Утративший силу
На стадии проектирования и конструирования показатели надежности трактуют как характеристики вероятностных или полувероятностных математических моделей создаваемых объектов. На стадиях экспериментальной отработки, испытаний и эксплуатации роль показателей надежности выполняют статистические оценки соответствующих вероятностных характеристик.
Показатели надежности вводят по отношению к определенным режимам и условиям эксплуатации, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
В отличие от единичного показателя надежности комплексный показатель надежности количественно характеризует не менее двух свойств, составляющих надежность, например безотказность и ремонтопригодность. Примером комплексного показателя надежности служит коэффициент готовности (п. 6.26)
, стационарное значение которого (если оно существует) определяют по формуле
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image6.emf.jpg)
К терминам "Расчетный показатель надежности", "Экспериментальный показатель надежности", "Эксплуатационный показатель надежности", "Экстраполированный показатель надежности" (пп. 6.4; 6.5; 6.6; 6.7)
Такую классификацию показателей надежности вводят в зависимости от способов их получения. Аналогичная классификация содержится в международных документах ИСО, МЭК и ЕОКК [4-6]. Наличие этих понятий должно предупредить путаницу, которая имеет место на практике при обсуждении численных данных, полученных разными способами и на разных стадиях жизненного цикла объекта.
Вероятность безотказной работы определяется в предположении, что в начальный момент времени (момент начала исчисления наработки) объект находился в работоспособном состоянии. Обозначим через t время или суммарную наработку объекта (в дальнейшем для краткости называем t просто наработкой). Возникновение первого отказа - случайное событие, а наработка тау от начального момента до возникновения этого события - случайная величина. Вероятность безотказной работы P(t) объекта в интервале от 0 до t включительно определяют как
Здесь
- вероятность события, заключенного в скобках. Вероятность безотказной работы Р(t) является функцией наработки t. Обычно эту функцию предполагают непрерывной и дифференцируемой.
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image10.emf.jpg)
Если способность объекта выполнять заданные функции характеризуется одним параметром
, то вместо (1) имеем формулу
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image11.emf.jpg)
где
и
- предельные по условиям работоспособности значения параметров (эти значения, вообще, могут изменяться во времени).
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image13.emf.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image14.emf.jpg)
Аналогично вводят вероятность безотказной работы в более общем случае, когда состояние объекта характеризуется набором параметров с допустимой по условиям работоспособности областью значений этих параметров [8].
Вероятность безотказной работы P(t) связана с функцией распределения F(t) и плотностью распределения f(t) наработки до отказа:
Наряду с понятием "вероятность безотказной работы" часто используют понятие "вероятность отказа", которое определяется следующим образом: это вероятность того, что объект откажет хотя бы один раз в течение заданной наработки, будучи работоспособным в начальный момент времени. Вероятность отказа на отрезке от 0 до t определяют по формуле
Точечные статистические оценки для вероятности безотказной работы
от 0 до t и для функции распределения наработки до отказа
даются формулами:
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image18.emf.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image19.emf.jpg)
Определение безотказной работы в соответствии с формулами (1) и (2) относится к объектам, которые должны функционировать в течение некоторого конечного отрезка времени. Для объектов одноразового (дискретного) применения вероятность безотказной работы определяют как вероятность того, что при срабатывании объекта отказ не возникает. Аналогично вводят вероятность безотказного включения (например в рабочий режим из режима ожидания).
К терминам "Гамма-процентная наработка до отказа", "Гамма-процентный ресурс", "Гамма-процентный срок службы", "Гамма-процентное время восстановления", "Гамма-процентный срок сохраняемости" (пп. 6.9; 6.15; 6.20; 6.24)
Как видно из формулы (6), гамма-процентные показатели равны квантилям соответствующих распределений. Если вероятности, отвечающие этим квантилям, выражают в процентах, то для показателей безотказности обычно задают значения 90; 95; 99; 99,5% и т.д. Тогда вероятность возникновения отказа на отрезке [0; t)] будет составлять 0,10; 0,05; 0,01; 0,005 и т.д. Задаваемые значения
для критических отказов должны быть весьма близки к 100%, чтобы сделать критические отказы практически невозможными событиями. Для прогнозирования потребности в запасных частях, ремонтных мощностях, а также для расчета пополнения и обновления парков машин, приборов и установок могут потребоваться гамма-процентные показатели при более низких значениях
, например при
, что приближенно соответствует средним значениям.
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image26.emf.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image26.emf.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/515/977/1/files/image27.emf.jpg)
Статистические оценки для гамма-процентных показателей могут быть получены на основе статистических оценок либо непосредственно, либо после аппроксимации эмпирических функций подходящими аналитическими распределениями. Необходимо иметь в виду, что экстраполирование эмпирических результатов за пределы продолжительности испытаний (наблюдений) без привлечения дополнительной информации о физической природе отказов может привести к значительным ошибкам.
К терминам "Средняя наработка до отказа", "Средний ресурс", "Средний срок службы", "Среднее время восстановления", "Средний срок сохраняемости" (пп. 6.10; 6.16; 6.18; 6.21; 6.25)
Перечисленные показатели равны математическим ожиданиям соответствующих случайных величин, наработки до отказа, ресурса, срока службы, времени восстановления, срока сохраняемости.
Формула (7) соответствует плану испытаний, при котором все объекты испытываются до отказа [2, 3, 7].