Industrial product dependability.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Надежность в технике

СОСТАВ И ОБЩИЕ ПРАВИЛА ЗАДАНИЯ

ТРЕБОВАНИЙ ПО НАДЕЖНОСТИ

Industrial product dependability.

Dependability requirements:

Contents and general rules for specifying.

 

МКС 03.120.01

21.020

ОКСТУ 0027

Дата введения 01.01.92

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам

 

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 29.12.90 № 3552

 

3. ВЗАМЕН РД 50-650-87

 

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

 

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, приложения
ГОСТ 27.002-89	Вводная часть, п. 1.4, приложение 2

 

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2007 г.

 

 

Настоящий стандарт распространяется на все виды изделий и устанавливает состав, порядок и общие правила задания требований по надежности для включения их в нормативно-техническую (НТД) и конструкторскую документацию.

Стандарт является обязательным для изделий, разрабатываемых по заказам Министерства обороны, и рекомендуемым - для других изделий.

Требования настоящего стандарта могут быть конкретизированы в НТД по видам техники.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их определения - по ГОСТ 27.002.

 

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Требования по надежности - совокупность количественных и (или) качественных требований к безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости, выполнение которых обеспечивает эксплуатацию изделий с заданными показателями эффективности, безопасности, экологичности, живучести и других составляющих качества, зависящими от надежности изделия, или возможность применения данного изделия в качестве составной части другого изделия с заданным уровнем надежности.

1.2. При задании требований по надежности определяют (выбирают) и согласовывают между заказчиком (потребителем) и разработчиком (изготовителем) изделия:

типовую модель эксплуатации (или несколько моделей), применительно к которой (которым) задают требования по надежности;

критерии отказов по каждой модели эксплуатации, применительно к которой задают требования по безотказности;

критерии предельных состояний изделий, применительно к которым установлены требования по долговечности и сохраняемости;

понятие "выходной эффект" для изделий, требования по надежности к которым установлены с использованием показателя "коэффициент сохранения эффективности" K_эф;

номенклатуру и значения показателей надежности (ПН), применительно к каждой модели эксплуатации;

методы контроля соответствия изделий заданным требованиям по надежности (контроля надежности);

требования и (или) ограничения по конструктивным, технологическим и эксплуатационным способам обеспечения надежности, при необходимости, с учетом экономических ограничений;

необходимость разработки программы обеспечения надежности.

1.3. Типовая модель эксплуатации изделий должна содержать:

последовательность (циклограмму) этапов (видов, режимов) эксплуатации (хранения, транспортирования, развертывания, ожидания применения по назначению, применения по назначению, технического обслуживания и плановых ремонтов) с указанием их продолжительности;

характеристику принятой системы технического обслуживания и ремонта, обеспечения запасными частями, инструментов и эксплуатационными материалами;

уровни внешних воздействующих факторов и нагрузок для каждого этапа (вида, режима) эксплуатации;

численность и квалификацию обслуживающего и ремонтного персонала.

1.4. Номенклатуру задаваемых ПН изделия выбирают в соответствии с положениями настоящего стандарта и согласовывают в установленном порядке между заказчиком (потребителем) и разработчиком (изготовителем). Показатели, как правило, должны выбираться из числа показателей, определения которых приведены в ГОСТ 27.002. Допускается применять показатели, наименования и определения которых конкретизируют соответствующие термины, установленные ГОСТ 27.002, с учетом особенностей изделия и (или) специфики его применения, но не противоречат стандартизованным терминам.

Условные обозначения показателей, применяемых в настоящем стандарте, приведены в приложении 1, примеры возможных модификаций стандартизованных показателей - в приложении 2.

1.5. Общее число задаваемых на изделие показателей должно быть минимальным, но характеризовать все этапы его эксплуатации. Все показатели должны иметь однозначное толкование и для каждого из них должны существовать методы контроля (оценки) на всех стадиях жизненного цикла изделий.

1.6. Для изделий, подлежащих перед началом или в процессе эксплуатации хранению (транспортированию), задают показатели сохраняемости. При этом должны быть определены и учтены условия и режимы хранения (транспортирования), применительно к которым задают указанные показатели.

1.7. Для восстанавливаемых изделий, как правило, задают комплексный ПН или определяющий его набор единичных показателей безотказности и ремонтопригодности, причем первый вариант задания требований является предпочтительным. По требованию заказчика в дополнение к комплексному показателю может быть задан один из определяющих его показателей безотказности или ремонтопригодности. Не допускается одновременное задание комплексного и всех определяющих его единичных показателей. Для показателей ремонтопригодности должны быть определены и учтены условия и виды восстановления, ремонта и технического обслуживания, применительно к которым задают указанные показатели.

Пример. Для восстанавливаемых изделий непрерывного действия, выходной эффект от применения которых пропорционален суммарной продолжительности пребывания изделий в работоспособном состоянии, основным показателем является К_г. По согласованию между заказчиком и разработчиком возможны следующие сочетания задаваемых показателей: К_г и Т_о или К_г и Т_в, или Т_о и Т_в.

Недопустимое сочетание: К_г, Т_о и Т_в.

1.8. При статистическом методе контроля для выбора плана контроля соответствия изделий заданным требованиям по надежности применительно к каждому ПН устанавливают необходимые исходные данные: приемочный R _a и браковочный R _b, уровни, риски заказчика (потребителя) b и поставщика (изготовителя) a или доверительную вероятность g и значение отношения верхней R_в и нижней R_н доверительных границ.

1.9. Требования к конструктивным способам обеспечения надежности могут содержать:

требования и (или) ограничения по видам и кратности резервирования;

требования и (или) ограничения по затратам (стоимости) в изготовлении и эксплуатации, массе, габаритам, объему изделия и (или) его отдельных составных частей, комплектов ЗИП, оборудования для технического обслуживания и ремонтов;

требования к структуре и составу ЗИП;

требования к системе технического диагностирования (контроля технического состояния);

требования и (или) ограничения по способам и средствам обеспечения ремонтопригодности и сохраняемости;

ограничения по номенклатуре разрешенных к применению комплектующих изделий и материалов;

требования по применению стандартизованных или унифицированных комплектующих изделий и др.

1.10. Требования к технологическим (производственным) способам обеспечения надежности могут содержать:

требования к точностным параметрам технологического оборудования и его аттестации;

требования к стабильности технологических процессов, свойствам сырья, материалов, комплектующим изделиям;

требования к необходимости, длительности и режимам технологического прогона (обкатки, электротермотренировки и т. п.) изделий в процессе изготовления;

требования к способам и средствам контроля уровня надежности (дефектности) в ходе производства и др.

1.1. Требования к эксплуатационным способам обеспечения надежности могут содержать:

требования к системе технического обслуживания и ремонтов;

требования к алгоритму технического диагностирования (контроля технического состояния);

требования к численности, квалификации, длительности обучения (подготовки) обслуживающего и ремонтного персонала;

требования к способам устранения отказов и повреждений, порядку использования ЗИП, правилам регулировок и т.п.;

требования к объему и форме представления информации о надежности, собираемой (регистрируемой) в ходе эксплуатации и др.

1.12. Требования по надежности включают в:

тактико-технические задания (ТТЗ), технические задания (ТЗ) на разработку или модернизацию изделий;

технические условия (ТУ) на изготовление опытной и серийной продукции (если согласованы правила или условия их подтверждения);

стандарты общих технических требований (ОТТ), общих технических условий (ОТУ) и технических условий (ТУ).

В паспортах, формулярах, инструкциях и другой эксплуатационной документации требования по надежности (показатели надежности) указывают по согласованию между заказчиком (потребителем) и разработчиком (изготовителем) в качестве справочных. Требования по надежности могут включаться в договоры на разработку и поставку изделий.

 

ПОРЯДОК ЗАДАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ПО НАДЕЖНОСТИ НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ

 

2.1. Требования по надежности, включаемые в ТТЗ (ТЗ), первоначально определяют на стадии исследования и обоснования разработки путем выполнения следующих работ:

анализа требований заказчика (потребителя), назначения и условий эксплуатации изделия (или его аналогов), ограничений по всем видам затрат, в том числе по конструктивному исполнению, технологии изготовления и стоимости эксплуатации;

выработки и согласования с заказчиком (потребителем) критериев отказов и предельных состояний;

выбора рациональной номенклатуры задаваемых ПН;

установления значений (норм) ПН изделия и его составных частей.

2.2. На стадии разработки изделия по согласованию между заказчиком (потребителем) и разработчиком допускается уточнять (корректировать) требования по надежности при соответствующем технико-экономическом обосновании путем выполнения следующих работ:

рассмотрения возможных схемно-конструктивных вариантов построения изделия и расчета для каждого из них ожидаемого уровня надежности, а также показателей, характеризующих виды затрат, включая эксплуатационные, и возможности выполнения других заданных ограничений;

выбора схемно-конструктивного варианта построения изделия, удовлетворяющего заказчика по совокупности ПН и затрат;

уточнения значений ПН изделия и его составных частей.

2.3. При формировании ТУ на серийные изделия в него включают, как правило, те ПН из заданных в ТТЗ (ТЗ), которые предполагается контролировать на этапе изготовления изделия.

2.4. На стадиях серийного производства и эксплуатации допускается по согласованию между заказчиком и разработчиком (изготовителем) корректировать значения отдельных ПН по результатам испытаний или подконтрольной эксплуатации.

2.5. Для сложных изделий при их отработке, опытном и серийном производстве допускается поэтапное задание значений ПН (при условии повышения требований к надежности) и параметров планов контроля, исходя из установившейся практики, с учетом накопленных статистических данных по предшествующим изделиям-аналогам, и по согласованию между заказчиком (потребителем) и разработчиком (изготовителем).

2.6. При наличии прототипов (аналогов) с достоверно известным уровнем надежности состав работ по заданию требований по надежности, приведенный в пп. 2.1 и 2.2, может быть сокращен за счет тех показателей, информация по которым имеется на момент формирования раздела ТТЗ (ТЗ), ТУ "Требования по надежности".

 

ПРИМЕРЫ ВОЗМОЖНЫХ МОДИФИКАЦИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ СТАНДАРТИЗОВАННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

 

1. Определения ПН в ГОСТ 27.002 сформулированы в общем виде, без учета возможной специфики назначения, применения, конструктивного исполнения изделий и других факторов. При задании ПН для многих видов изделий возникает потребность конкретизации их определений и наименований с учетом:

определения понятия "выходной эффект" для изделий, основным показателем которых является "коэффициент сохранения эффективности" K_эф;

этапа эксплуатации, применительно к которому задан ПН;

принятой для рассматриваемых изделий классификации отказов и предельных состояний.

2. K_эф по ГОСТ 27.002 представляет собой обобщенное наименование группы показателей, применяемых в различных отраслях техники и имеющих собственные наименования, обозначения и определения.

Примерами таких показателей могут быть:

для технологических систем:

"коэффициент сохранения производительности";

"вероятность выпуска заданного количества продукции определенного качества за смену (месяц, квартал, год)" и т.п.;

для космической техники:

"вероятность выполнения программы полета" космическим аппаратом и т.п.;

для авиационной техники:

"вероятность выполнения типовой задачи (полетного задания) за заданное время" самолетом и т.п.

При этом должны быть дополнительно определены слова "производительность", "продукция", "качество продукции", "программа полета", "типовая задача", "полетное задание" и т.п., характеризующие "выходной эффект" изделий.

3. Для некоторых изделий следует задавать ПН применительно к отдельным этапам их эксплуатации (применения). Так, например, для авиационной техники применяют следующие разновидности показателя "средняя наработка на отказ":

"средняя наработка на отказ в полете";

"средняя наработка на отказ при предполетной подготовке" и т.п.;

для ракетной техники:

"вероятность безотказной подготовки к пуску и безотказного пуска ракеты";

"вероятность безотказного полета ракеты";

"вероятность безотказного срабатывания у цели".

4. Для многих ответственных изделий задают ПН раздельно для критических и остальных отказов. Например, для авиационной техники, помимо "средней наработки на отказ" задают "среднюю наработку на отказ, приводящий к задержке вылета" и т.п. Для радиоэлектронной аппаратуры, имеющей в своем составе изделия вычислительной техники, целесообразно различать "среднюю наработку на устойчивый отказ" и "среднюю наработку на отказ сбойного характера (на сбой)".

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

 

ПРИМЕРЫ ВЫБОРА НОМЕНКЛАТУРЫ ЗАДАВАЕМЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

 

Пример 1. Радиостанция переносная

Радиостанция - ИКН вида I, многократного циклического применения, восстанавливаемое, обслуживаемое. Задаваемые показатели по табл. 2:

K_о.г = K_г · P (t_б.p); Т_в.

Радиостанция - изделие, переход которого в предельное состояние не ведет к катастрофическим последствиям, стареющее и изнашиваемое одновременно, ремонтируемое обезличенным способом, длительно хранимое. Задаваемые показатели долговечности и сохраняемости по табл. 4 и 5: Т_{р.ср.к.р}; Т_{сл.ср.к.р}, Т_с.ср.

Пример 2. Универсальная электронно-вычислительная машина (ЭВМ)

ЭВМ - ИОН вида I, непрерывного длительного применения, восстанавливаемое, обслуживаемое, переход которого в предельное состояние не ведет к катастрофическим последствиям, стареющее, неремонтируемое, длительно не хранимое. Задаваемые показатели по табл. 2 и 4: K_т.и; Т _о (или Т_в при наличии ограничений на продолжительность восстановления после отказа); Т_{сл.ср.сп}.

Пример 3. Транзистор

Транзистор - ИОН вида I (высоконадежное комплектующее изделие межотраслевого применения), непрерывного длительного применения, невосстанавливаемое, необслуживаемое, переход которого в предельное состояние не ведет к катастрофическим последствиям, изнашиваемое, стареющее при хранении. Задаваемые показатели по табл. 2, 4 и 5: l; Т_р.ср.сп; Т_с.ср.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

 

Общие положения

 

1.1. Методический подход к обоснованию норм ПН для ИКН и ИОН различен.

1.2. Методика обоснования норм ПН не зависит от вида показателя, поэтому ПН обозначается одним общим символом R.

1.3. Методика применяется в тех случаях, когда известны или могут быть установлены:

а) возможные варианты построения изделия и набор мероприятий по повышению надежности относительно исходного "базового" уровня;

б) значения прироста надежности (D R_i) и затрат (D С_i) для каждого из этих вариантов (мероприятий);

в) вид зависимости "эффективность - надежность" – E = E (R), знание которой необходимо дополнительно, наряду с "а" и "б" при решении задачи, когда выходной эффект и затраты на обеспечение надежности - величины одного и того же вида (см. п. 2.2.2.1).

Если для различных ПН оптимальные варианты построения изделия оказываются различными, то окончательное решение принимают на основании сравнительного анализа таких вариантов с учетом уровня показателей назначения, массо-габаритных, технико-экономических и других характеристик качества.

Одновременно с обоснованием норм ПН решают задачу выбора оптимального (по критерию надежности) варианта построения изделия и распределения норм ПН между его составными частями.

 

2. Определение норм ПН (R_тр) для новых разработок ИКН

 

2.1. Постановка задачи и исходные данные

2.1.1. Уровень надежности изделия должен быть не ниже некоторого минимального R _min, при котором создание (использование) изделия еще имеет смысл с учетом ограничивающих факторов. R _min может быть числом или областью допустимых значений.

2.1.2. Если ограничивающих факторов несколько, то среди них выбирают один, исходя из условия, что ограничение по нему в процессе повышения надежности наступает раньше других. Далее рассматривается один ограничивающий фактор, в качестве которого принят наиболее общий - стоимость C_oгp.

2.1.3. В общем случае зависимость эффективности E (R) и стоимости C (R) изделия от уровня его надежности имеет вид, представленный на черт. 1.

2.1.4. При указанных условиях задача может быть сформулирована следующим образом: необходимо определить уровень надежности изделия, как можно более близкий к оптимальному, удовлетворяющий ограничениям R ³ R _min; C (R) £ C_oгp.

 

Решение задачи

2.2.1. Общий порядок решения задачи заключается в следующем. Оценивают уровень надежности исходного варианта изделия, изучают причины его недостаточной надежности и рассматривают возможные мероприятия по повышению надежности и различные варианты построения изделий. По каждому мероприятию (варианту) оценивают затраты D С_i на повышение уровня надежности, возможное увеличение D R_i показателей надежности, строят оптимальную зависимость C (R) или R (С) и определяют прирост эффективности D Е_i. Из всех мероприятий выбирают наиболее эффективное по D Е_i или D Е_i / D С_i, а затем расчет повторяют при новом исходном варианте (при уровне надежности R, достигнутом после очередного мероприятия).

Расчет заканчивают тогда, когда наиболее эффективное из оставшихся мероприятий не может обеспечить экономический выигрыш (достигнут оптимум) или когда исчерпаны выделенные средства на повышение надежности. Обобщенная схема решения задачи приведена на черт. 2.

Характер зависимостей E (R), C (R) и D E (R) = E (R) – C (R)

(когда Е и С величины одного вида)

 

 

Черт. 1

 

ПРИМЕРЫ ТИПИЧНЫХ КРИТЕРИЕВ ОТКАЗОВ И ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

 

1. Типичными критериями отказов могут быть:

прекращение выполнения изделием заданных функций; снижение качества функционирования (производительности, мощности, точности, чувствительности и других параметров) за пределы допустимого уровня;

искажения информации (неправильные решения) на выходе изделий, имеющих в своем составе ЭВМ или другие устройства дискретной техники, из-за сбоев (отказов сбойного характера);

внешние проявления, свидетельствующие о наступлении или предпосылках наступления неработоспособного состояния (шум, стук в механических частях изделий, вибрация, перегрев, выделение химических веществ и т.п.).

2. Типичными критериями предельных состояний изделий могут быть:

отказ одной или нескольких составных частей, восстановление или замена которых на месте эксплуатации не предусмотрена эксплуатационной документацией (должна выполняться в ремонтных органах);

механический износ ответственных деталей (узлов) или снижение физических, химических, электрических свойств материалов до предельно допустимого уровня;

снижение наработки на отказ (повышение интенсивности отказов) изделий ниже (выше) допустимого уровня;

превышение установленного уровня текущих (суммарных) затрат на техническое обслуживание и ремонты или другие признаки, определяющие экономическую нецелесообразность дальнейшей эксплуатации.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справочное

 

ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ И ИЗЛОЖЕНИЯ РАЗДЕЛОВ "ТРЕБОВАНИЯ ПО НАДЕЖНОСТИ" В ТТЗ (ТЗ), ТУ, СТАНДАРТАХ ВИДОВ ОТТ (ОТУ) И ТУ

 

1. Требования по надежности оформляют в виде раздела (подраздела), снабженного заголовком "Требования по надежности".

2. В первом пункте раздела приводят номенклатуру и значения ПН, которые записывают в следующей последовательности:

комплексные показатели и (или) единичные показатели безотказности и ремонтопригодности;

показатели долговечности;

показатели сохраняемости.

Рекомендуемая формулировка:

"Надежность _______________________ в условиях и режимах эксплуатации, установленных

наименование изделия

пп. ___________ настоящего ТТЗ (ТЗ), ТУ, должна характеризоваться следующими значениями ПН..." (далее приводятся эти показатели).

Пример. Надежность каналообразующей телеграфной аппаратуры в условиях и режимах эксплуатации, установленных пп. _______, должна характеризоваться следующими значениями показателей:

средняя наработка на отказ - не менее 5000 ч;

среднее время восстановления на объекте эксплуатации силами и средствами дежурной смены - не более 0,25 ч;

полный средний срок службы - не менее 20 лет;

средний срок сохраняемости в заводской упаковке в отапливаемом помещении - не менее 6 лет.

2.1. В стандартах ОТТ требования по надежности приводят в виде предельно допустимых значений ПН для изделий данной группы.

2.2. В стандартах видов ОТУ (ТУ) и в ТУ требования по надежности устанавливают в виде предельно допустимых значений тех показателей, которые контролируют при изготовлении изделий данной группы, и приводят в качестве справочных значений показателей, заданных в ТЗ на разработку изделия, но в процессе изготовления не контролируемых.

3. Во втором пункте приводят определения (критерии) отказов и предельного состояния, а также понятия "выходной эффект" или "эффективность изделия", если в качестве основного ПН задан коэффициент сохранения эффективности K_эф.

Рекомендуемые формулировки:

Предельным состоянием _______________________ считают...

наименование изделия

Отказом _______________________ считают …

наименование изделия

Выходной эффект _______________________ оценивают в...

наименование изделия

Эффективность _______________________ равна …

наименование изделия

Пример 1.

Предельным состоянием автомобиля считают:

деформацию или повреждение рамы, не устранимые в эксплуатирующих организациях;

необходимость одновременной замены двух и более основных агрегатов;

превышение годовой суммарной стоимости технического обслуживания и текущих ремонтов на... руб.

Пример 2.

Отказом автомобиля считают:

заклинивание коленчатого вала двигателя;

снижение мощности двигателя ниже...;

дымление двигателя на средних и больших оборотах;

падение давления в шине, прокол шины и др.

Пример 3.

Выходной эффект передвижной дизель-электростанции оценивают выработкой заданного количества электроэнергии за заданное время с установленными параметрами качества.

4. В третьем пункте приводят общие требования к методам оценки надежности и исходные данные для оценки соответствия изделий требованиям по надежности каждым из методов.

Рекомендуемая формулировка:

"Соответствие ___________________________ требованиям по надежности, установленным в

наименование изделия

пп. …, на этапе проектирования оценивают расчетным методом с использованием данных о надежности комплектующих изделий по ________________________; на этапе предварительных

наименование НТД

испытаний - расчетно-экспериментальным методом по __________________________, принимая

наименование НТД

значения доверительной вероятности не менее...; на этапе серийного производства контрольными испытаниями по ___________________, используя следующие исходные данные

наименование НТД

для планирования испытаний:

браковочный уровень R _b (указывают значения);

риск заказчика b (указывают значения);

приемочный уровень R _a (указывают значения);

риск поставщика a (указывают значения).

В отдельных случаях допускается использование других исходных данных в соответствии с действующей НТД.

5. В четвертом пункте раздела приводят, при необходимости, требования и ограничения по способам обеспечения заданных значений ПН (в соответствии с п. 1.9-1.11 настоящего стандарта).

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Надежность в технике

СОСТАВ И ОБЩИЕ ПРАВИЛА ЗАДАНИЯ

ТРЕБОВАНИЙ ПО НАДЕЖНОСТИ

Industrial product dependability.

Dependability requirements: