अमूर्त

तकनीकी विश्वसनीयता जीवन चक्र

पाठ्यक्रम परियोजना: __ पृष्ठ, __ तालिकाएँ, __ स्रोत।

विश्वसनीयता, विफलता दर, सर्किट, विफलता, स्थायित्व, विफलता-मुक्त संचालन।

पाठ्यक्रम परियोजना में दो कार्यों को हल करना शामिल है:

पहला कार्य तकनीकी प्रणाली की विश्वसनीयता के ब्लॉक आरेख के निर्माण से संबंधित है। इस प्रणाली की विश्वसनीयता की भी गणना की जाती है।

दूसरा कार्य वैरिएंट के अनुसार निर्दिष्ट संरचनात्मक आरेख के परिवर्तन और विश्वसनीयता संकेतकों के निर्धारण से संबंधित है। साथ ही इस सर्किट की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए विकल्पों का विकास भी किया जा रहा है।

परिचय………………………………………………………………………………………

1. तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता की समस्याएँ…………………………

1.1 विश्वसनीयता गणना की मूल बातें……………………………………………………

1.2 निरर्थक प्रणालियाँ……………………………………………………

2. गणना भाग………………………………………………

2.1 विश्वसनीयता के संरचनात्मक आरेख का निर्माण…………………………

2.2 किसी दिए गए संरचनात्मक आरेख का परिवर्तन और विश्वसनीयता संकेतकों का निर्धारण…………………………………………………………………………..

निष्कर्ष……………………………………………………………………

प्रयुक्त स्रोतों की सूची………………………………

इस में पाठ्यक्रम कार्यनिम्नलिखित नियामक दस्तावेजों का उपयोग किया गया:

गोस्ट 7.1-2003 सिबिड। ग्रंथसूची अभिलेख. ग्रंथ सूची विवरण. सामान्य आवश्यकताएँ और प्रारूपण नियम

GOST 27.301-95-एम, 1996 प्रौद्योगिकी में विश्वसनीयता। विश्वसनीयता गणना. बुनियादी प्रावधान

एसटीपी KubSTU 4.2.6-2004 SMK। शैक्षिक और संगठनात्मक गतिविधियाँ। पाठ्यक्रम डिज़ाइन

परिचय

विश्वसनीयता किसी वस्तु की वह संपत्ति है जिसे समय के साथ, स्थापित सीमाओं के भीतर, सभी मापदंडों के मूल्यों को बनाए रखना है जो उपयोग, रखरखाव, मरम्मत, भंडारण और परिवहन के दिए गए तरीकों और शर्तों में आवश्यक कार्यों को करने की क्षमता को दर्शाते हैं। परिचालन स्थितियों का विस्तार, तकनीकी प्रणालियों (टीएस) द्वारा किए जाने वाले कार्यों की जिम्मेदारी में वृद्धि और उनकी जटिलता से उत्पाद की विश्वसनीयता की आवश्यकताएं बढ़ जाती हैं।

विश्वसनीयता एक जटिल संपत्ति है, और विश्वसनीयता, स्थायित्व, पुनर्स्थापना और भंडारण जैसे घटकों द्वारा बनाई जाती है। यहां मुख्य बात गैर-विफलता संचालन की संपत्ति है - किसी उत्पाद की समय के साथ परिचालन स्थिति को लगातार बनाए रखने की क्षमता। इसलिए, विश्वसनीयता सुनिश्चित करने में सबसे महत्वपूर्ण बात है तकनीकी प्रणालियाँउनकी विश्वसनीयता बढ़ाना है।

विश्वसनीयता समस्या की एक विशेष विशेषता निर्माण के विचार की शुरुआत से लेकर डीकमीशनिंग तक तकनीकी प्रणाली के "जीवन चक्र" के सभी चरणों के साथ इसका संबंध है: किसी उत्पाद की गणना और डिजाइन करते समय, इसकी विश्वसनीयता को इसमें शामिल किया जाता है निर्माण के दौरान डिजाइन, संचालन के दौरान विश्वसनीयता सुनिश्चित की जाती है; इसलिए, विश्वसनीयता की समस्या एक जटिल समस्या है और इसे सभी चरणों में और विभिन्न तरीकों से हल किया जाना चाहिए। किसी उत्पाद के डिजाइन चरण में, इसकी संरचना निर्धारित की जाती है, तत्व आधार का चयन या विकास किया जाता है, इसलिए तकनीकी प्रणाली की विश्वसनीयता के आवश्यक स्तर को सुनिश्चित करने के लिए यहां सबसे बड़े अवसर हैं। इस समस्या को हल करने की मुख्य विधि विश्वसनीयता गणना (मुख्य रूप से विश्वसनीयता) है, जो वस्तु की संरचना और उसके घटक भागों की विशेषताओं पर निर्भर करती है, इसके बाद डिज़ाइन में आवश्यक सुधार किया जाता है। इसलिए, इस पाठ्यक्रम कार्य में तकनीकी प्रणाली की विश्वसनीयता की गणना की जाती है।

1. तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता की समस्याएँ

1.1 सिस्टम विश्वसनीयता गणना की मूल बातें

विश्वसनीयता गणना समस्या: तत्वों की विश्वसनीयता और उनके बीच कनेक्शन पर डेटा के आधार पर, गैर-मरम्मत योग्य तत्वों से युक्त सिस्टम के विश्वसनीयता संकेतक का निर्धारण करना। विश्वसनीयता गणना का उद्देश्य:

एक या दूसरे रचनात्मक समाधान का चुनाव;

आरक्षण की संभावना और व्यवहार्यता का पता लगाएं;

निर्धारित करें कि मौजूदा विकास और उत्पादन तकनीक के साथ आवश्यक विश्वसनीयता प्राप्त की जा सकती है या नहीं।

विश्वसनीयता गणना में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. परिकलित विश्वसनीयता संकेतकों की संरचना का निर्धारण

2. सिस्टम की कार्यप्रणाली के विश्लेषण के आधार पर विश्वसनीयता (सिस्टम संरचना) के एक संरचनात्मक तार्किक आरेख का संकलन (संश्लेषण) (कौन से ब्लॉक शामिल हैं, उनका कार्य क्या है, एक कार्य प्रणाली के गुणों की सूची, आदि) .), और विश्वसनीयता की गणना के लिए एक विधि का चयन

3. गणना किए गए सिस्टम संकेतकों को तत्वों की विश्वसनीयता संकेतकों के साथ जोड़ने वाला एक गणितीय मॉडल तैयार करना

4. गणना करना, प्राप्त परिणामों का विश्लेषण करना, गणना मॉडल को समायोजित करना

सिस्टम की संरचना तत्वों की परस्पर क्रिया का एक तार्किक आरेख है जो सिस्टम की संचालन क्षमता को निर्धारित करता है, या अन्यथा सिस्टम के तत्वों का एक ग्राफिकल प्रदर्शन है, जो आपको सिस्टम की स्थिति (व्यवहार्य/निष्क्रिय) को स्पष्ट रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है। तत्वों की अवस्था (व्यवहार्य/निष्क्रिय) द्वारा। सिस्टम की संरचना हो सकती है:

गैर-अनावश्यक प्रणाली (मुख्य प्रणाली);

निरर्थक प्रणालियाँ.

समान प्रणालियों के लिए, तत्वों की विफलता के प्रकार के आधार पर विभिन्न संरचनात्मक विश्वसनीयता आरेख तैयार किए जा सकते हैं। गणितीय विश्वसनीयता मॉडल - औपचारिक परिवर्तन जो गणना सूत्र प्राप्त करने की अनुमति देते हैं। मॉडल का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है:

अभिन्न और विभेदक समीकरणों की विधि;

संभावित सिस्टम स्थितियों के ग्राफ़ के आधार पर;

तार्किक-संभाव्य तरीकों पर आधारित;

निगमनात्मक विधि (दोष वृक्ष) पर आधारित।

विश्वसनीयता की गणना में सबसे महत्वपूर्ण चरण सिस्टम की संरचना तैयार करना और उसके घटक तत्वों के विश्वसनीयता संकेतक निर्धारित करना है। सबसे पहले, विफलताओं की अवधारणा (प्रकार) को वर्गीकृत किया जाता है, जो सिस्टम के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। दूसरे, अलग-अलग तत्वों के रूप में सिस्टम में सोल्डरिंग, संपीड़न या वेल्डिंग के साथ-साथ अन्य कनेक्शन (प्लग इत्यादि) द्वारा विद्युत कनेक्शन शामिल हो सकते हैं, क्योंकि वे विफलताओं की कुल संख्या का 10-50% होते हैं। तीसरा, तत्वों की विश्वसनीयता संकेतकों के बारे में अधूरी जानकारी है, इसलिए या तो संकेतकों को प्रक्षेपित करना या एनालॉग्स के संकेतकों का उपयोग करना आवश्यक है। व्यवहार में, विश्वसनीयता की गणना कई चरणों में की जाती है:

1. डिज़ाइन की जा रही प्रणाली के लिए तकनीकी विशिष्टताओं को तैयार करने के चरण में, जब इसकी संरचना निर्धारित नहीं की जाती है, तो प्रकृति में समान प्रणालियों की विश्वसनीयता और घटक तत्वों की विश्वसनीयता के बारे में प्राथमिक जानकारी के आधार पर प्रारंभिक विश्वसनीयता मूल्यांकन किया जाता है। .

2. सामान्य (नाममात्र) परिचालन स्थितियों के तहत निर्दिष्ट तत्वों के विश्वसनीयता संकेतकों के साथ एक ब्लॉक आरेख तैयार किया जाता है।

3. विश्वसनीयता की अंतिम (गुणांक) गणना तकनीकी परियोजना के पूरा होने के चरण में की जाती है, जब प्रोटोटाइप संचालित हो चुके होते हैं और सभी संभावित परिचालन स्थितियां ज्ञात होती हैं। उसी समय, तत्वों के विश्वसनीयता संकेतकों को समायोजित किया जाता है, अक्सर उनकी कमी की दिशा में, संरचना में परिवर्तन किए जाते हैं - अतिरेक का चयन किया जाता है।

व्याख्यान 1

व्याख्यान का उद्देश्य: विश्वसनीयता सिद्धांत की बुनियादी अवधारणाओं का परिचय। विश्वसनीयता सिद्धांत का परिचय. विश्वसनीयता सिद्धांत के मूल नियम और परिभाषाएँ।

1.1 परिचय. विश्वसनीयता सिद्धांत की बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ।

विश्वसनीयता सिद्धांत– एक वैज्ञानिक अनुशासन जो संचालन के दौरान वस्तुओं (उपकरणों, प्रणालियों) की दक्षता सुनिश्चित करने के तरीकों का अध्ययन करता है।

विश्वसनीयता सिद्धांत (आरटी) 20वीं शताब्दी के मध्य 40 के दशक में सामने आया और इसका उपयोग नियंत्रण प्रणालियों की विश्वसनीयता की आवश्यक गणना के लिए किया गया था और विभिन्न प्रकारसंचार.

धीरे-धीरे, इसे मानव गतिविधि (मैकेनिकल इंजीनियरिंग, परिवहन, निर्माण, ऊर्जा, नियंत्रण प्रणाली) के कई क्षेत्रों में आवेदन मिला।

तकनीकी साधन और उनकी परिचालन स्थितियाँ अधिक से अधिक जटिल होती जा रही हैं। कुछ प्रकार के उपकरणों में तत्वों की संख्या सैकड़ों हजारों तक होती है। यदि आप विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विशेष उपाय नहीं करते हैं, तो कोई भी आधुनिक जटिल उपकरण व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय हो जाएगा।

विश्वसनीयता का विज्ञान अन्य विज्ञानों के साथ निकट संपर्क में विकसित होता है। सबसे पहले, इसका डिज़ाइन से गहरा संबंध है जानकारी के सिस्टमऔर उनकी सुरक्षा सुनिश्चित करने के मुद्दे।

गणितीय विषयों में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: संभाव्यता सिद्धांत; असतत गणित के कुछ तत्व; विभेदक समीकरण और अभिन्न कलन।

वर्तमान में, विश्वसनीयता सिद्धांत एक स्वतंत्र वैज्ञानिक अनुशासन है।

इसके मुख्य कार्य: विश्वसनीयता के मात्रात्मक संकेतकों के प्रकार स्थापित करना; विश्लेषणात्मक विश्वसनीयता मूल्यांकन के लिए तरीकों का विकास; परीक्षण परिणामों के आधार पर विश्वसनीयता का आकलन करने के तरीकों का विकास; तकनीकी प्रणालियों के विकास और संचालन के चरणों में विश्वसनीयता का अनुकूलन।

1.2 बुनियादी नियम और परिभाषाएँ।

विश्वसनीयता- किसी वस्तु (सिस्टम) की संपत्ति, समय के साथ, स्थापित सीमाओं के भीतर, दिए गए मोड और परिचालन स्थितियों में आवश्यक कार्यों को करने की क्षमता को दर्शाने वाले सभी मापदंडों के मूल्यों को बनाए रखने के लिए।

तकनीकी प्रणाली- तत्वों का एक समूह जो निर्दिष्ट कार्यों को करने की प्रक्रिया में एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।

सिस्टम तत्व- किसी भी प्रणाली का एक अभिन्न अंग जिसे आगे विभाजन के बिना एक संपूर्ण के रूप में माना जाता है; तत्व की आंतरिक संरचना अध्ययन का विषय नहीं है।

"सिस्टम" और "सिस्टम तत्व" की अवधारणाएं एक दूसरे के माध्यम से व्यक्त की जाती हैं और अक्सर सशर्त होती हैं: कुछ समस्याओं को हल करने के लिए एक प्रणाली को अध्ययन के उद्देश्यों, आवश्यक सटीकता, के आधार पर दूसरों के लिए एक तत्व के रूप में स्वीकार किया जाता है। विश्वसनीयता आदि के बारे में ज्ञान का स्तर।

विश्वसनीयता के दृष्टिकोण से, सभी तकनीकी प्रणालियों को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है:

1) गैर-नवीकरणीय तत्व और प्रणालियाँ,वे। ऑपरेशन के दौरान मरम्मत योग्य नहीं (रेडियो तत्व, एकीकृत सर्किट, उपकरणों का हिस्सा, विमान उपकरण, आदि)

2) पुनर्प्राप्त करने योग्य तत्व और सिस्टम,जिसे विफलता के तुरंत बाद एक निश्चित समय के भीतर ठीक किया जा सकता है।

"पुनर्स्थापना" की अवधारणा को न केवल कुछ के संबंध में समायोजन, ट्यूनिंग, सोल्डरिंग या अन्य मरम्मत कार्य के रूप में समझा जाना चाहिए तकनीकी साधन, लेकिन इन फंडों का प्रतिस्थापन भी।

तकनीकी प्रक्रियाओं को स्वचालित करने के लिए उपयोग की जाने वाली अधिकांश प्रणालियाँ, एक नियम के रूप में, विफलता के बाद पुनर्प्राप्ति के अधीन होती हैं, जिसके बाद वे फिर से काम करना जारी रखती हैं।

प्रदर्शन- उत्पाद की एक स्थिति जिसमें वह अपने बुनियादी मापदंडों के लिए सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है। तकनीकी प्रणालियों के मुख्य मापदंडों में शामिल हैं: प्रदर्शन; भार विशेषता; संचालन की स्थिरता और सटीकता।

तकनीकी प्रणाली के अन्य संकेतकों का एक सेट: वजन, आयाम, रखरखाव में आसानी, आदि समय के साथ बदल सकते हैं। इन परिवर्तनों में अनुमेय मान हैं; उनसे अधिक होने पर विफलता की स्थिति (आंशिक या पूर्ण) हो सकती है।

किसी तकनीकी प्रणाली की अवस्थाओं को भी इसमें विभाजित किया जा सकता है: फ़ायदेमंदजिसमें सिस्टम विनियामक और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण और डिज़ाइन दस्तावेज़ीकरण की सभी आवश्यकताओं का पूरी तरह से अनुपालन करता है;

ख़राब– जब सिस्टम में इन आवश्यकताओं का कम से कम एक गैर-अनुपालन हो।

एक घटना जिसमें सिस्टम में व्यवधान शामिल है, अर्थात। क्रियाशील अवस्था से अक्रियाशील अवस्था में संक्रमण को कहा जाता है इनकार.

एक ऐसी घटना जिसमें एक प्रणाली का सेवा योग्य से दोषपूर्ण (लेकिन कार्यात्मक) स्थिति में परिवर्तन शामिल होता है, कहलाती है हानि।

सीमा अवस्था- तब होता है जब किसी तकनीकी प्रणाली या उपकरण का आगे उपयोग असंभव या अव्यावहारिक हो।

सीमा स्थिति तक पहुंचने के बाद, मरम्मत (प्रमुख या मध्यम) हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप सेवा योग्य स्थिति बहाल हो जाती है, या सिस्टम अंततः अपने इच्छित उद्देश्य (शारीरिक और नैतिक उम्र बढ़ने, टूट-फूट) के लिए उपयोग करना बंद कर देता है।

चित्र 1 - बहाल की जा रही प्रणाली की मुख्य स्थितियों और घटनाओं की योजना

व्याख्यान 2

व्याख्यान का उद्देश्य: गैर-वसूली योग्य प्रणालियों की गणना और विश्वसनीयता संकेतकों के मुख्य चरणों का परिचय।

सामान्य वितरण

घातीय वितरण के विपरीत, सामान्य वितरण का उपयोग ऐसी प्रणालियों और विशेष रूप से उनके तत्वों का वर्णन करने के लिए किया जाता है जो टूट-फूट के अधीन हैं। इस मामले में, विफलता के समय के वितरण के कार्य और घनत्व को ध्यान में रखा जाना चाहिए टी, टी- असफलता का औसत समय।

सामान्य वितरण के पैरामीटर हैं: एम - एक यादृच्छिक चर की गणितीय अपेक्षा, टी- विफलता का समय (या परेशानी मुक्त संचालन समय); σ - विफलता के लिए समय का मानक विचलन टीसिस्टम परीक्षण परिणामों के आधार पर।

सामान्य वितरण (- ∞, ∞) श्रेणी में यादृच्छिक चर के व्यवहार का वर्णन करता है, लेकिन तब से विफलता का समय एक नकारात्मक मूल्य नहीं है; इसे ध्यान में रखने के लिए, सिद्धांत रूप में सामान्य वितरण के बजाय एक संक्षिप्त सामान्य वितरण का उपयोग किया जाना चाहिए।

एक यादृच्छिक चर के संभावित मानों की सीमा 0 से ∞ (0 पर t=0) तक हो सकती है। यदि एम हो तो काट दिया गया सामान्य वितरण लागू किया जाएगा< 3σ, в противном случае использование более простого нормального (не усеченного) распределения дает достаточную точность.

सामान्य वितरण के लिए विश्वसनीयता संकेतक:

पी(टी)

एफ(टी)

एल(टी) पी(टी) एफ(टी)

चित्र 3.2 - सामान्य वितरण के साथ विश्वसनीयता संकेतकों में परिवर्तन के ग्राफ़

व्याख्यान 4

व्याख्यान का उद्देश्य: बहाल प्रणालियों के विश्वसनीयता संकेतकों की गणना के तरीकों में प्रशिक्षण।

व्याख्यान 5

व्याख्यान का उद्देश्य: विश्वसनीयता गणना के संरचनात्मक आरेख की विभिन्न जटिलताओं के साथ गैर-पुनर्प्राप्ति योग्य प्रणालियों की विश्वसनीयता की गणना के लिए तरीकों का अध्ययन करना।

5.1 गैर-वसूली योग्य प्रणालियों की विश्वसनीयता की गणना के लिए तरीके

विफलता-मुक्त संचालन की संभावना की गणना करते समय, पहली विफलता तक का औसत समय, सिस्टम तत्वों को गैर-मरम्मत योग्य माना जाता है। इस मामले में, तत्वों के मुख्य (अनुक्रमिक) कनेक्शन (चित्र 5.1) के साथ, विफलता-मुक्त संचालन की संभावना की गणना सभी तत्वों की संभावनाओं के उत्पाद के रूप में की जाती है:

पीसी(टी) = आर 1 (टी) आर 2 (टी)....आरएन -1 ( टी) आरएन( टी)= (5.1)

चित्र 5.1 - विश्वसनीयता गणना का ब्लॉक आरेख, तत्वों का श्रृंखला कनेक्शन

तत्वों के बैकअप (समानांतर) कनेक्शन के साथ (चित्र 5.2) और बशर्ते कि समानांतर-जुड़े तत्वों में से एक का संचालन सिस्टम को संचालित करने के लिए पर्याप्त हो, सिस्टम विफलता एक संयुक्त घटना है जो तब होती है जब सभी समानांतर-जुड़े तत्व विफल हो जाते हैं। यदि तत्व समानांतर में जुड़े हुए हैं और प्रत्येक की विफलता की संभावना है, तो इस प्रणाली की विफलता की संभावना है:

क्यूसी(टी)= क्यू 1 (टी) क्यू 2 (टी)....क्यूएम-1 ( टी) क्यूएम ( टी)= (5.2)

चित्र 5.2 - विश्वसनीयता गणना का ब्लॉक आरेख, तत्वों का समानांतर कनेक्शन

यदि विश्वसनीयता ब्लॉक आरेख में श्रृंखला-समानांतर कनेक्शन होता है, तो विश्वसनीयता गणना सूत्र (5.1) और (5.2) का उपयोग करती है। उदाहरण के लिए, चित्र 5.3 एक सर्किट दिखाता है, और समीकरण 5.3 उस सर्किट के लिए विश्वसनीयता फ़ंक्शन की गणना दिखाता है।

चित्र 5.3 - विश्वसनीयता गणना का ब्लॉक आरेख, मिश्रित

तत्वों का कनेक्शन

पीसी(टी)= पी1(टी)*पी2(टी)*पी3456(टी) = पी1(टी)*पी2(टी)*(1-) (5.3)

हालाँकि, विश्वसनीयता की गणना के लिए सभी संरचनात्मक आरेखों को अनुक्रमिक तक कम नहीं किया जा सकता है समानांतर कनेक्शन. चित्र 5.4 एकल ब्रिज विश्वसनीयता गणना योजना दिखाता है।

चित्र 5.4 - तत्वों को जोड़ने के लिए ब्रिज आरेख

सर्किट के सभी तत्वों के लिए, विफलता-मुक्त संचालन P1, P2, P3, P4, P5 की संभावनाएं और "ब्रेक" प्रकार q1, q2, q3, q4, q5 की विफलता की संबंधित संभावनाएं ज्ञात हैं। आरेख 5.4 के बिंदु ए और बी के बीच एक सर्किट की उपस्थिति की संभावना निर्धारित करना आवश्यक है।

राज्य गणना विधि

किसी भी सिस्टम की विश्वसनीयता की गणना, उपयोग की गई विधि की परवाह किए बिना, सिस्टम के संचालन योग्य और निष्क्रिय राज्यों के अनुरूप तत्वों के राज्यों के दो असंयुक्त सेटों के निर्धारण से पहले होती है। इनमें से प्रत्येक राज्य को उन तत्वों के एक समूह की विशेषता है जो संचालन योग्य और निष्क्रिय अवस्था में हैं।

चूंकि स्वतंत्र विफलताओं के मामले में प्रत्येक राज्य की संभावना संबंधित राज्यों में तत्वों की संभावनाओं के उत्पाद द्वारा निर्धारित की जाती है, तो राज्यों की संख्या बराबर होती है एम, सिस्टम की परिचालन स्थिति की संभावना अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है:

पी= ; (5.1)

विफलता की संभावना: क्यू=1- (5.2)

कहाँ एम- संचालन योग्य अवस्थाओं की कुल संख्या, प्रत्येक जे-वें में, जिनमें से सेवा योग्य तत्वों की संख्या विफल हो चुके तत्वों के बराबर है - केजे।

प्रणाली की अपेक्षाकृत सरल संरचना के साथ, राज्य गणना पद्धति का उपयोग बोझिल गणनाओं से जुड़ा है। उदाहरण के लिए, चित्र 5.4 में सर्किट के लिए, हम एक राज्य तालिका संकलित करेंगे, सिस्टम की परिचालन स्थिति को बनाए रखते हुए, एक समय में पहले एक, फिर दो, फिर तीन तत्वों को निष्क्रिय स्थिति में स्थानांतरित करेंगे।

तालिका 5.1

शर्त संख्या	तत्व स्थिति	राज्यों की संभावना
	+	+	+	+	+	पी1,पी2,पी3,पी4,पी5
	-	+	+	+	+	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
	+	+	-	+	-	Р1,Р2, q3,Р4, q5
	+	+	+	-	-	पी1,पी2,पी3,पी4,पी5
	-	+	-	+	-	q1,P2, q3,P4, q5
	+	-	+	-	-	P1, q2, P3, q4, q5

यदि सिस्टम के सभी तत्व समान रूप से विश्वसनीय हैं, तो p i =0.9 पर सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना:

पी एस = = पी 5 +5पी 4 क्यू+8पी 3 क्यू 2 +2पी 2 क्यू 3 = 0.978

व्याख्यान 6

व्याख्यान का उद्देश्य: अतिरेक के माध्यम से विश्वसनीयता बढ़ाने के मुख्य तरीकों का अध्ययन करना।

आरक्षण के प्रकार

सिस्टम और तत्वों की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए अतिरेक का उपयोग किया जाता है , एक या दूसरे प्रकार के अतिरेक के उपयोग पर आधारित।

अतिरेक निम्नलिखित प्रकार के अतिरेक को परिभाषित करता है: कार्यात्मक, अस्थायी, सूचनात्मक, संरचनात्मक।

इस मामले में, यदि विभिन्न सिस्टम या उपकरण समान कार्य करते हैं, कार्यात्मक अतिरेक.इस तरह के अतिरेक का उपयोग अक्सर बहुक्रियाशील प्रणालियों के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, बॉयलर इकाई के आउटलेट पर भाप तापमान का मूल्य एक पोटेंशियोमीटर की रीडिंग से निर्धारित किया जा सकता है, जो थर्मोइलेक्ट्रिक कनवर्टर के साथ मिलकर एक महत्वपूर्ण पैरामीटर का व्यक्तिगत नियंत्रण करता है, और इस पैरामीटर को कॉल करके एक सूचना-माप प्रणाली का इलेक्ट्रॉनिक प्रदर्शन जो तकनीकी, आर्थिक और अन्य संकेतकों की गणना करता है।

अस्थायी आरक्षणक्या यह किसी तत्व की विफलता के कारण किसी सिस्टम या डिवाइस के कामकाज को बाधित करने की अनुमति है। कई मामलों में, निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए अस्थायी अतिरेक तकनीकी प्रक्रिया, कच्चे माल और अर्ध-तैयार उत्पादों के लिए भंडारण टैंक, गोदामों की शुरूआत के माध्यम से किया जाता है। उदाहरण के लिए, ईंधन आपूर्ति में अल्पकालिक रुकावट से बॉयलर इकाई की हीटिंग सतहों पर गर्मी जमा होने के कारण भाप उत्पादन बंद नहीं होगा।

सूचना बैकअपएक चैनल पर सूचना के नुकसान की भरपाई दूसरे चैनल पर सूचना से करने की संभावना से जुड़ा है।

अधिकांश तकनीकी सुविधाओं में, आंतरिक कनेक्शन के कारण, सूचना अतिरेक होता है, जिसका उपयोग अक्सर सूचना की विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए किया जाता है।

उदाहरण के लिए, बॉयलर आउटलेट पर औसत भाप प्रवाह दर उसके आउटलेट पर औसत जल प्रवाह दर से मेल खाती है, बॉयलर में गैस प्रवाह दर ग्रिप गैसों की एक निश्चित संरचना पर वायु प्रवाह दर निर्धारित करती है।

स्थानीय प्रणालियों के लिए यह सबसे विशिष्ट है संरचनात्मक अतिरेक.इस प्रकार की अतिरेक के साथ, सिस्टम संरचना में अतिरिक्त तत्वों को शामिल करके बढ़ी हुई विश्वसनीयता प्राप्त की जाती है।

संरचनात्मक अतिरेक

संरचनात्मक अतिरेक को सामान्य और तत्व-दर-तत्व (अलग) में विभाजित किया गया है। सामान्य अतिरेक के साथ, सिस्टम या डिवाइस समग्र रूप से अनावश्यक है; तत्व-दर-तत्व अतिरेक के साथ, व्यक्तिगत तत्व या उनके समूह अनावश्यक हैं।

यदि बैकअप तत्व समान स्तर पर कार्य करते हैं मुख्य तत्व, तो एक निरंतर आरक्षण है, जो निष्क्रिय है। यदि मुख्य तत्व की विफलता के बाद सिस्टम में एक रिजर्व पेश किया जाता है और स्विचिंग ऑपरेशन के साथ होता है, तो प्रतिस्थापन द्वारा एक आरक्षण होता है - एक सक्रिय आरक्षण।

सामान्य स्थायी (ए) और सामान्य प्रतिस्थापन आरक्षण (बी) की योजनाएं चित्र 6.1 में दर्शाई गई हैं।

चित्र 6.1 - सामान्य अतिरेक योजनाएँ

अतिरेक की तत्व-दर-तत्व विधि (चित्रा 6.2 ए - स्थिर, बी - प्रतिस्थापन) के साथ, आरक्षित तत्व लोड, हल्के और अनलोड स्थिति में हो सकते हैं।

लोडेड (हॉट) रिजर्व के साथ, मुख्य ओ और बैकअप एन तत्वों की विफलता दर समान है, ओ = एन। हल्के (गर्म) रिजर्व में, रिजर्व तत्वों की विफलता दर मुख्य ऑपरेटिंग तत्वों की तुलना में कम होती है, ओ > ओब।

अनलोडेड (ठंडे) रिजर्व के साथ, रिजर्व अवस्था में तत्वों की विफलता की संभावना को नजरअंदाज किया जा सकता है, x = 0.

चित्र 6.2 - तत्व-दर-तत्व अतिरेक योजनाएँ

प्रतिस्थापन द्वारा आरक्षित करते समय, उसी आरक्षित का उपयोग एक ही प्रकार के कई तत्वों में से किसी एक को बदलने के लिए किया जा सकता है। आरक्षण की इस पद्धति को कहा जाता है रपटया साथ में अस्पष्ट पत्राचार.

सभी अतिरेक विधियों का व्यापक रूप से स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के उपप्रणालियों में उपयोग किया जाता है। स्थानीय प्रणालियों में, तत्व-दर-तत्व (चित्रा 6.2 बी) अनलोडेड रिजर्व के साथ प्रतिस्थापन आरक्षण का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

विफल प्राथमिक और माध्यमिक उपकरणों, विनियमन और नियंत्रण इकाइयों और एक्चुएटर्स को सेवा योग्य उपकरणों (स्टॉक से) से बदल दिया जाता है।

समान तत्वों की कुल संख्या के बीच संबंध को चिह्नित करना एनऔर संख्या आरसिस्टम के कामकाज के लिए आवश्यक कार्यशील तत्व, अतिरेक बहुलता की अवधारणा पेश की गई है

के = (एन - आर)/आर.(6.1)

अर्थ केसंपूर्ण हो सकता है यदि आर =1, और भिन्नात्मक यदि आर >1. इस स्थिति में, अंश को कम नहीं किया जा सकता.

रोलिंग रिजर्वेशन एक प्रकार है भिन्नात्मक बहुलता के साथ आरक्षण.संरचनात्मक अतिरेक अनावश्यक तत्वों के लिए अतिरिक्त लागत से जुड़ा हुआ है; उन्हें सिस्टम की विश्वसनीयता बढ़ाने और इसकी विफलताओं से होने वाले नुकसान को कम करके पुनर्प्राप्त किया जाना चाहिए।

अतिरेक दक्षता के सबसे सरल संकेतक निम्नलिखित अभिव्यक्ति हैं:

बी τ = τ आर /τ; बी पी = पी पी / पी; बी क्यू = क्यू/क्यू पी (6.2)

कहाँ τ में- निरर्थक प्रणाली की विफलता के औसत समय में वृद्धि के कारण लाभ τ आरएक गैर-अनावश्यक प्रणाली के संचालन समय की तुलना में τ; पी मेंऔर क्यू- विफलता-मुक्त संचालन की संभावना बढ़ाने और विफलता की संभावना को कम करने के लिए समान संकेतक।

यदि संकेतकों का मान हो तो आरक्षण प्रभावी है पी में, क्यूऔर τ मेंएक से अधिक।

व्याख्यान 7

व्याख्यान का उद्देश्य: निरंतर रिजर्व के साथ गैर-वसूली योग्य प्रणालियों की विश्वसनीयता की गणना करने के तरीकों में प्रशिक्षण

तत्व-दर-तत्व अतिरेक

तत्व-दर-तत्व अतिरेक (चित्रा 7.3, बी) वाले तत्वों के समूहों या व्यक्तिगत तत्वों वाले सिस्टम की विश्वसनीयता की गणना सामान्य निरंतर अतिरेक सूत्रों (5.1) और (5.2) का उपयोग करके की जाती है। इसलिए, यदि सिस्टम में पूर्णांक बहुलता k i के तत्व-दर-तत्व अतिरेक के साथ n अनुभाग शामिल हैं, तो सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना है:

जहां q ij अतिरेक के i-वें खंड में शामिल j-वें तत्व की विफलता की संभावना है। सामान्य और तत्व-दर-तत्व अतिरेक की प्रभावशीलता की तुलना करने के लिए, हम दो प्रणालियों की विफलता संभावनाओं की तुलना करते हैं जिनमें समान रूप से विश्वसनीय तत्वों की समान n(k+1) संख्या शामिल होती है। साझा अतिरेक के साथ सिस्टम विफलता की संभावना:

यह मानते हुए कि प्रत्येक तत्व की विफलता की संभावना 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 .

सामान्य Q op /Q pr की तुलना में तत्व-दर-तत्व अतिरेक की दक्षता n k होगी। बढ़ती गहराई n और अतिरेक की बहुलता k के साथ, इसकी दक्षता बढ़ती है। तत्व-दर-तत्व अतिरेक का उपयोग अतिरिक्त कनेक्टिंग तत्वों की शुरूआत से जुड़ा है जिनकी विश्वसनीयता सीमित है। इस संबंध में, एक इष्टतम अतिरेक गहराई n विकल्प है; जब n> n विकल्प होता है, तो अतिरेक दक्षता कम हो जाती है।

व्याख्यान 8

व्याख्यान का उद्देश्य: ऑपरेशन के दौरान बहाल प्रणालियों की विश्वसनीयता की गणना के लिए बुनियादी तरीकों में प्रशिक्षण।

व्याख्यान 9

व्याख्यान का उद्देश्य: परीक्षण परिणामों के आधार पर विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए बुनियादी व्यावहारिक तरीकों में प्रशिक्षण।

परिभाषा परीक्षण

निश्चित परीक्षणसमग्र रूप से स्वचालित नियंत्रण प्रणालियाँ, उनके उपप्रणालियाँ, कार्य, तकनीकी साधन और सिस्टम के किसी भी अन्य तत्व क्षति के अधीन हो सकते हैं।

परिभाषित परीक्षणों की शुरुआत से पहले, ए परीक्षण योजना. एक परीक्षण योजना उन नियमों को संदर्भित करती है जो नमूना आकार, परीक्षण करने का क्रम और उनकी समाप्ति के मानदंड स्थापित करते हैं। आइए सबसे सामान्य निश्चित परीक्षण योजनाओं पर नजर डालें। योजना का नाम आमतौर पर तीन अक्षरों (संख्याओं) द्वारा दर्शाया जाता है: उनमें से पहला परीक्षण के तहत प्रणालियों की संख्या को इंगित करता है, दूसरा - आर की उपस्थिति या विफलता के मामले में परीक्षण के दौरान यू पुनर्स्थापनों की अनुपस्थिति, तीसरा - परीक्षण समाप्ति मानदंड.

योजनासिस्टम के एक साथ परीक्षण से मेल खाता है। विफलता के बाद इन प्रणालियों को पुनर्स्थापित नहीं किया जाता है (या उन्हें पुनर्स्थापित किया जाता है, लेकिन पहली विफलता के बाद उनके व्यवहार पर डेटा को परीक्षणों में नहीं माना जाता है)। प्रत्येक विफल सिस्टम का परिचालन समय समाप्त होने के बाद परीक्षण रोक दिए जाते हैं। चित्र 9.1ए में, "x" चिन्ह विफलता की उपस्थिति को इंगित करता है; टी मैं- असफलता की ओर भागना मैं-ओह सिस्टम. इस योजना का उपयोग आमतौर पर समय के साथ सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

चित्र 9.1 - परीक्षण योजनाएँ

प्रत्येक विफल सिस्टम का परिचालन समय समाप्त होने के बाद परीक्षण रोक दिए जाते हैं। इस योजना का उपयोग आमतौर पर एक निर्दिष्ट समय के लिए सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

योजना- एन समान गैर-पुनर्प्राप्ति योग्य प्रणालियों के परीक्षणों से मेल खाता है, हालांकि, योजना के विपरीत, जब विफल प्रणालियों की संख्या आर तक पहुंच जाती है तो परीक्षण रोक दिया जाता है। चित्र 9.1,बी में, आर-वें विफलता आई-वें सिस्टम में होती है। यदि r = N, तो योजना पर जाएँ , जब सभी सिस्टम फेल हो जाने के बाद परीक्षण रोक दिया जाता है।

योजना का उपयोग आमतौर पर घातीय वितरण के मामले में विफलता का औसत समय निर्धारित करने के लिए किया जाता है, और सामान्य वितरण के मामले में योजना का उपयोग किया जाता है। डिज़ाइन परीक्षणों के लिए महत्वपूर्ण समय और परीक्षण की गई प्रणालियों की संख्या की आवश्यकता होती है, लेकिन अनुभवजन्य वितरण फ़ंक्शन को पूरी तरह से निर्धारित करना संभव हो जाता है। योजनाएं आपको केवल एक निश्चित समय अंतराल के लिए अनुभवजन्य वितरण फ़ंक्शन निर्धारित करने की अनुमति देती हैं, कम जानकारी प्रदान करती हैं, लेकिन आपको तेजी से परीक्षण पूरा करने की अनुमति देती हैं।

योजना - एन सिस्टम के परीक्षण का वर्णन करता है, परीक्षण के दौरान विफल हुए सिस्टम को नए से बदल दिया जाता है या बहाल कर दिया जाता है। परिचालन समय बीत जाने के बाद परीक्षण रोक दिए जाते हैं Ť प्रत्येक स्थिति (स्थिति से हमारा तात्पर्य किसी स्टैंड या वस्तु पर एक निश्चित स्थान से है, जिसके संबंध में परिचालन समय की गणना इस स्थिति में हुए प्रतिस्थापन या पुनर्स्थापना की परवाह किए बिना की जाती है - चित्र 9.1, सी)

योजना - एन सिस्टम के परीक्षण से मेल खाती है, जब परीक्षण के दौरान विफल हुए सिस्टम को नए से बदल दिया जाता है या बहाल किया जाता है। परीक्षण तब रोक दिया जाता है जब सभी स्थितियों के लिए विफल प्रणालियों की कुल संख्या r तक पहुँच जाती है (चित्र 9.1d)।

नियोजन कार्यों में अवलोकनों की न्यूनतम मात्रा निर्धारित करना शामिल है - परीक्षण किए गए सिस्टम एन की संख्या की पसंद, साथ ही अवलोकनों की अवधि Ť योजनाओं के लिए और या विफलताओं की संख्या के लिए आर योजनाओं के लिए और।

निश्चित परीक्षणों के परिणाम विश्वसनीयता संकेतकों के बिंदु और अंतराल अनुमान होने चाहिए।

गणितीय सांख्यिकी की बिंदु अनुमान अवधारणा। मान लीजिए कि वितरण फ़ंक्शन F(t,υ) के साथ कुछ यादृच्छिक चर T पर k अवलोकन t 1 , t 2 ,….t k के परिणाम हैं, और इस वितरण का पैरामीटर अज्ञात है। अवलोकन परिणामों t 1 ,...t k के ऐसे फ़ंक्शन ῦ=g(t 1 ,t 2 ,….t k) को ढूंढना आवश्यक है, जिसे पैरामीटर υ का अनुमान माना जा सकता है। फ़ंक्शन g के इस विकल्प के साथ, प्रत्येक सेट (t 1 ,….t k) संख्यात्मक अक्ष पर एक बिंदु ῦ के अनुरूप होगा, जिसे कहा जाता है पैरामीटर का बिंदु अनुमान υ।

व्याख्यान 2 में दी गई विश्वसनीयता संकेतकों की सांख्यिकीय परिभाषाएँ उनके बिंदु अनुमान हैं। साथ ही, विफलता के औसत समय का आकलन योजना के अनुरूप है, क्योंकि यहां प्रत्येक परीक्षण किए गए सिस्टम की विफलता के पूर्ण (परीक्षण में बाधित नहीं) समय पर विचार किया गया है।

जहां S परीक्षण के दौरान सभी प्रणालियों का कुल परिचालन समय है; n S परीक्षण के दौरान सभी प्रणालियों की विफलताओं की कुल संख्या है।

उदाहरण के लिए, एक योजना के साथ

एक योजना के साथ, विफलता प्रवाह पैरामीटर का अनुमान विफलता दर के अनुमान के साथ मेल खाता है:

सामान्य वितरण और योजना के साथ:

(9.7)

(9.8)

अनुमान की सटीकता पर विचार करने के लिए, आत्मविश्वास अंतराल की अवधारणा पेश की गई है। अंतराल अनुमानविश्वास अंतराल निर्धारित करना है। आइए मान लें कि वितरण फ़ंक्शन F(t,V) के साथ यादृच्छिक चर T पर k अवलोकन t 1 ,t 2… ,t k के परिणाम हैं, जहां पैरामीटर V अज्ञात है। अवलोकन परिणामों का ऐसा फ़ंक्शन V n =g n (t 1 ,t 2... ,t k) खोजना आवश्यक है ताकि अंतराल (V n, ∞) किसी दिए गए प्रायिकता γ 1 के साथ अज्ञात पैरामीटर V को कवर कर सके:

मान V H को एकतरफा आत्मविश्वास संभावना γ 1 के साथ पैरामीटर V की निचली आत्मविश्वास सीमा कहा जाता है।

प्रेक्षणों के एक ही सेट से दी गई प्रायिकता γ 2 के लिए, एक फ़ंक्शन V समय = g समय (t 1 ,t 2...,t k) इस प्रकार पाया जा सकता है कि अंतराल (0, V समय) पैरामीटर V को कवर करता है संभाव्यता γ 2:

(9.9)

मान V BP को एकतरफा आत्मविश्वास संभावना γ 2 के साथ पैरामीटर V की ऊपरी आत्मविश्वास सीमा कहा जाता है।

निचली और ऊपरी आत्मविश्वास सीमाएं एक आत्मविश्वास अंतराल बनाती हैं, जो संभाव्यता के साथ संख्यात्मक अक्ष पर पैरामीटर V के अज्ञात मान को कवर करती है। γ 1 >0.5 और γ 2 >0.5 के लिए (विश्वास संभावनाएं γ 1 और γ 2 को आमतौर पर चुना जाता है)। (9.8) और (9.9) के अनुसार कम से कम 0, 8) हो:

जहां γ = γ 1 + γ 2 -1; आमतौर पर यह माना जाता है कि γ 1 = γ 2, फिर γ = 2 γ 1 – 1.

विश्वास अंतराल का मान छोटा है. अवलोकनों की संख्या जितनी अधिक होगी (उदाहरण के लिए, परीक्षण विफलताओं की संख्या जितनी अधिक होगी) और γ आत्मविश्वास संभावना का मान उतना ही कम होगा।

विश्वास अंतराल की सीमाओं का निर्धारण इस प्रकार है। चूँकि अज्ञात पैरामीटर V का अनुमान एक यादृच्छिक चर है, हम इसके वितरण का नियम पाते हैं। फिर हम अंतराल (V H, V BP) निर्धारित करते हैं जिसमें यादृच्छिक चर प्रायिकता γ के साथ आता है।

नियंत्रण परीक्षण

नियंत्रण परीक्षणउपप्रणालियाँ, तकनीकी साधन और उनके तत्व आमतौर पर उजागर होते हैं। तकनीकी उपकरणों के लिए, विफलता-मुक्त संचालन के लिए नियंत्रण परीक्षण अनिवार्य हैं।

रखरखाव, भंडारण क्षमता और स्थायित्व के लिए परीक्षण उन मामलों में किए जाते हैं जहां यह किसी विशिष्ट उपकरण (साधन) के लिए मानकों, तकनीकी विशिष्टताओं या विशिष्टताओं द्वारा प्रदान किया जाता है।

विफलता-मुक्त संचालन के लिए नियंत्रण परीक्षणों की आवृत्ति आमतौर पर हर तीन साल में कम से कम एक बार होती है।

नियंत्रण परीक्षण करने के लिए, सजातीय उपकरणों की आबादी (बैच) से एक निश्चित नमूना लिया जाता है और इस बैच में शामिल उपकरणों की विश्वसनीयता के लिए परीक्षण किए जाते हैं।

एक नमूने के परीक्षण के परिणामों के आधार पर, आवश्यकताओं के साथ पूरे बैच के अनुपालन के बारे में निर्णय लिया जाता है।

किसी समस्या को हल करने के लिए गणितीय उपकरण गणितीय सांख्यिकी में अध्ययन की गई सांख्यिकीय परिकल्पनाओं के परीक्षण की विधियाँ हैं।

यह धारणा कि बैच विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करता है, एक परीक्षण योग्य (या, जैसा कि वे कहते हैं, शून्य) परिकल्पना के रूप में स्वीकार किया जाता है, और विपरीत (वैकल्पिक) परिकल्पना यह है कि बैच इन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है।

परीक्षण परिणामों के आधार पर, निम्नलिखित चार स्थितियों में से एक उत्पन्न होती है:

1. पार्टी आवश्यकताओं को पूरा करती है; परीक्षण के परिणामों के आधार पर, शून्य परिकल्पना की पुष्टि की गई और बैच को स्वीकार करने का निर्णय लिया गया। ये फैसला सही है.

2. बैच आवश्यकताओं को पूरा करता है, लेकिन परीक्षण के परिणामों ने शून्य परिकल्पना की पुष्टि नहीं की। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि यादृच्छिक नमूने में जनसंख्या की तुलना में विफल उपकरणों की संख्या में वृद्धि हुई थी। वैकल्पिक परिकल्पना स्वीकृत है; यह समाधान उपकरण निर्माता के लिए गलत और नुकसानदेह है। एक त्रुटि हुई, जिसकी प्रायिकता कहलाती है आपूर्तिकर्ता (निर्माता) का जोखिम α.

3. बैच परीक्षण परिणामों के अनुसार आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, शून्य परिकल्पना की पुष्टि नहीं की गई थी। एक वैकल्पिक परिकल्पना स्वीकार की जाती है, अर्थात पार्टी को अस्वीकार करने का निर्णय. ये फैसला सही है.

4. बैच आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, लेकिन परीक्षण के परिणामों ने विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा करने के बारे में शून्य परिकल्पना की पुष्टि की, क्योंकि नमूने में पूरे बैच की तुलना में गैर-विफलता उपकरणों की बढ़ी हुई संख्या थी। एक निर्णय लिया गया है, लेकिन बिंदु 2 के विपरीत, यह निर्माता के लिए नहीं, बल्कि उपभोक्ता के लिए फायदेमंद है - इन उपकरणों के ग्राहक के लिए। कोई त्रुटि हुई है, जिसकी प्रायिकता कहलाती है उपभोक्ता (ग्राहक) का जोखिम β।

स्वाभाविक रूप से, दोनों त्रुटियों के मूल्यों को शून्य पर लाकर कम करना वांछनीय है। ऐसी सीमित स्थिति के लिए विश्वसनीयता संकेतक ए (नियंत्रण योजना की परिचालन विशेषता कहा जाता है) पर एक बैच की स्वीकृति की संभावना एल की निर्भरता चित्र 9.2, ए में दी गई है। मान लीजिए A tr विश्वसनीयता सूचक का आवश्यक मान है। इस स्थिति में, शून्य परिकल्पना A ≥ A tr है। यदि यह निष्पक्ष है, तो खेल को एक के बराबर संभावना और α=0 के साथ स्वीकार किया जाता है। वैकल्पिक परिकल्पना यह है कि A £ A tr. इस मामले में, बैच को एक के बराबर संभावना के साथ खारिज कर दिया जाता है, और β = 0. हालांकि, ऐसी आदर्श परिचालन विशेषता अप्राप्य है, क्योंकि इसके लिए अनंत मात्रा में अवलोकन की आवश्यकता होती है।

वास्तविक स्थिति में, नियंत्रित विश्वसनीयता संकेतक के दो स्तर पेश किए जाते हैं: स्वीकृति ए α और अस्वीकृति ए β (चित्रा 9.2,बी)।

चित्र 9.2 - नियंत्रण योजनाओं की आदर्श (ए) और वास्तविक (बी) परिचालन विशेषताएँ

यदि A≥ A α, तो उपकरणों को पर्याप्त उच्च संभावना के साथ स्वीकार किया जाना चाहिए, L(A α) से कम नहीं, यदि A £ A β, तो उपकरणों को पर्याप्त उच्च संभावना के साथ अस्वीकार किया जाना चाहिए, 1 से कम नहीं - एल(ए β). इस मामले में, आपूर्तिकर्ता का जोखिम α=1-L(А α), उपभोक्ता का जोखिम β=1-L(А β)। इस प्रकार, हम शून्य परिकल्पना A ≥ A tr के परीक्षण को विकल्प A £ A tr के साथ एक अन्य कार्य के साथ प्रतिस्थापित करते हैं - शून्य परिकल्पना A ≥ A α का विकल्प A £ A β के साथ परीक्षण करते हैं। A α, A β के जितना करीब होगा, बैच के अनुपालन के बारे में विश्वसनीय निर्णय लेने के लिए परीक्षण की मात्रा उतनी ही अधिक होगी।

स्वीकृति स्तर A β का मान स्वीकृति स्तर A α, लागत, अवधि और परीक्षण की स्थिति आदि को ध्यान में रखते हुए स्थापित किया जाता है।

आपूर्तिकर्ता α और उपभोक्ता β का जोखिम आमतौर पर 0.1-0.2 के बराबर लिया जाता है, लेकिन सिद्धांत रूप में, उपभोक्ता और आपूर्तिकर्ता के बीच समझौते से, α और β के अन्य मूल्यों का चयन किया जा सकता है।

विफलता-मुक्त संचालन के लिए नियंत्रण परीक्षण आमतौर पर एक या दो-चरण विधि का उपयोग करके किए जाते हैं। उनमें से पहले का उपयोग करते समय, परीक्षण निम्नानुसार किए जाते हैं। आयतन d के नमूने में शामिल नमूनों का परीक्षण समय t और के लिए किया जाता है। परीक्षणों के अंत में, हुई विफलताओं की संख्या निर्धारित की जाती है। यदि यह A α, A β, α और β के मानों के आधार पर निर्धारित स्वीकृति संख्या c के बराबर या उससे कम है, तो शून्य परिकल्पना की पुष्टि की जाती है और बैच स्वीकार किया जाता है। यदि n>c, तो वैकल्पिक परिकल्पना की पुष्टि हो जाती है और खेल स्वीकार नहीं किया जाता है। एक-चरण विधि, अन्य सभी चीजें समान होने पर, परीक्षण की न्यूनतम कैलेंडर अवधि सुनिश्चित करती है; दो-चरण विधि, समान परिस्थितियों में, न्यूनतम औसत परीक्षण मात्रा की अनुमति देती है।

व्याख्यान 10

व्याख्यान का उद्देश्य: डिजाइन और संचालन चरण में विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए बुनियादी तरीकों में प्रशिक्षण।

व्याख्यान 11

व्याख्यान का उद्देश्य: विश्वसनीयता मूल्यांकन के बुनियादी सिद्धांतों को पढ़ाना सॉफ़्टवेयरउपकरण और सिस्टम

विश्वसनीयता तकनीकी प्रणालियों (उपकरणों) की दी गई परिचालन स्थितियों के तहत एक निश्चित अवधि के लिए विफलता के बिना (ठीक से) संचालित करने की क्षमता है।

विश्वसनीयता सिद्धांत में मूल अवधारणा विफलता है, जिसका अर्थ है किसी सिस्टम (डिवाइस) की कार्यक्षमता का पूर्ण या आंशिक नुकसान। विफलताओं के प्रकार:

• अचानकविफलता - डिवाइस के किसी भी तत्व की क्षति (उदाहरण के लिए, टूटना);
• क्रमिकविफलता सिस्टम विशेषताओं में निरंतर परिवर्तन के परिणामस्वरूप होती है, उदाहरण के लिए, गतिज लिंक में घिसाव और बढ़ते अंतराल, जिससे विफलता होती है।

बुनियादी विश्वसनीयता पैरामीटर

विश्वसनीयता एक जटिल संकेतक है जिसमें कई पैरामीटर शामिल हैं।

1. विफलता प्रवाह की तीव्रता (या घनत्व) - समय की प्रति इकाई विफलताओं की औसत संख्या:

एक्स(0= 1 मैं टी

रुपये ("? जेएससी

कहाँ आर टी सी,डीओ - अवधि डी/ के लिए विफलता की संभावना।

इसका अनुमान लगाया जा सकता है आर फ्रॉम आई, DO = - , कहाँ टी -विफलताओं की संख्या

डीजी अवधि के लिए गिरे हुए तत्व; पी -डिवाइस तत्वों की कुल संख्या टी

वीए; - सापेक्ष विफलता दर.

फिर विफलता दर, एच -1:

मान A,(0 के लिए विभिन्न प्रकारसिस्टम प्रयोगात्मक रूप से (विशेष परीक्षण विधियों का उपयोग करके) निर्धारित किए जाते हैं और संदर्भ तालिकाओं में दर्ज किए जाते हैं। प्रकार के आधार पर विफलताओं का अनुमानित वितरण: 48% - इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत उपकरण; 37% - यांत्रिक घटक; 15% - हाइड्रोलिक और वायवीय ड्राइव।

सामान्य मान एक्स:के लिए व्यक्तिगत तत्वए.(0 = 10 4 ... ...10 6 घंटे -1 ; सिस्टम ए के लिए, (0 = 10 2 ... 10 4 घंटे _1 (जापानी कंपनियों के अनुसार,

एक्समध्य-स्तरीय जीपीएस के लिए - एकल-शिफ्ट ऑपरेशन के दौरान प्रति वर्ष एक से अधिक विफलता नहीं, यानी। एक्स(0= 1/2000 = 0.0005 घंटे -1). अधिकांश घरेलू प्रणालियों के लिए, मूल्य संतोषजनक माना जाता है एक्स(0 = 0.0025 घंटे, जिसका अर्थ है तीन-शिफ्ट मोड में एक महीने के लिए सिस्टम का विफलता-मुक्त संचालन, यानी 400 घंटे (20 घंटे x x 20 दिन = 400 घंटे)।

• 2. विफलताओं के बीच औसत समय (या विफलता की गणितीय अपेक्षा), एच:

यह पैरामीटर, जैसे एक्स,सिस्टम की विश्वसनीयता मार्जिन की विशेषता है (पुराने GOST में / इसे विश्वसनीयता गुणांक कहा जाता था)। इसलिए, आप किसी तत्व, उपकरण या सिस्टम की विश्वसनीयता को चिह्नित करने के लिए इन दोनों मात्राओं में से किसी एक का उपयोग कर सकते हैं। निर्दिष्ट के अनुसार एक्ससिस्टम के लिए / से के सामान्य मान इसके बराबर हैं:

/ से = 300...10 4 घंटे.

3. सिस्टम उपलब्धता कारक इसकी रखरखाव क्षमता को दर्शाता है, यानी, सिस्टम पुनर्प्राप्ति की गति और आसानी:

क जी =

जहां / इन = वी - औसत सिस्टम पुनर्प्राप्ति समय;

टी, आई-वें तत्व का पुनर्प्राप्ति समय है; टी -प्रति समय/से विफल तत्वों की संख्या।

4. एक तकनीकी प्रणाली की स्थायित्व - प्रणाली के पूरे सेवा जीवन के दौरान चालू रहने की क्षमता:

जहां जी आर घंटों में संचालन की पूरी अवधि के लिए सिस्टम का संचालन समय है; टी पी/ - आई-वें तत्व की विफलता के कारण सिस्टम डाउनटाइम;

एक्सपी 1 - कुल समयऑपरेशन की पूरी अवधि के लिए डाउनटाइम

जटिल स्वचालित प्रणालियों के विकास इंजीनियरों के लिए, विश्वसनीयता विशेषताओं की गणना से संबंधित दो कार्य बहुत रुचि रखते हैं।

n सिस्टम परीक्षणों के दौरान विफलताओं की संख्या k की संभावनाओं की गणना

विफलताओं की संख्या की संभावनाओं की गणना करने के लिए कोबर्नौली के सूत्र का उपयोग किया जाता है, जो पर आधारित है संभाव्यता गुणन प्रमेयस्वतंत्र घटनाएँ, अर्थात् उनकी संयुक्त घटना की संभावना

कहाँ आर -प्रत्येक परीक्षण में विफलता की संभावना (या i-वें तत्व की विफलता की संभावना)। एनसिस्टम तत्व); क्यू- विफलता न होने की संभावना;

एन- परीक्षणों की संख्या (या सिस्टम तत्वों की संख्या); को- विफलताओं की संख्या;

С„=- : --द्विपद गुणांक (से.) (पी + सी) पी -

के(पी - के)

द्विपद प्रमेय)।

बर्नौली के सूत्र द्वारा परिभाषित संभाव्यता वितरण को कहा जाता है द्विपदएक असतत यादृच्छिक चर का वितरण (हमारे मामले में, विफलताएं), जो, कब एन ->°° सामान्य संभाव्यता वितरण के करीब पहुंचता है (चित्र 2.2)।

पर बड़े मूल्य एनबर्नौली सूत्र का उपयोग करके संभावनाओं की गणना करना कठिन है, इसलिए अनुमानित पॉइसन सूत्र का उपयोग बर्नौली सूत्र के सीमित मामले के रूप में किया जाता है

आरपी(के)आई

h-1-I-1- टी?

• 0f27 o.006 0.001
• -टी टी-

चावल। 2.2. असतत यादृच्छिक चर के द्विपद वितरण का ग्राफ़

पर एन = 10,/? = 0,2

आइए एक उदाहरण देखें. चलो तकनीकी प्रणाली से मिलकर बनता है एन- 500 तत्व आर = 0,002.

हमें निम्नलिखित संभाव्यता वितरण खोजने की आवश्यकता है:

• ए) बिल्कुल मना कर देगा को - 3 तत्व;
• बी) 3 से कम;
• ग) 3 से अधिक;
• d) कम से कम 1 तत्व।

समाधान।समस्या की स्थितियाँ पॉइसन वितरण को संतुष्ट करती हैं। आइए विफलता प्रवाह की तीव्रता निर्धारित करें: एक्स = 500 0,002 = 1.

• 1. /> 500 (3) = 1 3 /3! ई~"= 0,36788/6 = 0,0613.
• 2. संभावनाओं का योग छोड़कर को - 3:

^ऊ"3> = /वी0) + / 5 ऊ + /* 5 ऊ(2) = ई" 1 + ई~"+ जी“/2 = 0.9197.

3. विपरीत घटना - 3 से अधिक तत्व विफल नहीं हुए (यह संभावनाओं का योग है, जिसमें शामिल है को = 3):

/> 500 (>3) = 1 - (? = 1 - (0.9197 + 0.0613) = 0.019 (बिंदु 1 और 2 देखें)।

4. विपरीत घटना - एक भी तत्व विफल नहीं हुआ (के = 0):

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

मैं फ़िन एनसंभाव्यता परीक्षण पी 1किसी घटना (विफलता) की घटनाएँ समान नहीं हैं, तो उपयोग करें , उत्पादनफ़ंक्शन टाइप करें

Ф„(г)= (प1 + )(आर 2 1 + बी) - (पीएन* + %)’

जहाँ r कुछ परिवर्तनशील है।

संभावना आर„(के)गुणांक के बराबर ^ शक्तियों में जनरेटिंग फ़ंक्शन के विस्तार में उदाहरण के लिए, के लिए एन = 2हमारे पास है:

एफ 2 (जी) = (पी (1 + 4|)(आर 2 1 + ? 2) =पीपी2 ? + (पी बी + पी2 डी)1 + डीबी'कहाँ Р 2 (2) =р x р 2 आर 2 () = (आर 1 डी 2 + आर 2 आई) आर 2 (®) = ​​​​डी बी-

आइए एक उदाहरण देखें. डिवाइस में तीन स्वतंत्र रूप से संचालित होने वाले तत्व होते हैं, जिनकी एक अवधि के दौरान विफलता-मुक्त संचालन की संभावनाएं बराबर होती हैं: पी एक्स - 0,7; पी 2 - 0,8; आर ъ - 0.9.

अवधि के लिए निम्नलिखित विफलता संभाव्यता वितरण खोजें वी

• a) सभी 3 तत्व त्रुटिपूर्ण ढंग से काम करेंगे (को = 0);
• बी) केवल 2 तत्व (को = 1);
• ग) केवल 1 तत्व (को - 2);
• d) कोई भी तत्व नहीं (को - 3).

समाधान।सबसे पहले, आइए विफलता की संभावनाएं खोजें:

आइए इसके लिए एक जनरेटिंग फ़ंक्शन बनाएं पी - 3:

Фз(*) = + 4)(р& + И 2)(Р& + Иъ) =

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

0.504 ग्राम 3 + 0.398* 2 + 0.092* + 0.006।

इस प्रकार हमारे पास है:

• ए) मैं 3 (0) = 0.504 - एक भी तत्व विफल नहीं हुआ;
• बी) /*3(1) = 0.398 - एक तत्व विफल;
• वी) आर 3(2)= 0.092 - 2 तत्व विफल;
• डी) मैं 3 (3) = 0.006 - 3 तत्व विफल रहे।

समाधान की जाँच करने के लिए हम नियंत्रण फ़ंक्शन का उपयोग करते हैं

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

किसी निश्चित समय अंतराल टी पर विफलताओं की संख्या की संभावनाओं की गणना

किसी फ़ंक्शन की गणना करने के लिए आर जी (के)पॉइसन सूत्र की विविधता का उपयोग करें

आर (के) = 09- ई~एक्स"।

संभावना है कि दौरान टीकोई असफलता नहीं होगी

(के = 0):

पी टी (0) = पी(टी) = ई~एक्सटी।

विश्वसनीयता सिद्धांत में, इस सूत्र को विश्वसनीयता फ़ंक्शन के रूप में जाना जाता है। वह दिखाती है घातीयविफलताओं के बीच समय का वितरण (चित्र 2.3, ए)।विपरीत फ़ंक्शन आपको विफलता की संभावना की गणना करने की अनुमति देता है (चित्र 2.3, बी):

रोटो) = 1 - ई +

थोड़े समय के लिए सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना परअनुमानित सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

पी(टी) = 1 -एक्सटी वाई

चावल। 2.3. विफलताओं के बीच समय के घातीय वितरण के ग्राफ़ पी(1)

विभिन्न के लिए एक्स(ए)और विफलता की संभावना पी से 0) (बी)

जो घातीय फलन को घात श्रृंखला में विस्तारित करके प्राप्त किया जाता है

ई~ बी = - एक्सटी +

मी 3

इस विस्तार में प्रथम कोटि से ऊपर के पदों की उपेक्षा की गयी है।

अनुमानित सूत्र छोटे मानों के लिए मान्य है

शर्त के तहत विश्वसनीयता फ़ंक्शन का उपयोग करके संभाव्य विशेषताओं की गणना संभव है एक्स =स्थिरांक यह ज्ञात है कि जैसे-जैसे विश्वसनीयता आरक्षित का उपभोग होता है, मूल्य एक्स(टी)सिस्टम संचालन के दौरान परिवर्तन (चित्र 2.4)।

आरंभिक काल में मूल्य में वृद्धि हुई एक्स(टी) - एक्ससिस्टम तत्वों में छिपे दोषों की उपस्थिति से समझाया गया है, जो इकाइयों की रनिंग-इन प्रक्रिया के दौरान दिखाई देते हैं। सिस्टम के सामान्य संचालन की सबसे लंबी अवधि के दौरान, विफलता दर एक्स(टी) = - एक्स 2घटती है और लगभग स्थिर रहती है (एक्स 2 -स्थिरांक). यह इस अवधि के लिए है कि विश्वसनीयता फ़ंक्शन मान्य है। तीसरी अवधि में तीव्र वृद्धि की विशेषता है एक्स(टी) = एक्स 3,जो समझाया

चावल। 2.4.

• 1 - इकाइयों के संचालन की प्रारंभिक अवधि; 2 - सामान्य ऑपरेशन की अवधि;
• 3 - घटकों के विनाशकारी घिसाव की अवधि

यह भागों के प्रगतिशील घिसाव के परिणामस्वरूप सिस्टम के गतिक युग्मों में अस्वीकार्य रूप से बड़े अंतराल की उपस्थिति के कारण है।

आइए विश्वसनीयता फ़ंक्शन का उपयोग करने का एक उदाहरण देखें।

निम्नलिखित विशेषताओं वाले दो स्वतंत्र रूप से संचालित तत्वों का परीक्षण किया जाता है:

^ = 0,02; एक्स 2 = 0,05.

प्रायिकता ज्ञात कीजिए कि अवधि के दौरान / = 6 घंटे: ए) दोनों तत्व विफल हो जाएंगे; बी) दोनों मना नहीं करेंगे; ग) केवल एक तत्व विफल होगा; d) कम से कम एक तत्व विफल हो जाएगा।

समाधान

1. एक तत्व की विफलता की संभावना:

आर1 से = 1 - ई -°" 02 6 = 1 - 0,887 = 0,113,

कहाँ पी एक्स - 0.887 - विफलता-मुक्त संचालन की संभावना; पी से2 = 1 _ ई -°" 05 6 = 1 - 0.741 = 0.259, जहां पी 2 = 0,741.

हम स्वतंत्र घटनाओं की संभावनाओं को गुणा करने के सूत्र का उपयोग करके दोनों घटनाओं की विफलता की संभावना की गणना करते हैं

मुँह(2 एल) -р से -р से2 = 0,113 0,259 = 0,03.

2. हम दोनों तत्वों के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना समान तरीके से पाते हैं:

पी(जी) =आर जी आर 2 = 0,887 0,741 = 0,66.

3. उत्पादों के योग के रूप में केवल एक तत्व की विफलता की संभावना पाई जाती है पी(

आर2" सी + आर " #2 = 0,113 0,741 + 0,259 0,887 = 0,31,

जहाँ d 2 = Rot2-

4. पैराग्राफ 2 के अनुसार कम से कम एक तत्व की विफलता की संभावना घटना के विपरीत घटना के रूप में पाई जाती है:

/^(1 ईएल) = 1 -आर एक्स? पी 2 - 1 - 0,66 - 0,34.

तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता में सुधार के तरीके

आंकड़े बताते हैं कि पुनर्स्थापना कार्य और स्पेयर पार्ट्स के उत्पादन की लागत नए उपकरणों की लागत के आधे से अधिक के लिए जिम्मेदार है।

विश्वसनीयता में सुधार के मुख्य तरीके:

• 1) विफलता दर को कम करना एक्स(बढ़ी हुई जी से) उच्च प्रदर्शन गुणों के साथ नई सामग्रियों के उपयोग के कारण (कीनेमेटिक जोड़े के हिस्सों के पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि);
• 2) कच्चे माल, भागों और घटकों का आने वाला नियंत्रण। उत्पादन और कार्य अवधि में तकनीकी और परिचालन मानकों को बनाए रखना;
• 3) मशीनों और तंत्रों को डिजाइन करने के चरण में एक इकाई में भागों की संख्या (और सिस्टम में इकाइयों की संख्या) को कम करना। यह याद रखना चाहिए कि किसी मशीन के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना उसके तत्वों के विफलता-मुक्त संचालन की संभावनाओं />, (डी) के उत्पाद के बराबर है:

टी=पी,ओ

यह सूत्र मेल खाता है सीरियल कनेक्शननोड में तत्व (चित्र 2.5, ए);

4) विशेष रूप से महत्वपूर्ण नोड्स में संभावित अविश्वसनीय तत्वों के अतिरेक के सिद्धांत का अनुप्रयोग:

आर(0 = 1 - पी झुंडओ-/ = 1

यह सूत्र तत्वों के समानांतर कनेक्शन से मेल खाता है जब तत्व विफलताओं की संभावनाएं कई गुना बढ़ जाती हैं मुँह!

चावल। 2.5. क्रमबद्ध (ए)और समानांतर (बी)एक नोड में तत्वों का कनेक्शन

(चित्र 2.5, बी)।जब किसी तत्व का तिगुना अतिरेक होता है पी(टी) - 0.9 (तीनों तत्वों में से प्रत्येक की विफलता की संभावना पी एम (टी)= 1 - 0.9 = 0.1) अतिरेक वाले तत्व के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना बराबर है:

/> पी (0=1 - (0.1) 3 = 0.999;

5) तकनीकी प्रणालियों का मालिकाना रखरखाव और मरम्मत प्रदान करना। विश्वसनीयता बढ़ने से उपकरण उपयोग में वृद्धि होती है।

विश्वसनीयता संकेतककिसी वस्तु के एक या अधिक गुणों की मात्रात्मक विशेषताओं का नाम बताएं जो इसकी विश्वसनीयता बनाती हैं। ऐसी विशेषताओं में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, समय की अवधारणाएँ - परिचालन समय, विफलता का समय, विफलताओं के बीच का समय, सेवा जीवन, सेवा जीवन, पुनर्प्राप्ति समय। इन संकेतकों का मान परीक्षण या ऑपरेशन परिणामों से प्राप्त किया जाता है।

उत्पादों की पुनर्स्थापन क्षमता के आधार पर, विश्वसनीयता संकेतकों को विभाजित किया गया है अलविदा-पुनर्स्थापित उत्पादों के लिए सॉल्वैंट्सऔर गैर-मरम्मत योग्य उत्पादों के संकेतक।

भी लागू है जटिल संकेतक.उत्पादों की विश्वसनीयता, उनके उद्देश्य के आधार पर, विश्वसनीयता संकेतकों के किसी भी भाग या सभी संकेतकों का उपयोग करके मूल्यांकन किया जा सकता है।

विश्वसनीयता संकेतक :

विफलता-मुक्त संचालन की संभावना -संभावना है कि, किसी दिए गए परिचालन समय के भीतर, किसी वस्तु की विफलता नहीं होती है;

विफलता का औसत समय -पहली विफलता तक किसी वस्तु के परिचालन समय की गणितीय अपेक्षा;

विफलताओं के बीच का औसत समय -किसी पुनर्स्थापित वस्तु के कुल परिचालन समय का इस परिचालन समय के दौरान उसकी विफलताओं की संख्या की गणितीय अपेक्षा से अनुपात;

विफलता दर -किसी वस्तु की विफलता की घटना की सशर्त संभाव्यता घनत्व, इस शर्त के तहत निर्धारित की जाती है कि विफलता समय में विचार किए गए क्षण से पहले नहीं हुई थी। यह सूचक गैर-मरम्मत योग्य उत्पादों पर लागू होता है।

स्थायित्व संकेतक।

पुनर्स्थापित उत्पादों के स्थायित्व के मात्रात्मक संकेतक 2 समूहों में विभाजित हैं।

1. उत्पाद की सेवा जीवन से संबंधित संकेतक:

सेवा जीवन -सुविधा के संचालन की शुरुआत से या मरम्मत के बाद इसके फिर से शुरू होने से लेकर सीमा स्थिति में संक्रमण तक संचालन की कैलेंडर अवधि;

औसत सेवा जीवन -सेवा जीवन की गणितीय अपेक्षा;

सेवा जीवन पहले तक ओवरहालइकाई या यूनिट- यह सेवाक्षमता को बहाल करने के लिए की गई मरम्मत से पहले ऑपरेशन की अवधि है और मूल भागों सहित इसके किसी भी हिस्से के प्रतिस्थापन या बहाली के साथ उत्पाद के जीवन की पूर्ण या पूर्ण बहाली के करीब है;

प्रमुख ओवरहाल के बीच सेवा जीवन, मुख्य रूप से मरम्मत की गुणवत्ता पर निर्भर करता है, अर्थात। उनके संसाधन को किस हद तक बहाल किया गया है;

कुल सेवा जीवन- यह मरम्मत के बाद परिचालन समय को ध्यान में रखते हुए, संचालन की शुरुआत से अस्वीकृति तक तकनीकी प्रणाली के संचालन की कैलेंडर अवधि है;

गामा-प्रतिशत सेवा जीवन -संचालन की कैलेंडर अवधि जिसके दौरान वस्तु संभावना γ के साथ सीमा स्थिति तक नहीं पहुंच पाएगी, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

कैलेंडर संचालन समय में व्यक्त स्थायित्व संकेतक, मरम्मत के समय, स्पेयर पार्ट्स की आपूर्ति और उपकरण प्रतिस्थापन के समय की योजना बनाने में सीधे उनका उपयोग करना संभव बनाते हैं। इन संकेतकों का नुकसान यह है कि वे उपकरण के उपयोग की तीव्रता को ध्यान में नहीं रखते हैं।

2. उत्पाद जीवन से संबंधित संकेतक:

संसाधन -किसी वस्तु के संचालन की शुरुआत से या मरम्मत के बाद उसके नवीनीकरण से लेकर सीमा स्थिति में संक्रमण तक का कुल परिचालन समय।

औसत संसाधन -संसाधन की गणितीय अपेक्षा; तकनीकी प्रणालियों के लिए, तकनीकी संसाधन का उपयोग स्थायित्व मानदंड के रूप में किया जाता है;

निर्दिष्ट संसाधन- कुल परिचालन समय, जिस पर पहुंचने पर वस्तु का संचालन बंद कर दिया जाना चाहिए, चाहे उसकी तकनीकी स्थिति कुछ भी हो;

गामा प्रतिशत संसाधन -कुल परिचालन समय जिसके दौरान वस्तु दी गई संभावना γ के साथ सीमा स्थिति तक नहीं पहुंच पाएगी, प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है।

संसाधन को मापने के लिए इकाइयों का चयन प्रत्येक उद्योग और प्रत्येक वर्ग की मशीनों, इकाइयों और संरचनाओं के संबंध में अलग से किया जाता है। संचालन की अवधि के माप के रूप में, वस्तु के संचालन की अवधि को दर्शाने वाले किसी भी गैर-घटते पैरामीटर का चयन किया जा सकता है (विमान और विमान इंजनों के लिए, सेवा जीवन का प्राकृतिक माप घंटों में उड़ान के घंटे हैं, कारों के लिए - किलोमीटर में माइलेज) , रोलिंग मिलों के लिए - लुढ़का हुआ धातु का द्रव्यमान टन में यदि परिचालन समय को उत्पादन चक्रों की संख्या से मापा जाता है, तो संसाधन अलग-अलग मान लेगा।

व्यापक विश्वसनीयता संकेतक.

एक संकेतक जो किसी सिस्टम, वस्तु, मशीन के स्थायित्व को निर्धारित करता है वह तकनीकी उपयोग गुणांक हो सकता है।

तकनीकी उपयोग गुणांक -संचालन की एक निश्चित अवधि के लिए किसी वस्तु के संचालन योग्य स्थिति में रहने के कुल समय की गणितीय अपेक्षा और किसी वस्तु के संचालन योग्य स्थिति में रहने के कुल समय की गणितीय अपेक्षा और मरम्मत और रखरखाव के लिए सभी डाउनटाइम का अनुपात:

निर्धारित मरम्मत और रखरखाव के बीच की अवधि के लिए लिया गया तकनीकी उपयोग कारक उपलब्धता कारक कहलाता है, जो

जो अप्रत्याशित मशीन रुकने का मूल्यांकन करता है और नियोजित मरम्मत और रखरखाव गतिविधियाँ पूरी तरह से अपनी भूमिका नहीं निभाती हैं।

उपलब्धता कारक -संभावना है कि कोई वस्तु किसी भी समय कार्यशील स्थिति में होगी, नियोजित अवधियों को छोड़कर, जिसके दौरान वस्तु का उपयोग उसके इच्छित उद्देश्य के लिए नहीं किया जाना है। उपलब्धता कारक का भौतिक अर्थ यह संभावना है कि अनुमानित समय पर उत्पाद चालू हो जाएगा, यानी। इसकी अनिर्धारित मरम्मत नहीं होगी।

परिचालन तत्परता गुणांक -संभावना यह है कि वस्तु समय के एक मनमाने बिंदु पर काम करने की स्थिति में होगी, नियोजित अवधियों को छोड़कर, जिसके दौरान वस्तु का उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए नहीं किया जाना है, और, इस क्षण से शुरू होकर, किसी दिए गए विफलता के बिना काम करेगा समय अंतराल.

संकेतकों का वर्गीकरण . प्राप्त करने की विधि के आधार पर संकेतकों को विभाजित किया जाता है निपटान,गणना विधियों द्वारा प्राप्त; प्रायोगिक,परीक्षण डेटा द्वारा निर्धारित; परिचालन,परिचालन डेटा से प्राप्त किया गया.

उपयोग के क्षेत्र के आधार पर, विश्वसनीयता संकेतकों को मानक और मूल्यांकन के बीच प्रतिष्ठित किया जाता है।

नियामकये नियामक, तकनीकी या डिज़ाइन दस्तावेज़ीकरण में विनियमित विश्वसनीयता संकेतक हैं।

को मूल्यांकन करनेवालापरीक्षण या संचालन के परिणामों से प्राप्त प्रोटोटाइप और सीरियल उत्पादों के विश्वसनीयता संकेतकों के वास्तविक मूल्यों को देखें।

2 तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता

2.1 विश्वसनीयता की बुनियादी अवधारणाएँ। विफलताओं का वर्गीकरण. विश्वसनीयता के घटक

विश्वसनीयता के सिद्धांत में प्रयुक्त नियम और परिभाषाएँ GOST 27.002-89 "प्रौद्योगिकी में विश्वसनीयता" द्वारा विनियमित हैं। बुनियादी अवधारणाओं। शब्द और परिभाषाएं"।

2.1.1 बुनियादी अवधारणाएँ

किसी वस्तु की विश्वसनीयता निम्नलिखित मुख्य द्वारा निर्धारित की जाती है राज्य अमेरिकाऔर घटनाएँ .

सेवाक्षमता- वस्तु की वह स्थिति जिसमें वह मानक और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण (एनटीडी) द्वारा स्थापित सभी आवश्यकताओं को पूरा करती है।

प्रदर्शन- किसी वस्तु की वह स्थिति जिसमें वह मानक और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण द्वारा स्थापित मुख्य मापदंडों के मूल्यों को बनाए रखते हुए निर्दिष्ट कार्य करने में सक्षम है।

मुख्य पैरामीटर असाइन किए गए कार्यों को निष्पादित करते समय ऑब्जेक्ट के कामकाज की विशेषता बताते हैं।

अवधारणा सेवाक्षमता अवधारणा से अधिक व्यापक प्रदर्शन . एक परिचालन वस्तु को केवल तकनीकी दस्तावेज़ीकरण की उन आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, जिनकी पूर्ति उसके इच्छित उद्देश्य के लिए वस्तु का सामान्य उपयोग सुनिश्चित करती है। इस प्रकार, यदि कोई वस्तु निष्क्रिय है, तो यह उसकी खराबी को इंगित करता है। दूसरी ओर, यदि कोई वस्तु दोषपूर्ण है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि वह निष्क्रिय है।

सीमा अवस्था- किसी वस्तु की वह स्थिति जिसमें उसका इच्छित उपयोग अस्वीकार्य या अव्यावहारिक हो।

अपने इच्छित उद्देश्य के लिए वस्तु का उपयोग (उपयोग) निम्नलिखित मामलों में समाप्त हो जाता है:

· किसी अप्राप्य सुरक्षा उल्लंघन के मामले में;

· निर्दिष्ट मापदंडों के मूल्यों में अपूरणीय विचलन के मामले में;

· परिचालन लागत में अस्वीकार्य वृद्धि के साथ।

कुछ वस्तुओं के लिए, सीमा अवस्था उसके कामकाज में अंतिम है, अर्थात। सुविधा को बंद कर दिया गया है; दूसरों के लिए, यह परिचालन अनुसूची में एक निश्चित चरण है जिसके लिए मरम्मत और बहाली कार्य की आवश्यकता होती है।

इस संबंध में, वस्तुएं हो सकती हैं:

· अप्राप्य , जिसके लिए विफलता की स्थिति में संचालन क्षमता बहाल नहीं की जा सकती;

· बचानेवाला , जिसकी कार्यक्षमता को प्रतिस्थापन सहित बहाल किया जा सकता है।

गैर-पुनर्प्राप्ति योग्य वस्तुओं में शामिल हैं, उदाहरण के लिए: रोलिंग बीयरिंग, अर्धचालक उत्पाद, गियर, आदि। कई तत्वों से बनी वस्तुएं, उदाहरण के लिए, एक मशीन टूल, एक कार, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, पुनर्प्राप्त करने योग्य हैं, क्योंकि उनकी विफलताएं एक या कुछ तत्वों के नुकसान से जुड़ी होती हैं जिन्हें बदला जा सकता है।

कुछ मामलों में, एक ही वस्तु को उसकी विशेषताओं, संचालन के चरणों या उद्देश्य के आधार पर पुनर्प्राप्त करने योग्य या गैर-पुनर्प्राप्ति योग्य माना जा सकता है।

इनकार- एक घटना जिसमें किसी वस्तु की परिचालन स्थिति का उल्लंघन होता है।

इनकार की कसौटी - बानगीया संकेतों का एक सेट जिसके अनुसार विफलता का तथ्य स्थापित किया जाता है।

2.1.2 विफलताओं का वर्गीकरण और विशेषताएँ

द्वारा प्रकारविफलताओं को इसमें विभाजित किया गया है:

· परिचालन विफलताएँ (वस्तु के मुख्य कार्यों का प्रदर्शन रुक जाता है, उदाहरण के लिए, गियर के दांतों का टूटना);

· पैरामीट्रिक विफलताएँ (कुछ ऑब्जेक्ट पैरामीटर अस्वीकार्य सीमाओं के भीतर बदलते हैं, उदाहरण के लिए, मशीन सटीकता का नुकसान)।

अपनी तरह से प्रकृतिविफलताएँ हो सकती हैं:

· यादृच्छिक, अप्रत्याशित अधिभार, सामग्री दोष, कार्मिक त्रुटियों या नियंत्रण प्रणाली विफलताओं आदि के कारण;

· व्यवस्थित, प्राकृतिक और अपरिहार्य घटनाओं के कारण जो क्षति के क्रमिक संचय का कारण बनते हैं: थकान, घिसाव, बुढ़ापा, क्षरण, आदि।

परिणामस्वरूप सिस्टम तत्वों की विफलता हो सकती है (चित्र 2.1):

1) प्राथमिक विफलताएँ;

2) द्वितीयक विफलताएँ;

3) गलत आदेश (प्रारंभिक विफलताएं)।

किसी सामग्री की (थकान) प्राथमिक विफलता के उदाहरण के रूप में कार्य करती है।

इन सभी श्रेणियों में विफलताओं के बाहरी रिंग में दिए गए विभिन्न कारण हो सकते हैं। जब सटीक विफलता मोड निर्धारित किया जाता है और डेटा प्राप्त किया जाता है, और अंतिम घटना महत्वपूर्ण होती है, तो उन्हें प्रारंभिक विफलताओं के रूप में माना जाता है।

प्राथमिक विफलताकिसी तत्व की गैर-परिचालन स्थिति को उस तत्व की गैर-परिचालन स्थिति के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसका कारण वह स्वयं है, और तत्व को चालू स्थिति में वापस लाने के लिए मरम्मत कार्य किया जाना चाहिए। प्राथमिक विफलताएं इनपुट प्रभावों के तहत होती हैं जिनका मूल्य डिज़ाइन सीमा के भीतर होता है, और विफलताओं को तत्वों की प्राकृतिक उम्र बढ़ने से समझाया जाता है। उम्र बढ़ने के कारण टैंक का टूटना

द्वितीयक विफलता- प्राथमिक के समान, सिवाय इसके कि तत्व स्वयं विफलता का कारण नहीं है। माध्यमिक विफलताओं को पिछले या वर्तमान के प्रभाव से समझाया जाता है अत्यधिक तनावतत्वों को. इन वोल्टेज की क्रिया का आयाम, आवृत्ति, अवधि सहनशीलता सीमा से बाहर हो सकती है या हो सकती है विपरीत ध्रुवताऔर ऊर्जा के विभिन्न स्रोतों के कारण होते हैं: थर्मल, मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल, रासायनिक, चुंबकीय, रेडियोधर्मी, आदि। ये तनाव पड़ोसी तत्वों या के कारण होते हैं पर्यावरण, उदाहरण के लिए - मौसम संबंधी (वर्षा, हवा का भार), भूवैज्ञानिक स्थितियाँ (भूस्खलन, मिट्टी का धंसना), साथ ही अन्य तकनीकी प्रणालियों का प्रभाव।

द्वितीयक विफलताओं का एक उदाहरण "ओवरवॉल्टेज फ़्यूज़ का ट्रिगर" है। विद्युत धारा", "भूकंप के दौरान भंडारण टैंकों को नुकसान"। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बढ़े हुए वोल्टेज के स्रोतों का उन्मूलन तत्व की कार्यशील स्थिति में वापसी की गारंटी नहीं देता है, क्योंकि पिछले अधिभार से तत्व को अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है, जिसके लिए मरम्मत की आवश्यकता होती है। इस मामले में।

असफलताओं को जन्म दिया(गलत आदेश)। लोग, जैसे ऑपरेटर और रखरखाव तकनीकी कर्मचारी, द्वितीयक विफलताओं के भी संभावित स्रोत हैं यदि उनके कार्यों से तत्वों की विफलता होती है। गलत नियंत्रण संकेत या हस्तक्षेप के कारण किसी तत्व के निष्क्रिय होने से त्रुटिपूर्ण आदेशों का प्रतिनिधित्व होता है (तत्व को परिचालन स्थिति में वापस लाने के लिए कभी-कभार मरम्मत की आवश्यकता होती है)। सहज नियंत्रण संकेत या हस्तक्षेप अक्सर कोई परिणाम (क्षति) नहीं छोड़ते हैं, और सामान्य बाद के मोड में तत्व निर्दिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार काम करते हैं। ग़लत आदेशों के विशिष्ट उदाहरण हैं: "वोल्टेज स्वचालित रूप से रिले कॉइल पर लागू होता है", "स्विच गलती से हस्तक्षेप के कारण नहीं खुला", "इनपुट पर शोर" नियंत्रण उपकरणसुरक्षा प्रणाली में गलत स्टॉप सिग्नल उत्पन्न हुआ", "ऑपरेटर ने आपातकालीन बटन नहीं दबाया" (आपातकालीन बटन से गलत आदेश)।

विफलता वर्गीकरण की मुख्य विशेषताएं:

तालिका 2.1

घटना की प्रकृति:		· अचानक विफलता– विफलता, वस्तु की विशेषताओं में तीव्र (तत्काल) परिवर्तन में प्रकट;
		· चरणबद्ध तरीके से हटाना- किसी वस्तु की गुणवत्ता में धीमी, क्रमिक गिरावट के परिणामस्वरूप होने वाली विफलता।
अचानक विफलताएं आमतौर पर तत्वों को यांत्रिक क्षति (दरारें - भंगुर फ्रैक्चर, इन्सुलेशन टूटना, टूटना, आदि) के रूप में प्रकट होती हैं और उनके दृष्टिकोण के प्रारंभिक दृश्य संकेतों के साथ नहीं होती हैं। अचानक विफलता को पिछले ऑपरेशन के समय से घटना के क्षण की स्वतंत्रता की विशेषता है। धीरे-धीरे होने वाली विफलताएँ भागों के घिसने और सामग्रियों के पुराने होने से जुड़ी होती हैं।
कारण:	· संरचनात्मक विफलता,सुविधा की कमियों और ख़राब डिज़ाइन के कारण;
	· उत्पादन विफलता,प्रौद्योगिकी की अपूर्णता या उल्लंघन के कारण किसी वस्तु के निर्माण में त्रुटियों से संबंधित;
	· परिचालन विफलता,संचालन नियमों के उल्लंघन के कारण हुआ।
उन्मूलन की प्रकृति:	· निरंतर विफलता;
	· रुक-रुक कर विफलता(उभरता/गायब)। विफलता के परिणाम: आसान विफलता (आसानी से ठीक किया गया);
	· औसत विफलता(आसन्न नोड्स की विफलताओं का कारण नहीं - माध्यमिक विफलताएं);
	· गंभीर विफलता(द्वितीयक विफलताओं के कारण या मानव जीवन और स्वास्थ्य के लिए खतरा उत्पन्न होता है)।
वस्तु का आगे उपयोग:	· पूर्ण विफलताएँ,उनके समाप्त होने तक सुविधा के संचालन की संभावना को छोड़कर;
	· आंशिक विफलताएँ,जिसमें वस्तु का आंशिक रूप से उपयोग किया जा सकता है।
पता लगाने में आसानी:	· स्पष्ट (स्पष्ट) विफलताएँ;
	· छिपी हुई (अंतर्निहित) विफलताएँ।
घटना का समय:	· चल रही विफलताएं,संचालन की प्रारंभिक अवधि के दौरान उत्पन्न होने वाली;
	· सामान्य ऑपरेशन के दौरान विफलताएं;
	· असफलताएँ पहनें,भागों के घिसाव, सामग्रियों की उम्र बढ़ने आदि की अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के कारण होता है।

2.1.3 विश्वसनीयता के घटक

GOST 27.002-89 के अनुसार विश्वसनीयतासमझना किसी वस्तु की संपत्ति, समय के साथ स्थापित सीमाओं के भीतर, दिए गए मोड और उपयोग की शर्तों में आवश्यक कार्यों को करने की क्षमता को दर्शाने वाले सभी मापदंडों के मूल्यों को बनाए रखने के लिए, रखरखाव, मरम्मत, भंडारण और परिवहन .

इस प्रकार:

1. विश्वसनीयता किसी वस्तु का वह गुण है जो समय के साथ आवश्यक कार्य करने की क्षमता बनाए रखता है। उदाहरण के लिए: एक इलेक्ट्रिक मोटर के लिए - शाफ्ट और गति पर आवश्यक टॉर्क प्रदान करने के लिए; बिजली आपूर्ति प्रणाली के लिए - बिजली रिसीवरों को आवश्यक गुणवत्ता की ऊर्जा प्रदान करना।

2. आवश्यक कार्यों को पैरामीटर मानों के साथ निष्पादित किया जाना चाहिए स्थापित सीमाओं के भीतर. उदाहरण के लिए: एक इलेक्ट्रिक मोटर के लिए - आवश्यक टॉर्क और गति प्रदान करने के लिए जब इंजन का तापमान एक निश्चित सीमा से अधिक न हो, विस्फोट, आग आदि के स्रोत की अनुपस्थिति हो।

3. आवश्यक कार्यों को करने की क्षमता निर्दिष्ट मोड में बनाए रखी जानी चाहिए (उदाहरण के लिए, रुक-रुक कर संचालन में); निर्दिष्ट शर्तों के तहत (उदाहरण के लिए, धूल, कंपन, आदि)।

4. वस्तु में अपने जीवन के विभिन्न चरणों में आवश्यक कार्य करने की क्षमता बनाए रखने का गुण होना चाहिए: परिचालन संचालन, रखरखाव, मरम्मत, भंडारण और परिवहन के दौरान।

विश्वसनीयता- किसी वस्तु की गुणवत्ता का एक महत्वपूर्ण संकेतक। इसकी तुलना अन्य गुणवत्ता संकेतकों से नहीं की जा सकती या भ्रमित नहीं किया जा सकता। उदाहरण के लिए, किसी उपचार संयंत्र की गुणवत्ता के बारे में जानकारी स्पष्ट रूप से अपर्याप्त होगी यदि यह केवल ज्ञात हो कि इसमें एक निश्चित उत्पादकता और एक निश्चित सफाई गुणांक है, लेकिन यह अज्ञात है कि इसके संचालन के दौरान इन विशेषताओं को कितनी लगातार बनाए रखा जाता है। यह जानना भी बेकार है कि संस्थापन अपनी अंतर्निहित विशेषताओं को स्थिर रूप से बरकरार रखता है, लेकिन इन विशेषताओं के मूल्य अज्ञात हैं। इसीलिए विश्वसनीयता की अवधारणा की परिभाषा में निर्दिष्ट कार्यों का प्रदर्शन और इस संपत्ति का संरक्षण शामिल है जब वस्तु का उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए किया जाता है।

विश्वसनीयता है विस्तृतएक संपत्ति जिसमें वस्तु के उद्देश्य या उसके संचालन की शर्तों के आधार पर शामिल है कई सरल गुण:

· विश्वसनीयता;

· स्थायित्व;

· रख-रखाव;

· संरक्षण.

विश्वसनीयता- किसी वस्तु का कुछ परिचालन समय या कुछ समय तक लगातार संचालन बनाए रखने का गुण।

ऑपरेटिंग समय- किसी वस्तु के काम की अवधि या मात्रा, किसी भी गैर-घटती मात्रा (समय की इकाई, लोडिंग चक्रों की संख्या, किलोमीटर, आदि) में मापी जाती है।

सहनशीलता- रखरखाव और मरम्मत की एक स्थापित प्रणाली के साथ एक सीमा स्थिति उत्पन्न होने तक संचालन क्षमता बनाए रखने के लिए किसी वस्तु की संपत्ति।

रख-रखाव- किसी वस्तु की एक संपत्ति, जिसमें विफलताओं के कारणों को रोकने और पता लगाने, मरम्मत और रखरखाव के माध्यम से संचालन क्षमता को बनाए रखने और बहाल करने की अनुकूलनशीलता शामिल है।

भंडारण क्षमता- भंडारण और परिवहन के दौरान (और बाद में) आवश्यक प्रदर्शन संकेतकों को लगातार बनाए रखने के लिए किसी वस्तु की संपत्ति।

वस्तु के आधार पर, विश्वसनीयता सभी सूचीबद्ध गुणों या उनके भाग द्वारा निर्धारित की जा सकती है। उदाहरण के लिए, पहिया विश्वसनीयता गियर हस्तांतरण, बीयरिंगों को उनके स्थायित्व द्वारा निर्धारित किया जाता है, और मशीन को स्थायित्व, विश्वसनीयता और रखरखाव द्वारा निर्धारित किया जाता है।

2.1.4 प्रमुख विश्वसनीयता संकेतक

विश्वसनीयता सूचक मात्रात्मक रूप से यह दर्शाता है कि किसी दी गई वस्तु में किस हद तक कुछ गुण हैं जो विश्वसनीयता निर्धारित करते हैं। कुछ विश्वसनीयता संकेतक (उदाहरण के लिए, तकनीकी संसाधन, सेवा जीवन) में एक आयाम हो सकता है, जबकि कई अन्य (उदाहरण के लिए, विफलता-मुक्त संचालन की संभावना, उपलब्धता कारक) आयामहीन हैं।

आइए विश्वसनीयता घटक - स्थायित्व के संकेतकों पर विचार करें।

तकनीकी संसाधन - किसी वस्तु का संचालन समय उसके संचालन की शुरुआत से या मरम्मत के बाद संचालन फिर से शुरू होने से लेकर सीमा स्थिति की शुरुआत तक। कड़ाई से बोलते हुए, तकनीकी संसाधन को निम्नानुसार विनियमित किया जा सकता है: औसत तक, पूंजी, पूंजी से निकटतम औसत मरम्मत तक, आदि। यदि कोई विनियमन नहीं है, तो हमारा मतलब ऑपरेशन की शुरुआत से लेकर सीमा स्थिति तक पहुंचने तक संसाधन है सभी प्रकार की मरम्मत.

गैर-मरम्मत योग्य वस्तुओं के लिए, तकनीकी संसाधन और विफलता के समय की अवधारणाएं मेल खाती हैं।

निर्दिष्ट संसाधन - किसी वस्तु का कुल संचालन समय, जिस पर पहुंचने पर संचालन बंद कर दिया जाना चाहिए, चाहे उसकी स्थिति कुछ भी हो।

सेवा जीवन - संचालन की कैलेंडर अवधि (भंडारण, मरम्मत आदि सहित) इसकी शुरुआत से लेकर सीमा स्थिति की शुरुआत तक।

चित्र 2.2 सूचीबद्ध संकेतकों की चित्रमय व्याख्या दिखाता है:

टी 0 = 0 - ऑपरेशन की शुरुआत;

टी 1, टी 5 - तकनीकी कारणों से शटडाउन क्षण;

टी 2 , टी 4 , टी 6 , टी 8 - वस्तु पर स्विच करने के क्षण;

टी 3, टी 7 - वे क्षण जब वस्तु को मरम्मत के लिए बाहर निकाला जाता है, क्रमशः मध्यम और प्रमुख;

टी 9 - ऑपरेशन की समाप्ति का क्षण;

टी 10 - वस्तु विफलता का क्षण।

तकनीकी संसाधन (विफलता का समय)

टीपी = टी 1 + (टी 3 - टी 2) + (टी 5 - टी 4) + (टी 7 - टी 6) + (टी 10 - टी 8)।

निर्दिष्ट संसाधन

टीएन = टी 1 + (टी 3 – टी 2) + (टी 5 – टी 4) + (टी 7 – टी 6) + (टी 9 – टी 8)।

वस्तु सेवा जीवन टीसी = टी 10 .

अधिकांश इलेक्ट्रोमैकेनिकल वस्तुओं के लिए, तकनीकी संसाधन का उपयोग अक्सर स्थायित्व मानदंड के रूप में किया जाता है।

2.2 विश्वसनीयता के मात्रात्मक संकेतक और विश्वसनीयता के गणितीय मॉडल

2.2.1 विश्वसनीयता संकेतक प्रस्तुत करने के सांख्यिकीय और संभाव्य रूप अप्राप्यवस्तुओं

सबसे महत्वपूर्ण विश्वसनीयता संकेतक अप्राप्यवस्तुएँ - विश्वसनीयता संकेतक, जिसमें शामिल हैं:

· विफलता-मुक्त संचालन की संभावना;

· विफलता वितरण घनत्व;

· विफलता दर;

· विफलता का औसत समय.

विश्वसनीयता संकेतक दो रूपों (परिभाषाओं) में प्रस्तुत किए जाते हैं:

सांख्यिकीय (नमूना अनुमान);

संभाव्य।

सांख्यिकीय परिभाषाएँ (नमूना अनुमान)संकेतक विश्वसनीयता परीक्षणों के परिणामों से प्राप्त किए जाते हैं।

आइए मान लें कि एक ही प्रकार की वस्तुओं की एक निश्चित संख्या के परीक्षण के दौरान, जिस पैरामीटर में हम रुचि रखते हैं उसकी एक सीमित संख्या प्राप्त होती है - विफलता का समय। परिणामी संख्याएँ सामान्य "सामान्य जनसंख्या" से एक निश्चित मात्रा के नमूने का प्रतिनिधित्व करती हैं, जिसमें किसी वस्तु की विफलता के समय पर असीमित मात्रा में डेटा होता है।

"सामान्य जनसंख्या" के लिए परिभाषित मात्रात्मक संकेतक हैं सत्य (संभावित) संकेतक,चूँकि वे वस्तुनिष्ठ रूप से एक यादृच्छिक चर का वर्णन करते हैं - विफलता का समय।

नमूने के लिए निर्धारित संकेतक, और किसी को यादृच्छिक चर के बारे में कुछ निष्कर्ष निकालने की अनुमति देते हैं नमूना (सांख्यिकीय) अनुमान।जाहिर है, पर्याप्त के साथ बड़ी संख्यापरीक्षण (बड़ा नमूना) मूल्यांकन निकट आ रहे हैंसंभाव्य संकेतकों के लिए.

संकेतक प्रस्तुत करने का संभाव्य रूप विश्लेषणात्मक गणना के लिए सुविधाजनक है, और सांख्यिकीय रूप प्रयोगात्मक विश्वसनीयता अध्ययन के लिए सुविधाजनक है।

निम्नलिखित में, हम सांख्यिकीय अनुमानों को दर्शाने के लिए उपरोक्त ^ चिह्न का उपयोग करेंगे।

आगे की चर्चा में हम इस तथ्य से आगे बढ़ेंगे कि परीक्षण उत्तीर्ण होते हैं एनसमान वस्तुएं. परीक्षण की स्थितियाँ समान हैं, और प्रत्येक वस्तु का परीक्षण तब तक किया जाता है जब तक वह विफल न हो जाए। आइए निम्नलिखित संकेतन का परिचय दें:

विफलता के लिए किसी वस्तु के समय का यादृच्छिक मूल्य;

एन(टी)-संचालन के समय क्रियाशील वस्तुओं की संख्या टी;

एन(टी) - टी;

- ऑपरेटिंग अंतराल के दौरान विफल होने वाली वस्तुओं की संख्या ;

डी टी- परिचालन अंतराल की अवधि.

विफलता-मुक्त संचालन की संभावना (एफबीओ)

और विफलता की संभावना (पीआर)

एफबीआर (अनुभवजन्य विश्वसनीयता फ़ंक्शन) की सांख्यिकीय परिभाषा सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

वे। एफबीआर वस्तुओं की संख्या का अनुपात है ( एन ( टी )) , जो परिचालन समय तक त्रुटिहीन रूप से काम करता था टी, परीक्षण की शुरुआत में सेवा योग्य वस्तुओं की संख्या तक (टी=0),वे। वस्तुओं की कुल संख्या तक एन. एफबीआर को संचालन के समय परिचालन वस्तुओं के अनुपात का एक संकेतक माना जा सकता है टी .

तब से एन(टी)= एन-एन(टी),तब एफबीजी को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है

(2)

विफलता की संभावना (पीओ) कहां है.

सांख्यिकीय परिभाषा में, वीओ विफलताओं के अनुभवजन्य वितरण फ़ंक्शन का प्रतिनिधित्व करता है।

चूँकि ऑपरेशन के समय किसी विफलता के घटित होने या न होने वाली घटनाएँ शामिल होती हैं टी, फिर विपरीत हैं

(3)

यह सत्यापित करना आसान है कि एफबीआर एक घटता हुआ कार्य है, और वीओ परिचालन समय का एक बढ़ता हुआ कार्य है। निम्नलिखित कथन सत्य हैं:

1. परीक्षण की शुरुआत में टी=0 परिचालन वस्तुओं की संख्या उनकी कुल संख्या के बराबर है एन(टी)=एन(0)=एन, और असफल वस्तुओं की संख्या बराबर है n(t)=n(0)=0.इसीलिए , ए ;

2. ऑपरेशन के दौरान टी ® ¥ परीक्षण के लिए रखी गई सभी वस्तुएं विफल हो जाएंगी, अर्थात। एन( ¥ )=0 , ए एन( ¥ )=एन .

इसीलिए, , ए .

बड़ी संख्या में तत्वों (उत्पादों) के साथ एन 0 सांख्यिकीय मूल्यांकनव्यावहारिक रूप से विफलता-मुक्त संचालन की संभावना से मेल खाता है पी(टी), ए - सी .

एफबीजी का संभाव्य निर्धारण सूत्र द्वारा वर्णित है

वे। एफबीजी संभावना है कि विफलता के लिए समय का यादृच्छिक मूल्य टीएक निश्चित निर्दिष्ट परिचालन समय से अधिक होगा टी .

जाहिर है, VO यादृच्छिक चर का एक वितरण फलन होगा टीऔर इस संभावना का प्रतिनिधित्व करता है कि विफलता का समय एक निश्चित निर्दिष्ट परिचालन समय से कम होगा टी :

Q(t)= Ver(T (5)

एफबीजी और वीओ ग्राफ चित्र में दिखाए गए हैं। 2.3.

चावल। 2.3. विफलता-मुक्त संचालन की संभावना और विफलताओं की संभावना के ग्राफ़

विफलता वितरण घनत्व (एफडी)

मिसाइल रक्षा की सांख्यिकीय परिभाषा:

[इकाइयां परिचालन समय -1 ], (6)

वे। PRO ऑपरेटिंग अंतराल के दौरान विफल हुई वस्तुओं की संख्या का अनुपात है वस्तुओं की कुल संख्या के उत्पाद के लिए एन डी टी .

तब से डी एन(टी, टी+ डी टी)= एन(टी+ डी टी)-एन(टी),कहाँ एन(टी+ डी टी) -ऑपरेशन के समय विफल होने वाली वस्तुओं की संख्या टी+ डी टी, तो मिसाइल रक्षा का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:

ऑपरेटिंग अंतराल में वीओ अनुमान कहां है, यानी वीओ वेतन वृद्धि प्रति डी टी।

PRO अपने अर्थ में विफलता दर का प्रतिनिधित्व करता है, अर्थात। परिचालन समय की प्रति इकाई विफलताओं की संख्या, वस्तुओं की प्रारंभिक संख्या से संबंधित।

मिसाइल रक्षा की संभाव्य परिभाषा इस प्रकार है (7) जैसे-जैसे ऑपरेटिंग अंतराल बढ़ता है डी टी ® 0 और एन ® ¥

PRO मूलतः एक यादृच्छिक चर का घनत्व वितरण है टीवस्तु की विफलता का समय. ग्राफ़ के संभावित प्रकारों में से एक एफ(टी)पर दिखाए गए चावल। 3 .

विफलता दर (एफआर)

आईआर की सांख्यिकीय परिभाषा सूत्र द्वारा वर्णित है

[परिचालन समय की इकाइयाँ -1] (9)

वे। IO वस्तुओं की संख्या का अनुपात है डी एन जो परिचालन अंतराल के दौरान विफल हो गया इस समय सेवा योग्य वस्तुओं की संख्या के उत्पाद के लिए टीपरिचालन अंतराल की अवधि के लिए डी टी।

की तुलना (6) और (9) यह ध्यान दिया जा सकता है कि आईआर ऑपरेशन के समय वस्तु की विश्वसनीयता को कुछ हद तक पूरी तरह से चित्रित करता है टी, क्योंकि ऑपरेशन के समय वस्तुओं की वास्तविक परिचालन संख्या से संबंधित विफलता दर को दर्शाता है टी .

हम अभिव्यक्ति के दाईं ओर गुणा और भाग करके आईआर की एक संभाव्य परिभाषा प्राप्त करते हैं (9) एन पर

ध्यान में रखना (7) .कोई कल्पना कर सकता है

,

कहाँ से, कब प्रयास करते हुए डी टी ® 0 (ऑपरेटिंग अंतराल)और एन ® ¥ हमें मिलता है: (10)

संभावित प्रकार के ग्राफ़ दिखाए गए हैं चावल। 2.4.

चावल। 2.4.

किसी डिवाइस का ऑपरेशन समय समाप्त होने की अवधि

विश्वसनीयता संकेतकों की ऊपर चर्चा की गई है पी(टी), क्यू(टी), एफ(टी)और विफलता के लिए समय के यादृच्छिक मूल्य का पूरी तरह से वर्णन करें टी=(टी). साथ ही, कई व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए, इस यादृच्छिक चर की कुछ संख्यात्मक विशेषताओं और सबसे पहले, विफलता का औसत समय जानना अक्सर पर्याप्त होता है।

विफलता के औसत समय का सांख्यिकीय निर्धारण

कहाँ टी मैं- असफलता की ओर भागना मैं-वें वस्तु.

जब संभाव्यतापूर्वक निर्धारित किया जाता है, तो विफलता का औसत समय एक यादृच्छिक चर की गणितीय अपेक्षा (एमई) होता है टी, और इसलिए, किसी भी एमओ की तरह, परिभाषित किया गया है:

. (12)

जाहिर है, परीक्षण नमूने में वृद्धि के साथ ( एन ® ¥ ) अंकगणितीय औसत परिचालन समय (अनुमान) संभाव्यता में परिवर्तित होता है एमओअसफलता की ओर भागना।

साथ ही, औसत परिचालन समय किसी वस्तु की विश्वसनीयता को पूरी तरह से चित्रित नहीं कर सकता है। इसलिए, विफलता के समान औसत समय के साथ, ऑब्जेक्ट 1 और 2 की विश्वसनीयता काफी भिन्न हो सकती है (चित्र 2.5)।

एफ(टी)- मिसाइल रक्षा विफलता वितरण का घनत्व

चावल। 2.5. विफलता के समान औसत समय के लिए मिसाइल रक्षा वक्र में अंतर

2.2.2 विश्वसनीयता के गणितीय मॉडल

विश्वसनीयता का आकलन करने और किसी वस्तु के प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने की समस्याओं को हल करने के लिए, एक गणितीय मॉडल होना आवश्यक है, जो संकेतकों में से एक के विश्लेषणात्मक अभिव्यक्तियों द्वारा दर्शाया जाता है: पी(टी)या एफ(टी) या । एक मॉडल प्राप्त करने का मुख्य तरीका परीक्षण करना, सांख्यिकीय अनुमानों की गणना करना और उन्हें विश्लेषणात्मक कार्यों के साथ अनुमानित करना है।

परिचालन अनुभव से पता चलता है कि अधिकांश वस्तुओं के आईआर में परिवर्तन का वर्णन किया गया है यू-आकार का वक्र (चित्र 2.6)।

चावल। 2.6 - किसी वस्तु की विफलता दर में परिवर्तन का वक्र

इस वक्र को सशर्त रूप से तीन विशिष्ट खंडों में विभाजित किया जा सकता है: पहला है वस्तु के चलने की अवधि, दूसरा है सामान्य संचालन, तीसरा है उम्र बढ़ना।

रन-इन अवधिऑब्जेक्ट में बढ़ा हुआ IO है, जो उत्पादन, स्थापना और समायोजन में दोषों के कारण होने वाली रन-इन विफलताओं के कारण होता है। कभी-कभी इस अवधि का अंत जुड़ा होता है वचन सेवा वस्तु जब निर्माता द्वारा विफलताओं को समाप्त कर दिया जाता है।

में सामान्य ऑपरेशन की अवधिआईआर कम हो जाता है और व्यावहारिक रूप से स्थिर रहता है, जबकि विफलताएं प्रकृति में यादृच्छिक होती हैं और अचानक प्रकट होती हैं, मुख्य रूप से परिचालन स्थितियों का अनुपालन न करने, यादृच्छिक लोड परिवर्तन, प्रतिकूल बाहरी कारकों आदि के कारण। यह वह अवधि है जो ऑपरेशन के मुख्य समय से मेल खाती है सुविधा का.

आईआर में वृद्धि का तात्पर्य है उम्र बढ़ने की अवधिवस्तु और घिसाव, उम्र बढ़ने और दीर्घकालिक संचालन से जुड़े अन्य कारणों से विफलताओं की संख्या में वृद्धि के कारण होता है।

विश्वसनीयता संकेतकों में परिवर्तन का वर्णन करने वाले विश्लेषणात्मक फ़ंक्शन का प्रकार पी(टी) , एफ(टी)या (टी), परिभाषित करता है एक यादृच्छिक चर का वितरण कानून, जिसका चयन वस्तु के गुणों, उसकी परिचालन स्थितियों और विफलताओं की प्रकृति के आधार पर किया जाता है।

घातांकी रूप से वितरण

घातीय (घातीय) वितरण कानूनइसे विश्वसनीयता का बुनियादी नियम भी कहा जाता है, इसका उपयोग अक्सर उत्पादों के सामान्य संचालन के दौरान विश्वसनीयता की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है क्रमिक विफलताएँअभी तक उभरे नहीं हैं और विश्वसनीयता की विशेषता है अचानक असफलताएँ.इन वस्तुओं को "नॉन-एजिंग" के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, क्योंकि वे केवल = वाले क्षेत्र में काम करते हैं एल= स्थिरांक (चित्र 2.6)।असफलताएँ कई परिस्थितियों के प्रतिकूल संयोजन के कारण होती हैं और इसलिए उनमें एक निरंतरता होती है तीव्रता।घातांकीय वितरण उन वस्तुओं की विफलताओं के बीच के समय का वर्णन करता है, जिसके लिए स्वीकृति परीक्षणों (अंतिम नियंत्रण) के परिणामस्वरूप, कोई रनिंग-इन अवधि नहीं होती है, और निर्दिष्ट संसाधन सामान्य ऑपरेशन अवधि के अंत से पहले निर्धारित किया जाता है।

घातांकीय नियम का वितरण घनत्व संबंध द्वारा वर्णित है

,

इस कानून का वितरण कार्य संबंध है

,

विश्वसनीयता समारोह

एक यादृच्छिक चर की गणितीय अपेक्षा टी

,

यादृच्छिक चर विचरण टी

.

विश्वसनीयता सिद्धांत में घातीय नियम को व्यापक अनुप्रयोग मिला है क्योंकि यह व्यावहारिक उपयोग के लिए सरल है। विश्वसनीयता सिद्धांत में हल की गई लगभग सभी समस्याएं अन्य वितरण कानूनों का उपयोग करने की तुलना में घातीय कानून का उपयोग करने पर बहुत सरल हो जाती हैं। इस सरलीकरण का मुख्य कारण यह है कि एक घातीय कानून के साथ, विफलता-मुक्त ऑपरेशन की संभावना केवल अंतराल की अवधि पर निर्भर करती है और पिछले ऑपरेशन के समय पर निर्भर नहीं करती है।

विश्वसनीयता मूल्यांकन के लिए घातीय वितरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है ऊर्जावस्तुएं.

घातीय वितरण के साथ विश्वसनीयता संकेतकों में परिवर्तन के ग्राफ़ दिखाए गए हैं चित्र.2.7 .

चावल। 2.7.

सामान्य वितरण

सामान्य वितरण सबसे सार्वभौमिक, सुविधाजनक और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला वितरण है। यह माना जाता है कि किसी वस्तु का परिचालन समय सामान्य वितरण (सामान्य रूप से वितरित) के अधीन है यदि मिसाइल रक्षा को अभिव्यक्ति द्वारा वर्णित किया गया है:

,

कहाँ एऔर बी-वितरण पैरामीटर, क्रमशः, एमओ और एमएसडी, जो परीक्षण परिणामों के आधार पर स्वीकार किए जाते हैं: विफलता और फैलाव के औसत समय के अनुमान कहां और हैं (- एमएसडी)।

वह। मिसाइल रक्षा प्रणाली जैसा दिखता है

. (-एमओ विकास).

घंटी के आकार का वितरण घनत्व वक्र चित्र में दिखाया गया है। 2.8.

संचयी वितरण फलन का स्वरूप होता है

.

चावल। 2.8 संभाव्यता घनत्व वक्र (ए) और

विश्वसनीयता कार्य (बी) सामान्य वितरण

इंटीग्रल्स की गणना को सामान्य वितरण की तालिकाओं का उपयोग करके प्रतिस्थापित किया जाता है, जिस पर = 0 और एस= 1. इस वितरण के लिए, विफलता घनत्व फ़ंक्शन में एक चर है टीऔर निर्भरता द्वारा व्यक्त किया जाता है

परिमाण टीकेन्द्रित है (चूंकि = 0) और सामान्यीकृत (चूंकि σ टी = 1).

तदनुसार वितरण फ़ंक्शन इस प्रकार लिखा जाएगा:

वितरण फलन का मान सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

एफ ( टी ) = 0,5 + एफ( यू ) = क्यू ( टी ) ;

कहाँ एफ- लाप्लास फ़ंक्शन, यू = (टी - टी 0)/एस- सामान्यीकृत सामान्य वितरण की मात्रा। वे। वितरण फलन VO है।

संचयी वितरण फ़ंक्शन के बजाय लाप्लास फ़ंक्शन का उपयोग करते समय एफ 0 (टी) हमारे पास है

,

लाप्लास फ़ंक्शन के माध्यम से व्यक्त वीओ और एफबीजी का रूप है

, (एफसे ( और), और गुणा नहीं!!!)

.

एक यादृच्छिक चर से टकराने की संभावना एक्समानों की दी गई श्रेणी में α को β सूत्र द्वारा गणना की गई

.

लाप्लास फ़ंक्शन मान एफऔर यू – सारणीबद्ध

सामान्य वितरण के साथ विश्वसनीयता संकेतकों में परिवर्तन की सामान्य प्रकृति को दिखाया गया है चावल। 2.9 .

चावल। 2.9.

सामान्य वितरण कानूनजिसे अक्सर गॉस का नियम कहा जाता है। यह कानून एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और अन्य वितरण कानूनों की तुलना में व्यवहार में इसका सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

इस कानून की सबसे बड़ी खासियत यही है परम कानूनवितरण के अन्य नियम किस पर लागू होते हैं। विश्वसनीयता सिद्धांत में, इसका उपयोग क्रमिक विफलताओं का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जब शुरुआत में विफलता-मुक्त संचालन समय के वितरण में कम घनत्व होता है, फिर अधिकतम और फिर घनत्व कम हो जाता है।

यदि यादृच्छिक चर में परिवर्तन कई, लगभग समकक्ष कारकों से प्रभावित होता है तो वितरण हमेशा सामान्य कानून का पालन करता है।

2.2.3 तत्वों के मुख्य कनेक्शन के साथ गैर-मरम्मत योग्य वस्तुओं की विश्वसनीयता विशेषताओं की गणना

यदि तत्वों में से किसी एक के विफल होने पर सिस्टम विफलता होती है, तो ऐसे सिस्टम को तत्वों का मुख्य कनेक्शन माना जाता है। फिर समय के साथ उत्पाद की एफबीजी टीएक ही समय के दौरान इसके तत्वों के एफबीजी के उत्पाद के बराबर

.

यदि एफबीजी मान 1 के करीब हैं, तो निम्नलिखित अनुमानित सूत्र का उपयोग अभ्यास के लिए पर्याप्त सटीकता के साथ किया जा सकता है:

.

यदि सभी तत्व समान रूप से विश्वसनीय हैं, तो सिस्टम का IO होगा

.,

कहाँ एन टी- तत्व प्रकारों की संख्या.

यदि सिस्टम में विभिन्न आईआर मान वाले कई तत्व शामिल हैं, तो औसत मान सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

यदि तत्व अलग-अलग परिस्थितियों में काम करते हैं या बाहरी प्रभावशाली कारकों से अलग-अलग डिग्री के प्रभाव के अधीन हैं, तो तत्व की आईआर की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है

,

सामान्य परिस्थितियों में काम करने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का IO कहां है, और सुधार गुणांक हैं जो विभिन्न कारकों पर निर्भर करते हैं।

सुधार कारक आपको बाहरी प्रभावों, मुख्य रूप से यांत्रिक अधिभार और आर्द्रता को ध्यान में रखने की अनुमति देता है, जबकि सुधार कारक आपको तापमान और आंतरिक तनाव (विद्युत और यांत्रिक दोनों) के प्रभाव को ध्यान में रखने की अनुमति देता है।

यदि तत्वों में स्थिर आईआर नहीं है, लेकिन स्पष्ट रूप से परिभाषित समय अंतराल हैं, जिसके दौरान एल आईआर मूल रूप से स्थिर है, तो तथाकथित समतुल्य विफलता दर. उदाहरण के लिए, यदि किसी अवधि के लिए आई.ओ टी 1 अवधि के लिए एल 1 के बराबर टी 2 के बराबर एल 2 आदि, फिर समयावधि के लिए कुल आईआर टी= टी 1 + टी 2 + टी 3 + टी 4 +… इच्छा

2.2.4 पुनर्स्थापित वस्तुओं के विश्वसनीयता संकेतक

लंबी सेवा जीवन वाली सबसे जटिल तकनीकी प्रणालियाँ हैं पुनर्प्राप्त करने योग्य,वे। ऑपरेशन के दौरान होने वाली सिस्टम विफलताएं मरम्मत के दौरान समाप्त हो जाती हैं। ऑपरेशन के दौरान उत्पादों की तकनीकी रूप से सुदृढ़ स्थिति को निवारक और बहाली कार्य करके बनाए रखा जाता है।

उत्पादों के संचालन के दौरान उनके प्रदर्शन को बनाए रखने और बहाल करने के लिए किए गए कार्य में श्रम, भौतिक संसाधनों और समय की महत्वपूर्ण लागत शामिल होती है। एक नियम के रूप में, उत्पाद के जीवनकाल के दौरान ये लागत उसके निर्माण की संबंधित लागत से काफी अधिक होती है। उत्पादों के प्रदर्शन और सेवा जीवन को बनाए रखने और बहाल करने के लिए काम की समग्रता को विभाजित किया गया है रखरखाव , और मरम्मत,जो, बदले में, विभाजित हैं निवारक कार्ययोजना के अनुसार किया गया और आपातकाल,विफलताओं या आपातकालीन स्थितियों के उत्पन्न होने पर किया जाता है।

उत्पादों की रखरखाव क्षमता संचालन के दौरान सामग्री लागत और डाउनटाइम को प्रभावित करती है। रख-रखाव का उत्पादों की विश्वसनीयता और स्थायित्व से गहरा संबंध है। इस प्रकार, उच्च स्तर की विफलता-मुक्त संचालन वाले उत्पादों को आमतौर पर उनके प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए कम श्रम और लागत लागत की विशेषता होती है।

उत्पादों के विफलता-मुक्त संचालन और रखरखाव के संकेतक उपलब्धता कारकों जैसे जटिल संकेतकों के घटक हैं कोजी , परिचालन तत्परता कोनिकास गैस और तकनीकी उपयोग कोटी.आई. . केवल पुनर्प्राप्ति योग्य तत्वों में निहित विश्वसनीयता संकेतकों में विफलताओं के बीच औसत समय, विफलताओं के बीच का समय, पुनर्प्राप्ति संभावना, औसत पुनर्प्राप्ति समय, उपलब्धता कारक, परिचालन तत्परता कारक और तकनीकी उपयोग कारक शामिल हैं।

विफलताओं के बीच का औसत समय -पुनर्स्थापित तत्व का परिचालन समय, कुल परिचालन समय या संचालन की एक निश्चित अवधि के विचारित अंतराल में औसतन एक विफलता के अनुरूप:

कहाँ टी मैं - तत्व परिचालन समय तक i-वेंइनकार; एम-कुल परिचालन समय के सुविचारित अंतराल में विफलताओं की संख्या।

असफलताओं के बीच का समयसे तत्व के कार्य की मात्रा द्वारा निर्धारित किया जाता है मैं-वां इनकार जब तक ( मैं+ 1)वां, कहां मैं =1, 2,..., एम।

औसत पुनर्प्राप्ति समयकुल संचालन समय या संचालन की एक निश्चित अवधि के सुविचारित अंतराल में एक विफलता

कहाँ टी मैं- वसूली मे लगने वाला समय मैं-वां इनकार.

उपलब्धता कारक Kआर इस संभावना का प्रतिनिधित्व करता है कि उत्पाद किसी भी समय परिचालन में रहेगा, निर्धारित रखरखाव की अवधि को छोड़कर, जब उत्पाद का उपयोग उसके इच्छित उद्देश्य के लिए बाहर रखा गया हो। यह सूचक जटिल है, क्योंकि यह मात्रात्मक रूप से दो संकेतकों को एक साथ चित्रित करता है: विश्वसनीयता और रखरखाव।

एक स्थिर (स्थिर-अवस्था) ऑपरेटिंग मोड में और विफलताओं और पुनर्प्राप्ति समय के बीच ऑपरेटिंग समय के वितरण के किसी भी प्रकार के कानून के लिए, उपलब्धता कारक सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

,

(टीओ - विफलताओं के बीच औसत समय; टी वी- एक विफलता का औसत पुनर्प्राप्ति समय)।

इस प्रकार, सूत्र के विश्लेषण से पता चलता है कि उत्पाद की विश्वसनीयता न केवल विफलता-मुक्त संचालन का एक कार्य है, बल्कि रखरखाव का भी एक कार्य है। इसका मतलब यह है कि बेहतर रखरखाव से कम विश्वसनीयता की कुछ हद तक भरपाई की जा सकती है। पुनर्प्राप्ति तीव्रता जितनी अधिक होगी, उत्पाद की तत्परता उतनी ही अधिक होगी। यदि डाउनटाइम अधिक है, तो उपलब्धता कम होगी।

रख-रखाव की एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता तकनीकी उपयोग गुणांक है, जो संचालन की एक निश्चित अवधि में समय की इकाइयों में किसी उत्पाद के परिचालन समय का इस परिचालन समय के योग और उन्मूलन के कारण सभी डाउनटाइम के समय का अनुपात है। इस अवधि के दौरान विफलताएं, रखरखाव और मरम्मत। तकनीकी उपयोग दर वह संभावना है कि कोई उत्पाद समय के साथ ठीक से काम करेगा। टी. इस प्रकार, कोवगैरह। दो मुख्य कारकों द्वारा निर्धारित - विश्वसनीयता और रखरखाव।

परिचालन तत्परता अनुपातटीओजी को इस संभावना के रूप में परिभाषित किया गया है कि कोई वस्तु एक मनमाने समय पर काम करने की स्थिति में होगी (योजनाबद्ध अवधि को छोड़कर जिसके दौरान वस्तु का उपयोग अपने इच्छित उद्देश्य के लिए नहीं किया जाना है) और, इस क्षण से शुरू होकर, काम करेगी किसी निश्चित समय अंतराल के लिए विफलता के बिना।

संभाव्य परिभाषा से यह इस प्रकार है

कोओजी = कोजी * पी (टी)

तकनीकी उपयोग दरसंचालन की मानी गई अवधि के सापेक्ष तत्व के कार्यशील स्थिति में होने के समय के अनुपात को दर्शाता है। संचालन की अवधि जिसके लिए तकनीकी उपयोग गुणांक निर्धारित किया जाता है, उसमें सभी प्रकार के रखरखाव और मरम्मत शामिल होनी चाहिए। तकनीकी उपयोग गुणांक नियोजित और अनिर्धारित मरम्मत, साथ ही नियमों पर खर्च किए गए समय को ध्यान में रखता है, और सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

केआप = टीएन/( टीएन +टी वी +टी आर +टीओ),

कहाँ टीएन - विचाराधीन अवधि में उत्पाद का कुल परिचालन समय; टी वी , टी आरऔर टीओ - क्रमशः खर्च किया गया कुल समय वसूली , मरम्मतऔर रखरखावसमान अवधि के लिए उत्पाद.

2.2.5 सिस्टम अतिरेक

आरक्षण- वस्तु द्वारा निर्दिष्ट कार्यों के सामान्य प्रदर्शन के लिए आवश्यक न्यूनतम से अधिक अतिरिक्त तत्वों और कार्यक्षमता को पेश करके किसी वस्तु की विश्वसनीयता बढ़ाने की एक विधि। इस स्थिति में, मुख्य तत्व और सभी बैकअप तत्वों की विफलता के बाद ही विफलता होती है।

सिस्टम को चरणों की एक श्रृंखला के रूप में दर्शाया जा सकता है जो व्यक्तिगत कार्य करता है। अतिरेक की समस्या प्रत्येक चरण में ऐसे कई बैकअप उपकरण नमूने ढूंढना है जो न्यूनतम लागत पर सिस्टम विश्वसनीयता के एक निश्चित स्तर को सुनिश्चित करेंगे।

सर्वोत्तम विकल्प का चुनाव मुख्य रूप से विश्वसनीयता में वृद्धि पर निर्भर करता है जिसे एक निश्चित लागत पर प्राप्त किया जा सकता है।

मुख्य तत्व- किसी वस्तु की मूल भौतिक संरचना का एक तत्व, वस्तु द्वारा अपने कार्यों के सामान्य प्रदर्शन के लिए आवश्यक न्यूनतम।

आरक्षित तत्व- मुख्य तत्व की विफलता की स्थिति में किसी वस्तु की संचालन क्षमता सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक तत्व।

आरक्षण के प्रकार

संरचनात्मक (तत्व) अतिरेक- किसी वस्तु की विश्वसनीयता बढ़ाने की एक विधि, जिसमें वस्तु की भौतिक संरचना में शामिल अनावश्यक तत्वों का उपयोग शामिल है। यह बैकअप उपकरण को मुख्य उपकरण से इस प्रकार जोड़कर प्रदान किया जाता है कि यदि मुख्य उपकरण विफल हो जाता है, तो बैकअप अपना कार्य करता रहे।

कार्यात्मक अतिरेक- किसी वस्तु की विश्वसनीयता बढ़ाने की एक विधि, जिसमें मुख्य कार्यों के बजाय और उनके साथ अतिरिक्त कार्य करने के लिए तत्वों की क्षमता का उपयोग करना शामिल है।

अस्थायी आरक्षण- किसी वस्तु की विश्वसनीयता बढ़ाने की एक विधि, जिसमें कार्यों को पूरा करने के लिए आवंटित अतिरिक्त समय का उपयोग शामिल है। दूसरे शब्दों में, समय आरक्षण सिस्टम संचालन की ऐसी योजना है जिसमें निर्दिष्ट कार्यों को करने के लिए कार्य समय का एक रिजर्व बनाया जाता है। आरक्षित समय का उपयोग ऑपरेशन को दोहराने, या वस्तु की खराबी को खत्म करने के लिए किया जा सकता है।

सूचना बैकअप- किसी वस्तु की विश्वसनीयता बढ़ाने की एक विधि, जिसमें कार्यों को पूरा करने के लिए आवश्यक न्यूनतम से अधिक अनावश्यक जानकारी का उपयोग शामिल है।

लोड अतिरेक- किसी वस्तु की विश्वसनीयता बढ़ाने की एक विधि, जिसमें नाममात्र से अधिक अतिरिक्त भार को अवशोषित करने के लिए उसके तत्वों की क्षमता का उपयोग करना शामिल है।

तकनीकी प्रणालियों की गणना और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के दृष्टिकोण से, संरचनात्मक अतिरेक पर विचार करना आवश्यक है।

संरचनात्मक अतिरेक विधियाँ

अनावश्यक तत्वों और उपकरणों को जोड़ने की विधि के आधार पर, निम्नलिखित अतिरेक विधियों को प्रतिष्ठित किया जाता है (चित्र 2.10)।

आरक्षित तत्वों के निरंतर समावेशन के साथ अलग (तत्व-दर-तत्व) अतिरेक (चित्र 2.11)।

चावल। 2.11 स्थायी के साथ अलग आरक्षण

आरक्षित तत्वों का समावेश

ऐसी अतिरेक तब संभव है जब बैकअप तत्व कनेक्ट करने से डिवाइस के ऑपरेटिंग मोड में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है। इसका लाभ बैकअप तत्व की निरंतर तत्परता, स्विचिंग पर लगने वाले समय की अनुपस्थिति है। नुकसान - बैकअप तत्व मुख्य तत्व की तरह ही अपने संसाधन का उपभोग करता है।

चावल। 2.10 संरचनात्मक अतिरेक विधियों का वर्गीकरण

एक बैकअप तत्व के साथ विफल तत्व के प्रतिस्थापन के साथ अतिरेक को अलग करें (चित्र 2.12)। यह आरक्षण की एक विधि है जिसमें किसी वस्तु के व्यक्तिगत तत्वों या उनके समूहों को आरक्षित किया जाता है।

चावल। 2.12 प्रतिस्थापन के साथ अलग आरक्षण

विफल तत्व

इस मामले में, आरक्षित तत्व मुख्य तत्व को बदलने के लिए अलग-अलग डिग्री की तत्परता में है। इस पद्धति का लाभ यह है कि बैकअप तत्व अपने कार्य संसाधन को बरकरार रखता है, या एक स्वतंत्र कार्य करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। मुख्य डिवाइस का ऑपरेटिंग मोड विकृत नहीं है। नुकसान बैकअप तत्व को कनेक्ट करने में समय बिताने की आवश्यकता है। प्राथमिक तत्वों की तुलना में आरक्षित तत्व कम हो सकते हैं।

आरक्षित तत्वों की संख्या और आरक्षित तत्वों की संख्या के अनुपात को अतिरेक अनुपात कहा जाता है - एम. पूर्णांक बहुलता के साथ आरक्षित करते समय, मान एमएक पूर्णांक है, जब भिन्नात्मक बहुलता के साथ मान आरक्षित किया जाता है एमएक भिन्नात्मक अपरिवर्तनीय संख्या है. उदाहरण के लिए, एम=4/2 का अर्थ है भिन्नात्मक बहुलता वाले आरक्षण की उपस्थिति, जिसमें आरक्षित तत्वों की संख्या चार है, मुख्य तत्वों की संख्या दो है, और तत्वों की कुल संख्या छह है। आप भिन्न को छोटा नहीं कर सकते , क्योंकि अगर एम=4/2=2/1, इसका मतलब है कि एक पूर्णांक बहुलता वाला आरक्षण है, जिसमें आरक्षित तत्वों की संख्या दो है, और तत्वों की कुल संख्या तीन है।

प्रतिस्थापन विधि का उपयोग करके रिज़र्व पर स्विच करते समय, रिज़र्व तत्व तीन अवस्थाओं में हो सकते हैं जब तक कि उन्हें संचालन में नहीं लाया जाता है:

लोडेड ("गर्म") रिजर्व;

हल्का ("गर्म") रिजर्व;

अनलोडेड ("ठंडा") रिजर्व।

लदा हुआ("हॉट") रिज़र्व - एक बैकअप तत्व जो मुख्य मोड के समान मोड में है।

लाइटवेट("गर्म") रिजर्व - एक बैकअप तत्व जो मुख्य की तुलना में कम लोडेड मोड में है।

उतार("ठंडा") रिजर्व - एक आरक्षित तत्व जो व्यावहारिक रूप से भार नहीं उठाता है।

स्थायी कनेक्शन या प्रतिस्थापन के साथ सामान्य अतिरेक (चित्र 2.13)। इस मामले में, संपूर्ण वस्तु आरक्षित है, और एक समान जटिल डिवाइस का उपयोग बैकअप के रूप में किया जाता है। यह पद्धति अलग-अलग आरक्षण की तुलना में कम किफायती है। यदि, उदाहरण के लिए, पहला मुख्य तत्व विफल हो जाता है, तो संपूर्ण तकनीकी बैकअप श्रृंखला को कनेक्ट करना आवश्यक हो जाता है।

चावल। 2.13 - सामान्य आरक्षण

बहुमत आरक्षण ("मतदान" एनसे एमतत्व) (चित्र 2.14)। यह विधि एक अतिरिक्त तत्व के उपयोग पर आधारित है - इसे बहुमत या तार्किक या कोरम तत्व कहा जाता है। यह आपको समान कार्य करने वाले तत्वों से आने वाले संकेतों की तुलना करने की अनुमति देता है। यदि परिणाम मेल खाते हैं, तो वे डिवाइस के आउटपुट पर प्रसारित हो जाते हैं। चित्र में. चित्र 2.14 "तीन में से दो" मतदान सिद्धांत के आधार पर आरक्षण दिखाता है, अर्थात। तीन में से किन्हीं दो मिलान परिणामों को सत्य माना जाता है और उन्हें डिवाइस के आउटपुट में भेज दिया जाता है। आप पांच में से तीन के अनुपात आदि का उपयोग कर सकते हैं। इस पद्धति का मुख्य लाभ ऑपरेटिंग तत्वों की किसी भी प्रकार की विफलता के मामले में बढ़ी हुई विश्वसनीयता सुनिश्चित करना है। किसी भी प्रकार की एकल तत्व विफलता आउटपुट परिणाम को प्रभावित नहीं करेगी।

प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों में प्रभावी।

चावल। 2.14 - बहुसंख्यक आरक्षण

2.2.6 विशिष्ट विश्वसनीयता गणना संरचनाएँ

विश्वसनीयता के संरचनात्मक आरेख को उन स्थितियों के दृश्य प्रतिनिधित्व (ग्राफिकल या तार्किक अभिव्यक्ति के रूप में) के रूप में समझा जाता है जिसके तहत अध्ययन के तहत वस्तु (सिस्टम, डिवाइस, तकनीकी परिसर, आदि) काम करती है या काम नहीं करती है। विशिष्ट ब्लॉक आरेख चित्र में दिखाए गए हैं। 2.15.

चावल। 2.15 - विशिष्ट विश्वसनीयता गणना संरचनाएँ

विश्वसनीयता संरचना आरेख का सबसे सरल रूप एक समानांतर-श्रृंखला संरचना है। यह तत्वों को समानांतर में जोड़ता है, जिसके संयुक्त विफलता से विफलता होती है। ऐसे तत्व एक अनुक्रमिक श्रृंखला में जुड़े होते हैं, जिनमें से किसी की भी विफलता वस्तु की विफलता की ओर ले जाती है।

चित्र में. 2.15ए समानांतर-श्रृंखला संरचना का एक संस्करण प्रस्तुत करता है। इस संरचना के आधार पर निम्नलिखित निष्कर्ष निकाला जा सकता है। वस्तु में पाँच भाग होते हैं। किसी ऑब्जेक्ट की विफलता तब होती है जब तत्व 5 या तत्व 1-4 से युक्त नोड विफल हो जाता है। एक नोड तब विफल हो सकता है जब तत्व 3,4 से युक्त श्रृंखला और तत्व 1,2 से युक्त नोड एक साथ विफल हो जाते हैं। सर्किट 3-4 विफल हो जाता है यदि इसका कम से कम एक घटक तत्व विफल हो जाता है, और नोड 1,2 - यदि दोनों तत्व विफल हो जाते हैं, अर्थात। तत्व 1,2. ऐसी संरचनाओं की उपस्थिति में विश्वसनीयता गणना सबसे बड़ी सादगी और स्पष्टता की विशेषता है।

ऐसे मामलों में जहां प्रदर्शन की स्थिति को सरल समानांतर-अनुक्रमिक संरचना के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है, या तो तार्किक कार्यों, या ग्राफ़ और शाखा संरचनाओं का उपयोग किया जाता है, जिसके अनुसार प्रदर्शन समीकरणों की प्रणाली छोड़ी जाती है।

2.2.6.1 समानांतर-क्रमिक संरचनाओं के उपयोग के आधार पर विश्वसनीयता की गणना

चित्र में. चित्र 2.16 तत्वों 1, 2, 3 का समानांतर कनेक्शन दिखाता है। इसका मतलब है कि इन तत्वों से युक्त एक उपकरण सभी तत्वों की विफलता के बाद विफलता की स्थिति में चला जाता है, बशर्ते कि सिस्टम के सभी तत्व लोड के तहत हों, और विफलताएं तत्व सांख्यिकीय रूप से स्वतंत्र हैं।

चावल। 2.16. तत्वों के समानांतर कनेक्शन वाले सिस्टम का ब्लॉक आरेख

किसी उपकरण के संचालन की स्थिति निम्नानुसार तैयार की जा सकती है: यदि तत्व 1 या तत्व 2, या तत्व 3, या तत्व 1 और 2, 1 चालू हैं तो उपकरण संचालन योग्य है; और 3, 2; और 3, 1; और 2; और 3.

किसी उपकरण की विफलता-मुक्त स्थिति की संभावना एनसमानांतर में जुड़े तत्वों को संयुक्त यादृच्छिक घटनाओं की संभावनाओं के योग के प्रमेय द्वारा निर्धारित किया जाता है

,

वे। स्वतंत्र (विश्वसनीयता के संदर्भ में) तत्वों को समानांतर में जोड़ने पर, उनके अविश्वसनीयता मान () कई गुना बढ़ जाते हैं।

विफलता दर (तत्वों की विफलता दर के साथ λ मैं), परिभाषित किया जाता है

.

उस स्थिति में जब सभी तत्वों की विफलता दर समान होती है, सिस्टम का औसत विफलता-मुक्त संचालन समय टी 0

2.2.6.2 बैकअप सिस्टम उपकरण को प्रतिस्थापन द्वारा चालू करना

इस संबंध आरेख में एनसमान उपकरण नमूनों में से केवल एक ही हर समय चालू रहता है (चित्र 2.17)। जब कोई कार्यशील नमूना विफल हो जाता है, तो उसे निश्चित रूप से बंद कर दिया जाता है, और बैकअप (अतिरिक्त) तत्वों में से एक संचालन में आ जाता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक सभी आरक्षित नमूने समाप्त नहीं हो जाते।

चावल। 2.17 - प्रतिस्थापन द्वारा बैकअप उपकरण चालू करने के लिए सिस्टम का ब्लॉक आरेख

आइए हम इस प्रणाली के लिए निम्नलिखित धारणाओं को स्वीकार करें:

1. सिस्टम विफलता तब होती है जब हर कोई विफल हो जाता है एनतत्व.

2. उपकरण के प्रत्येक टुकड़े की विफलता की संभावना दूसरों की स्थिति पर निर्भर नहीं करती ( एन-1) नमूने (विफलताएँ सांख्यिकीय रूप से स्वतंत्र हैं)।

3. केवल संचालन में उपकरण ही विफल हो सकते हैं, और अंतराल में विफलता की सशर्त संभावना ( टी , टी+डीटी)के बराबर λ डीटी; परिचालन में आने से पहले अतिरिक्त उपकरण विफल नहीं हो सकते।

4. स्विचिंग डिवाइस बिल्कुल विश्वसनीय माने जाते हैं।

5. सभी तत्व समान हैं। स्पेयर पार्ट्स में नए जैसे ही गुण हैं।

यदि इनमें से कम से कम एक भी हो तो सिस्टम अपने लिए अपेक्षित कार्य करने में सक्षम है एनउपकरण के नमूने. इस मामले में, एक घातीय कानून और "ठंडा" रिजर्व के साथ, विश्वसनीयता विफलता स्थिति को छोड़कर, सिस्टम राज्यों की संभावनाओं के योग के बराबर है, यानी।

टी -आरक्षण अनुपात .

,

कहाँ λ और टी 0 - मुख्य उपकरण की पहली विफलता तक आईओ और औसत समय।

"हॉट" रिजर्व के साथ -

,

2.3 जटिल प्रणालियों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के तरीके

2.3.1 विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन विधियाँ

जटिल तकनीकी प्रणालियों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक उनकी विश्वसनीयता है। विश्वसनीयता के मात्रात्मक संकेतकों की आवश्यकताएं तब बढ़ जाती हैं जब किसी तकनीकी प्रणाली की विफलता के कारण भौतिक संसाधनों की बड़ी लागत होती है या सुरक्षा को खतरा होता है (उदाहरण के लिए, परमाणु नौकाएं, विमान या सैन्य उपकरण बनाते समय)। सिस्टम विकास के लिए तकनीकी विशिष्टताओं के अनुभागों में से एक वह अनुभाग है जो विश्वसनीयता आवश्यकताओं को परिभाषित करता है। यह खंड मात्रात्मक विश्वसनीयता संकेतकों को इंगित करता है जिनकी सिस्टम निर्माण के प्रत्येक चरण में पुष्टि की जानी चाहिए।

तकनीकी दस्तावेज विकसित करने के चरण में, जो चित्र, तकनीकी विशिष्टताओं, विधियों और परीक्षण कार्यक्रमों का एक सेट है, अनुसंधान गणना करना, परिचालन दस्तावेज तैयार करना और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए तर्कसंगत डिजाइन विधियों और कम्प्यूटेशनल और प्रयोगात्मक तरीकों का उपयोग करके विश्वसनीयता सुनिश्चित की जाती है।

ऐसी कई विधियाँ हैं जिनका उपयोग किसी जटिल तकनीकी प्रणाली की संरचनात्मक विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए रचनात्मक तरीकों में धातु संरचनाओं के लिए सुरक्षा मार्जिन बनाना, विद्युत स्वचालन के संचालन मोड को सुविधाजनक बनाना, डिजाइन को सरल बनाना, मानक भागों और असेंबली का उपयोग करना, रखरखाव सुनिश्चित करना और अतिरेक विधियों का उचित उपयोग शामिल है।

डिज़ाइन चरण में विश्वसनीयता विश्लेषण और भविष्यवाणी डिज़ाइन मूल्यांकन के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करती है। यह विश्लेषण प्रत्येक डिज़ाइन विकल्प के लिए, साथ ही डिज़ाइन परिवर्तन करने के बाद भी किया जाता है। यदि डिज़ाइन की खामियां पाई जाती हैं जो सिस्टम की विश्वसनीयता के स्तर को कम करती हैं, तो डिज़ाइन में बदलाव किए जाते हैं और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण को समायोजित किया जाता है।

2.3.2 विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान उत्पादों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए तकनीकी तरीके

तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के उद्देश्य से धारावाहिक उत्पादन चरण में मुख्य गतिविधियों में से एक तकनीकी प्रक्रियाओं की स्थिरता है। उत्पाद गुणवत्ता प्रबंधन के वैज्ञानिक रूप से आधारित तरीके हमें निर्मित उत्पादों की गुणवत्ता के बारे में समय पर निष्कर्ष प्रदान करने की अनुमति देते हैं। औद्योगिक उद्यम सांख्यिकीय गुणवत्ता नियंत्रण के दो तरीकों का उपयोग करते हैं: वर्तमान प्रक्रिया नियंत्रण और चयनात्मक नियंत्रण विधि।

सांख्यिकीय गुणवत्ता नियंत्रण (विनियमन) की विधि उत्पादन में दोषों को समय पर रोकना संभव बनाती है और इस प्रकार, तकनीकी प्रक्रिया में सीधे हस्तक्षेप करती है।

चयनात्मक नियंत्रण विधि का उत्पादन पर सीधा प्रभाव नहीं पड़ता है, क्योंकि यह तैयार उत्पादों को नियंत्रित करने का कार्य करता है, हमें दोषों की मात्रा, तकनीकी प्रक्रिया में उनकी घटना के कारणों या सामग्री के गुणात्मक दोषों की पहचान करने की अनुमति देता है।

तकनीकी प्रक्रियाओं की सटीकता और स्थिरता का विश्लेषण हमें उन कारकों की पहचान करने और उन्हें खत्म करने की अनुमति देता है जो उत्पाद की गुणवत्ता को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं। सामान्य तौर पर, तकनीकी प्रक्रियाओं की स्थिरता की निगरानी निम्नलिखित विधियों का उपयोग करके की जा सकती है: आरेख पर मापा मापदंडों के मूल्यों को प्लॉट करने के साथ ग्राफिक-विश्लेषणात्मक; तकनीकी प्रक्रियाओं की सटीकता और स्थिरता के मात्रात्मक लक्षण वर्णन के लिए गणना-सांख्यिकीय; साथ ही दिए गए विचलनों की मात्रात्मक विशेषताओं के आधार पर तकनीकी प्रक्रियाओं की विश्वसनीयता की भविष्यवाणी करना।

2.3.3 परिचालन स्थितियों के तहत जटिल तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करना

परिचालन स्थितियों के तहत तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता कई परिचालन कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है, जैसे रखरखाव कर्मियों की योग्यता, प्रदर्शन किए गए रखरखाव कार्य की गुणवत्ता और मात्रा, स्पेयर पार्ट्स की उपलब्धता, मापने और परीक्षण उपकरणों का उपयोग, साथ ही तकनीकी विवरण और संचालन निर्देशों की उपलब्धता के रूप में।

पहले सन्निकटन के रूप में, हम मान सकते हैं कि ऑपरेशन के दौरान होने वाली सभी विफलताएँ स्वतंत्र हैं। इसलिए, विफलताओं की स्वतंत्रता मानते हुए, संपूर्ण प्रणाली की विश्वसनीयता बराबर है:

आर = आर 1 *आर 2 *आर 3

कहाँ आर 1 ;आर 2 ;आर 3 - सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावनाएँ, क्रमशः अप्रत्याशित अचानक विफलताओं, अचानक विफलताओं के लिए जिन्हें समय पर रखरखाव से रोका जा सकता है, और क्रमिक विफलताओं के लिए।

सिस्टम तत्वों की विफलताओं की अनुपस्थिति का एक कारण उच्च गुणवत्ता वाला रखरखाव है, जिसका उद्देश्य पूर्वानुमानित अचानक विफलताओं को रोकना है। सेवा की गुणवत्ता के कारण सिस्टम के विफलता-मुक्त संचालन की संभावना बराबर है:

कहाँ पी मैं के बारे में- विफलता-मुक्त संचालन की संभावना मैं-रखरखाव से संबंधित तत्व।

जैसे-जैसे सेवा में सुधार होता है, विफलता-मुक्त संचालन की संभावना का मूल्य आर के बारे मेंएकता के करीब पहुंचता है.

समय के साथ बढ़ती विफलता दर वाले तत्वों को बदलना सभी जटिल तकनीकी प्रणालियों में संभव है। समय के साथ विफलता दर को कम करने के लिए, सिस्टम रखरखाव शुरू किया गया है, जो किसी दिए गए सेवा जीवन के दौरान सीमित तीव्रता के साथ जटिल प्रणालियों में विफलताओं के प्रवाह को सुनिश्चित करना संभव बनाता है, यानी। इसे स्थायी के करीब बनाएं।

संचालन और रखरखाव के दौरान, सिस्टम की विफलता दर, एक ओर, बढ़ जाती है, और दूसरी ओर, रखरखाव के स्तर के आधार पर कम हो जाती है। यदि रखरखाव कुशलता से किया जाता है, तो विफलता दर कम हो जाती है, और यदि यह रखरखाव खराब तरीके से किया जाता है, तो यह बढ़ जाती है।

संचित अनुभव का उपयोग करते हुए, आप हमेशा ऑपरेशन का एक या दूसरा दायरा चुन सकते हैं जो विफलता-मुक्त संचालन की दी गई संभावना के साथ अगले रखरखाव तक सिस्टम के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करेगा। या, इसके विपरीत, कामकाज की मात्रा के अनुक्रम को निर्दिष्ट करके, रखरखाव के स्वीकार्य समय को निर्धारित करना संभव है जो यह सुनिश्चित करता है कि सिस्टम विश्वसनीयता के दिए गए स्तर पर संचालित होता है।

2.3.4 संचालन के दौरान जटिल तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता बढ़ाने के तरीके

परिचालन स्थितियों के तहत जटिल तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए कई उपाय किए जाते हैं, जिन्हें निम्नलिखित चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1) संचालन के वैज्ञानिक तरीकों का विकास;

2) परिचालन अनुभव का संग्रह, विश्लेषण और संश्लेषण;

3) उत्पादों के डिजाइन और उत्पादन के बीच संबंध;

4) सेवा कर्मियों की योग्यता में सुधार।

संचालन के वैज्ञानिक तरीकों में किसी उत्पाद को संचालन के लिए तैयार करने, रखरखाव, मरम्मत करने और उनके संचालन के दौरान जटिल तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए अन्य उपाय करने के वैज्ञानिक रूप से आधारित तरीके शामिल हैं। इन गतिविधियों को करने की प्रक्रिया और तकनीक विशिष्ट उत्पादों के लिए प्रासंगिक मैनुअल और संचालन निर्देशों में वर्णित है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग उत्पादों की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए परिचालन उपायों का बेहतर कार्यान्वयन इन उत्पादों की विश्वसनीयता के सांख्यिकीय अध्ययन के परिणामों से सुनिश्चित होता है। उत्पादों का संचालन करते समय, संचित अनुभव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। परिचालन अनुभव का एक महत्वपूर्ण हिस्सा निजी संगठनात्मक और तकनीकी उपायों को हल करने के लिए उपयोग किया जाता है। हालाँकि, संचित डेटा का उपयोग न केवल आज की समस्याओं को हल करने के लिए किया जाना चाहिए, बल्कि उच्च विश्वसनीयता के साथ भविष्य के उत्पाद बनाने के लिए भी किया जाना चाहिए।

विफलताओं के बारे में जानकारी एकत्र करने का सही संगठन बहुत महत्वपूर्ण है। ऐसी जानकारी एकत्र करने के लिए गतिविधियों की सामग्री उत्पादों के प्रकार और इन उत्पादों के संचालन की विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जाती है। सांख्यिकीय जानकारी के संभावित स्रोत विभिन्न प्रकार के परीक्षणों और संचालन के परिणामों से प्राप्त जानकारी हो सकते हैं, जो समय-समय पर उत्पादों की तकनीकी स्थिति और विश्वसनीयता पर रिपोर्ट के रूप में जारी की जाती हैं।

उनके व्यवहार की विशेषताओं का अध्ययन भविष्य के उत्पादों को डिजाइन करने के लिए संचित डेटा का उपयोग करना संभव बनाता है। इस प्रकार, उत्पाद विफलताओं पर डेटा एकत्र करना और सारांशित करना सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है जिस पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

परिचालन उपायों की प्रभावशीलता काफी हद तक परिचालन कर्मियों की योग्यता पर निर्भर करती है। हालाँकि, इस कारक का प्रभाव समान नहीं है। इसलिए, उदाहरण के लिए, रखरखाव प्रक्रिया के दौरान काफी सरल संचालन करते समय, उच्च योग्य कर्मचारी के प्रभाव का बहुत कम प्रभाव पड़ता है, और इसके विपरीत, व्यक्तिपरक निर्णय लेने से जुड़े जटिल संचालन करते समय सेवा कर्मियों की योग्यता एक बड़ी भूमिका निभाती है ( उदाहरण के लिए, कारों में वाल्व और इग्निशन सिस्टम को समायोजित करते समय, टीवी की मरम्मत करते समय, आदि)।

2.3.5 संचालन के दौरान उपकरणों की विश्वसनीयता को बहाल करने और बनाए रखने के लिए संगठनात्मक और तकनीकी तरीके

यह ज्ञात है कि ऑपरेशन के दौरान, किसी उत्पाद का उपयोग उसके इच्छित उद्देश्य के लिए संबंधित कार्य करने के लिए एक निश्चित समय के लिए किया जाता है, कुछ समय के लिए इसे परिवहन और संग्रहीत किया जाता है, और समय का कुछ हिस्सा रखरखाव और मरम्मत पर खर्च किया जाता है। साथ ही, जटिल तकनीकी प्रणालियों के लिए, तकनीकी रखरखाव (टीओ-1, टीओ-2,...) और मरम्मत (नियमित, मध्यम या प्रमुख) के प्रकार नियामक और तकनीकी दस्तावेज में स्थापित किए जाते हैं।

उत्पाद संचालन के चरण में, कम विश्वसनीयता के तकनीकी और आर्थिक परिणाम सामने आते हैं, जो उपकरण डाउनटाइम और विफलताओं को दूर करने और स्पेयर पार्ट्स खरीदने की लागत से जुड़े होते हैं। संचालन के दौरान किसी दिए गए स्तर पर उत्पादों की विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, उपायों का एक सेट करना आवश्यक है, जिसे दो समूहों के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है - नियमों और ऑपरेटिंग मोड के अनुपालन के उपाय; कामकाजी स्थिति को बहाल करने के उपाय।

को पहलागतिविधियों के समूह में रखरखाव कर्मियों का प्रशिक्षण, परिचालन दस्तावेज की आवश्यकताओं का अनुपालन, रखरखाव के दौरान किए गए कार्य का अनुक्रम और सटीकता, मापदंडों की नैदानिक ​​​​निगरानी और स्पेयर पार्ट्स की उपलब्धता, क्षेत्र पर्यवेक्षण आदि शामिल हैं।

मुख्य घटनाओं के लिए दूसरासमूहों में रखरखाव प्रणाली को समायोजित करना, समय-समय पर उत्पाद की स्थिति की निगरानी करना और तकनीकी निदान का उपयोग करके अवशिष्ट जीवन और पूर्व-विफलता स्थिति का निर्धारण करना, आधुनिक मरम्मत तकनीक की शुरुआत करना, विफलताओं के कारणों का विश्लेषण करना और उत्पादों के डेवलपर्स और निर्माताओं के साथ फीडबैक का आयोजन करना शामिल है।

कई उत्पाद अपने सेवा जीवन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा भंडारण में बिताते हैं, यानी। बुनियादी कार्यों के निष्पादन से संबंधित नहीं हैं। इस मोड में काम करने वाले उत्पादों के लिए, अधिकांश विफलताएं जंग के साथ-साथ धूल, गंदगी, तापमान और नमी के संपर्क से जुड़ी होती हैं। उन उत्पादों के लिए जो काफी समय से परिचालन में हैं, अधिकांश विफलताएं भागों और असेंबलियों के घिसाव, थकान या यांत्रिक क्षति से जुड़ी होती हैं। निष्क्रिय अवस्था में, तत्वों की विफलता दर परिचालन अवस्था की तुलना में काफी कम होती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों के लिए यह अनुपात 1:10 से मेल खाता है, यांत्रिक तत्वों के लिए यह अनुपात 1:30 है, इलेक्ट्रॉनिक तत्वों के लिए 1:80 है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रौद्योगिकी की जटिलता और इसके उपयोग के क्षेत्रों के विस्तार के साथ, तकनीकी प्रणालियों के निर्माण और उपयोग की कुल लागत में उपकरण संचालन चरण की भूमिका बढ़ जाती है। तकनीकी रखरखाव और मरम्मत के माध्यम से परिचालन स्थिति बनाए रखने की लागत निम्नलिखित संख्या में नए उत्पादों की लागत से अधिक है: ट्रैक्टर और विमान 5-8 गुना; धातु काटने वाली मशीनें 8-15 बार; रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरण 7-100 गुना तक।

उद्यमों की तकनीकी नीति का उद्देश्य मुख्य घटकों की विश्वसनीयता और स्थायित्व को बढ़ाकर रखरखाव और मरम्मत कार्य की मात्रा और समय को कम करना होना चाहिए।

मशीन को उसकी वितरित स्थिति में संरक्षित करने से आमतौर पर 3-5 वर्षों तक उसकी कार्यक्षमता बनाए रखने में मदद मिलती है। एक निश्चित स्तर पर संचालन के दौरान मशीन की विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, स्पेयर पार्ट्स के उत्पादन की मात्रा मशीन की लागत का 25-30% होनी चाहिए।

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