Методы обеспечения надежности

3.3.1. Нормирование требований к надежности

Под нормированием требований к надежности понимают задания в нормативно-технической и (или) технической документации количественных значений показателей надежности и (или) комплекса требований к конструкции, технологии изготовления и правилам эксплуатации, выполнение которых обязательно для обеспечения требуемого уровня надежности [25,32,43,47].

Возможные качественные требования, предъявляемые к конструкции, технологии и эксплуатации, реализуются на основе методов, приведенных на рис. 3.3.

Рассмотрим нормирование функционально-эксплуатационных показателей (показателей назначения). Нормативные значения такого вида показателей (мощность, частота, амплитуда, расход, материалоемкость, габаритные размеры и т.п.) регламентируются в стандартах некоторой детерминированной величиной, позволяющей классифицировать изделия на соответствующие и не соответствующие требованиям нормативно-технической документации (на годные и бракованные). Если норма – детерминированная величина, то фактические значения функционально-эксплуатационных показателей качества у отдельного изделия являются случайными величинами, распределение которых может быть описано некоторым теоретическим распределением, например, нормальным.

Аналогичное положение имеет место в практике нормирования точности изготовления.

Рассмотрим подробнее сущность показателей надежности, как количественной характеристики данного свойства изделий.

Показатели надежности при таком подходе следует подразделять на две группы: фактические значения показателей, характеризующие надежность реально изготовленных изделий, и показатели надежности, регламентированные в качестве норм, т.е. нормативные показатели. Показатели надежности реально изготовленной продукции могут характеризовать надежность одного изделия или их совокупности (партии). Надежность единичного образца изделия характеризуется наработкой до отказа, наработкой между отказами, ресурсом (сроком службы), сроком восстановления. Эти характеристики являются случайными величинами и их точные значения могут быть определены только по данным эксплуатации или испытаний. В общем случае значения этих показателей различны у каждого изделия.

Если закон распределения наработок (ресурса) неизвестен, то можно пользоваться следующим правилом:

нормальный закон – для изделий, у которых основным видом разрушения является износ и коррозия;

распределение Вейбулла и логарифмически-нормальное – при отказах из-за усталостного разрушения;

экспоненциальное распределение – для устройств электронной приборной аппаратуры, имеющих большое число элементов.

Статистически показатели надежности совокупности (партии) реально изготовленной продукции определяются по показателям надежности единичных изделий, входящих в данную совокупность. При этом показатели надежности такой совокупности могут получаться в виде точечных оценок доверительных интервалов. Необходимость построения доверительных интервалов связана с ограниченностью объемов выборок, по которым имеются данные о надежности единичных изделий.

При регламентации показателей надежности необходимо четко разграничивать события, происходящие в изделии: повреждение и отказ.

К повреждениям относятся события, заключающиеся в нарушении исправного состояния изделия при сохранении его работоспособности, а к отказам – события, приводящие к нарушению работоспособного состояния. Одновременно с регламентацией показателей надежности должны указываться критерии отказов и предельных состояний, которые должны регламентировать, какие дефекты относятся к повреждениям, а какие к отказам. Во всех случаях критерии отказов должны назначаться с учетом функционального назначения изделий, экономической целесообразности и должны быть согласованы с потребителем.

От правильно выбранной номенклатуры нормируемых показателей надежности зависят конструктивно-технологические решения, принимаемые при разработке новых изделий. Конкретный состав нормируемых показателей надежности должны устанавливаться для каждого вида изделий с учетом особенностей его использования, последствий отказов, принятой системы технического обслуживания и ремонта и по согласованию с потребителем.

Возможная форма организации проверки соблюдения установленных показателей показана на рис. 3.4.