Збереженість - властивість об'єкта зберігати в заданих межах значення параметрів, що характеризують здатність об'єкта виконувати необхідні функції, протягом і після зберігання та (або) транспортування. Це властивість особливо важливо для об'єктів, для яких передбачено сезонна експлуатація або які застосовують за призначенням в аварійних або особливих. Номенклатура і класифікація показників над
ежності. Характеристика основних показників надійності та їх статистичне визначення.
Номенклатура і класифікація показників надійності
Характеристика основних показників надійності та їх статистичне визначення
Показник надійності - кількісна характеристика одного або декількох властивостей, складових надійність об'єкта.
Ці показники дозволяють проводити розрахунково-аналітичну оцінку кількісних характеристик окремих властивостей при виборі різних схемних і конструктивних варіантів об'єктів при їх розробці, випробуваннях і в умовах експлуатації.
Під номенклатурою показників надійності розуміють склад показників, необхідний і достатній для характеристики об'єкта або рішення поставленого завдання. Повний склад номенклатури показників надійності, з якої вибираються показники для конкретного об'єкта і розв'язуваної задачі, встановлений ГОСТ 27.002-89.
Показники надійності прийнято класифікувати за такими ознаками:
1. За властивостями надійності розрізняють:
2. За кількістю властивостей надійності, якi характеризуються показником, розрізняють:
• одиничні показники (характеризують одне з властивостей надійності);
• комплексні показники (характеризують одночасно кілька властивостей надійності, наприклад, безвідмовність і ремонтопридатність).
3. За кількістю характеризуються об'єктів розрізняють:
Групові показники - показники, які можуть бути визначені і встановлені тільки для сукупності об'єктів; рівень надійності окремого примірника об'єкта вони не регламентують.
Індивідуальні показники - показники, які встановлюють норму надійності для кожного екземпляра об'єкта з розглянутої сукупності (або одиничного об'єкта).
Змішані показники можуть виступати як групові або індивідуальні.
4. За джерела інформації для оцінки рівня показника розрізняють:
Екстрапольований показник надійності - показник надійності, точкова або інтервальна оцінка якого визначається на підставі результатів розрахунків, випробувань і (або) експлуатаційних даних шляхом екстраполірованія на іншу тривалість експлуатації та інші умови експлуатації.
5. За розмірності показника розрізняють показники, що виражаються:
• безрозмірні (в тому числі, ймовірно подій).
На стадіях експериментальної відпрацювання, випробувань і експлуатації, як правило, роль показників надійності виконують статистичні оцінки відповідних імовірнісних характеристик. З метою однаковості всі показники надійності, відповідно до ГОСТ 27.002-89, визначаються як імовірнісні характеристики. В даному посібнику відмова об'єкта розглядається як випадкова подія, тобто задана структура об'єкта і умови його експлуатації не визначають точно момент і місце виникнення відмови.
Основні показники безвідмовності для невідновлювальних об'єктів
Імовірність безвідмовної роботи - це ймовірність того, що в межах завдань напрацювання відмова об'єкта не виникає. На практиці цей показник визначається статистичною оцінкою:
де No - число однотипних об'єктів, поставлених на випробування (які перебувають під контролем); під час випробувань відмовив об'єкт не відновлюється і не замінюється справним;
n (t) - число відмовили об'єктів за час t.
З визначення ймовірності безвідмовної роботи видно, що ця характеристика є функцією часу, причому вона є спадною функцією і може приймати значення від 1 до 0.
Графік ймовірності безвідмовної роботи об'єкта зображений на малюнку 2
Малюнок 2 - Графік ймовірності безвідмовної роботи об'єкта.
Як видно з графіка, функція P (t) характеризує зміну надійності в часі і є досить наочною оцінкою
Іноді практично доцільно користуватися не ймовірністю безвідмовної роботи, а ймовірністю відмови Q (t). Оскільки працездатність і відмова є станами несумісними і протилежними, то їх вірогідність зв'язана залежністю:
Відповідно до законів теорії ймовірності ймовірність безвідмовної роботи можна визначити за формулою:
де f (t) - щільність ймовірності (згідно закону розподілу).
Таким чином, знаючи щільність ймовірності f (t), легко знайти потрібну величину P (t).
Зв'язок між P (t), Q (t) і f (t) можна інтерпретувати як показано на малюнку 3.
Малюнок 3 - Графічна інтерпретація ймовірності безвідмовної роботи та ймовірності відмови.
Відзначимо, що не завжди в якості напрацювання виступає час (в годинах, роках). Наприклад, для оцінки ймовірності безвідмовної роботи комутаційних апаратів з великою кількістю перемикань в якості змінної величини напрацювання доцільно брати кількість циклів "включити" - "вимкнути". При оцінці надійності ковзають контактів зручніше в якості напрацювання брати кількість проходів струмоприймача з цього контакту, а при оцінці надійності рухомих об'єктів напрацювання доцільно брати в кілометрах пробігу. Суть математичних виразів оцінки P (t), Q (t), f (t) при цьому залишається незмінною.
Середній напрацюванням до відмови називається математичне очікування напрацювання об'єкта до першої відмови T1.
Таким чином, середнє напрацювання до відмови дорівнює площі, утвореної кривою ймовірності безвідмовної роботи P (t) і осями координат.
Статистична оцінка для середнього напрацювання до відмови визначається за формулою
де No - число працездатних однотипних невідновлювальних об'єктів при t = 0 (на початку випробування);
tj - напрацювання до відмови j-го об'єкта.
Відзначимо, що як і у випадку з визначенням P (t) середнє напрацювання до відмови може оцінюватися не тільки в годинах (роках), але і в циклах, кілометрах пробігу і іншими аргументами.