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:

  •  головні, що забезпечують виконання заданих функцій;
  •   допоміжні, що пов’язані зі зручністю використання, загальним виглядом та ін.

    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.