Стандартизация надежности в технике (стр. 3 из 4)
Гамма-процентный срок службы Тслg% – календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигает предельного состояния с вероятностью g процентов.
Как показатель надежности срок службы в отличие от ресурса характеризует долговечность объекта в процессе его эксплуатации и широко используется для нормирования надежности.
Показатели ремонтопригодности
Среднее время восстановления Тв – это математическое ожидание времени восстановления работоспособности объекта.
Под восстановлением работоспособности понимают ремонтный цикл, в течение которого осуществляют в определенной последовательности все установленные НД виды технического обслуживания и ремонта. Единица измерения – чел./часы.
В ряде случаев говорят о средней оперативной трудоемкости (продолжительности, стоимости) технического обслуживания (ремонта) данного вида объекта. Здесь под оперативной трудоемкостью понимают как среднее время восстановления в чел./час, так и стоимость технического обслуживания (ремонта) в рублях.
Показатели сохраняемости
Показателями сохраняемости оценивается способность объекта противостоять отрицательному влиянию условий хранения и (или) транспортирования на показатели безотказности, долговечности и ремонтопригодности, которые были у объекта до начала его хранения и (или) транспортирования.
Для восстанавливаемых и невосстанавливаемых объектов основными показателями сохраняемости являются:
Средний срок сохраняемости Тс – это средняя календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования, в течение и после которой показатели безотказности, долговечности и ремонтопригодности объекта не выйдут за установленные пределы.
Гамма-процентный срок сохраняемости Тсg% – гарантируется срок сохраняемости с вероятностью g процентов.
Назначенный срок хранения – календарная продолжительность хранения в заданных условиях, по истечение которой применение объекта по назначению не допускается, независимо от технического состояния.
Комплексные показатели надежности
Комплексные показатели надежности отражают свойства безотказности и ремонтопригодности объектов. Рассмотрим три основных показателя.
Коэффициент готовности kг – вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.
kг оценивает надежность объекта на определенном интервале эксплуатации. Статистически среднее значение коэффициента готовности за определенный интервал эксплуатации объекта оценивается по формуле:
kг=
, (12)где tn – суммарная наработка n-го объекта в заданном интервале эксплуатации (Т0);
tвn – суммарная продолжительность восстановления работоспособности n-го объекта в интервале эксплуатации (Тв).
Другими словами, коэффициент готовности это отношение безотказной работы объекта за определенный интервал эксплуатации к сумме безотказной работы и ремонта объекта за тот же период, т.е.:
надежность техника стандарт показатель
kг=
, (13)Этот показатель часто используется в качестве нормируемого показателя надежности в ТТТ и в ТТЗ.
Коэффициент технического использования kти – отношение математического ожидания наработки объекта за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий наработки, продолжительности технического обслуживания и ремонтов за тот же период эксплуатации.
Статистически kти определяется отношением суммарного времени пребывания объектов в работоспособном состоянии (tn) к произведению числа наблюдаемых объектов (N) за время эксплуатации (Тэкс):
kти =
, (14)В отличии от kг коэффициентkти учитывает так называемые «узаконенные отказы», т.е. простои, вызванные необходимостью проведения плановых технического обслуживания и ремонта. Обычно kти определяют на базе первого ремонтного цикла и на базе последующих ремонтных циклов, т.е. Тэкс это время до окончания ремонтного цикла или от текущего ремонтного цикла до окончания последующего ремонтного цикла.
Коэффициент оперативной готовности kог – это вероятность того, что объект, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в произвольный момент времени и, начиная с этого момента времени, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени:
kог = P(t).kг, (15)
где P(t) – вероятность безотказной работы за время с момента которого возникает необходимость применения объекта по назначению, до момента времени, когда применение объекта по назначению прекращается;
kг – коэффициент готовности.
В данном случае kог характеризует надежность объекта, находящегося в режиме ожидания. Под режимом ожидания понимается не только то время, когда объект, находясь в работоспособном состоянии, бездействует, но и то время, когда он работает (или работают его отдельные механизмы), однако эффект от функционирования не используется (например, режим работы в учебных целях и др.).
В режиме ожидания объекты эксплуатируются как восстанавливаемые.
В режиме работы объекты эксплуатируются как невосстанавливаемые и характеризуются вероятностью безотказной работы Р(t) в течение времени их работы по назначению.
Показатель kог достаточно полно отражает модели функционирования различных образцов вооружения, использование которых в боевой обстановке осуществляется в режиме ожидания и в режиме работы.
В заключение рассмотрения количественных показателей надежности следует отметить следующее:
1. Показатели надежности объектов имеют характер системы. Чем большее число показателей используется для анализа надежности объекта, тем более полным становится этот анализ. Но это не означает, что всякий раз надо использовать весь перечень возможных показателей надежности. Этот перечень должен быть целесообразным, т.е. отвечать задаче объективной характеристики свойств объекта.
2. В системе показателей надежности целесообразно выделять главные показатели и вспомогательные, Для объектов сложных по своей структуре, многофункциональным по своим задачам к главным показателям относятся комплексные показатели.
3. Количественные значения показателей надежности следует задавать с учетом двух требований: с одной стороны показатель надежности должен быть не ниже некоторого уровня, который обеспечивает требуемую эффективность; с другой стороны – он не должен превышать этого уровня, ибо это приводит к удорожанию объекта.
4. Показатель надежности объекта всегда должен быть четко сформулирован на понятном для пользователя языке. Если, например, в ТТТ (ТТЗ) указываются требования к наработке на отказ (То), то обязательно должно быть разъяснено, что понимается под отказом данного объекта.
Физическая сущность и классификация отказов
Успешное решение практических вопросов обеспечения надежности военной техники зависит от правильного понимания физической сущности отказов, причин их возникновения, возможных последствий и способов борьбы с ними.
Напомним, что отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Следовательно, в процессе воздействия на объект эксплуатационных факторов в любой произвольно выбранный момент времени может быть зафиксировано одно из двух возможных состояний объекта: работоспособное и неработоспособное. Но если все же отказ произошел и объект оказался в неработоспособном состоянии, то в каждом конкретном случае причины отказа и его проявления могут оказаться различными.
Различают два основных вида отказов: постепенный и внезапный.
Постепенные отказы возникают в результате изменения параметров и технических характеристик во времени. Они обусловлены физико-химическими процессами, протекающими в объекте под воздействием механической, тепловой, химической, электромагнитной и других видов энергии.
Перечисленные виды энергии воздействуют на объект, вызывая в нем ряд нежелательных процессов, и создают условия для ухудшения технических характеристик. Сам же процесс ухудшения технических характеристик объекта под воздействием физико-химических факторов и фактора времени принято называть «износом» или «старением». Процессы эти, как правило, необратимы и могут протекать с различной скоростью. Они проявляются в виде поломок, деформаций, износа, тепловых трещин, коррозии и т.д.
Постепенный отказ является неизбежным, закономерным результатом износа и старения любого объекта. Поэтому его возникновение нельзя рассматривать как случайное событие. Случайной величиной является только момент наступления отказа, то есть наработка объекта до отказа или предельного состояния. Вероятность отказа Q(t) в течение заданного периода времени от t1 доt2 зависит от длительности предыдущей работы объекта t1ч и связано с процессами износа, коррозии, усталости, ползучести материалов и др. факторами.
Внезапные отказы возникают в результате сочетания неблагоприятных факторов и внешних воздействий, превышающих возможности объекта к их восприятию. Отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров объекта. Сам факт возникновения внезапного отказа можно считать случайным событием, то есть вероятность наступления такого события не равна единице, а сам отказ в течение рассматриваемого отрезка времени может произойти или не произойти. Естественно, что и момент возникновения внезапного отказа тоже является случайной величиной, то есть вероятность его наступления меньше единицы и больше нуля. При этом выход из строя объекта происходит, как правило, внезапно, без предшествующих симптомов разрушения.