Розділ 1 ОСНОВИ ТЕОРІЇ НАДІЙНОСТІ
1.1 Загальні положення теорії надійності
Для нормативного забезпечення методів, заходів та засобів вимірювання, спрямованих на досягнення необхідного рівня надійності, використовується система стандартів «Надійність у техніці». Ця система відповідно до міжнародного стандарту ІСО 8402-86, ГОСТ 27.001–81 «Система стандартов. Надёжность в технике. Основные положения» та ГОСТ 27.002–83 «Надёжность в технике. Термины и определения» забезпечує ефективність організаційно-технічних, конструкторсько-технологічних і експлуатаційних заходів, спрямованих на досягнення необхідного рівня надійності технічних засобів (ТЗ).
Аналізуванням і дослідженням цих питань займається наука, що називається теорією надійності (theory of reliability). Основною її задачею є вивчення закономірностей виникнення відмов ТЗ. Ця наука базується на теорії ймовірності і математичної статистики, тому всі розрахунки надійності носять ймовірнісний та статистичний характер.
При проектуванні технічний засіб (hardware) має відповідати всім технічним вимогам. Ці вимоги можна розділити на:
З точки зору теорії надійності будь-який ТЗ можна охарактеризувати його властивостями, технічним станом та можливістю відновлення після втрати роботоздатності. При цьому найважливішою комплексною властивістю ТЗ є його надійність (reliability).
Надійністю називається властивість ТЗ виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуатаційних показників в заданих межах, що відповідають заданим режимам та умовам використання, технічного обслуговування, збереження і транспортування.
Надійність включає в себе такі властивості: безвідмовність (faultlessness), довговічність (longevity), збережність (safety) та ремонтопридатність.
Розглянемо основні терміни і означення, що використовуються в теорії надійності згідно з міжнародним стандартом ІСО 8402-86 та ГОСТ 27.002–83 «Надёжность в технике. Термины и определения».
Роботоздатність (сapacity) ТЗ – стан технічного засобу, при якому він здатний виконувати задані функції з параметрами, встановленими вимогами нормативно-технічної та конструкторсько-технологічної документації.
Відмова (refuse) – подія, що вказує на порушення роботоздатності ТЗ.
Критерій відмови (criterion of refuse) – ознака, за якою оцінюється надійність різних ТЗ.
Безвідмовність (faultlessness) – властивість ТЗ безупинно зберігати роботоздатний стан протягом деякого часу.
Напрацювання (work) – тривалість роботи ТЗ в годиннах, циклах, календарних днях та ін.
Напрацювання до відмови (work is to the refuse) – напрацювання ТЗ від початку його експлуатації до виникнення першої відмови.
Граничний стан (maximum state) – стан ТЗ, при якому його подальше застосування за призначенням стає неприпустимим чи недоцільним.
Довговічність – властивість ТЗ зберігати роботоздатний стан до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування і ремонтів.
Ремонтопридатність – властивість ТЗ, яка полягає в можливості попередження і виявлення причин виникнення відмов, підтримання і відновлення роботоздатного стану шляхом проведення технічного обслуговування і ремонтів.
Збережність – властивість ТЗ зберігати значення показників безвідмовності, довговічності і ремонтопридатності протягом експлуатації, зберігання та транспортування.
Ресурс (resource) – напрацювання ТЗ від початку його експлуатації чи відновлення після ремонту до переходу в граничний стан.
Термін експлуатації (term of exploitation) ТЗ – календарна тривалість від початку експлуатації ТЗ чи відновлення після ремонту до переходу в граничний стан.
Середній час відновлення (mean time of renewal) – це математичне сподівання часу відновлення роботоздатного стану.
Конструктивно всі ТЗ можна розділити на невідновлювані та відновлювані. Невідновлюваними (unrefurbishable) називають такі ТЗ, що у процесі виконання своїх функцій не можуть ремонтуватися, а відновлювані – ремонтуються. З огляду на цю властивість окремо розраховують і нормують показники надійності для відновлюваних та невідновлюваних ТЗ.
Показник надійності (reliability index) – це кількісна характеристика однієї або декількох властивостей, що визначають надійність ТЗ.
Метрологічна справність (metrology good condition) технічного засобу – це стан ТЗ, що визначає відповідність його нормованих метрологічних характеристик встановленим вимогам.
Метрологічна надійність (metrology reliability) ТЗ – це надійність ТЗ в частині збереження його метрологічної справності.
Метрологічна відмова (metrology refuse) ТЗ – це відмова ТЗ, що полягає у втраті його метрологічної справності.
Нестабільність (instability) метрологічної характеристики ТЗ – це зміна метрологічної характеристики ТЗ за встановлений інтервал часу.
Довірчі межі (confiding limits) нестабільності метрологічної характеристики ТЗ – це верхня і нижня межі інтервалу, що охоплює нестабільність метрологічної характеристики ТЗ з деякою довірчою вірогідністю.
Вірогідність (authenticity) метрологічної справності ТЗ – це вірогідність того, що в заданий момент часу ТЗ виявиться метрологічно справним.
Середній час (середнє напрацювання) до метрологічної відмови ТЗ – це математичне сподівання календарного часу експлуатації (напрацювання) ТЗ до першої метрологічної відмови.
Напрацювання на метрологічну відмову ТЗ – це відношення сумарного напрацювання ТЗ в стані метрологічної справності на заданий період експлуатації до математичного сподівання числа його метрологічних відмов за цей період.
Інтенсивність (intensity) метрологічних відмов ТЗ – це умовна щільність вірогідності метрологічної відмови ТЗ, яка визначається для даного моменту часу за умови, що до цього моменту відмови не відбулося.
