ПЕРЕДМОВА

1 РОЗРОБЛЕНО 1 ВНЕСЕНО Асоціацією «Надійність машин та споруд»

2 ЗАТВЕРДЖЕНО І ВВЕДЕНО В ДІЮ наказом Держстандарту України № 31 від 25 січня 1995 р.

3 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

4 РОЗРОБНИКИ: В. П. Стрельніков, докт. техн. наук (керівник розробки), Є. С. Переверзєв, докт. техн. наук, М. А. Шишонок, канд. техн. наук, В. П. Коньков, канд. техн. наук, О. В. Федухін, канд. техн. наук, Ю. К. Скрипник

ЗМІСТ

1 Галузь використання

2 Нормативні посилання

3 Визначення

4 Загальні положення

5 Вибір плану випробувань на надійність

6 Планування випробувань на надійність

7 Визначення обсягу випробувань

7.1 Визначення обсягу випробувань за невідомого виду закону розподілу випадкової величини

7.2 Визначення обсягу випробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для плану [NUN]

7.3 Визначення обсягу випробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для плану [Nur]

7.4 Визначення обсягу випробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для плану [NUT]

7.5 Визначення обсягу випробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для планів [NMr] і [NRr]

7.6 Визначення обсягу зипробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для планів [NMT ] і [NRT ]

8 Вихідна інформація для оцінки показників надійності

9 Методи оцінки показників надійності

9.1 Оцінка показників надійності непараметричними методами

9.2 Оцінка показників надійності параметричними методами

Додаток А Позначення, використані в стандарті

Додаток Б Види планів випробувань на надійність

Додаток В Рекомендації щодо вибору планів випробувань та вихідних даних для планування

Додаток Γ Оцінка показників надійності за невідомого виду закону розподілу

Додаток Д Оцінка "оказників надійності за експоненційного розподілу

Додаток Ж Оцінка показників надійності за DM-розподілу

Додаток К Оцінка показників надійності за DN-розподілу

Додаток Л Оцінка жазників надійності за логарифмічне нормального розподілу

Додаток M Оцінка показників надійності за розподілу Вейбулла

Додаток Н Оцінка імовірності безвідмовної роботи за біноміального розподілу

Додаток Π Приклади визначення оцінок показників надійності

ДСТУ 3004-95

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

НАДІЙНІСТЬ ТЕХНІКИ

МЕТОДИ ОЦІНКИ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ

ЗА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМИ ДАНИМИ

НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИКИ

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ

ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

DEPENDABILITY OF TECHNICS

METHODS OF ESTIMATION DEPENDABILITY

BY OPERATING DATA

Чинний від 01.01.97

(12-95 с.32 до 01.01.97 діяв РД 50-690-89)

1 Галузь використання

Цей стандарт поширюється на технічні системи, пристрої, машини, механізми, апаратуру, прилади чи будь-які їхні частини (далі — об'єкти), що розглядаються з погляду надійності як самостійні одиниці, і встановлює методи вибору планів і обсягів випробувань, оцінки показників надійності за результатами випробувань.

Цей стандарт придатний для цілей сертифікації.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:

ДСТУ 2860—94 Надійність техніки. Терміни та визначення

ГОСТ 27.410—87 Надежность в технике. Методы контроля показателей надежности и планы контрольных испытаний на надежность

3 Визначення

Поняття, терміни та їхні визначення, що використовуються в цьому стандарті, відповідають ДСТУ 2860, ГОСТ 27.410.

Додатково до них у цьому стандарті використовуються такі визначення:

Цензурування справа (цензурування) — подія, яка призводить до припинення випробувань чи експлуатаційних спостережень об'єкта до настання відмови (граничного стану).

Примітка. Причинами цензурування є:

— різний час початку і (або) закінчення випробувань чи експлуатації об'єкта;

— зняття з випробувань чи експлуатації деяких об'єктів з організаційних причин, або внаслідок відмов складових частин, надійність яких не досліджується;

— переведення об'єктів з одного режиму використання в інший під час випробувань чи експлуатації;

— необхідність оцінки надійності до настання відмов усіх випробовуваних об'єктів.

Наробіток до цензурування — наробіток об'єкта від початку випробувань чи експлуатаційних спостережень до настання цензурування.

Цензурована вибірка — вибірка, елементами якої є значення на-робітку до відмови та наробітку до цензурування.

Одноразово цензурована вибірка — цензурована вибірка, в якій значення всіх наробітків до цензурування дорівнюють одне одному і не менші за найбільший наробіток до відмови.

Багаторазово цензурована вибірка — цензурована вибірка, в якій значення наробітків до цензурування не дорівнюють одне одному.

4 Загальні положення

4.1 Під оцінкою показників надійності розуміють точкову чи інтервальну (границі довірчого інтервалу, в якому із заданою імовірністю знаходиться дійсне значення показника) оцінку показника.

4.2 Оцінки показників надійності використовують за кількісного аналізу надійності та (або) за контролю показників надійності за допомогою довірчих границь.

4.3 Для визначення показників надійності використовують два методи:

— непараметричний — за невідомого виду закону розподілу випадкової величини (наробітку до відмови, ресурсу, терміну служби, терміну збережуваності, тривалості відновлення), який містить у собі безпосередню оцінку показників надійності за вибірковими даними;

— параметричний — за відомого виду закону розподілу випадкової величини, який містить у собі оцінку параметрів закону розподілу, що входять у розрахункову формулу показника надійності, що визначається, та оцінку показника надійності за розрахованими оцінками параметрів закону розподілу.

4.4 Для розрахунку оцінок показників надійності виконують такі роботи:

— вибір плану випробувань на надійність;

— планування випробувань;

— збирання необхідної інформації;

— статистичну обробку інформації.

. У технічно обгрунтованих випадках допускається не проводити планування випробувань.

4.5 Позначення, що використовуються в стандарті, наведено у додатку А.

5 Вибір плану випробувань на надійність

5.1 План випробувань на надійність встановлює число об'єктів випробувань, порядок проведення випробувань (з відновленням працездатного стану об'єкта після відмови, заміною об'єкта, що відмовив, або без відновлення і заміни) та критерій їх припинення.

5.2 Позначення та визначення планів випробувань на адійність наведено у додатку Б.

5.3 Об'єктами випробувань є зразки одного типу, які не мають конструктивних чи інших відмінностей, виготовлені за єдиною технологією та випробувані за ідентичних умов.

5.4 Вибір планів випробувань залежить від типу об'єкта випробувань, мети випробувань, показників надійності, що оцінюються, умов випробувань та інших техніко-економічних чинників.

5.5 Рекомендації щодо вибору планів випробувань наведено у додатку В.

6 Планування випробувань на надійність

6.1 Планування випробувань на надійність передбачає визначення потрібного обсягу випробувань для розрахунку оцінок показників надійності із заданими точністю (відносною похибкою ξ в оцінці показника надійності) та вірогідністю (довірчою імовірністю q).

6.2 Під обсягом випробувань розуміють для планів:

— [NUN] — число об'єктів випробувань N або число відновлювань працездатного стану (під час випробувань з метою показника «середня тривалість відновлення»).

— [NUr], [NMr], [NRr]— число об'єктів N і число відмов (граничних станів) г випробуваних об'єктів;

— [NUT], [NMT], [NRT] — число об'єктів N і тривалість випробувань Т.

6.3 Вихідними даними для розрахунку обсягу випробувань є:

— довірча імовірність q інтервальної оцінки відповідного показника надійності;

— гранична відносна похибка ξ оцінки відповідного показника надійності:

; (1)

— коефіцієнт варіації ν розподілу випадкової величини (наробітку, ресурсу, терміну служби, часу відновлення, терміну збережуваності);

— вид закону розподілу випадкової величини (наробітку, ресурсу, терміну служби, тривалості відновлення, терміну збережуваності).

6.4 Довірчу імовірність q рекомендується вибирати з ряду: 0,80; 0,90; 0,95; 0,99.

Граничну відносну похибку (відносну похибку) ξ рекомендується вибирати з ряду: 0,05; 0,10; 0,15· 0,20.

Рекомендації щодо вибору значень q і ξ наведено у додатку В.

6.5 Рекомендації щодо очікуваного коефіцієнта варіації розподілу випадкової величини (наробітку, ресурсу), а також виду закону розподілу випадкової величини (наробітку, ресурсу), наведено у додатку В.

7 Визначення обсягу випробувань

7.1 Визначення обсягу випробувань за невідомого виду закону розподілу випадкової величини

7.1.1 Для оцінки середніх показників надійності (середнього наробітку до відмови, на відмову, середнього ресурсу, терміну служби, терміну збережуваності, тривалості відновлення) для наявних вихідних даних обсяг випробувань беруть таким, що дорівнює максимальним значенням.

7.1.2 Обсяг вибірки N для оцінки гамма-відсоткових показників надійності або імовірності безвідмовної роботи під час використання плану [NUr] визначають за таблицею Г.1.

Вихідні дані для розрахунку:

— довірча імовірність q;

— нормована імовірність γ/100 чи передбачуване значення P(t);

— встановлене число відмов (граничних станів) r.

Число відмов (граничних станів) r для оцінки гамма-відсоткових показників надійності чи імовірності безвідмовної роботи визначають за таблицею Г.1, припускаючи, що число випробуваних об'єктів N задано.

7.1.3 Обсяг вибірки N для. оцінки гамма-відсоткових показників надійності під час використання плану (NUT ] визначають за таблицею Г.1. припускаючи відомим значення r для вихідних даних за 7.1.2.

7.1.4 Обсяг вибірки N для оцінки імовірності безвідмовної роботи за наробіток Т під час використання плану [NUT] визначають за таблицею Г.2.

Вихідні дані для розрахунку:

— прийнята схема біноміальних випробувань (без фіксування наробітку до відмови);

— нижня довірча границя імовірності безвідмовної роботи Р(Т) за наробіток Т (очікуване значення);

— довірча імовіоність, q;

— допустиме число відмов d.

За відомим значенням N за таблицею Г.2 знаходять допустиме число відмов d.

7.1.5 Необхідне число відмов r для оцінки коефіцієнта готовності КГ під час використання плану [NMr] визначають за формулою

(2)

Вихідні дані для розрахунку:

— довірча імовірність q;

— відносна похибка ξ;

— очікуваний коефіцієнт варіації розподілу наробітку між відмовами ν;

— очікуваний коефіцієнт варіації розподілу тривалості відновлення νВ.

7.2 Визначення обсягу випробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для плану [NUN]

7.2.1 Вихідні дані для розрахунку обсягу випробувань під час оцінки середніх показників надійності (середнього наробітку до відмови, середнього ресурсу, терміну служби, терміну збережуваності, тривалості відновлення):

— довірча імовірність q;

— відносна похибка ξ;

— коефіцієнт варіації ν (наробітку до відмови, ресурсу, терміну служби.тривалості відновлення);

— вид закону розподілу випадкової величини (наробітку до відмови, ресурсу, терміну служби, тривалості відновлення).

7.2.2 Число об'єктів випробувань N або число відновлень працездатного стану під час оцінювання середніх показників надійності визначають за формулами

— для експоненційного розподілу

; (3)

— для дифузійних DM-розподілу та DN-розподілу

; (4)

— для логарифмічне нормального розподілу

; (5)

— для розподілу Вейбулла

(6)

7.2.3 Число об'єктів випробувань N або число відновлень працездатного стану під час оцінювання гамма-відсоткових показників надійності для регламентованої імовірності γ /100 визначають за формулами

— для експоненційного розподілу

; (7)

— для DM-розподілу

(8)

де — імовірність, що відповідає наробітку ;

— для DN-розподілу

(9)

де — імовірність, що відповідає наробітку ;

— для логарифмічне нормального розподілу

, (10)

де — густина нормованого нормального розподілу, що відповідає ;

— для розподілу Вейбулла

(11)

7.2.4 Якщо за результатами випробувань одержано коефіцієнт варіації більший за заданий, то обсяг випробувань перераховують для знайденого коефіцієнта варіації згідно з 7.2.2 та 7.2.3 і випробування продовжують.

7.3 Визначення обсягу випробувань за відомого виду закону розподілу випадкової величини для плану [NUr]

7.3.1 Число відмов (граничних станів) для оцінки середніх показників надійності визначають за 7.2.2, беручи замість N значення r.

Вихідні дані для розрахунку беруть за 7.2.1.

7.3.2 Обсяг вибірки N > r для оцінки середніх показників надійності визначається можливим числом виробів, виділених для проведення випробувань, якщо немає обмежень на тривалість випробувань.

7.3.3 Обсяг вибірки N для оцінки середніх показників надійності, припустивши, що задана відносна тривалість випробувань , визначають за формулами

— для експоненційного розпочілу

;. (12)

— для DM-розподілу

; (13)

— для DN-розподілу

; (14)

— для логарифмічно нормального розподілу

; (15)

— для розподілу Вейбулла

(16)

7.3.4 Число відмов (граничних станів) r для оцінки гамма-відсот-кових показників надійності за регламентованої імовірності γ/100 визначають за 7.2.3, беручи замість N значення r

Вихідні дані для розрахунку беруть за 7.2.1.

7.3.5 Обсяг вибірки N для оцінки гамма-відсоткових показників, якщо немає обмежень на тривалість випробувань, визначається умовою

(17)

7.3.6 Обсяг вибірки N для оцінки гамма-відсоткових показників надійності, припустивши, що задана відносна тривалість випробувань дорівнює , визначають за 7.3.3.