1.1.1. Показатели надежности
Надежность объекта оценивают с помощью совокупности свойств, называемых показателями надежности. Каждое из свойств, определяющих уровень надежности изделия (долговечность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость), характеризуется определенной группой показателей.
Время возникновения отказа и продолжительность его устранения являются случайными величинами, поэтому в основе определения показателей надежности лежит аппарат теории вероятностей и математической статистики.
1.1.1.1. Показатели долговечности
К числу основных показателей долговечности относятся технический ресурс (ресурс), назначенный ресурс, гамма-процентный ресурс, средний срок службы.
Ресурсом называют наработку объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния. Для объектов, прошедших капитальный ремонт, вводится понятие «средний ресурс между капитальными ремонтами».
Назначенный ресурс – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от его технического состояния. Этот показатель применяют, например, при оценке надежности крановых грузоподъемных, грузозахватных устройств и приспособлений.
Гамма-процентный
ресурс – наработка, в течение которой
объект не достигнет предельного состояния
с заданной вероятностью
процентов.
Другими словами, гамма-процентный ресурс
показывает, что
процентов машин данной модификации
должны иметь наработку до предельного
состояния не ниже величины Т
Величина
является регламентированной вероятностью:
Р(Т
)
=
.
(1)
Если, например, = 80 %, то соответствующий ресурс объекта до капитального ремонта называется «восьмидесятипроцентным ресурсом». Для
= 50 % ресурс называют медианным.
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.
Отличие ресурса от срока службы объекта состоит в том, что первый показатель является оценкой фактической наработки машины в часах или в единицах производимых работ без учета перерывов в работе и простоев, в то время как срок службы характеризует продолжительность существования машины с момента ввода в эксплуатацию независимо от характера ее использования.
Для ремонтируемых объектов различают средний ресурс до первого капитального ремонта, средний ресурс между капитальными ремонтами, средний ресурс до списания, средний срок службы.
1.1.1.2. Показатели безотказности
Безотказность ремонтируемого объекта характеризуется следующими показателями: наработкой на отказ, средней наработкой до отказа, вероятностью безотказной работы и параметром потока отказов.
Наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию (среднему значению) числа его отказов в течение этой наработки. Если наработка выражена в единицах времени, может применяться термин «среднее время безотказной работы». Средняя наработка до отказа – математическое ожидание (среднее значение) наработки объекта до первого отказа.
Основным показателем безотказности является вероятность безотказной работы, т. е. вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает:
, (2)
где N – число объектов в партии; N0 – число отказавших объектов за период времени t.
Параметр потока
отказов
(t)
характеризует среднее число отказов
ремонтируемого объекта в единицу
времени, взятое для рассматриваемого
периода его работы:
, (3)
где mi(t) – число отказов i-го объекта за наработку t; N – число испытываемых объектов; Δt – достаточно малый интервал времени.
В число показателей безотказности неремонтируемых объектов входят вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа и интенсивность отказов.
Средняя наработка до отказа для неремонтируемых объектов по смыслу соответствует показателю средней наработки до отказа для ремонтируемых
объектов и характеризует действительное время работы неремонтируемых объектов до отказа.
Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени t при условии, что до этого момента отказ не возник. Иначе говоря, это доля изделий, отказывающих в единицу времени начиная с момента времени t, отнесенная к числу изделий, работоспособных в момент t.
Интенсивность отказов оценивают по следующей формуле:
, (4)
где N(t) – число работоспособных объектов в момент t времени.