Адежность. Основные термины и определения. Показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Важнейшей технической характеристикой качества является надежность. Надежность оценивается вероятностными характеристиками, основанными на статистиче­ской обработке экспериментальных данных.

Надежность— свойство изделия сохранять в установленных пределах времени значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремон­тов, хранения, транспортировки и других действий.

Надежность изделия — это комплексное свойство, которое может вклю­чать: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость и т.п.

Безотказность— свойство изделия непрерывно сохранять ра­ботоспособность в течение заданного времени или наработки в определенных условиях эксплуатации.

Работоспособное состояние— состояние изделия, при кото­ром оно способно выполнять заданные функции, сохраняя при этом допустимые значения всех основных параметров, установ­ленных нормативно-технической документацией (НТД) и (или) проектно-конструкторской документацией.

Долговечность— свойство изделия сохранять во времени ра­ботоспособность, с необходимыми перерывами для техничес­кого обслуживания и ремонта, до его предельного состояния, оговоренного технической документацией.

Долговечность обусловлена наступлением таких событий, как повреждение или отказ.

Ремонтопригодность— свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению ра­ботоспособного состояния путем обнаружения и устранения дефекта и неисправности технической диагностикой, обслужи­ванием и ремонтом.

Сохраняемость— свойство изделий непрерывно сохранять зна­чения установленных показателей его качества в заданных пре­делах в течение длительного хранения и транспортирования

Срок сохраняемости— календарная продолжительность хра­нения и (или) транспортирования изделия в заданных услови­ях, в течение и после которых сохраняются исправность, а так­же значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в пределах, установленных нормативно-тех­нической документацией на данный объект.

Рис. 1. Схема состояний издели

Надежность постоянно изменяется в процессе эксплуатации технического изделия и при этом характеризует его состояния. Схема изменения состояний эксплуатируемого изделия приве­дена ниже (рис. 1).

Комплексные показатели надежности, так же как коэффи­циент готовности, коэффициент технического использования и коэффициент оперативной готовности, вычисляются поданным единичных показателей. Номенклатура показателей надежности приведена в табл. 1.

Таблица 1. Примерная номенклатура показателей надежности

Свойство надежности	Наименование показателя	Обозначение
Единичные показатели
Безотказност ь	Вероятность безотказной работы Средняя наработка до отказа Средняя наработка на отказ Средняя наработка между отказами Интенсивность отказов Поток отказов восстанавливаемого изделия Средняя частота отказов Вероятность отказов
Долговечность	Средний ресурс Гамма-процентный ресурс Назначенный ресурс Установленный ресурс Средний срок службы Гамма-процентный срок службы Назначенный срок службы Установленный срок службы
Ремонтопригод­ность	Среднее время восстановления Вероятность восстановления Коэффициент ремонтосложности
Сохраняемость	Средний срок сохраняемости Гамма-процентный срок сохраняемости Назначенный срок хранения Установленный срок сохраняемости
Обобщенные показатели
Совокупность свойств	Коэффициент готовности Коэффициент технического использования Коэффициент оперативной готовности

Показатели, характеризующие безотказность

Вероятность безотказной работыотдельного изделия оцени­вается как:

где Т — время от начала работы до отказа;

t — время, для которого определяется вероятность безотказ­ной работы.

Величина Tможет быть больше, меньше или равнаt. Следо­вательно,

Вероятность безотказной работы — это статистический и от­носительный показатель сохранения работоспособности одно­типных изделий серийного производства, выражающий вероят­ность того, что в пределах заданной наработки отказ изделий не наступает. Для установления значения вероятности безотказной работы серийных изделий используют формулу для среднеста­тистического значения:

где N- число наблюдаемых изделий (или элементов);

N_o— число отказавших изделий за времяt;

N_р— число работоспособных изделий к концу времени t испытаний или эксплуатации.

Вероятность безотказной работы является одной из наиболее значимых характеристик надежности изделия, так как она охва­тывает все факторы, влияющие на надежность. Для вычисления вероятности безотказной работы используются данные, накап­ливаемые путем наблюдений за работой при эксплуатации или при специальных испытаниях. Чем больше изделий подвергает­ся наблюдениям или испытаниям на надежность, тем точнее определяется вероятность безотказной работы других однотип­ных изделий.

Так как безотказная работа и отказ — взаимно противопо­ложные события, то оценку вероятности отказа(Q(t)) опреде­ляют по формуле:

Расчет среднестатистического времени наработки до отказа(или среднего времени безотказной работы) по результатам на­блюдений определяют по формуле:

где N_o — число элементов или изделий, подвергнутых наблюде­ниям или испытаниям;

T_i — время безотказной работыi-го элемента (изделия).

Статистическую оценку среднего значения наработки на от­казвычисляют как отношение суммарной наработки за рас­сматриваемый период испытаний или эксплуатации изделий к суммарному числу отказов этих изделий за тот же период вре­мени:

Статистическую оценку среднего значения наработки между отказамивычисляют как отношение суммарной наработки из­делия между отказами за рассматриваемый период испытаний или эксплуатации к числу отказов этого (их) объекта(ов) за тот же период:

где т — число отказов за времяt.

Показатели долговечности

Статистическая оценка среднего ресурса такова:

где Т_рi — ресурсi-го объекта;

N — число изделий, поставленных на испытания или в экс­плуатацию.

Статистическую оценку среднего срока службыопределяют по формуле:

I

где Т_слi — срок службыi-го изделия.

Основной причиной снижения показателей дол­говечности изделия является износ его деталей.

Показатели ремонтопригодности

Вероятность восстановления-Р_в(t_в) представляет собой веро­ятность того, что случайное время восстановления изделияt_вбудет не более заданного, т.е.

Среднее время восстановления определяют по формуле

где T_вk — время восстановленияk-го отказа объекта, равное сум­ме времени затраченного на отыскание отказаt_ои времениt_у на его устранение;

т — число отказов объекта за заданный срок испытаний или эксплуатации.

Коэффициент ремонтопригодности детали, узла, изделияК_рем.пр. применяется для характеристики изделия при устранении неисправности отдельных узлов и деталей.

Коэффициент ремонтопригодности узла (детали) изделия характеризуется отношением времени непосредственного выпол­нения ремонта (замены) отдельного узла (детали) к общим зат­ратам времени на ремонт изделия, включая выявление дефекта изделия, его разборку, сборку и наладку.

Показатели сохраняемости

Сроком сохраняемости называется календарная продолжитель­ность хранения и (или) транспортирования изделия в заданных условиях, в течение и после которой значения показателей ка­чества остаются в установленных пределах.

Показателем сохраняемости оценивают статистическими ме­тодами по результатам испытаний.

Сред­ний срок сохраняемостиопределяют по формуле:

г
деТ_с — срок сохраняемостиi-го изделия.