Параметры безотказности как основные показатели надежности

Рассмотрим характеристики восстанавливаемых объектов. При этом необходимо учитывать следующие условия. На испытаниях находится N0 изделий, которые при отказе немедленно заменяются новыми или отремонтированными. Испытания заканчиваются, если число отказов достигнет величины, достаточной для оценки надежности.

К числу широко применяемых количественных характеристик надежности восстанавливаемых объектов относятся:

— параметр потока отказов ω(t);

— средняя наработка на отказ tср;

— гамма-процентная наработка до отказа γ;

— коэффициент готовности кг;

— коэффициент вынужденного простоя кп.

Если не учитывать время на восстановление системы, то количественными характеристиками являются параметр потока отказов ω(t) и наработка на отказ tср.

Параметр потока отказов (или удельная повреждаемость) ω(t) — это отношение количества ∆n (t) отказавших единиц оборудования в единицу времени ∆t к числу т (t) единиц оборудования, работающих в данный отрезок времени:

ω(t) = ∆n (t)/ т (t) ∆t

Характеристика ω(t) может иметь весьма сложную зависимость от времени. Особый интерес в связи с этим представляет зависимость ω(t) от срока эксплуатации, на основании которой можно установить периоды приработки, нормальной работы и старения для отдельных видов оборудования.

Средняя наработка на отказ (наработка на отказ) tср– это отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки, т.е. определяется как среднее значение времени между соседними отказами:

где ti – время исправной работы изделия между (i-1) -м и i-м отказами;

п – число отказов за некоторое время t.

Формула (2.14) используется при испытании одного образца изделий.

Если на испытании находится N образцов в течение времени t, то tср вычисляется следующим образом:

где – время работы j- го образца изделий между (i-1) -м и i-м отказами;

– число отказов j- гo образца за время t.

С другой стороны:

tср = Тср =

Среднее время наработки на отказ, или, иначе говоря, продолжительность работы между отказами, можно определить приближенно за год:

Тср ≈ ω

Рассматриваемый показатель рассчитывается по экспериментальным данным.

Гамма-процентная наработка до отказа – это наработка, в течение которой отказ объекта не возникает с вероятностью , выраженной в процентах. Более подробное описание про этот показатель и такое понятие как гамма-распределение приведено [5].

Параметр потока отказов и наработка на отказ, рассмотренные ранее, характеризуют надежность ремонтируемого изделия и не учитывают времени, необходимого на его восстановление. Поэтому они не характеризуют готовность изделия к выполнению своих функций в нужное время. Для этой цели вводятся такие критерии, как коэффициент готовности и коэффициент вынужденного простоя.

Коэффициент готовности кг — это есть отношение суммарного времени исправной работы tp к сумме суммарного времени исправной работы tpи вынужденных простоев tп:

где tpi – время работы между (i-1) -м и i-м отказами;

tпi – время простоя после i-гo отказа;

n – число отказавших изделий.

При анализе готовности восстанавливаемого объекта коэффициент готовности вычисляется по следующей формуле:

кг = Тср / (Тср + tв), (2.19)

где tв – среднее время восстановления объекта.

Коэффициент вынужденного простоя кп – это есть отношение времени вынужденного простоя к сумме времени исправной работы и вынужденных простоев:

Коэффициент готовности и коэффициент вынужденного простоя связаны между собой зависимостью:

Kп = 1 - Kг. … (2.21)

Следует отметить, что в зависимости от ситуации даже один и тот же объект может быть отнесен к тому или иному виду. Так, например, иногда надежность восстанавливаемых изделий или системы оценивается до первого отказа или резервирования. В этом случае показателями надежности восстанавливаемых систем могут служить показатели надежности невосстанавливаемых систем.

Наличие нескольких показателей надежности вовсе не означает, что нужно оценивать надежность объектов по всем этим показателям.