Основные определения теории надежности

Надежность -это способность технического устройства безотказно работать с неизменными техническими характеристиками в течение заданного промежутка времени и при определенных условиях применения. Следовательно, надежность устройства характеризуется безотказной работой его в течение заданного промежутка времени.

Мерой надежности устройства является интенсивность отказов в работе.

Работоспособность -этосостояние устройства, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Отказ -этособытие, заключающееся в нарушении работоспособности устройства.

Неисправность- состояние устройства, при котором оно не в соответствует хотя бы одному из требований технической документации.

Наработка -этопродолжительность работы устройства, измеряемая в часах или других единицах.

Безотказность- это свойство устройства сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденного перерыва.

Долговечность -этосвойство устройства сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Показателями долговечности служат «ресурс» и «срок службы».

Ресурс - это наработка устройства до предельного состояния, оговоренного в технической документации.

Срок службы- это календарная продолжительность эксплуатации устройства до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации.

Ремонтопригодность -это свойство устройства, заключающееся в его способности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Наработка на отказ- это среднее значение наработки ремонтируемого устройства между двумя отказами. Может применяться также термин «Среднее время безотказной работы».

Средняя наработка до первого отказа - это среднее значение наработки устройства из партии до первого отказа. Для неремонтируемых устройств этот термин равнозначен термину «Средняя наработка до отказа».

Вероятность безотказной работы- это вероятность того, что в заданном интервале времени не возникнет отказа устройства.

Интенсивность отказов- это вероятность отказа неремонтируемого устройства в единицу времени после данного момента времени при условии, что отказа до этого момента не было.

Неремонтируемые или невосстанавливаемые устройства– это устройства, которые в процессе выполнения своих функций, не допускают ремонта. К таким устройствам относят изделия однократного действия - ракеты, управляемые снаряды и т.п.

Ремонтируемые или восстанавливаемые устройства – это устройства, которые в процессе выполнения своих функций, допускают ремонт. Функционирование такого устройства прекращается только на период устранения отказа или его ремонта.

Все приведенные здесь термины и определения имеют свою математическую трактовку при количественной оценки надежности устройства.

Следует особо отметить, что истинная надежность любого технического устройства точно неизвестна, т.к. неизвестно численное значение его вероятности безотказной работы, удовлетворяющее данным условиям его применения.

Для количественной характеристики качества работы любого устройства требуется определение (измерение) всех его важнейших параметров. Причем пока эти параметры остаются в допустимых пределах - считается, что устройство работает удовлетворительно. Если же параметры выходят за допустимые пределы – то устройство считается неисправным или отказавшим. Отметим, что качество работы устройства связано с понятием отказа.

Причем отказ – это не только механические или электрические повреждения, но также и уход параметров этих устройств за допустимые пределы.

Отказы в работе могут быть внезапными и постепенными.

Постепенные отказы -вызываются постепенными изменениями параметров отдельных элементов устройства по причине старения или износа, что приводит к ухудшению выходных параметров устройства с последующим уходом их за допустимые пределы.

Внезапные отказы - это обрывы и короткие замыкания обмоток, выход из строя полупроводниковых элементов, изломы, деформации механических узлов и деталей. Причины носят характер случайных событий, которые в свою очередь могут быть зависимыми и независимыми.

Независимые отказы- это такие отказы, когда отказ какого-либо элемента в устройстве не сопровождается отказом других элементов.

Зависимые отказы – это отказы, которые появляются в результате отказа других элементов устройства.

Отметим, что подразделение отказов на внезапные и постепенные имеет условный характер, т.к. любой отказ является одним из проявлений неисправности устройства.

Далее для количественной оценки надежности мы будем использовать интенсивность отказов устройства в единицу времени, λ(t). Интенсивность отказов измеряется числом отказов за один час.

Обратная величина интенсивности отказов называется средней наработкой до первого отказа и измеряется в часах

T_ср=1/ λ.

Чем больше величина T_ср, тем выше надежность устройства.

Наработка на отказ - есть отношение общего времени испытания устройства к общему числу отказов:

t_ср=t_Σ /r,

где t_Σ - общее время испытания устройства;

r - общее число отказов.