Статистическая оценка и анализ надежности

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

СБОР И ОБРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОТКАЗАХ И АВАРИЯХ

 

Реальные количественные значения показателей надежности ТИ объективно могут быть определены только по результатам экспериментальной проверки, позволяющей всесторонне оценить влияние всех внешних условий и действительных нагрузок на их значения.. Для организации сбора необходимой информации создаются соответствующие системы сбора, обработки и прохождения информации о надежности ТИ.

Система сбора и обработки информации о надежности изделий призвана обеспечить: получение сопоставимых и объективных данных о надежности изделий; обобщение результатов обработки информации о надежности однотипных изделий; организацию обработки информации о надежности изделий, узлов и комплектующих; эффективную связь между разработчиками, изготовителями и потребителями изделий.

С помощью этой системы решаются следующие задачи:

· Определение причин возникновения отказов и неисправностей;

· Выявление деталей, сборочных единиц и комплектующих, снижающих надежность изделий;

· Установление и корректировка нормативных показателей надежности;

· Выявление влияния условий и режимов эксплуатации на надежность изделий.

Решение этих задач позволяет обоснованно проводить различные организационно – технические мероприятия, направленные на обеспечение и повышение надежности на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации.

 

 

Документация для сбора первичной информации

Для обеспечения единства исходных данных о надежности первичная информация об отказе, в соответствии с существующей нормативно-технической документацией, должна содержать определенные информационные признаки: дату возникновения отказа или неисправности; общую наработку объекта с начала его эксплуатации до момента установления отказа (определения неисправности); внешние признаки и характер появления отказа или неисправности; условия эксплуатации и вид работы, при которых был обнаружен отказ или установлена неисправность; способ устранения неисправности; принятые или рекомендованные меры по предупреждению возникновения отказов или неисправностей [3, 18]. Сбор информации и заполнение первичной документации о надежности проводятся в обычных условиях обслуживающим персоналом, а при опытной и подконтрольной эксплуатации - либо дежурным персоналом, либо представителями службы (группы) надежности, организованной специально для сбора информации о надежности [18].

Основными видами документации при сборе первичной информации об отказах элементов системы являются журналы, формуляры, карточки. В журналах фиксируется информация о надежности всех элементов подконтрольной системы. Формуляры ведутся на каждый объект (устройство). Их преимущество заключается в том, что они содержат всю информацию о работе устройства с момента его установки (например, силового трансформатора). Карточки являются наиболее оперативной формой информации. Они заполняются при каждом отказе. Информация, отраженная в карточках, лучше всего подготовлена для ее автоматической обработки на ЭВМ [3, 18, 19].

Если сбор информации ведется специально выделенным для этой цепи обслуживающим персоналом или представителями службы (группы) надежности, контроль и запись данных об условиях работы, последствиях отказов производится представителями этой службы. Остальная документация ведется обслуживающим персоналом.

Истинные значения показателей надежности могут быть получены только при сплошном контроле каждой единицы выпускаемой продукции, что невозможно по экономическим и временным соображениям, особенно там, где это связано с разрушением ТИ предназначенных для контроля и невозможностью их дальнейшего использования по назначению. Поэтому, для получения количественных показателей надежности ТИ используют методы математической статистики, которые позволяют судить о надежности ТИ по результатам испытаний лишь некоторой части этих ТИ.

В математической статистике принято оперировать понятиями – генеральная совокупность и выборка.

Совокупность однородных изделий, которая изучается выборочным методом, называется генеральной совокупностью. Суждение о генеральной совокупности делается на основе изучения выборки.

Выборкой или выборочной совокупностью называется совокупность случайно отобранных изделий. Число изделий в выборке или в генеральной совокупности называется ее объемом.

По объему выборки различают испытания с полной и усеченной выборкой. Испытания с полной выборкой проводятся до отказа всех испытуемых изделий. Испытания с усеченной выборкой заканчиваются либо при отказе определенной части изделий, либо по истечении заданного времени.

Планы испытаний должны содержать:

· Признаки отказов (причины отказов);

· Условия испытаний или подконтрольной эксплуатации (характеристику воздействующих параметров – электрических, климатических, механических нагрузок, последовательность и длительность режимов эксплуатации и т.д.);

· Способ контроля работоспособности (обычный эксплуатационный или специальный – испытательный, непрерывный или периодический);

· Правила обращения с отказавшими изделиями (отказавшие изделия не заменяются до конца испытаний – план типа U, заменяются немедленно после отказа – план типа R, восстанавливаются в ходе испытаний – план типа М)

· Число испытуемых изделий N;

· Правила окончания испытаний (по истечению заданного времени Т, после наступления r- го отказа, после отказа всех изделий, по истечении суммарного по всем изделиям времени наработки Т_Σ).

Для обозначения планов испытаний в ГОСТ 27.002- 83 применяется символика с тремя позициями, характеризующими число испытуемых изделий, правила обращения с отказавшими изделиями, правила окончания испытаний. Например, [ NUT ], [NUr] и т.д.

Минимальное число изделий наблюдений можно определить параметрическими методами (при известном законе распределения исследуемой случайной величины) и непараметрическими (закон распределения не известен) согласно ГОСТ 27.502-83.

Полученные данные по отказам изделий подвергаются статистической обработке для получения следующих результатов:

· Определения вида функции плотности распределения или интегральной функции распределения;

· Вычисления параметров полученного распределения;

· Установления с помощью критериев согласия степени совпадения эмпирического (экспериментального) распределения с предпологаемым теоретическим распределением;

Источником получения статистической информации о надежности может быть специально организованная подконтрольная эксплуатация или испытания в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным, оговоренных в нормативно – технической документации.

Наблюдения при нормальной эксплуатации – самый доступный источник получения экспериментальных данных об отказах. Достоинства таких наблюдений в том, что полученные данные относятся к реальным условиям их эксплуатации и невысокая стоимость, а недостатки – запаздывание данных, ограниченные возможности активного эксперимента.

Испытания проводятся либо на заводах – изготовителях, либо в специальных независимых испытательных центрах. Это весьма дорогостоящий вид испытаний, осуществляемый не в реальных условиях, а в имитируемых условиях эксплуатации, отвлекающий значительное количество оборудования от использования по назначению. Однако эти испытания дают возможность проводить активные эксперименты с выявлением недостатков конструкции, технологии изготовления и проверкой экстремальных воздействий и использовать эти данные для повышения надежности изделий, а, следовательно, ускорить получения данных.

.