■э-
Для служебного пользования
Экз. №
У
ГруппаД19
ДК 629.7.017.1АВИАЦИОННЫЙ СТАНДАРТ
Н
ОСТ 1 00448-2000
I
На 36 страницах
Взамен ОСТ 100448-82
АДЕЖНОСТЬ ИЗДЕЛИЙМетоды распределения
•показателей безотказности изделия
между его составными частям
иHus. Na дубликата Na изм.
Инв. № подлинника • 1403 №изв.
ОКСТУ 7502
Издание официальное
Дата введения 2001-07-01
Перепечатка воспрещена
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Летно-исследовательским институтом имени М.М. Громова
(ЛИИ им. М.М. Громова) и ФГУП «НИИСУ»
2 УТВЕРЖДЕН ФГУП «НИИСУ» (ТК № 323) и В/ч 25966
ЗАРЕГИСТРИРОВАН ФГУП «НИИСУ» (ТК № 323) за № 1382 от 13.04.20(
3 ВЗАМЕН ОСТ 1 00448-82
СО
О
сХ
2*
Ине. № дубликата № изм.
Инв. № подлинника 1403 Na изв.
Область применения
Настоящий стандарт распространяется на изделия авиационной техники: самолеты, вертолеты и их составные.части (комплексы, системы, агрегаты, узлы и др.).
Стандарт устанавливает основные методы распределения показателей безотказности изделия между его составными частями, которые следует использовать заказчикам, разработчикам, изготовителям и организациям, заказывающим авиационную технику, при обосновании количественных требований к безотказности составных частей и комплектующих элементов изделий на всех стадиях создания, производства и эксплуатации изделий.
Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ В 20436-88..Изделия авиационной техники. Общие требования к комплексным программам обеспечения безопасности полета, надежности, контролепригодности, эксплуатационной и ремонтной технологичности
ГОСТ В 20570-88. Изделия авиационной техники. Порядок нормирования и контроля показателей безопасности полета, надежности, контролепригодности, эксплуатационной и ремонтной технологичности
ГОСТ В 23743-88. Изделия авиационной техники. Номенклатура показателей безопасности полета, надежности, контролепригодности, эксплуатационной и ремонтной технологичности
ОСТ 1 00132-97. Надежность изделий авиационной техники. Методы количественного анализа безотказности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов
Общие положения
Заданные уровни показателей безотказности изделия, устанавливаемые согласно ГОСТ В 20570 и ГОСТ В 20436 в тактико-техническом задании (ТТЗ) или техническом задании (ТЗ) на его разработку либо в спецификациях, должны обеспечиваться соответствующими уровнями показателей безотказности его составных частей.
С целью обоснования количественных требований к безотказности составных частей, обеспечивающих выполнение заданных требований к безотказности изделия в целом, используют методы распределения показателей безотказности изделия между его составными частями.,
Требования к безотказности изделий авиационной техники устанавливают с целью обеспечения заданных требований к уровням безопасности полетов, эффективности применения, готовности (регулярности вылета), экономической эффективности. Показатели указанных свойств задают и определяют в соответствии с ГОСТ В 20570 и ГОСТ В 23743.
Распределение требований по безотказности изделия является многоэтапным процессом. На каждом этапе решается задача обоснования требований к показателям безотказности, связанным с одним из указанных выше свойств. Очередность решения задач оп-
р
Инв. Na дубликата Na изм.
Инв. № подлинника 1403 № изв.
еделяется приоритетом свойств, обусловленным назначением изделия. Как правило, вначале распределяются требования к безотказности, обеспечивающие безопасность полетов, затем - показатели, определяющие эффективность применения, далее - готовность и экономическую эффективность.Задачи распределения требований к показателям безотказности для обеспечения каждого из указанных свойств решаются с помощью одних й тех же методов, но при этом распределяются различные показатели безотказности, связанные с обеспечением соответствующего свойства.
Согласование результатов распределения безотказности по всем свойствам осуществляется с помощью итераций. Результаты распределения на предыдущих этапах уточняются при необходимости на последующих этапах (например, при получений дополнительных результатов оценки показателей, проведении оптимизации по техническим или экономическим критериям).
Основными методами распределения требований к показателям безотказности являются:
метод пропорционального распределения;
метод оптимального распределения.
Метод пропорционального распределения позволяет распределять требования к безотказности на основе сохранения соотношений значений показателей безотказности составных частей и изделия в целом.
Метод оптимального распределения позволяет определять значения показателей безотказности составных частей, для обеспечения которых требуется минимум суммарных затрат. Для решения задачи оптимального распределения используются математические методы оптимизации.
В отдельных случаях могут использоваться другие методы распределенйя, которые учитывают конструктивные особенности и специфику создания изделия, например, когда новая составная часть не имеет аналога или прототипа, и поэтому нельзя применить метод пропорционального распределения.
Исходными данными для распределения показателей безотказности изделия по его составным частям являются:
показатели безотказности изделия, установленные в технических требованиях: ТТЗ (ТЗ) и спецификациях;
функциональные зависимости показателей безотказности изделия от показателей безотказности его составных частей;
ориентировочные значения показателей безотказности составных частей изделия (начальные значения, диапазоны ожидаемых значений);-
сведения о безотказности отечественных и зарубежных изделий - аналогов и прототипов;
сведения о целевых функциях, используемых для оптимизации требований по безотказности составных частей.Ф
Инв. № дубликата Na изм.
Инв. Na подлинника 1403 Na изв.
ункциональные зависимости показателей безотказности изделия от показателей его составных частей определяются при проектировании изделия. ■Ориентировочные значения показателей безотказности составных частей изделия определяются на основе результатов статистической обработки результатов эксплуатации и испытаний изделий, расчета ожидаемых уровней безотказности составных частей, действующих норм безотказности изделий, оценки ожидаемого повышения уровней безотказности при внедрении мероприятий, направленных на повышение безотказности, и с учетом тенденции роста показателей безотказности последующих поколений изделий по отношению к предыдущим поколениям.
Ориентировочные значения показателей безотказности составных частей представляются двумя способами.
При первом способе определяются только начальные значения показателей без заранее установленных ограничений. Эти значения в процессе распределения могут повышаться, если распределяется показатель безотказности (вероятность безотказной работы, наработка на отказ), или уменьшаться, если распределяется вероятность отказа, параметр потока отказов, интенсивность отказа.
При втором способе определяется диапазон возможных (реализуемых) значений показателей: от начального (наихудшего) до максимально (минимально) возможного (наилучшего). Если в процессе распределения достигается максимальное (минимальное) значение, то оно принимается в качестве требуемого для рассматриваемой составной части и при дальнейшем распределении по остальным составным частям не изменяется.
Составные части изделия являются высоконадежными объектами. В связи с этим при выполнении расчетов в процессе распределения требований недостаточно наглядно и удобно оперировать такими показателями, как вероятность безотказной работы и наработка на отказ.
Поэтому для удобства вычислений при распределении требований к безотказности используются показатели, которые наиболее чувствительны к изменению уровня безотказности объекта исследования. Такими показателями являются:
вероятность отказа изделия Q;
параметр потока отказов w (для восстанавливвемых изделий);
интенсивность отказов X (для невосстанавливаемых изделий).
Если заданы требуемые значения вероятности безотказной работы Рт или средней наработки до отказа Тт, то переход к требуемым значениям показателей QT, wT и Хт при экспоненциальном распределении наработки до отказа осуществляется по формулам:
QT = 1-PT; (1)
t
QT = ; (2)
Тт
1
Инв. № дубликата Na изм.
Инв. № подлинника 1403 № изв.
wT= ; (3)
Тт
Хт = QT/1, (4)
где t- наработка изделия в типовом цикле работы (например, в одном полете).
Если изделие имеет ГП видов отказов, последствия которых различны, и установлены требования к безотказности, связанные с этими последствиями (нарушения безопасности, эффективности, готовности и др.), то распределяются требуемые значения вероятностей Q/ ,Q2T QfT QmT соответствующих видов отказов f в отдельности.
Функциональная зависимость вероятности отказа изделия Q от вероятностей отказов qb q21..., q і qn его составных частей (і = 1,2„..,п) находится с помощью методов количественного анализа показателей безотказности изделий авиационной техники при проектировании, изложенных в ОСТ 1 00132 и других действующих методических документах. В общем случае функция вероятности отказа изделия имеет вид
Q=F(qb q2r...1qil...1qn). (5)
%
Для вероятностей видов отказов изделия Qb Ch,..., Qf,..., Qm необходимо определять соответствующие функциональные зависимости. В общем случае они представляют выражения вида
Qr=G(qi, q2,..., qf qn), f=1,2,...,m. (6)
В тех случаях, когда вероятность отказа изделия Q представлена в виде функциональной зависимости
Q = L (Xi, Хг,..., Xj,...,Xn; t), (7)
где X і - интенсивность отказа і составной части,
с помощью замены q । = X 11 получим функцию (5).
Распределение показателей безотказности изделия между его составными частями выполняется в несколько этапов. При этом могут применяться оба метода распределения. Вначале производится предварительное распределение пропорциональным методом. Затем по мере поступления результатов уточненного анализа и оценки ожидаемого уровня безотказности составных частей и изделия в цепом, а также получения сведений о параметрах функций затрат выполняется оптимизация показателей составных частей с помощью методов оптимального распределения.
Математические расчеты при распределении, как правило, дают значения показателей безотказности, которые необходимо округлять до значений так называемых рекомендуемых или стандартных рядов нормативных значений (например, рекомендуется нормативные значения средней наработки до отказа и повреждения выбирать из ряда чисел с шагом в 5 единиц в пределах первой сотни, с шагом 10 - в пределах второй сотни и т.д.).
Инв. № дубликата Na изм.
Инв. Na подлинника 1403 Na изв.
Рисунок 1
После математического решения задачи полученные значения приводят к рекомендуемым значениям, обеспечивая при этом заданные требования безотказности изделия в целом.
Метод пропорционального распределения заданных показателей безотказности изделия между его составными частями
Рассматриваются результатні схемного анализа безотказности изделия. В соответствии с ОСТ 1 00132 анализ безотказности систем производится методом логических схем или табличным методом. В первом случае для проведения распределения используются логические схемы, алгебраические выражения вероятностей безотказной работы или отказа (видов отказов) систем, результаты расчетов показателей. Во втором случае - таблицы несовместных состояний системы, алгебраические выражения вероятностей несовместных состояний, результаты расчетов показателей. Если применялись другие методы анализа (например, дерева отказа, графов и т.д.), для распределения используют полученные аналитические зависимости показателей безотказности изделия от показателей безотказности его составных частей. В результате анализа определяется функциональная зависимость вероятности отказа изделия от вероятностей отказов его составных частей (см. формулу (5)).
Вычисляется начальное значение вероятности отказа изделия Qq при начальных значениях вероятностей отказов составных частей Цк>, Цго..... Яь, .... Япо и производится сравнение полученного значения с заданным требованием QT.
Если Qo QT, то требование выполняется при начальных значениях показателей безотказности составных частей. Эти значения устанавливаются в качестве требований к безотказности составных частей.