида от индикатора за надеждност A (наречен оперативна характеристика на контролния план) за такава ограничаваща ситуация е дадена на фигура 9.2, a. Нека A tr е търсената стойност на показателя за надеждност. В тази ситуация нулевата хипотеза е A ≥ A tr. Ако е честна, тогава играта се приема с вероятност равна на единица и α=0. Алтернативната хипотеза е, че A £ A tr. В този случай партидата се отхвърля с вероятност, равна на единица, и β = 0. Такава идеална оперативна характеристика обаче е недостижима, тъй като изисква безкрайно количество наблюдения.

В реална ситуация се въвеждат две нива на контролиран индикатор за надеждност: приемане A α и отхвърляне A β (Фигура 9.2,b).

Фигура 9.2 – Идеални (а) и реални (б) оперативни характеристики на контролните планове

Ако A≥ A α, тогава устройствата трябва да бъдат приети с достатъчно висока вероятност, не по-ниска от L(A α), ако A £ A β, тогава устройствата трябва да бъдат отхвърлени с достатъчно висока вероятност, не по-ниска от 1 - L(A β). В този случай рискът на доставчика α=1-L(А α), рискът на потребителя β=1-L(А β). Така заменяме проверката на нулевата хипотеза A ≥ A tr с алтернативата A £ A tr с друга задача - проверка на нулевата хипотеза A ≥ A α с алтернативата A £ A β . Колкото по-близо е A α до A β, толкова по-голямо количество тестове е необходимо, за да се вземе надеждно решение относно съответствието на партидата.

Стойността на нивото на приемане A β се установява, като се вземат предвид нивото на приемане A α , цената, продължителността и условията на изпитване и др.

Рискът на доставчика α и потребителя β обикновено се приема равен на 0,1-0,2, но по принцип, по споразумение между потребителя и доставчика, могат да бъдат избрани други стойности на α и β.

Контролните тестове за безотказна работа обикновено се извършват по едно- или двуетапен метод. При използване на първия от тях тестовете се извършват, както следва. Пробите, включени в пробата от обем d, се изпитват за време t и. В края на тестовете се определя броят на възникналите повреди n. Ако е равно или по-малко от приемателното число c, определено в зависимост от стойностите на A α, A β, α и β, тогава нулевата хипотеза се потвърждава и партидата се приема. Ако n>c, тогава алтернативната хипотеза се потвърждава и играта не се приема. Едноетапният метод, при равни други условия, осигурява минимална календарна продължителност на тестването, двуетапният метод при същите условия позволява минимален среден обем на тестване.

Лекция 10

Цел на лекцията: Обучение на основни методи за повишаване на надеждността на етапа на проектиране и експлоатация.

Лекция 11

Цел на лекцията: Преподаване на основните принципи на оценка на надеждността софтуерустройства и системи

Надеждността е способността на техническите системи (устройства) да работят безотказно (правилно) за определен период от време при определени условия на работа.

Основното понятие в теорията на надеждността е повреда, което означава пълна или частична загуба на функционалност на система (устройство). Видове повреди:

• внезапноповреда - повреда (например повреда) на всеки елемент от устройството;
• постепенноповреда възниква в резултат на непрекъснати промени в характеристиките на системата, например износване на кинематични връзки и увеличаване на празнините, което води до повреда.

Основни параметри на надеждност

Надеждността е комплексен показател, който включва няколко параметъра.

1. Интензивност (или плътност) на потока от повреди - среден брой повреди за единица време:

X(0= 1 i t

Rsch („? АД

Къде R t C, DO - вероятност за отказ за период D/.

Може да се изчисли приблизително R от i, DO = - , където Т -брой неуспехи

паднали елементи за периода Dg; п -общ брой елементи на устройството Т

va; - относителна степен на отказ.

Тогава степента на отказ, h -1:

Стойности A, (0 за различни видовесистемите се определят експериментално (чрез специални методи за изпитване) и се въвеждат в референтни таблици. Приблизително разпределение на повреди по вид: 48% - електронни и електрическо оборудване; 37% - механични компоненти; 15% - хидравлични и пневматични задвижвания.

Нормални стойности X:За отделни елементи A.(0 = 10 4 ... ...10 6 h -1 ; за системи A, (0 = 10 2 ... 10 4 h _1 (според японски компании,

Xза GPS от средно ниво - не повече от един отказ годишно при едносменна работа, т.е. X(0= 1/2000 = 0,0005 h -1). За повечето домашни системи стойността се счита за задоволителна X(0 = 0,0025 h, което означава безотказна работа на системата за един месец при трисменен режим, т.е. за 400 часа (20 часа х х 20 дни = 400 часа).

• 2. Средно време между отказите (или математическо очакване на отказ), h:

Този параметър, като X,характеризира границата на надеждност на системата (в стария GOST / се нарича коефициент на надеждност). Следователно можете да използвате някоя от тези две величини, за да характеризирате надеждността на елемент, устройство или система. В съответствие с посочените Xнормалните стойности на / от за системи са равни на:

/ от = 300...10 4 часа.

3. Коефициентът на наличност на системата характеризира нейната поддръжка, т.е. скоростта и лекотата на възстановяване на системата:

k g =

където / in = V - средно време за възстановяване на системата;

t, е времето за възстановяване на i-тия елемент; Т -брой неуспешни елементи за време / от.

4. Дълготрайност на техническата система - способността да остане работоспособна през целия експлоатационен живот на системата:

където G r е времето на работа на системата за целия период на работа в часове; t p/ - прекъсване на системата поради отказ на i-тия елемент;

XП 1 - общо времепрестой за целия период на работа

За инженерите-разработчици на сложни автоматизирани системи от голям интерес са две задачи, свързани с изчисляването на характеристиките на надеждността.

Изчисляване на вероятностите за броя на отказите k по време на n системни тестове

За изчисляване на вероятностите за броя на неуспехите доИзползва се формулата на Бернули, която се базира на теорема за умножение на вероятноститенезависими събития, т.е. вероятността за тяхното съвместно възникване

Къде r -вероятността за повреда във всеки тест (или вероятността за повреда на i-тия елемент при псистемни елементи); р- вероятност за липса на отказ;

п- брой тестове (или брой елементи на системата); до- брой повреди;

С„ =- : --биномен коефициент (тъй като (p + c) p -

k(p - k)

биномна теорема).

Вероятностното разпределение, определено от формулата на Бернули, се нарича биномразпределение на дискретна случайна променлива (в нашия случай откази), което, когато n ->°° се доближава до нормалното разпределение на вероятностите (Фигура 2.2).

При големи стойности пизчисляването на вероятности с помощта на формулата на Бернули е трудно, така че приблизителната формула на Поасон се използва като ограничаващ случай на формулата на Бернули

Rp(k)i

h-1-I-1- T?

• 0f27 o.006 0.001
• -Т т-

ориз. 2.2. Графика на биномиалното разпределение на дискретна случайна променлива

при n = 10,/? = 0,2

Нека разгледаме един пример. Нека техническата система се състои от п- 500 елемента при r = 0,002.

Трябва да намерим следното разпределение на вероятностите:

• а) ще откаже точно до - 3 елемента;
• б) по-малко от 3;
• в) повече от 3;
• г) най-малко 1 елемент.

Решение.Условията на задачата удовлетворяват разпределението на Поасон. Нека да определим интензивността на потока от повреда: X = 500 0,002 = 1.

• 1. /> 500 (3) = 1 3 /3! e~" = 0,36788/6 = 0,0613.
• 2. Сума от вероятности освен до - 3:

^oo«3> = /V0) + / 5 oo + /* 5 oo(2) = e“ 1 + д~"+ g“/2 = 0,9197.

3. Противоположно събитие - не повече от 3 елемента са повредени (това е сумата от вероятностите, в т.ч. до = 3):

/> 500 (>3) = 1 - (? = 1 - (0,9197 + 0,0613) = 0,019 (вижте точки 1 и 2).

4. Обратно събитие - нито един елемент не е повреден (k = 0):

P= 1 - />500(0) = 1 - 0,36788 = 0,632.

Ако в пвероятностни тестове стр. 1случаите на събитие (отказ) не са равни, тогава използвайте производствотип функция

Ф„(г) = (P1 + )(р 2 1 + б) - (Pn* + %)’

където r е някаква променлива.

Вероятност R„(k)равен на коефициента при ^ в разширяването на генериращата функция в правомощия Например за n = 2имаме:

f 2 (g) = (p ( 1 + 4|)(р 2 1 + ? 2) =PP2 ? + (P b + P2 d)1 + дб'Къде Р 2 (2) =р x р 2 r 2 () = (r 1 d 2 + r 2 I) R 2 (®) = ​​​​d b-

Нека разгледаме един пример. Устройството се състои от три независимо работещи елемента, чиято вероятност за безотказна работа за период / е равна на: p x - 0,7; стр 2 - 0,8; r ъ - 0.9.

Намерете следното разпределение на вероятността за отказ за периода V.

• а) всичките 3 елемента ще работят безупречно (Към = 0);
• б) само 2 елемента (Към = 1);
• в) само 1 елемент (до - 2);
• г) нито един от елементите (до - 3).

Решение.Първо, нека намерим вероятностите за неуспех:

Нека създадем генерираща функция за п - 3:

Фз(*) = + 4)(р& + И 2)(Р& + Иъ) =

= (0,7* + 0,3)(0,8* + 0,2)(0,9* + 0,1) =

0,504g 3 + 0,398* 2 + 0,092* + 0,006.

Така имаме:

• а) I 3 (0) = 0,504 - нито един елемент не е повреден;
• b) /*3(1) = 0.398 - един елемент е неуспешен;
• V) R 3 (2)= 0,092 - 2 елемента неуспешни;
• г) I 3 (3) = 0,006 - 3 елемента са повредени.

За проверка на решението използваме контролната функция

• ? p 1 = 0,504 + 0,398 + 0,092 + 0,006 = 1.

Изчисляване на вероятностите за броя на отказите за даден интервал от време t

За изчисляване на функция R g (k)използвайте вариант на формулата на Поасон

R (k) = 09-e~ x ".

Вероятността по време на tняма да има провал

(k = 0):

P t (0) = P(t) = e~ Xt.

В теорията на надеждността тази формула е известна като функция на надеждността. Тя показва експоненциаленразпределение на времето между повреди (фиг. 2.3, А).Обратната функция ви позволява да изчислите вероятността от повреда (фиг. 2.3, б):

RotO) = 1 - e +

Вероятност за безотказна работа на системата за кратки периоди от време Приможе да се изчисли по приблизителната формула:

P(t) = 1 -Xt y

ориз. 2.3. Графики на експоненциално разпределение на времето между отказите P(1)

за различни X(a)и вероятност за провал P от 0) (b)

което се получава чрез разширяване на експоненциалната функция в степенен ред

e~ b = - Xt +

м 3

В това разширение членовете над първия ред се пренебрегват.

Приблизителната формула е валидна за малки стойности

Изчисляването на вероятностните характеристики с помощта на функцията за надеждност е възможно при условието X =конст. Известно е, че тъй като резервът за надеждност се изразходва, стойността X(t)промени по време на работа на системата (фиг. 2.4).

В началния период повишена стойност X(t) - Xсе обяснява с наличието на скрити дефекти в елементите на системата, които се появяват в процеса на разработка на агрегатите. По време на най-дългия период на нормална работа на системата процентът на отказ X(t) = - X 2намалява и остава приблизително постоянен (X 2 - const). Именно за този период е валидна функцията за надеждност. Третият период се характеризира с рязко увеличение X(t) = X 3,което обясни

ориз. 2.4.

• 1 - начален период на работа на агрегати; 2 - период на нормална работа;
• 3 - период на катастрофално износване на компонентите

Това се дължи на появата на неприемливо големи празнини в кинематичните двойки на системата в резултат на прогресивното износване на частите.

Нека да разгледаме пример за използване на функцията за надеждност.

Тествани са два независимо работещи елемента със следните характеристики:

^ = 0,02; X 2 = 0,05.

Намерете вероятността за периода / = 6 часа: а) да откажат и двата елемента; б) и двамата няма да откажат; в) само един елемент ще се повреди; г) поне един елемент ще се повреди.

Решение

1. Вероятност за повреда на един елемент:

rот 1 = 1 - e -°" 02 6 = 1 - 0,887 = 0,113,

Къде p x - 0,887 - вероятност за безотказна работа; p от2 = 1 _ e -°" 05 6 = 1 - 0,741 = 0,259, където стр. 2 = 0,741.

Изчисляваме вероятността за провал на двете събития, като използваме формулата за умножаване на вероятностите за независими събития

Устата(2 ел) -р от -р от2 = 0,113 0,259 = 0,03.

2. Намираме вероятността за безотказна работа на двата елемента по подобен начин:

P( G) =r g r 2 = 0,887 0,741 = 0,66.

3. Вероятността за повреда само на един елемент се намира като сбор от продуктите p(

R2" C + R " #2 = 0,113 0,741 + 0,259 0,887 = 0,31,

където d 2 = Rot2-

4. Вероятността от повреда на поне един елемент се намира като събитие, противоположно на събитието съгласно параграф 2:

/^(1 el) = 1 -r x? стр 2 - 1 - 0,66 - 0,34.

Начини за подобряване на надеждността на техническите системи

Статистиката показва, че разходите за възстановителни работи и производството на резервни части представляват повече от половината от цената на новото оборудване.

Основните начини за подобряване на надеждността:

• 1) намаляване на степента на отказ X(повишено G от) поради използването на нови материали с високи експлоатационни свойства (повишена устойчивост на износване на части от кинематични двойки);
• 2) входящ контрол на суровини, части и компоненти. Поддържане на технологични и експлоатационни норми в производството и работния период;
• 3) намаляване на броя на частите в единица (и броя на единиците в системата) на етапа на проектиране на машини и механизми. Трябва да се помни, че вероятността за безотказна работа на машината е равна на произведението на вероятностите />, (d) за безотказна работа на нейните елементи:

t=p,О.

Тази формула съответства серийна връзкаелементи във възела (фиг. 2.5, А);

4) прилагане на принципа на резервиране на потенциално ненадеждни елементи в особено критични възли:

Р(0 = 1 - P Рояци O-/ = 1

Тази формула съответства на паралелно свързване на елементи, когато вероятностите за повреда на елемента се умножават уста!

ориз. 2.5. Последователен (А)и паралелно б)свързване на елементи във възел

(фиг. 2.5, б).При тройна резервираност на елемент с p(t) - 0,9 (вероятност за отказ на всеки от трите елемента p m (t)= 1 - 0,9 = 0,1) вероятността за безотказна работа на елемент с резервиране е равна на:

/> p (0= 1 - (0,1) 3 = 0,999;

5) осигуряване на собствена поддръжка и ремонт на технически системи. Повишената надеждност води до увеличаване на използването на оборудването.

Показатели за надеждностназовават количествените характеристики на едно или повече свойства на даден обект, които съставляват неговата надеждност. Такива характеристики включват например концепции за време - време на работа, време до отказ, време между откази, ресурс, експлоатационен живот, време за възстановяване. Стойностите на тези показатели се получават от резултати от тестове или операции.

Въз основа на възстановимостта на продуктите показателите за надеждност се разделят на чао-Разтворители за възстановени продуктиИ индикатори за неподлежащи на ремонт продукти.

Също приложимо комплексни показатели.Надеждността на продуктите, в зависимост от тяхното предназначение, може да бъде оценена с помощта на част от показателите за надеждност или всички показатели.

Показатели за надеждност :

вероятност за безпроблемна работа -вероятността в рамките на дадено време на работа да не настъпи повреда на обекта;

средно време до отказ -математическо очакване на времето за работа на обект до първата повреда;

средно време между отказите -съотношението на общото време на работа на възстановен обект към математическото очакване на броя на неговите повреди през това време на работа;

степен на неуспех -условна плътност на вероятността за възникване на повреда на обект, определена при условие, че повредата не е настъпила преди разглеждания момент. Този индикатор се отнася за продукти, които не подлежат на ремонт.

Индикатори за издръжливост.

Количествените показатели за дълготрайността на възстановените продукти се разделят на 2 групи.

1. Показатели, свързани със срока на експлоатация на продукта:

експлоатационен живот -календарна продължителност на експлоатацията от началото на експлоатацията на съоръжението или възобновяването му след ремонт до преминаването в гранично състояние;

среден експлоатационен живот -математическо очакване на срока на експлоатация;

експлоатационен живот до първия основен ремонтединица или единица– това е продължителността на експлоатация преди извършените ремонти за възстановяване на работоспособността и пълно или почти пълно възстановяване на живота на продукта със замяна или възстановяване на някоя от неговите части, включително основните;

експлоатационен живот между основните ремонти, в зависимост основно от качеството на ремонта, т.е. до каква степен се възстановява техният ресурс;

общ експлоатационен живот– това е календарната продължителност на работа на техническата система от началото на експлоатацията до отказа, като се вземе предвид времето за работа след ремонта;

Гама-процентен експлоатационен живот -календарна продължителност на експлоатация, през която обектът няма да достигне гранично състояние с вероятност γ, изразена в проценти.

Индикаторите за издръжливост, изразени в календарно време на работа, позволяват директното им използване при планиране на времето за ремонт, доставката на резервни части и времето за подмяна на оборудването. Недостатъкът на тези показатели е, че те не отчитат интензивността на използване на оборудването.

2. Индикатори, свързани с живота на продукта:

ресурс -общото време на експлоатация на обект от началото на експлоатацията му или обновяването му след ремонт до преминаването му в гранично състояние.

среден ресурс -математическо очакване на ресурса; за технически системи като критерий за дълготрайност се използва техническият ресурс;

присвоен ресурс– общо време на работа, при достигане на което експлоатацията на обекта трябва да бъде спряна, независимо от техническото му състояние;

гама процентен ресурс -общото време на работа, през което обектът няма да достигне граничното състояние с дадена вероятност γ, изразено в проценти.

Единиците за измерване на ресурса се избират по отношение на всяка индустрия и всеки клас машини, възли и конструкции поотделно. Като мярка за продължителността на експлоатация може да се избере всеки ненамаляващ параметър, характеризиращ продължителността на експлоатация на обекта (за самолети и авиационни двигатели естествената мярка за експлоатационен живот е летателни часове в часове, за автомобили - пробег в километри , за валцувани мелници - масата на валцувания метал в тонове Ако времето за работа се измерва с броя на производствените цикли, тогава ресурсът ще приеме дискретни стойности.

Изчерпателни показатели за надеждност.

Показател, който определя издръжливостта на система, обект, машина може да бъде коефициентът на техническо използване.

Коефициент на техническо използване -съотношението на математическото очакване на общото време, през което даден обект остава в работно състояние за определен период на работа, към математическото очакване на общото време, в което обектът остава в работно състояние, и цялото време на престой за ремонт и поддръжка:

Коефициентът на техническо използване, взет за периода между планираните ремонти и поддръжката, се нарича коефициент на наличност, който

който оценява непредвидените спирания на машината и че планираните дейности по ремонт и поддръжка не изпълняват напълно своята роля.

Фактор на наличност -вероятността обектът да бъде в работно състояние във всеки един момент, с изключение на планираните периоди, през които обектът не е предназначен да се използва по предназначение. Физическото значение на коефициента на наличност е вероятността в предвидения момент продуктът да работи, т.е. няма да бъде в извънпланов ремонт.

Коефициент на оперативна готовност -вероятността обектът да бъде в работно състояние в произволен момент от време, с изключение на планираните периоди, през които обектът не е предназначен да се използва по предназначение, и от този момент ще работи безотказно за даден интервал от време.

Класификация на показателите . В зависимост от начина на получаване индикаторите се делят на селище,получени чрез изчислителни методи; експериментален,определени от данни от изпитване; оперативен,получени от оперативни данни.

В зависимост от областта на използване показателите за надеждност се разграничават между нормативни и оценъчни.

Регулаторенсе наричат ​​показатели за надеждност, регламентирани в нормативна, техническа или проектна документация.

ДО оценъчнасе отнасят до действителните стойности на показателите за надеждност на прототипи и серийни продукти, получени от резултатите от изпитване или експлоатация.

2 НАДЕЖДНОСТ НА ТЕХНИЧЕСКИ СИСТЕМИ

2.1 Основни понятия за надеждност. Класификация на отказите. Компоненти на надеждността

Термините и определенията, използвани в теорията на надеждността, се регулират от GOST 27.002-89 „Надеждност в технологията. Основни понятия. Термини и определения."

2.1.1 Основни понятия

Надеждността на един обект се характеризира със следните основни държавиИ събития .

Обслужваемост– състоянието на обекта, при което той отговаря на всички изисквания, установени от нормативно-техническата документация (НТД).

Изпълнение- състоянието на обекта, при което той е в състояние да изпълнява определени функции, поддържайки стойностите на основните параметри, установени от нормативната и техническата документация.

Основните параметри характеризират функционирането на обекта при изпълнение на възложените задачи.

Концепция изправност по-широко от понятието изпълнение . Оперативният обект трябва да отговаря само на онези изисквания на техническата документация, чието изпълнение осигурява нормалното използване на обекта по предназначение. По този начин, ако даден обект не работи, това показва неговата неизправност. От друга страна, ако един обект е дефектен, това не означава, че е неизползваем.

Пределно състояние– състояние на обект, при което предназначението му е неприемливо или непрактично.

Използването (използването) на обекта по предназначение се прекратява в следните случаи:

· в случай на неотстраним пробив в сигурността;

· при непоправимо отклонение на стойностите на посочените параметри;

· с неприемливо увеличение на оперативните разходи.

За някои обекти граничното състояние е последно във функционирането му, т.е. съоръжението е изведено от експлоатация; за други е определен етап от оперативния график, който изисква ремонтно-възстановителни работи.

В тази връзка обектите могат да бъдат:

· невъзстановим , за които не може да се възстанови работоспособността в случай на повреда;

· възстановими , чиято функционалност може да бъде възстановена, включително и чрез подмяна.

Обектите, които не подлежат на възстановяване, включват например: търкалящи лагери, полупроводникови продукти, зъбни колела и др. Обекти, състоящи се от много елементи, например машинен инструмент, автомобил, електронно оборудване, са възстановими, тъй като техните повреди са свързани с повреда на един или няколко елемента, които могат да бъдат заменени.

В някои случаи един и същ обект, в зависимост от неговите характеристики, етапи на експлоатация или предназначение, може да се счита за възстановим или невъзстановим.

Отказ– събитие, състоящо се в нарушение на работното състояние на обект.

Критерий за отказ – отличителен белегили набор от признаци, според които се установява фактът на повреда.

2.1.2 Класификация и характеристики на отказите

от типнеизправностите се разделят на:

· оперативни повреди (изпълнението на основните функции на обекта спира, например разрушаване на зъбни колела);

· параметрични повреди (някои параметри на обекта се променят в неприемливи граници, например загуба на точност на машината).

По свой начин природанеуспехите могат да бъдат:

· случаен, причинени от непредвидени претоварвания, материални дефекти, грешки на персонала или повреди в системата за управление и др.;

· систематичен, причинени от природни и неизбежни явления, които причиняват постепенно натрупване на повреди: умора, износване, стареене, корозия и др.

В резултат на това могат да възникнат повреди на системни елементи (фиг. 2.1):

1) първични повреди;

2) вторични повреди;

3) грешни команди (инициирани повреди).

(умора) на материал служи като пример за първична повреда.

Неизправностите във всички тези категории могат да имат различни причини, посочени във външния пръстен. Когато е определен точният режим на отказ и са получени данни и крайното събитие е критично, тогава те се считат за първоначални откази.

Първичен провална елемент се определя като неработещо състояние на този елемент, причината за което е самият и трябва да се извършат ремонтни работи, за да се върне елементът в работно състояние. Първичните откази възникват при входни влияния, чиято стойност е в рамките на проектния диапазон, а отказите се обясняват с естественото стареене на елементите. Разкъсване на резервоара поради стареене

Вторична повреда- същото като основния, с изключение на това, че самият елемент не е причината за повредата. Вторичните повреди се обясняват с влиянието на предишни или текущи излишен стрескъм елементи. Амплитудата, честотата, продължителността на действие на тези напрежения могат да бъдат извън допустимите граници или да имат обратна полярности се причиняват от различни източници на енергия: топлинна, механична, електрическа, химическа, магнитна, радиоактивна и др. Тези напрежения са причинени от съседни елементи или среда, например - метеорологични (валежи, натоварване от вятър), геоложки условия (свлачища, слягане на почвата), както и въздействието на други технически системи.

Пример за вторични повреди е „задействането на предпазителя за пренапрежение“. електрически ток", "повреждане на резервоари за съхранение по време на земетресение". Трябва да се отбележи, че премахването на източници на повишено напрежение не гарантира връщане на елемента в работно състояние, тъй като предишно претоварване може да причини необратими повреди на елемента, изискващи ремонт в този случай.

Задействани повреди(неправилни команди). Хора, като оператори и поддръжка технически персонал, също са възможни източници на вторични повреди, ако техните действия водят до повреда на елементи. Грешните команди са представени от елемент, който не работи поради неправилен контролен сигнал или смущение (като само случайни ремонти са необходими за връщане на елемента в работно състояние). Спонтанните управляващи сигнали или смущения често не оставят последствия (повреди), а в нормални последващи режими елементите работят в съответствие с определените изисквания. Типични примери за грешни команди са: „спонтанно се прилага напрежение към намотката на релето“, „превключвателят случайно не се отвори поради смущение“, „смущение на входа контролно устройствопредизвикан е фалшив сигнал за спиране в СОТ", "операторът не е натиснал аварийния бутон" (грешна команда от аварийния бутон).

Основни характеристики на класификацията на отказите:

Таблица 2.1

естество на възникване:		· внезапен провал– повреда, изразяваща се в рязка (мигновена) промяна в характеристиките на обекта;
		· постепенно премахване– повреда, която възниква в резултат на бавно, постепенно влошаване на качеството на обекта.
Внезапните повреди обикновено се проявяват под формата на механични повреди на елементи (пукнатини - крехко счупване, счупвания на изолация, счупвания и др.) И не са придружени от предварителни видими признаци на тяхното приближаване. Внезапната повреда се характеризира с независимостта на момента на възникване от времето на предишната операция. Постепенните повреди са свързани с износване на частите и стареене на материалите.
причина:	· структурна повреда,причинени от недостатъци и лошо проектиране на съоръжението;
	· провал в производството,свързани с грешки в производството на обект поради несъвършенство или нарушение на технологията;
	· оперативен срив,причинени от нарушаване на правилата за експлоатация.
естество на елиминиране:	· продължителен неуспех;
	· периодична повреда(възникващи/изчезващи). последствия от повреда: лесна повреда (лесно поправима);
	· среден провал(не причинява повреди на съседни възли - вторични повреди);
	· тежък провал(причиняващи вторични повреди или водещи до заплаха за живота и здравето на хората).
по-нататъшно използване на обекта:	· пълни провали,изключване на възможността съоръжението да работи до отстраняването им;
	· частични повреди,в които обектът може да се използва частично.
лекота на откриване:	· явни (явни) неуспехи;
	· скрити (имплицитни) повреди.
време на възникване:	· повреди при сработване,възникнали през началния период на експлоатация;
	· повреди по време на нормална работа;
	· повреди при износване,причинени от необратими процеси на износване на части, стареене на материали и др.

2.1.3 Компоненти на надеждността

В съответствие с GOST 27.002-89 под надеждностразбирам свойството на обекта да поддържа във времето, в рамките на установените граници, стойностите на всички параметри, характеризиращи способността да изпълнява необходимите функции при определени режими и условия на употреба, поддръжка, ремонт, съхранение и транспорт .

Така:

1. Надеждността е свойството на обекта да поддържа във времето способността да изпълнява необходимите функции. Например: за електродвигател - да осигури необходимия въртящ момент на вала и скорост; за системата за захранване - за осигуряване на енергийни приемници с енергия с необходимото качество.

2. Необходимите функции трябва да се изпълняват със стойности на параметрите в в установените граници. Например: за електродвигател - за осигуряване на необходимия въртящ момент и скорост, когато температурата на двигателя не надвишава определена граница, липсата на източник на експлозия, пожар и др.

3. Способността за изпълнение на необходимите функции трябва да се поддържа в определени режими (например при периодична работа); при определени условия (например прах, вибрации и др.).

4. Обектът трябва да има свойството да поддържа способността да изпълнява необходимите функции в различни фази от живота си: по време на оперативна експлоатация, поддръжка, ремонт, съхранение и транспортиране.

Надеждност- важен показател за качеството на даден обект. Не може да се противопоставя или обърква с други показатели за качество. Например информацията за качеството на една пречиствателна станция ще бъде явно недостатъчна, ако се знае само, че тя има определена производителност и определен коефициент на почистване, но не е известно колко последователно се поддържат тези характеристики по време на нейната работа. Също така е безполезно да се знае, че инсталацията стабилно запазва присъщите си характеристики, но стойностите на тези характеристики са неизвестни. Ето защо дефиницията на понятието надеждност включва изпълнението на определени функции и запазването на това свойство, когато обектът се използва по предназначение.

Надеждността е изчерпателенсвойство, което включва в зависимост от предназначението на обекта или условията на неговата експлоатация редица прости свойства:

· надеждност;

· издръжливост;

· поддържаемост;

· запазване.

Надеждност– свойството на обекта непрекъснато да поддържа работоспособност за известно време на работа или за известно време.

Време на работа– продължителността или обема на работа на даден обект, измерен във всякакви ненамаляващи величини (единица време, брой цикли на натоварване, километри и др.).

Издръжливост– свойството на обекта да поддържа работоспособност до настъпване на гранично състояние при изградена система за поддръжка и ремонт.

Поддържаемост- свойство на обекта, което се състои в неговата адаптивност за предотвратяване и откриване на причините за повреди, поддържане и възстановяване на работоспособността чрез ремонт и поддръжка.

Съхраняемост– свойството на обекта непрекъснато да поддържа необходимите показатели за работа по време на (и след) съхранение и транспортиране.

В зависимост от обекта, надеждността може да се определя от всички изброени свойства или част от тях. Например надеждността на колелата зъбна трансмисия, лагерите се определят от тяхната издръжливост, а машината се определя от издръжливостта, надеждността и поддръжката.

2.1.4 Основни показатели за надеждност

Индикатор за надеждност количествено характеризира степента, в която даден обект притежава определени свойства, които определят надеждността. Някои показатели за надеждност (например технически ресурс, експлоатационен живот) могат да имат измерение, докато редица други (например вероятността за безотказна работа, коефициент на готовност) са безразмерни.

Нека разгледаме показателите на компонента за надеждност - издръжливост.

Технически ресурс – време на работа на обект от началото на експлоатацията му или възобновяване на експлоатацията след ремонт до настъпването на граничното състояние. Строго погледнато, техническият ресурс може да се регулира, както следва: до среден, капитален, от основен до най-близкия среден ремонт и т.н. Ако няма регламент, тогава имаме предвид ресурса от началото на експлоатацията до достигане на граничното състояние след всички видове ремонти.

За неремонтируемите обекти понятията технически ресурс и време до отказ съвпадат.

Присвоен ресурс – общото време на работа на обект, при достигане на което работата трябва да бъде спряна, независимо от състоянието му.

Срок на експлоатация – календарна продължителност на експлоатация (включително съхранение, ремонт и др.) от нейното начало до настъпването на граничното състояние.

Фигура 2.2 показва графична интерпретация на изброените индикатори, като:

t 0 = 0 – начало на работа;

t 1, t 5 – моменти на спиране по технологични причини;

t 2 , t 4 , t 6 , t 8 – моменти, когато обектът е включен;

t 3, t 7 – моменти, когато обектът е изведен за ремонт, съответно среден и основен;

t 9 – момент на прекратяване на експлоатацията;

t 10 – момент на повреда на обекта.

Технически ресурс (време до отказ)

TP = t 1 + (t 3 – t 2) + (t 5 – t 4) + (t 7 – t 6) + (t 10 – t 8).

Присвоен ресурс

TN = t 1 + (t 3 – t 2) + (t 5 – t 4) + (t 7 – t 6) + (t 9 – t 8).

Срок на експлоатация на обекта TC = t 10 .

За повечето електромеханични обекти техническият ресурс най-често се използва като критерий за дълготрайност.

2.2 Количествени показатели на надеждността и математически модели на надеждността

2.2.1 Статистически и вероятностни форми на представяне на показателите за надеждност невъзстановимобекти

Най-важните показатели за надеждност невъзстановимобекти – показатели за надеждност, които включват:

· вероятност за безотказна работа;

· плътност на разпределение на отказите;

· степен на отказ;

· средно време до отказ.

Индикаторите за надеждност са представени в две форми (дефиниции):

Статистически (извадкови оценки);

Вероятностни.

Статистически дефиниции (извадкови оценки)показателите се получават от резултатите от тестовете за надеждност.

Да приемем, че в хода на тестването на определен брой подобни обекти се получава краен брой от интересуващия ни параметър - време до отказ. Получените числа представляват извадка от определен обем от общата „обща съвкупност“, която има неограничено количество данни за времето до повреда на даден обект.

Количествените показатели, определени за „генералната съвкупност” са истински (вероятностни) показатели,тъй като обективно характеризират случайна величина – време до отказ.

Индикаторите, определени за извадката и позволяващи да се направят някои заключения относно случайната променлива, са извадкови (статистически) оценки.Очевидно с достатъчно голям бройтестове (голяма извадка) оценка се приближаватдо вероятностни показатели.

Вероятностната форма на представяне на индикатори е удобна за аналитични изчисления, а статистическата форма е удобна за експериментални изследвания на надеждността.

По-нататък ще използваме знака ^ по-горе, за да обозначим статистически оценки.

В по-нататъшни дискусии ще изхождаме от факта, че тестовете преминават Нидентични обекти. Условията на теста са едни и същи и всеки обект се тества, докато се провали. Нека въведем следната нотация:

Случайна стойност на времето до повреда на обекта;

N(t)-брой обекти, действащи към момента на експлоатация t;

n(t) - t;

- брой обекти, които са отказали през работния интервал ;

г t- продължителност на работния интервал.

Вероятност за безотказна работа (FBO)

и вероятност от провал (PR)

Статистическата дефиниция на FBR (емпирична функция за надеждност) се определя от формулата:

тези. FBR е съотношението на броя на обектите ( Н ( t )) , който работеше безупречно до момента на експлоатация t, до броя на обслужваемите обекти в началото на тестването (t=0),тези. към общия брой обекти Н. FBR може да се разглежда като индикатор за дела на експлоатационните обекти към момента на експлоатация t .

защото N(t)= N-n(t),тогава FBG може да се определи като

(2)

където е вероятността от повреда (PO).

В статистическата дефиниция VO представлява емпиричната функция на разпределение на отказите.

Тъй като събития, състоящи се в настъпване или ненастъпване на повреда по време на работа t, тогава са противоположни

(3)

Лесно е да се провери, че FBR е намаляваща функция, а VO е нарастваща функция на времето за работа. Следните твърдения са верни:

1. В началото на тестването при t=0 броят на оперативните обекти е равен на общия им брой N(t)=N(0)=N, а броят на неуспешните обекти е равен на n(t)=n(0)=0.Ето защо , А ;

2. По време на работа t ® ¥ всички обекти, поставени за тестване, ще се провалят, т.е. N( ¥ )=0 , А n( ¥ )=N .

Ето защо, , А .

С голям брой елементи (продукти) N 0 статистическа оценкапрактически съвпада с вероятността за безотказна работа P(t), a - c .

Вероятностното определяне на FBG се описва с формулата

тези. FBG е вероятността, че случайната стойност на времето до отказ Тще бъде повече от определено определено работно време t .

Очевидно VO ще бъде функция на разпределение на случайната променлива Ти представлява вероятността времето до отказ да бъде по-малко от определено определено време на работа t :

Q(t)= Ver(T (5)

Графиките на FBG и VO са показани на фиг. 2.3.

ориз. 2.3. Графики на вероятността за безотказна работа и вероятността от откази

Плътност на разпределение на отказите (FD)

Статистическа дефиниция на противоракетната отбрана:

[единици време на работа -1 ], (6)

тези. PRO е съотношението на броя обекти, които са се повредили по време на работния интервал до произведението на общия брой обекти п г t .

защото г n(t, t+ г t)= n(t+ г t)-n(t),Къде n(t+ г т) -брой обекти, които са се провалили до момента на операцията t+ г t, тогава противоракетната отбрана може да бъде представена:

където е оценката на VO в работния интервал, т.е. VO стъпки на г t.

PRO в своето значение представлява степента на отказ, т.е. броя на отказите за единица работно време, отнесен към първоначалния брой обекти.

Вероятностното определение на противоракетната отбрана следва от (7) както клони работният интервал г t ® 0 И Н ® ¥

PRO е по същество разпределението на плътността на случайна променлива Твреме до отказ на обекта. Един от възможните видове графики f(t)показано на ориз. 3 .

Процент на отказ (FR)

Статистическата дефиниция на IR се описва с формулата

[единици за работно време -1] (9)

тези. IO е отношението на броя на обектите г п който се провали по време на работния интервал до произведението на броя обслужваеми обекти в момента tза продължителността на работния интервал г t.

Сравняване (6) И (9) Може да се отбележи, че IR малко по-пълно характеризира надеждността на обекта по време на работа t, защото показва степента на отказ, свързана с действително работещия брой обекти по време на работа t .

Получаваме вероятностна дефиниция на IR чрез умножаване и разделяне на дясната страна на израза (9) на Н

Като се има предвид (7) .. човек може да си представи

,

откъде, когато се стреми г t ® 0 (работен интервал)И Н ® ¥ получаваме: (10)

Възможните типове графики са показани на ориз. 2.4.

ориз. 2.4.

Средно време до провал

Индикаторите за надеждност, разгледани по-горе P(t), Q(t), f(t)и напълно описват произволната стойност на времето до отказ T=(t). В същото време, за да се решат редица практически проблеми, често е достатъчно да се знаят някои от числените характеристики на тази случайна променлива и, на първо място, средното време до отказ.

Статистическо определяне на средното време до отказ

Къде t i- работа до отказ аз-ти обект.

Когато се определя вероятностно, средното време до повреда е математическото очакване (ME) на случайна променлива Ти следователно, като всяка MO, се дефинира:

. (12)

Очевидно с увеличаване на тестовата проба ( Н ® ¥ ) средноаритметичното време на работа (оценка) се сближава по вероятност с МОработа до отказ.

В същото време средното време на работа не може напълно да характеризира надеждността на даден обект. Така че, при еднакво средно време до повреда, надеждността на обекти 1 и 2 може да варира значително (фиг. 2.5).

f(t)– плътност на разпределението на отказите на ПРО

ориз. 2.5. Разлика в кривите на противоракетната отбрана за едно и също средно време до отказ

2.2.2 Математически модели на надеждност

За решаване на проблемите с оценката на надеждността и прогнозирането на производителността на даден обект е необходимо да има математически модел, който е представен от аналитични изрази на един от показателите: P(t)или f(t) или . Основният начин за получаване на модел е провеждането на тестове, изчисляването на статистически оценки и приближаването им с аналитични функции.

Експлоатационният опит показва, че промените в IR на по-голямата част от обектите са описани U-образна извивка (фиг. 2.6).

ориз. 2.6 – Крива на промените в степента на отказ на обект

Тази крива може условно да бъде разделена на три характерни участъка: първият е периодът на вработване на обекта, вторият е нормалната експлоатация, третият е стареенето.

Период на разработкаобектът има увеличен IO, причинен от откази при стартиране, причинени от дефекти в производството, монтажа и настройката. Понякога краят на този период е свързан гаранционно обслужване обект, когато неизправностите са отстранени от производителя.

IN период на нормална работа IR намалява и практически остава постоянен, докато отказите са случайни по природа и се появяват внезапно, главно поради неспазване на условията на работа, произволни промени в натоварването, неблагоприятни външни фактори и др. Този период съответства на основното време на работа на съоръжението.

Увеличаването на IR се отнася до период на стареенеобект и се причинява от увеличаване на броя на повреди поради износване, стареене и други причини, свързани с дългосрочната експлоатация.

Тип аналитична функция, описваща промените в показателите за надеждност P(t) , f(t)или (t), определя закон за разпределение на случайна променлива, който се избира в зависимост от свойствата на обекта, условията на неговата работа и естеството на повреди.

Експоненциално разпределение

Експоненциален (експоненциален) закон на разпределениенаричан още основен закон за надеждността, често се използва за прогнозиране на надеждността по време на нормална работа на продуктите, когато постепенни неуспехивсе още не са се появили и надеждността се характеризира внезапни неуспехи.Тези обекти могат да бъдат класифицирани като „неостаряващи“, тъй като работят само в зоната с = л=конст (фиг. 2.6).Неуспехите са причинени от неблагоприятна комбинация от много обстоятелства и следователно имат константа интензивност.Експоненциалното разпределение описва времето между отказите на тези обекти, за които в резултат на приемни тестове (окончателен контрол) няма период на разработка и определеният ресурс е зададен преди края на нормалния период на работа.

Плътността на разпределение на експоненциалния закон се описва от отношението

,

разпределителната функция на този закон е отношението

,

функция за надеждност

математическо очакване на случайна променлива Т

,

дисперсия на случайна променлива Т

.

Експоненциалният закон в теорията на надеждността намери широко приложение, тъй като е лесен за практическа употреба. Почти всички проблеми, решени в теорията на надеждността, се оказват много по-прости при използване на експоненциалния закон, отколкото при използване на други закони за разпределение. Основната причина за това опростяване е, че при експоненциален закон вероятността за безотказна работа зависи само от продължителността на интервала и не зависи от времето на предишната работа.

Експоненциалното разпределение се използва широко за оценка на надеждността енергияобекти.

Показани са графики на промените в показателите за надеждност с експоненциално разпределение Фиг.2.7 .

ориз. 2.7.

Нормално разпределение

Нормалното разпределение е най-универсалното, удобно и широко използвано. Счита се, че времето на работа на обекта е подчинено на нормално разпределение (нормално разпределено), ако противоракетната отбрана се описва с израза:

,

Къде аИ б-параметри на разпределение, съответно MO и MSD, които се приемат въз основа на резултатите от изпитването: , където и са оценки на средното време до отказ и дисперсията ( - MSD).

това. Системата за противоракетна отбрана изглежда така

. ( - разработки на МО).

Кривата на плътността на разпределение във формата на камбана е показана на фиг. 2.8.

Кумулативната функция на разпределение има формата

.

ориз. 2.8 Криви на плътност на вероятността (а) и

функции на надеждност (b) нормално разпределение

Изчисляването на интегралите се заменя с използване на таблици на нормалното разпределение, при които = 0 и s= 1. За това разпределение функцията за плътност на отказите има една променлива tи се изразява чрез зависимост

величина tе центрирано (тъй като = 0) и нормализирано (тъй като σ t = 1).

Функцията на разпределение съответно ще бъде написана като:

Стойността на функцията на разпределение се определя по формулата

Е ( t ) = 0,5 + F( u ) = Q ( t ) ;

Къде Е– функция на Лаплас, u = (t - Т 0)/s- квантил на нормализираното нормално разпределение. Тези. функцията на разпределение е VO.

Когато използвате функцията на Лаплас вместо функцията за кумулативно разпределение Е 0 (t) имаме

,

VO и FBG, изразени чрез функцията на Лаплас, имат формата

, (Еот ( И), а не умножавайте!!!)

.

Вероятност за попадение на случайна променлива Xв даден диапазон от стойности от α към β изчислено по формулата

.

Стойности на функцията на Лаплас ЕИ u – таблично.

Общият характер на промените в показателите за надеждност с нормално разпределение е показан в ориз. 2.9 .

ориз. 2.9.

Закон за нормалното разпределениечесто наричан закон на Гаус. Този закон играе важна роля и се използва най-често в практиката в сравнение с други закони за разпределение.

Основната характеристика на този закон е, че е върховният законкъм които се приближават други закони на разпределение. В теорията на надеждността се използва за описване на постепенни откази, когато разпределението на времето за безотказна работа в началото има ниска плътност, след това максимум и след това плътността намалява.

Разпределението винаги се подчинява на нормалния закон, ако промяната на случайната променлива се влияе от много, приблизително еквивалентни фактори.

2.2.3 Изчисляване на характеристиките на надеждност на неремонтируеми обекти с основната връзка на елементите

Ако възникне повреда на системата поради повреда на един от елементите, тогава се счита, че такава система има основно свързване на елементи. След това FBG на продукта във времето tравно на произведението на FBG на неговите елементи за същото време

.

Ако стойностите на FBG са близки до 1, тогава следната приблизителна формула може да се използва с достатъчна точност за практиката:

.

Ако всички елементи са еднакво надеждни, IO на системата ще бъде

.,

Къде Н Т- брой типове елементи.

Ако системата се състои от няколко елемента с различни стойности на IR, тогава средната стойност се определя по формулата

Ако елементите работят при различни условия или са подложени на различна степен на влияние от външни въздействащи фактори, тогава IR на елемента се изчислява по формулата

,

където е IO на електронното устройство, работещо при нормални условия, и са коригиращи коефициенти, които зависят от различни фактори.

Коефициентът на корекция ви позволява да вземете предвид външните влияния, главно механични претоварвания и влажност, докато коефициентът на корекция ви позволява да вземете предвид влиянието на температурата и вътрешните напрежения (както електрически, така и механични).

Ако елементите нямат постоянен IR, но има ясно определени интервали от време, през които El IR е основно постоянен, тогава т.нар. еквивалентен процент на отказ. Например, ако IO за период t 1 равно на l 1, за периода t 2 равно на л 2 и т.н., тогава общият IR за периода от време Т= t 1 + t 2 + t 3 + t 4 +… ще

2.2.4 Показатели за надеждност на възстановени обекти

Най-сложните технически системи с дълъг живот са възстановим,тези. Системните повреди, възникнали по време на работа, се отстраняват по време на ремонта. Техническото изправно състояние на продуктите по време на експлоатация се поддържа чрез извършване на превантивни и възстановителни работи.

Работата, извършвана по време на експлоатацията на продуктите за поддържане и възстановяване на тяхната производителност, се характеризира със значителни разходи за труд, материални ресурси и време. По правило тези разходи през целия живот на продукта значително надвишават съответните разходи за неговото производство. Цялата работа за поддържане и възстановяване на производителността и експлоатационния живот на продуктите е разделена на поддръжка , и ремонти,които от своя страна се делят на превантивна работаизвършва се по план и спешен случай,извършва се при възникване на повреди или аварийни ситуации.

Свойството за поддържане на продуктите влияе върху разходите за материали и времето за престой по време на работа. Поддръжката е тясно свързана с надеждността и издръжливостта на продуктите. По този начин продуктите с високо ниво на безотказна работа обикновено се характеризират с ниски разходи за труд и разходи за поддържане на тяхната производителност.

Индикаторите за безотказна работа и ремонтопригодност на продуктите са компоненти на сложни показатели, като коефициенти на наличност ДОЖ , оперативна готовност ДООтработени газове и техническа употреба ДО t.i. . Индикаторите за надеждност, присъщи само на възстановими елементи, включват средно време между откази, време между откази, вероятност за възстановяване, средно време за възстановяване, коефициент на наличност, коефициент на оперативна готовност и коефициент на техническо използване.

Средно време между отказите -време на работа на възстановения елемент, съответстващо средно на една повреда в разглеждания интервал от общото време на работа или определена продължителност на работа:

Къде t i - време на работа на елемента до i-тоотказ; м-брой повреди в разглеждания интервал от общото време на работа.

Време между неуспехитеопределя се от количеството работа на елемента от аз-ти отказ до ( аз+ 1)th, където аз =1, 2,..., м.

Средно време за възстановяванеедна повреда в разглеждания интервал от общо време на работа или определена продължителност на работа

Къде t вi- време за възстановяване аз-ти отказ.

Фактор на наличност К r представлява вероятността продуктът да работи по всяко време, с изключение на периодите на планирана поддръжка, когато използването на продукта по предназначение е изключено. Този показател е сложен, тъй като количествено характеризира два показателя едновременно: надеждност и ремонтопригодност.

В стационарен (стационарен) режим на работа и за всякакъв вид закон за разпределение на работното време между повреди и време за възстановяване, коефициентът на наличност се определя по формулата

,

(Т o - средно време между отказите; Т V- средно време за възстановяване на един отказ).

По този начин анализът на формулата показва, че надеждността на продукта е функция не само на безотказната работа, но и на поддръжката. Това означава, че ниската надеждност може да бъде донякъде компенсирана чрез подобрена поддръжка. Колкото по-висока е интензивността на възстановяване, толкова по-висока е готовността на продукта. Ако времето за престой е голямо, наличността ще бъде ниска.

Друга важна характеристика на ремонтопригодността е коефициентът на техническо използване, който е съотношението на времето на работа на продукта в единици време за определен период на работа към сумата от това време на работа и времето на всички престои поради премахването на повреди, поддръжка и ремонт през този период. Степента на техническо използване е вероятността продуктът да работи правилно с течение на времето. Т. по този начин ДОи т.н.

определя се от два основни фактора - надеждност и ремонтопригодност.Коефициент на оперативна готовност

TO OG се определя като вероятността даден обект да бъде в работно състояние в произволен момент от време (с изключение на планираните периоди, през които обектът не е предназначен да се използва по предназначение) и, започвайки от този момент, ще работи без отказ за даден интервал от време.

ДООт вероятностната дефиниция следва, че ДО OG = П (t)

G *Степен на техническо използване

характеризира съотношението на времето, през което елементът е в работно състояние спрямо разглежданата продължителност на работа. Периодът на експлоатация, за който се определя коефициентът на техническо използване, трябва да включва всички видове поддръжка и ремонт. Коефициентът на техническо използване отчита времето, изразходвано за планирани и непланирани ремонти, както и разпоредбите, и се определя по формулатаК вие= t t n/( п V п +т п r

Къде tО), t V , t +тИ t n - общо време на работа на продукта в разглеждания период от време; o - съответно общото време, прекарано на , възстановяванеИ поддръжкаремонт

продукти за същия период от време.

2.2.5 Резервиране на системата- метод за повишаване на надеждността на обект чрез въвеждане на допълнителни елементи и функционалност извън минимално необходимите за нормалното изпълнение на зададените функции от обекта. В този случай повреда възниква само след повреда на основния елемент и всички резервни елементи.

Системата може да бъде представена като поредица от етапи, които изпълняват отделни функции. Проблемът с излишъка е да се намери такъв брой образци на резервно оборудване на всеки етап, който ще осигури дадено ниво на надеждност на системата при най-ниска цена.

Изборът на най-добрия вариант зависи главно от повишаването на надеждността, което може да бъде постигнато при дадена цена.

Основен елемент- елемент от основната физическа структура на обект, минимално необходим за нормалното изпълнение на неговите задачи от обекта.

Резервен елемент- елемент, предназначен да осигури работоспособността на обекта в случай на повреда на основния елемент.

Видове резервации

Структурно (елементно) резервиране- метод за повишаване на надеждността на обект, който включва използването на излишни елементи, включени във физическата структура на обекта. Осигурява се чрез свързване на резервното оборудване към основното по такъв начин, че при повреда на основното оборудване резервното да продължи да изпълнява функциите си.

Функционално резервиране- метод за повишаване на надеждността на обект, който включва използването на способността на елементите да изпълняват допълнителни функции вместо основните и заедно с тях.

Временна резервация- метод за повишаване на надеждността на обект, който включва използването на излишното време, отделено за изпълнение на задачи. С други думи, резервирането на време е такова планиране на работата на системата, при което се създава резерв от работно време за изпълнение на определени функции. Резервното време може да се използва за повторение на операцията или за отстраняване на неизправност на обекта.

Архивиране на информация- метод за повишаване на надеждността на обект, който включва използването на излишна информация, надвишаваща минимума, необходим за изпълнение на задачите.

Излишък на натоварването- метод за повишаване на надеждността на обект, който включва използване на способността на неговите елементи да поемат допълнителни товари, надвишаващи номиналните.

От гледна точка на изчисляването и осигуряването на надеждността на техническите системи е необходимо да се вземе предвид структурното резервиране.

Методи за структурно резервиране

Въз основа на метода за свързване на резервни елементи и устройства се разграничават следните методи на резервиране (фиг. 2.10).

Отделно (поелементно) резервиране с постоянно включване на резервни елементи (фиг. 2.11).

ориз. 2.11 Отделна резервация с постоянен

включване на резервни елементи

Такова резервиране е възможно, когато свързването на резервен елемент не променя значително режима на работа на устройството. Предимството му е постоянната готовност на резервния елемент, липсата на време, прекарано в превключване. Недостатък - резервният елемент изразходва ресурса си по същия начин като основния елемент.

ориз. 2.10 Класификация на методите за структурно резервиране

Отделно резервиране със замяна на повреден елемент с един резервен елемент (фиг. 2.12). Това е метод на резервация, при който се резервират отделни елементи от обект или техни групи.

ориз. 2.12 Отделна резервация със замяна

неуспешен елемент

В този случай резервният елемент е в различна степен на готовност да замени основния елемент. Предимството на този метод е, че резервният елемент запазва работния си ресурс или може да се използва за изпълнение на независима задача. Режимът на работа на основното устройство не е изкривен. Недостатъкът е необходимостта да отделите време за свързване на резервен елемент. Може да има по-малко резервни елементи от основните.

Съотношението на броя на излишните елементи към броя на излишните се нарича коефициент на излишък - м. При резервиране с целочислена кратност стойността ме цяло число, при резервиране с дробна кратност стойността ме дробно нередуцируемо число. например, м=4/2 означава наличието на резервация с дробна кратност, при която броят на резервните елементи е четири, броят на основните елементи е два, а общият брой на елементите е шест. Не можете да съкратите дроб , защото ако м=4/2=2/1, това означава, че има резервация с целочислена кратност, при която броят на резервните елементи е два, а общият брой на елементите е три.

При включване на резерв по метода на замяна резервните елементи могат да бъдат в три състояния до пускането им в експлоатация:

Зареден („горещ”) резерв;

Лек ("топъл") резерв;

Ненатоварен („студен”) резерв.

Заредено(„горещ“) резерв - резервен елемент, който е в същия режим като основния.

Лек(„топъл“) резерв - резервен елемент, който е в по-малко натоварен режим от основния.

Разтоварени("студен") резерв - резервен елемент, който практически не носи товари.

Общо резервиране с постоянно свързване или с подмяна (фиг. 2.13). В този случай обектът като цяло е запазен, а подобно сложно устройство се използва като резервно. Този метод е по-малко икономичен от отделните резервации. Ако например първият основен елемент откаже, се налага свързването на цялата технологична резервна верига.

ориз. 2.13 - Обща резервация

резерва за мнозинство ("гласуване" пот мелементи) (фиг. 2.14). Този метод се основава на използването на допълнителен елемент - той се нарича мнозинство или логически или кворумен елемент. Тя ви позволява да сравнявате сигнали, идващи от елементи, изпълняващи една и съща функция. Ако резултатите съвпадат, те се предават на изхода на устройството. На фиг. Фигура 2.14 показва резервиране на принципа на гласуване „двама от три“, т.е. всеки два съвпадащи резултата от три се считат за верни и се предават на изхода на устройството. Можете да използвате съотношения три от пет и т.н. Основното предимство на този метод е да се осигури повишена надеждност в случай на всякакви повреди на работните елементи. Всеки тип повреда на единичен елемент няма да повлияе на изходния резултат.

Ефективен в системи за контрол на процеси.

ориз. 2.14 - Резервация на мнозинството

2.2.6 Типични структури за изчисляване на надеждността

Под структурна диаграма на надеждността се разбира визуално представяне (графично или под формата на логически изрази) на условията, при които обектът на изследване (система, устройство, технически комплекс и т.н.) работи или не работи. Типичните блокови схеми са показани на фиг. 2.15.

ориз. 2.15 - Типични структури за изчисляване на надеждността

Най-простата форма на структурна диаграма на надеждността е паралелно-последователна структура. Той свързва паралелно елементи, чието съвместно разрушаване води до повреда. Такива елементи са свързани в последователна верига, отказът на който и да е от които води до отказ на обекта.

На фиг. 2.15а представя версия на паралелно-последователната структура. Въз основа на тази структура може да се направи следното заключение. Обектът се състои от пет части. Повреда на обект възниква, когато се повреди елемент 5 или възел, състоящ се от елементи 1-4. Един възел може да се провали, когато верига, състояща се от елементи 3,4, и възел, състоящ се от елементи 1,2, се провалят едновременно. Верига 3-4 излиза от строя, ако се повреди поне един от съставните й елементи, а възел 1,2 - ако и двата елемента откажат, т.е. елементи 1,2. Изчисленията за надеждност при наличието на такива структури се характеризират с най-голяма простота и яснота.

В случаите, когато условието за ефективност не може да бъде представено под формата на проста паралелно-последователна структура, се използват или логически функции, или графики и разклонени структури, според които се оставят системи от уравнения за ефективност.

2.2.6.1 Изчисляване на надеждността на базата на използване на паралелно-последователни структури

На фиг. Фигура 2.16 показва паралелно свързване на елементи 1, 2, 3. Това означава, че устройство, състоящо се от тези елементи, преминава в състояние на повреда след повреда на всички елементи, при условие че всички елементи на системата са под натоварване и повредите на елементите са статистически независими.

ориз. 2.16. Блокова схема на система с паралелно свързване на елементи

Условието за работоспособност на едно устройство може да се формулира по следния начин: устройството е работоспособно, ако работят елемент 1 или елемент 2, или елемент 3, или елементи 1 и 2, 1; и 3, 2; и 3, 1; и 2; и 3.

Вероятността за безотказно състояние на устройство, състоящо се от пелементи, свързани паралелно, се определя от теоремата за събиране на вероятностите за съвместни случайни събития като

,

тези. при паралелно свързване на независими (по отношение на надеждността) елементи, техните стойности на ненадеждност () се умножават.

Процент на отказ (с процент на отказ на елементите λ аз), се определя като

.

В случай, че степента на отказ на всички елементи е еднаква, средното време на безотказна работа на системата Т 0

2.2.6.2 Включване на резервно системно оборудване чрез подмяна

В тази връзка диаграма пОт идентични образци на оборудването само един работи през цялото време (фиг. 2.17). Когато работеща проба се повреди, тя със сигурност се изключва и един от резервните (резервни) елементи влиза в действие. Този процес продължава до изчерпване на всички резервни проби.

ориз. 2.17 - Блокова схема на системата за включване на резервно оборудване чрез подмяна

Нека приемем следните допускания за тази система:

1. Системен срив възниква, ако всички се провалят пелементи.

2. Вероятността за повреда на всяка част от оборудването не зависи от състоянието на останалите ( п-1) проби (отказите са статистически независими).

3. Само оборудване в експлоатация може да се повреди и условната вероятност за повреда в интервала ( t , t+dt)равно на λ дт; резервното оборудване не може да се повреди, преди да бъде пуснато в експлоатация.

4. Превключващите устройства се считат за абсолютно надеждни.

5. Всички елементи са идентични. Резервните части са със същите характеристики като нови.

Системата е в състояние да изпълнява функциите, които се изискват от нея, ако поне една от пмостри на оборудване. В този случай, с експоненциален закон и „студен“ резерв, надеждността е просто равна на сумата от вероятностите на състоянията на системата, с изключение на състоянието на повреда, т.е.

Т -коефициент на резервация .

,

Къде λ И Т 0 – IO и средно време до първата повреда на основното устройство.

С "горещ" резерв -

,

2.3 Методи за осигуряване на надеждността на сложни системи

2.3.1 Методи за проектиране за осигуряване на надеждност

Една от най-важните характеристики на сложните технически системи е тяхната надеждност. Изискванията за количествени показатели за надеждност се увеличават, когато отказите на техническата система водят до големи разходи за материални ресурси или застрашават безопасността (например при създаване на ядрени лодки, самолети или военно оборудване). Един от разделите на техническите спецификации за разработка на системата е разделът, който определя изискванията за надеждност. Този раздел показва количествени показатели за надеждност, които трябва да бъдат потвърдени на всеки етап от създаването на системата.

На етапа на разработване на техническа документация, която е набор от чертежи, технически спецификации, методи и програми за изпитване, извършването на изследователски изчисления, изготвянето на оперативна документация и осигуряването на надеждност се извършва с помощта на рационални методи за проектиране и изчислителни и експериментални методи за оценка на надеждността.

Има няколко метода, които могат да се използват за повишаване на структурната надеждност на сложна техническа система. Конструктивните методи за повишаване на надеждността включват създаване на граници на безопасност за метални конструкции, улесняване на режимите на работа на електрическата автоматизация, опростяване на дизайна, използване на стандартни части и възли, осигуряване на поддръжка и разумно използване на методи за резервиране.

Анализът и прогнозирането на надеждността на етапа на проектиране предоставя необходимите данни за оценка на дизайна. Този анализ се извършва за всеки вариант на дизайн, както и след извършване на промени в проекта. Ако се открият недостатъци в дизайна, които намаляват нивото на надеждност на системата, се правят промени в дизайна и се коригира техническата документация.

2.3.2 Технологични методи за осигуряване на надеждността на продуктите по време на производствения процес

Една от основните дейности на етапа на серийното производство, насочена към осигуряване на надеждността на техническите системи, е стабилността на технологичните процеси. Научно обоснованите методи за управление на качеството на продуктите ни позволяват да предоставяме своевременни заключения за качеството на произвежданите продукти. Промишлените предприятия използват два метода за статистически контрол на качеството: текущ контрол на процеса и метод на селективен контрол.

Методът за статистически контрол на качеството (регулиране) позволява своевременно предотвратяване на дефекти в производството и по този начин пряка намеса в технологичния процес.

Методът на селективен контрол няма пряко въздействие върху производството, тъй като служи за контрол на готовите продукти, позволява да се идентифицира обемът на дефектите, причините за тяхното възникване в технологичния процес или качествените дефекти на материала.

Анализът на точността и стабилността на технологичните процеси ни позволява да идентифицираме и елиминираме факторите, които влияят отрицателно върху качеството на продукта. Като цяло наблюдението на стабилността на технологичните процеси може да се извърши чрез следните методи: графично-аналитичен с нанасяне на стойностите на измерените параметри върху диаграма; изчислително-статистически за количествени характеристики на точността и устойчивостта на технологичните процеси; както и прогнозиране на надеждността на технологичните процеси въз основа на количествените характеристики на дадените отклонения.

2.3.3 Осигуряване на надеждността на сложни технически системи при експлоатационни условия

Надеждността на техническите системи при експлоатационни условия се определя от редица експлоатационни фактори, като квалификацията на персонала по поддръжката, качеството и количеството на извършената работа по поддръжката, наличието на резервни части, използването на оборудване за измерване и изпитване, както и като наличие на технически описания и инструкции за експлоатация.

Като първо приближение можем да приемем, че всички повреди, възникнали по време на работа, са независими. Следователно надеждността на цялата система, като се приеме независимост от повреди, е равна на:

Р = Р 1 *Р 2 *Р 3

Къде Р 1 ;Р 2 ;Р 3 - вероятности за безотказна работа на системата, съответно за непредвидими внезапни повреди, внезапни повреди, които могат да бъдат предотвратени с навременна поддръжка, и постепенни повреди.

Една от причините за липсата на повреди на системните елементи е висококачествената поддръжка, която е насочена към предотвратяване на предвидими внезапни повреди. Вероятността за безпроблемна работа на системата, поради качеството на услугата, е равна на:

Къде P аз около– вероятност за безотказна работа аз-ти елемент, свързан с поддръжката.

Тъй като услугата се подобрява, стойността на вероятността за безпроблемна работа R околосе доближава до единството.

Във всички сложни технически системи е възможна подмяна на елементи с нарастващ процент на повреда във времето. За да се намали степента на повреда във времето, се въвежда системна поддръжка, която позволява да се осигури поток от повреди в сложни системи с ограничен интензитет по време на даден експлоатационен живот, т.е. направете го близо до постоянно.

По време на експлоатация и поддръжка степента на отказ на системата, от една страна, има тенденция да се увеличава, а от друга страна, има тенденция да намалява, в зависимост от нивото, на което се извършва поддръжката. Ако поддръжката се извършва ефективно, тогава степента на отказ намалява, а ако тази поддръжка се извършва лошо, тя се увеличава.

Използвайки натрупания опит, винаги можете да изберете един или друг обхват на работа, който ще осигури нормална работа на системата до следващата поддръжка с определена вероятност за безаварийна работа. Или, обратно, чрез определяне на последователността на функциониращите обеми е възможно да се определи приемливото време за поддръжка, което гарантира, че системата работи на дадено ниво на надеждност.

2.3.4 Начини за повишаване на надеждността на сложни технически системи по време на експлоатация

За повишаване на надеждността на сложни технически системи при експлоатационни условия се провеждат редица мерки, които могат да бъдат разделени на следните четири групи:

1) разработване на научни методи на работа;

2) събиране, анализ и синтез на експлоатационен опит;

3) връзка между дизайна и производството на продуктите;

4) повишаване на квалификацията на обслужващия персонал.

Научните методи на работа включват научно обосновани методи за подготовка на продукт за работа, извършване на поддръжка, ремонт и други мерки за повишаване на надеждността на сложни технически системи по време на тяхната работа. Редът и технологията за извършване на тези дейности са описани в съответните ръководства и инструкции за експлоатация на конкретни продукти. По-доброто прилагане на оперативните мерки за осигуряване на надеждността на машиностроителните продукти се осигурява от резултатите от статистическо изследване на надеждността на тези продукти. Когато работите с продукти, натрупаният опит играе важна роля. Значителна част от експлоатационния опит се използва за решаване на частни организационни и технически мерки. Натрупаните данни обаче трябва да се използват не само за решаване на днешните проблеми, но и за създаване на бъдещи продукти с висока надеждност.

От голямо значение е правилната организация на събиране на информация за повреди. Съдържанието на дейностите по събиране на такава информация се определя от вида на продуктите и характеристиките на функционирането на тези продукти. Възможни източници на статистическа информация могат да бъдат информация, получена от резултатите от различни видове тестове и експлоатация, които се издават периодично под формата на доклади за техническото състояние и надеждността на продуктите.

Проучването на характеристиките на тяхното поведение дава възможност да се използват натрупаните данни за проектиране на бъдещи продукти. По този начин събирането и обобщаването на данни за повреди на продукта е една от най-важните задачи, на които трябва да се обърне специално внимание.

Ефективността на оперативните мерки до голяма степен зависи от квалификацията на оперативния персонал. Влиянието на този фактор обаче не е еднакво. Така например, когато извършвате сравнително прости операции по време на процеса на поддръжка, влиянието на висококвалифицирания служител има малък ефект и обратно, квалификацията на обслужващия персонал играе голяма роля при извършване на сложни операции, свързани с вземане на субективни решения ( например при регулиране на клапани и системи за запалване в автомобили, при ремонт на телевизор и др.).

2.3.5 Организационни и технически методи за възстановяване и поддържане на надеждността на оборудването по време на експлоатация

Известно е, че по време на работа продуктът се използва за определено време по предназначение за извършване на съответната работа, известно време се транспортира и съхранява, а част от времето се изразходва за поддръжка и ремонт. В същото време, за сложни технически системи, видовете техническа поддръжка (TO-1, TO-2,...) и ремонти (рутинни, средни или големи) са установени в нормативната и техническата документация.

На етапа на експлоатация на продукта се появяват техническите и икономическите последици от ниската надеждност, свързани с престоя на оборудването и разходите за отстраняване на повреди и закупуване на резервни части. За да се поддържа надеждността на продуктите на дадено ниво по време на експлоатация, е необходимо да се извърши набор от мерки, които могат да бъдат представени под формата на две групи - мерки за спазване на правилата и режимите на работа; мерки за възстановяване на работното състояние.

ДО първиГрупата от дейности включва обучение на персонала по поддръжката, спазване на изискванията на експлоатационната документация, последователността и точността на извършената работа по време на поддръжката, диагностично наблюдение на параметрите и наличието на резервни части, надзор на място и др.

Към основните събития второгрупите включват регулиране на системата за поддръжка, периодично наблюдение на състоянието на продукта и определяне на остатъчния живот и състоянието преди повреда с помощта на техническа диагностика, въвеждане на съвременна технология за ремонт, анализиране на причините за повреди и организиране на обратна връзка с разработчиците и производителите на продукти.

Много продукти прекарват значителна част от експлоатационния си живот на склад, т.е. не са свързани с изпълнението на основни задачи. За продуктите, работещи в този режим, повечето повреди са свързани с корозия, както и с излагане на прах, мръсотия, температура и влага. За продукти, които работят през значителна част от времето, по-голямата част от повреди са свързани с износване, умора или механични повреди на части и възли. В неактивно състояние степента на повреда на елементите е значително по-малка, отколкото в работно състояние. Така например за електромеханично оборудване това съотношение съответства на 1:10, за механични елементи това съотношение е 1:30, за електронни елементи 1:80.

Трябва да се отбележи, че с усложняването на технологията и разширяването на областите на нейното използване се увеличава ролята на етапа на експлоатация на оборудването в общите разходи за създаване и използване на технически системи. Разходите за поддържане на експлоатационното състояние чрез техническа поддръжка и ремонт надвишават цената на нови продукти със следния брой пъти: трактори и самолети с 5-8 пъти; металорежещи машини с 8-15 пъти; радиоелектронно оборудване със 7-100 пъти.

Техническата политика на предприятията трябва да бъде насочена към намаляване на обема и времето на поддръжката и ремонта чрез повишаване на надеждността и издръжливостта на основните компоненти.

Запазването на машината в нейното състояние при доставка помага да се запази функционалността й, обикновено за 3-5 години. За да се поддържа надеждността на машината по време на работа на дадено ниво, обемът на производството на резервни части трябва да бъде 25-30% от цената на машината.

Препоръчваме за четене

Електрическо оборудване

Древни думи и тяхното значение

Основи на електротехниката

Предимства и недостатъци на професията еколог 5 професии, свързани с екологията

Електрически двигател

Птици Corvid: описание, снимка, диета, характеристики и характеристики на вида Кой отговаря в семейството на гарваните

Контакти и ключове

Видове пауни, техните описания и снимки

Измервания и изчисления

Какви са някои конспирации за обувки?

Основи на електротехниката

Заклинание за късмет: винаги да имате късмет във всичко. Заклинания за късмет на обеци.