При разработке технического проекта и рабочей конструкторской документации проводят уточненный расчет показателей надежности и сто составных частей, при этом должны быть решены следующие задачи:
расчет показателе!) надежности вновь разрабатываемых составных частей объекта;
расист- показателей! надежности выбранного варианта объекта;тсхнико-эковомическос обоснование норм надежности составных частей я объекта в целом;
обоснование видов и объемов рсзсрвщювания;
установление периодичности и объемов работ при техническом обслуживании и ремонте;
установление ориентировочного состава и объема ЗИП, а также периодичности его пополнения;
уточнение критериев отказов, критических if предельных состоя шиї;
уточнение параметров висіяних воздействий и режимов функционирования.
.8 Исходной информацией для расчета показателей надежности объекта я вл я ютсп:
конструкторская (проектная) документация па различных стадиях разработки объекта (техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочая конструкторская документация);
банк данных об объектах-аналогах, включающий статистические данные об эксплуатационной надежности;
■ банк данных об испытаниях, включающий снедения о напряженности деталей и сборочных единиц;
банк данных (справочные данные) о показателях надежности электрорадиоизделий и других компонентов;
снедения об условиях эксплуатации и режимах нагружения.
. Выбсг метода расчета надежности производят с учетом:
наличия исходной информации;
стадии разработки объекта;
степени сложности объекта, его назначения и номенклатуры показателей надежности;
стратегии технического обслуживания и ремонта.
В зависимости от наличия исходной информации, стадии разработки и степени сложности объекта возможны следующие схемы расчета надежности:
расчет показателей надежности по известным функциям распределения наработок до отказа (ресурса, срока службы, срока сохраняемости л времени восстановления);
расчет показателей надежности на основе анализа физических процессов деградации объекта;
расчет показателей надежности на основе прочностных характеристик материала деталей и условий их нагружения в процессе эксплуатации;
расчет показателей надежности объектов по известным значениям показателей надежности их составных частей.
Порядок расчета надежности в общем случае представляет собой следующую процедуру
:идентификацию объекта, заключающуюся в установлении состава, структурной схемы надежности, условий эксплуатации и нагружения, прочностных характеристик, критериев отказов (предельных и критических состояний) объекта и его элементов, стратегии технического обслуживания и ремонта;
установление (определение) показателей надежности элементов (составных частей) объекта с использованием справочных данных (банки данных) или установленных в настоящем стандарте методов;
расчет показателей надежности объекта в целом на основании установленных в настоящем стандарте методов.
4.12 Результаты расчета надежности оформляют в виде раздела пояснительной записки (технического описания) или самостоятельного отчета, допускающего возможность независимой проверки результатов расчета при экспертизе проекта и контроле реализации ПОН и содержащего:
идентификацию объекта;
цели и методику;
расчетные значения показателей надежности;
заключение о соответствии расчетных показателей надежности установленным требованиям;
рекомендации по обеспечению заданного уровня надежности.
Расчет показателей надежности по известным функциям распределения наработок до отказа (ресурса, срока службы, срока сохраняемости и времени восстановления)
Настоящий подход к расчету надежности применяется, когда экспериментально, методами прогнозирования или экспертной оценки установлены параметры функции распределения наработки до отказа (ресурса, срока службы, срока сохраняемости и времени восстановления).
В качестве исходных данных для расчета показателей надежности . объекта являются установленный вид и значения параметров закона распределения (например, в виде плотности распределения вероятностей) .
Настоящий метод применяется на ранних этапах проектирования для ориентировочной (приближенной) оценки показателей надежности.
Рекомендации по выбору вид,., функций распределений представлены в приложении Л.
Рекомендации по оценке коэффициента вариации наработки (ресурса) представлены в приложении Б.
Рекомендации по оценке параметра масштаба закона распределения наработки объекта на основе закона распределения наработки
о
да к и за
В-
ТИ Г на т-
ия ги.
:Д-
)С~
ІЄНИ
ГЦ
4.
3- а- ь- 1И
)В IX в; ій
іа ь- е- ій
бъекта -а налога в предположении, что виды законов распределения наработок до отказа объекта и аналога одинаковы, для типовых ситуаций представлены в приложении В,В общем случае для произвольного закона распределения при известном выражении для плотности распределения вероятности /(t) производят следующие расчеты показателей надежности невосстанав- ливасмого объекта.
Функцию распределения наработки объекта до отказа 5(0 (ресурса, срока службы, срока сохраняемости) определяют путем интегрирования се плотности по выражению
Я0-//(г)Л. (1)
о
Среднюю наработку до отказа Tq, (средний ресурс 7'р, средний срок службы Гел, средний срок сохраняемости Гс) определяют по выражению
Гер/(О Л. (2)
о
Гамма-процентную наработку до отказа Ту (гамма-процентный ресурс Tjy, гамма-процентный срок службы , гамма-процентный срок сохраняемости определяют по уравнению
Гу
- d(TY) = І - / ЛО di ~ y/iQv . (3)
о
Вероятность безотказной работы объектов Р(/о) в интервале времени (0, /0) определяют по выражению
Л'о) ==//(О^ 1 ~ F('o)- <4>
Интенсивность отказов 2(0 определяют по выражению
Л(о = —-4$—■ <5)
(1 -
о
|
Для основных законов распределения расчет показателей надежности, указанных в 5.3.2—5.3.5, следует производить по соответствующему выражению, приведенному в таблице 1.Закон распределения с ПЛОТНОСТЬЮ f(f) |
Средний показатель (Т^,, Т„, т^, Тс, Гв) |
Гамма-процентный показатель (TrTvT^.T^ |
Вероятность безотказной работы P( t) |
Интенсивность отказов 2(r) |
|
Экспоненциальный >. е~^ Л —параметр масштаба распределения; X > 0 |
1 I |
іоо* |
|
2 |
|
DЛЛраспределение (диффузионное монотонное распределение) (Г+д)ехр[ 2vr у'2лді ju — параметр масштаба; у — параметр формы; ц > 0; г >0 |
(I + ^/2) |
у [1 + U* v1/! - Uy Vі. |
ф<^). |
(І + ус) exp [■ 2 |
|
LW-распределение (диффузионное немонотонное распределение) ехрГ ^~2 /1 vt Sixt (а — параметр масштаба; v — параметр формы; ц > 0; у X) |
|
дх(і - y/100;v) |
.1 1 м .'і 0 fa |
iyt ZSr?) 1 exp J 4« |
Таблица 1 — Формулы для расчета показателей надежности невос стана вливаемого объекта по известным функциям распределения
ДСТУ 2862—94
|
Закон распределения с плотностью ДО |
Средний показатель (7™, Гр, Т«, |
Гамма-процентный показатель (Ту, 7^, 7^, |
Вероятность безотказной работы P(t) |
Интенсивность отказов .1(1) |
|
Логарифмически нормальный г (1п/ ~ g) “₽l 2<? 1 |
ехр (а + ~ ) |
(7 exp [а (1 - «у- )] |
a~lnt. ф( а ) |
„pt-Mlj |
|
at 'ГЬі a — параметр масштаба; о — параметр формы; а > 0; а > 0 |
<rt 'fix Ф ( ) 4 <7 ' |
|||
|
Вейбулла а — параметр масштаба; b — параметр формы; а > 0; b > 0 'Примечание І.Ц — Примечание 2. Ф() Примечание 3- Г (*) Примечание 4. х(1 - F " 1 - у/100 и V или t Примечание 5. Значе |
«Г(1 +|) квантиль норми —нормальное ра — гамма-функц* у/100; v) — о а решения урав Ф(£^2) + '■V VX 1 чия функций Ф |
хзванного нормального определение; ія; пределлют по табли нения 2/,Л . , X + 11 , е ф 77^ = 1 “ у (■) И Г(‘) приведены 3 |
распределения уровня нам К.1—КЗ npwj '100. таблицах J1.6, Л.7 пр |
fl* у; южения К по значениям і иложения Л. |
Окончание таблицы 1
ДСТУ 2862
№ ЧЭПоказатели ремонтопригодности по известному выражению закона распределения времени восстановления [плотности/B(Z) [определяют следующим образом: среднее время восстановления 7'в по выражению
П - J Z/B(0 dl (6)
о вероятность восстановления работоспособного состояния Л>(/0) за заданное время t0 по выражению т
PM “ (7)
о интенсивность восстановления Лв(ї) определяют по выражению
Л.(0 - —У0-— . (8)
10-р.(ОЛ1
о
Для произвольного закона распределения при известном выражении для плотности распределения вероятностей /(/) производят следующие расчеты показателей надежности восстанавливаемого объекта.
Среднюю наработку объекта между отказами на произвольный момент времени t (суммарную наработку) определяют по выражению
- - 1Й^ + дм2) _ _ ^/2)] >
где (і *= t - AZ/2; й « / + AZ/2; “ Z2 - Zj;
Q(/i)— математическое ожидание числа отказов (функция восстановления) объекта на момент суммарной наработки /д
Q(/) = 2m
лі = 1
f“(Z) " J Г1' '(Z- т) с/£(г); о
Р"'(!) — функция распределения суммарной наработки до /п-го отказа [т—кратная свертка F(f) [.
Примечание. Значение принимают приближенно равным ожидаемому ; гачених; 7'о(Ґ).
Параметр потока отказов на произвольный момент времени (суммарную наработку) определяют по выражению= <іо>
где /"(о =
или по выражению
а>(0 = 1/то(0,
где To(f) определяют по формуле (9),
Коэффициент готовности объекта на произвольный момент времени определяют по выражению
*,(() - 1 - Г(() + / [1 - F(t - г) ] со(т) dx (11) о
или по приближенной формуле
кг(0 ,
г 7 1То(О + П(ОГ
где То(/> определяют по выражению (9), а Тв(() » Tt по выражению (6).
Коэффициент технического использования Ктн(0 на произвольный момент времени определяют по выражению
Ата (і) - (ном, (12)
где (ном — номинальный фонд времени, в течение которого объект может использоваться по назначению;
(д — действительный фонд времени работы объекта, равный номинальному фонду, за вычетом простоев, связанных с проведением планового технического обслуживания и ремонта.
Для основных законов распределения расчет показателей надежности, указанных в 5.6.1—5.6.4, а также коэффициента оперативной готовности /С(Н(Н следует производить по соответствующему выражению таблицы 2.
Примечание. В таблице 2 приведены выражения только для экспоненциального и DN -распределения. Для других распределений (DM -распределения, логарифмически нормального, Вейбулла) ввиду того, что Эти распределения не обладают способностью к свертке, аналитические выражения для указанных показателей не получены.лгі2—94-<'
Таблица 2 — Выражения для расчета показателей надежности восстанавливаемого объекта по известным функциям распределения
|
Показатель надежности |
Экспоненциальное распределен.-s |
£W-распределение |
|
Параметр потока отказов на произвольный момент В| смени (суммарной наработки) шґґ) |
А |
3 * М <; 6 |
|
Функция восстановления (математическое число отказов) Q(r) |
А/ |
m «< 1 2m (~г) t + тГі , + exp Ф ( -У17гГ1 ) } J |
|
Средняя наработка на отказ To(t) |
1 I |
или [a (г + д//2) - а(/ - Д7/2)і |
|
Вероятность безотказной работы объекта в интервалс( t, t + т), когда t совпадает с моментом начала функционирования после очередного отказа (восстановления) ?(г) |
е~н |
, 7о(О “ г , ЧредЬ 2 m еV1 1 VrTofTJ |
|
К оэфф и цн ей т готов - ности объекта 7СГ(/) |
Л + П П + тьс |
■ЛДО/(То(0 + Л} |
|
Коэффициент оперативной ГОТОВНОСТИ К(11(0 |
|
ад-р(т) |
|
Коэффициент технического использования Л'ги(^ Примечание 1. Значт ТИННІ много четах Примечание 2. Зиа1 для н иариа Примечание 3. В таб И КО.') |
^г(0б1/бі<іМ тис среднего времени ВОСС їм но отношению к величі країно (на несколько nopHj полагают 7’n(f) - 7’а. сние коэффициент варна< снабыточных структур совш ции наработки до отказа. личных выражениях обозна ффициенг вариации нарабо |
(О^д/іиом ганоиленнн Тп((} является некрите которая превышает ее кои), полому в инженерных рас- ии наработки между отказ ами я тдает со значением коэффициента ієно: 7'1, и — средняя параблка тки до iiepiio-o отказа обы. .та. |
