Теория надежности. Учебное пособие для студентов
 Скачать 3.48 Mb.
|
3.8.Выбор номенклатуры показателей надёжности и задание требований по надёжности3.8.1 Выбор номенклатуры показателей надёжностиПри выборе номенклатуры показателей надёжности (ПН) и при задании требований по надёжности следует руководствоваться рекомендациями ГОСТ 27.003-90. Надёжность в технике. Состав и общие правила задания требований на надёжность [15]. Общее количество ПН, задаваемых на изделие, должно быть минимальным, но характеризовать все этапы его эксплуатации. Если изделие перед началом или в процессе эксплуатации подлежит хранению или транспортировке, то, помимо показателей безотказности, задают и показатели сохраняемости. Для восстанавливаемых изделий обычно задают или комплексный ПН или определяющий его набор единичных показателей, причём первый вариант задания ПН является предпочтительным. Выбор номенклатуры ПН зависит от многих признаков изделий:
По определённости назначения изделия подразделяют на изделия конкретного назначения (ИКН) и изделия общего назначения (ИОН), имеющие несколько вариантов применения. По числу возможных (учитываемых) состояний по работоспособности в процессе эксплуатации изделия подразделяют на два вида. Изделия вида I в процессе эксплуатации могут находиться в двух состояниях - работоспособном или неработоспособном. Изделия вида II, которые, кроме указанных состояний, могут находиться в некотором числе частично неработоспособных состояний, в которые они переходят в результате частичного отказа. Допускается изделия вида II приводить к изделиям вида I путём условного разделения множества частично неработоспособных состояний на два подмножества состояний: частично неработоспособные состояния, в которых изделие целесообразно применять по назначению, относят к подмножеству работоспособных состояний, а в которых изделие нецелесообразно применять по назначению, относят к подмножеству неработоспособных состояний. Для ИКН вида II в номенклатуру ПН обязательно включают коэффициент сохранения эффективности, рассмотренный нами в разделе 3.6. Для определения номенклатуры показателей безотказности и ремонтопригодности применяют таблицы, приведённые в стандарте [15]. Для пользования ими необходимо знать, к какому виду относится изделие по режиму функционирования:
Для определения номенклатуры показателей долговечности по таблицам [15] необходимо знать, какой из механизмов приводит изделие в предельное состояние: старение, изнашивание или старение и изнашивание одновременно. Для определения номенклатуры показателей сохраняемости по таблицам [15] необходимо знать возможные последствия отказа или перехода изделия в предельное состояние: катастрофического характера (с угрозой для жизни и здоровья людей, со значительными экономическими потерями и т.д.) или не катастрофического характера. 3.8.2 Задание требований по надёжностиТребования по надёжности это совокупность требований к безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости, выполнение которых обеспечивает эксплуатацию изделий с заданными показателями эффективности, безопасности, экологичности, живучести и других составляющих качества, зависящих от надёжности изделия. Они зависят от условий эксплуатации, от признаков, характеризующих изделия описанных в предыдущем разделе 3.8.1, от конструктивных, технологических и экономических ограничений. Конструктивные ограничения и требования могут быть по видам и кратности резервирования, по массогабаритным показателям, по комплектации ЗИП и оборудования для технического обслуживания и ремонтов, по техническому диагностированию, по номенклатуре комплектующих изделий и материалов, по способам обеспечения ремонтопригодности и сохраняемости и др. Технологические ограничения и требования могут быть:
Эксплуатационные требования по обеспечению надёжности могут содержать требования к системе технического обслуживания и ремонта, требования к алгоритмам технического диагностирования и контроля и др. Экономические ограничения и требования могут быть по времени и стоимости изготовления, технического обслуживания и ремонта. Значения (нормы) ПН устанавливают в техническом задании (ТЗ) с учётом описанных выше эксплуатационных, конструктивных, технологических и экономических ограничений и требований. На стадии разработки изделия требования по надёжности могут уточняться при рассмотрении различных вариантов схемно-конструкторских решений. На стадиях серийного производства и эксплуатации иногда корректируют значения ПН по результатам испытаний и подконтрольной эксплуатации. При выборочных статистических методах контроля с использованием планов контроля надёжности для каждого ПН обычно устанавливают: приёмочный и браковочный уровни, риски заказчика (потребителя) и поставщика (изготовителя) или доверительную вероятность и значение отношения верхней и нижней доверительных границ. Для обоснования значений ПН могут быть использованы расчётные, экспериментальные или расчётно-экспериментальные методы. Расчётные, методы используют для изделий, по которым отсутствуют статистические данные по испытаниям на надёжность аналогов (прототипов). Экспериментальные методы используют для изделий, по которым возможно получение статистических данных по испытаниям на надёжность, или есть аналоги (прототипы), позволяющие оценить их ПН. Такие оценки ПН используют вместо расчётных значений ПН изделия. Расчётно-экспериментальные методы это комбинация расчётных и экспериментальных методов. Их применяют, когда по отдельным составным частям возможно получение статистических данных по испытаниям на надёжность, или есть аналоги (прототипы), позволяющие оценить их ПН, а по другим - результаты расчётов, или когда результаты предварительных испытаний на надёжность позволяют уточнить расчётные ПН изделий. Существуют различные методики обоснования значений (норм) ПН. Рассмотрим наиболее простой случай, когда требуется получить значение ПН (R = Rопт), соответствующее максимальному приросту экономической эффективности ∆Е(R) = Е(R) - С(R), (3.92) где Е(R) - экономический выигрыш при эксплуатации изделий, а С(R) -стоимость работ по их производству и эксплуатации. Рассматривают варианты выполнения изделия c различными значениями Е(R) и С(R), для которых значение ПН R > Rmin. Пусть, для определённости, R - это средняя наработка до отказа. Строят графики зависимостей Е(R), С(R) и ∆Е(R) = Е(R) - С(R) (рисунок 3.7). Н  а этом рисунке Rопт значение ПН, соответствующее максимуму абсолютного значения прироста экономической эффективности -∆Еmах. Если важно получить максимум эффекта на единицу затраченных средств, то вычисляют отношение Е(R) / С(R), а Rопт в этом случае соответствует значению R, при котором величина отношения Е(R) / С(R) достигает максимума. |