Случайные величины, их свойства и характеристики

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций в заданных условиях (условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования).

Надежность является одним из свойств, характеризующих качество изделий. Под качеством изделий понимается совокупность свойств изделий, обусловливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением.

Объекты, рассматриваемые в теории надежности:

изделие – единица продукции, выпускаемая данным предприятием, цехом и т.д.;

элемент – условно неделимая составная часть системы;

система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Изделия делятся на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем (эл. лампы и т.д.)и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (автомобиль и т.д.).

Состояния изделия, характеризующие его надежность:

работоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции;

исправное состояние – состояние изделия, при котором оно удовлетворяет не только основным, но и всем вспомогательным требованиям. Исправное изделие обязательно работоспособно.

предельное состояние – неработоспособное состояние изделия, при котором эксплуатация или восстановление изделия нецелесообразны.

Событие, характеризующее надежность изделия:

отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Отказ возникает в результате наличия в изделии одного или нескольких дефектов. Под дефектом понимается каждое отдельное несоответствие изделия установленным требованиям. Следует отметить, что появление дефектов не всегда приводит к отказу изделий.

Критерием отказа называют признаки неработоспособного состояния изделия, установленные в нормативно-технической или конструкторской документации.

В соответствии с характером развития и проявления отказы делят на внезапные (поломки от перегрузок), постепенные по развитию и внезапные по проявлению (усталостные разрушения, перегорание ламп) и постепенные (износ, старение). Постепенные отказы заключаются в плавном выходе параметров за границы допуска.

По возможности дальнейшего использования изделия отказы делят на полные, исключающие возможность работы изделия до их устранения, и частичные, при которых изделие может частично использоваться, например, с неполной мощностью или на пониженной скорости.

По времени возникновения отказы делятся на приработочные, возникающие в первый период эксплуатации, на отказы при нормальной эксплуатации (в период до проявления износовых отказов) и на износовые.

Отказы изделия, которые устраняются самопроизвольно, без вмешательства извне, называются самоустраняющимися или перемежающимися (нарушение электрического контакта).

По причинам возникновения отказы делятся на конструкционные, вызванные недостатками конструкции, технологические, вызванные несовершенством технологии производства, и эксплуатационные, вызванные неправильной эксплуатацией.  

Причины отказов делятся на  случайные и систематические.

Случайные причины отказов – причины, возникновение которых нельзя предугадать заранее. Случайной причиной отказов обычно является неблагоприятное сочетание случайных факторов.

Систематические причины – причины, возникновение которых можно предугадать заранее (влияние температуры, трения, агрессивных химических веществ и т.д.).

Свойства изделий, характеризующие их надежность.

Безотказность – свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданной наработки.

Долговечность – свойство сохранять работоспособность до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Для невосстанавливаемых изделий понятия долговечности и безотказности совпадают.

Ремонтопригодность – свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство изделия сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности во время хранения и транспортирования.

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ

Классификация показателей

Показатели надежности используют для количественной характеристики надежности.

Показатели надежности классифицируют:

- по способу их получения;

- по области их использования;

- по области их распространения;

- по свойствам изделий, характеризующим надежность;

По способу получения показатели надежности делятся на эксплуатационные, получаемые по данным эксплуатации; экспериментальные, получаемые по данным испытаний; расчетные, получаемые расчетными методами.

По области использования показатели надежности делятся на нормативные, используемые в нормативно-технической или конструкторской (проектной) документации; оценочные, используемые для оценки надежности по результатам испытаний и эксплуатации.

По области распространения показатели надежности делятся на индивидуальные, характеризующие надежность одного изделия; групповые, характеризующие надежность партии изделий.

По свойствам изделий, характеризующим их надежность, различают показатели надежности, приведенные в таблице 1.1: показатели безотказности, показатели долговечности, показатели сохраняемости, показатели ремонтопригодности и показатели, характеризующие комбинацию свойств (комплексные показатели).

Таблица 1.1

Классификация показателей надежности по свойствам изделий, характеризующим надежность

Свойства, характеризующие надежность	Наименование показателя	Обозначение
Безотказность	Вероятность безотказной работы	P (t)	Единичные показатели
	Интенсивность отказов	l(t)
	Средняя наработка на отказ	T0
	Средняя наработка до отказа	T ср
Долговечность	Средний ресурс	T р
	Гамма-процентный ресурс	T pg
	Назначенный ресурс	T р.н
	Установленный ресурс	T р.у
	Средний срок службы	T сл
	Гамма-процентный срок службы	T слg
	Назначенный срок службы	T сл.н
	Установленный срок службы	T сл.у
Сохраняемость	Средний срок сохраняемости	T c
	Гамма-процентный срок сохраняемости	T cg
	Назначенный срок хранения	T c.н
	Установленный срок сохраняемости	T c.у
Ремонтопригодность	Среднее время восстановления	T в
	Вероятность восстановления	P в(t в)
Комбинация свойств	Коэффициент готовности	K г	Комплексные показатели
	Коэффициент оперативной готовности	K о.г
	Коэффициент технического использования	K т.и

С помощью единичных показателей оценивают одно из свойств изделия, характеризующих его надежность. С помощью комплексных показателей  оценивают одновременно несколько таких свойств.

Показатели безотказности

Вероятность безотказной работы P (t)– вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ изделий не возникает (наработка – это продолжительность или объем работы изделия). Другими словами, вероятность безотказной работы P (t)– это вероятность того, что наработка Т изделия до отказа больше или равна заданной наработке t, т.е. вероятность P (T ³ t).

Статистическую оценку вероятности безотказной работы в течение наработки t определяют из соотношения:

 

где N _р(t) – число работоспособных изделий к концу времени t испытаний или эксплуатации; N – число изделий, поставленных на испытания или эксплуатацию; n (t) – число изделий, отказавших в течение наработки t.

Вероятность отказа:

Вероятность отказа равна функции распределения наработки до отказа F (t):

Q (t) = P (T < t) = F (t).

Распределение отказов во времени характеризуется  плотностью распределения наработки до отказа  f (t):

где D n (t)– число отказавших изделий в течение наработки D t.

Так как P (t) = 1 – Q (t), то

 

(1.1)

 

Интенсивность отказов:

,

где D n (t) – число отказов в интервале наработки [ t; t +D t)

Так как  то

(1.2)

Из формул (1.1) и (1.2) выводится одно из основных уравнений теории надежности:

Средняя наработка до отказа T _ср – это математическое ожидание наработки изделия до первого отказа.

В вероятностной трактовке:

В статистической трактовке:

где

Здесь N _р(t_i)– число работоспособных изделий к моменту наработки t_i ; N – общее число изделий, поставленных на испытание или в эксплуатацию; D t_i=t_{i +1} –t_i ; k – общее число рассматриваемых интервалов наработки.

Средняя наработка на отказ – это отношение суммарной наработки восстанавливаемого изделия к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Другими словами, средняя наработка на отказ – это математическое ожидание наработки изделия до очередного отказа после начала эксплуатации или ремонта.

Показатели долговечности

Технический ресурс (сокращенно ресурс) – наработка изделия от начала его эксплуатации после изготовления или ремонта до предельного состояния. Ресурс выражается в единицах времени работы, длины пути и в единицах выпуска продукции. Различают ресурс до первого капитального ремонта; между капитальными ремонтами; до списания (полный ресурс). Для группы изделий в технической документации указывается средний или минимальный ресурс.

Средний ресурс T _рравен:

где T _{р i} – ресурс i- го изделия; N– число изделий, поставленных на испытания.

Гамма-процентный ресурс T _рg– ресурс, обеспечиваемый с вероятностью g. Для двигателей обычно назначают и определяют 90%-й и 80%-й ресурс. Ресурс T _р50 называют медианным. При исчерпании этого ресурса половина изделий достигает предельного состояния.

Назначенный ресурс – суммарная наработка, при достижении которой работа изделия прекращается независимо от его технического состояния для проведения капитального ремонта или списания.

Установленный ресурс – значение ресурса, обусловленное конструкцией, технологией изготовления и условиями эксплуатации изделия.

Срок службы – календарная наработка до предельного состояния. Выражается обычно в годах. В отличие от ресурса срок службы включает в себя перерывы в работе изделия.

Средний, гамма-процентный, назначенный и установленный сроки службы определяются так же, как и соответствующие значения ресурса.

В технической документации обычно указываются такие показатели, как гарантийная наработка и срок гарантии.

Гарантийная наработка – это наработка изделия, до завершения которой изготовитель гарантирует и обеспечивает определенное качество изделия при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в том числе правил хранения и транспортирования. Если в течение этой наработки возникнут неисправности по вине завода-изготовителя, то последний должен безвозмездно их устранить.

Срок гарантии – это календарная наработка...(далее – см. определение гарантийной наработки). Другими словами, срок гарантии – это гарантийная календарная наработка.

Если в технических условиях указывается и гарантийная наработка и срок гарантии, то изготовитель несет ответственность в пределах любой из этих величин. (Например, для автомобиля "Волга" ГАЗ-2430 гарантийная наработка 30 тыс. км пробега, а срок гарантии – 6 месяцев. Это означает, что если в пределах любой из этих величин на автомобиле возникнут неисправности по вине завода-изготовителя, то последний должен безвозмездно их устранить.)

Показатели сохраняемости.

Срок сохраняемости – календарная продолжительность хранения или транспортирования изделия, в течение которой показатели его надежности сохраняются в пределах, заданных в нормативно-технической документации.

Среднее, гамма-процентное, назначенное и установленное значения срока сохраняемости определяются аналогично соответствующим значениям срока службы.

Комплексные показатели

Комплексные показатели характеризуют и безотказность и ремонтопригодность.

Коэффициент готовности K _г – вероятность того, что изделие окажется работоспособным в произвольный момент времени кроме планируемых перерывов в его работе (плановое техническое обслуживание, перерывы между рабочими сменами).

,

где Т _раб – суммарная наработка всех изделий в единицах времени, Т _рем – суммарное время, затраченное на восстановление работоспособности.

Коэффициент технического использования K _т.и – отношение наработки изделия за определенный период эксплуатации к сумме наработки и времени, затраченного на техническое обслуживание, плановые ремонты и неплановое восстановление за тот же период эксплуатации. Рассчитывают K _т.ипо формуле:

,

где Т _ТО – суммарное время, затраченное на техническое обслуживание.

 

Коэффициент оперативной готовности K _о.г – вероятность того, что изделие окажется работоспособным в произвольный момент времени кроме планируемых перерывов в его работе и, начиная с этого момента, оно будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

где P (t ₀, t₁) – вероятность безотказной работы изделия в интервале [ t ₀ ,t ₁].

Отказоустойчивые системы

Способность систем сохранять свою работоспособность при отказе одного или нескольких элементов называется отказоустойчивостью (толерантностью). По способу обеспечения отказоустойчивости все системы делятся на системы типа«m из n», мостиковые и комбинированные.

Система типа “m из n” сохраняет свою работоспособность, если из n ее элементов работоспособными окажутся любые m и более элементов. Вариантами систем типа “ m из n ” являются последовательные и параллельные системы.

Последовательная система – это система типа “ n из n ”. Отказ любого элемента этой системы приводит к отказу всей системы. Поэтому последовательная система не является отказоустойчивой. Примером последовательной системы служат: последовательно соединенные электрические лампы; система подшипников.

Параллельная система – это система типа “1 из n ”. Отказ параллельной системы наступает при отказе всех ее элементов. Примером параллельной системы служат: параллельно соединенные электрические лампы; резервированные системы.

Мостиковая система получается из параллельно соединенных друг с другом последовательных цепочек элементов посредством присоединения диагональных элементов между узлами различных параллельных ветвей (рис.1.7). Работоспособность такой системы нарушается при возникновении определенной комбинации отказов ее элементов.

Комбинированная система – это система, состоящая из подсистем типа «m из n» имостиковых подсистем. Для отказа такой системы необходимо возникновение определенной комбинации отказов. Примеры: смешанно соединенные электрические лампы; частично резервированные системы.

Прогнозирование надежности

Прогнозирование надежности технического объекта – это научное направление, изучающее методы предсказания технического состояния объекта при воздействии на него заданных факторов.

Прогнозирование применяется для определения остаточного ресурса систем, их технического состояния, числа ремонтов и технических обслуживаний, расхода запасных частей и решения других задач в области надежности.

Прогнозирование показателей надежности может производиться по разнообразным параметрам (например, по усталостной прочности, динамике процесса изнашивания, по виброакустическим параметрам, содержанию элементов износа в масле, по стоимости и трудовым затратам и т.д.).

Современные методы прогнозирования подразделяют на три основные группы.

1. Методы экспертных оценок, сущность которых сводится к обобщению, статистической обработке и анализу мнений специалистов. Последние обосновывают свою точку зрения, используя информацию об аналогичных объектах и анализируя состояние конкретных объектов.

2. Методы моделирования, базирующиеся на основных положениях теории подобия. Эти методы заключаются в формировании модели объекта исследования, проведении экспериментальных исследований модели и в пересчете полученных значений с модели на натуральный объект. Например, путем проведения ускоренных испытаний сначала определяют долговечность изделия в форсированных (жестких) условиях эксплуатации, а затем с помощью соответствующих формул и графиков определяется долговечность в реальных условиях эксплуатации.

3. Статистические методы, из которых наибольшее применение находит метод экстраполяции. В его основе лежат закономерности изменения прогнозируемых параметров во времени. Для описания этих закономерностей подбирают по возможности простую аналитическую функцию с минимальным числом переменных.

Так, путем статистической обработки определяют параметр, который служит диагностическим признаком технического состояния двигателя, например, прорыв картерных газов или расход масла. По этому параметру прогнозируется остаточный ресурс. При этом следует учитывать, что действительный ресурс может колебаться вокруг полученной величины.

Основными причинами неточного прогнозирования являются недостаточная полнота, достоверность и однородность информации (однородной называется информация об одинаковых изделиях, эксплуатируемых в одинаковых условиях), низкая квалификация прогнозиста.

Эффективность прогнозирования устанавливают по изменению показателя надежности в результате внедрения рекомендованных средств ее повышения.

НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Надежность автомобилей и их узлов характеризуют преимущественно средним ресурсом, гамма-процентным ресурсом до ремонта, средней суммарной трудоемкостью ТО, средней суммарной стоимостью ТО.

Повреждения и отказы автомобилей можно объединить в следующие группы: 1) износовые отказы (50...70 % всех отказов двигателей); 2) усталостные повреждения (выкрашивание поверхностей, трещины, изломы и т.п.); 3) отказы, вызванные старением; 4) отказы, вызванные остаточной деформацией; 5) неисправности вследствие нарушения регулировок.

Детали автомобилей по их ресурсу могут быть разделены на следующие группы: 1) детали, по ресурсам которых назначают гарантийный пробег автомобиля. Ресурс этих деталей невозможно или экономически невыгодно создавать равным пробегу до капитального ремонта (фрикционные накладки, фильтры, сальники, шипы и т.д.); 2) детали, по ресурсу которых определяется значение ресурса до капитального ремонта. К ним относятся детали, работающие в напряженных условиях, но при отказе не влияющие на безопасность движения (шестерни, валы коробок передач, подшипники и т.д.); 3) детали, по ресурсу которых назначают значение ресурса до полного списания. К ним относятся детали шасси автомобиля, отказ которых не угрожает безопасности движения; 4) детали, ресурс которых должен превышать ресурс до полного списания. Отказ этих деталей угрожает безопасности движения (детали системы рулевого управления, детали тормозной системы и т.д.),.

Показатели надежности автомобиля в значительной степени определяются условиями эксплуатации. Поэтому показатели надежности по результатам эксплуатации наиболее правильно обрабатывать методом множественного регрессионного анализа, позволяющего учесть влияние основных эксплуатационных факторов на надежность. Например, при определении потока отказов и неисправностей за определенный пробег (обычно 1000 км) учитываются такие параметры: коэффициент использования рабочего времени, коэффициент использования грузоподъемности, коэффициент использования прицепов; коэффициент сопротивления качению; среднее значение уклона дороги; коэффициент помехонасыщенности маршрута.

Основы ДИАГНОСТИКи

Для повышения эффективности ТО и ремонта автомобилей требуется информация о их техническом состоянии до и после обслуживания или ремонта. При этом необходимо, чтобы получение указанной информации не требовало бы разборки агрегатов и механизмов и больших затрат труда. Получение информации о скрытых и назревающих отказах позволяет избежать слишком позднего ремонта и преждевременной профилактики, позволяет проконтролировать качество выполняемых работ. Получение информации о техническом состоянии объектов осуществляется с использованием методов и средств технической диагностики.

Технической диагностикой называется отрасль знаний, охватывающая методы и средства определения технического состояния объектов, технологию и организацию использования систем диагностирования.

Диагностированием называют процесс определения технического состояния объекта по внешним признакам путем измерения величин, характеризующих его состояние и сопоставления их значений с нормативами. Оно является элементом системы ТО и ремонта. Диагностирование объекта осуществляют согласно алгоритму (порядку действий), установленному в технической документации.

Системой диагностирования называется комплекс, включающий в себя объект диагностирования, средства диагностирования.

Методы диагностирования

Методы диагностирования по физической сущности контролируемых диагностических параметров делятся на три группы: 1) методы, основанные на измерении параметров эксплуатационных свойств (для автомобиля – динамичности, топливной экономичности, экологичности, безопасности движения); 2) методы, основанные на измерении параметров процессов, сопровождающих функционирование (для автомобиля – нагревы, вибрации, шумы и т.д.); 3) методы, основанные на измерении величин, непосредственно характеризующих техническое состояние. Первая группа методов относится к методам общего диагностирования, вторая и третья – к методам локального диагностирования.

Средства диагностирования

Средства диагностирования представляют собой технические устройства, предназначенные для реализации процессов диагностирования. Они включают: устройства, задающие тестовый режим; датчики, преобразующие диагностические параметры к виду, удобному для дальнейшей обработки и непосредственного использования; устройства для обработки сигнала (усиления, анализа, фильтрации), устройства для постановки диагноза, индикации результатов, их хранения или передачи в органы управления. Средства диагностирования бывают встроенные, внешние и смешанные. Средства диагностирования смешанного типа представляют собой комплекс, состоящий из встроенных датчиков, сигналы от которых идут к централизованному штепсельному разъему, и внешние средства для снятия электрических сигналов, их измерения, обработки и индикации полученной информации. Следует отметить, что при диагностировании используются не только технические средства, но и человек с его органами чувств, способностью делать заключения по результатам проведенных испытаний.

Процессы диагностирования

Процессы диагностирования включают: тестовое воздействие на объект, измерение диагностических параметров, обработку полученной информации и постановку диагноза. Тестовое воздействие осуществляется либо при естественном функционировании объекта на заданных силовых, скоростных и тепловых режимах, либо при помощи стендов, подкатных и переносных устройств. Диагностические параметры измеряют с помощью съемных и встроенных измерительных устройств, в простейших случаях визуально. Обработка информации заключается в преобразовании диагностических параметров как по виду, так и по значению. Постановка диагноза заключается в простейшем случае в сравнении полученного сигнала с нормативным. В сложных случаях применяют логические устройства (диагностические матрицы или приборы распознавания образов). Существует два вида диагностирования: на основе анализа широкоинформационного диагностического сигнала (например, акустического) и на основе синтеза локальных сигналов, несущих узкую информацию. Диагностирование на основе синтеза реализуется при помощи локальных, относительно простых датчиков. Его недостатком является сложность и большая трудоемкость установки и съема датчиков. Диагностирование на основе анализа свободно от этих недостатков, но для его реализации требуются специальные анализирующие устройства.

Процессы диагностирования описываются при помощи алгоритмов и диагностических карт.

Алгоритм диагностирования представляет собой описание последовательности диагностических операций. Он состоит из алгоритма общего диагностирования и «боковых» алгоритмов локального (поэлементного) диагностирования.

Диагностическая карта дает окончательную детализацию процедуры диагностирования в виде, пригодном для производства. Она включает: порядковые номера операций и переходов, трудоемкость операций, применяемое оборудование и материалы, исполнителей, коэффициенты повторяемости.

Диагностические параметры

Возможность непосредственного измерения многих параметров технического состояния (износов, зазоров) без выполнения разборки весьма ограничена. Поэтому при диагностировании величины, косвенно характеризующие техническое состояние объекта. Эти величины называются диагностическими параметрами. Зависимость П(t) диагностического параметра от наработки объекта должна быть аналогична зависимости U (t) соответствующего параметра его технического состояния от наработки.

Для обеспечения достоверности и экономичности диагностирования диагностические параметры должны быть чувствительны, однозначны, стабильны и информативны.

Чувствительность K_r, диагностического параметра П равна отношению приращения этого параметра dП к изменению соответствующего параметра технического состояния d U:

.

Однозначность диагностического параметра означает отсутствие экстремума () у функции П(U) в диапазоне от начального до предельного значения параметра технического состояния.

Стабильность диагностического параметра определяется вариацией его значений при многократном измерении на объектах, имеющих одно и то же значение соответствующего параметра технического состояния. Ее оценивают с помощью среднеквадратического отклонения:

,

где N – число объектов, имеющих одно и то же значение параметра технического состояния.

Информативность диагностического параметра характеризует достоверность диагноза по результатам контроля этого параметра. Информативность определяют, анализируя плотности f ₁(п) и f ₂(п) распределения диагностического параметра П, соответствующие заведомо исправным и неисправным объектам (рис. 2.1). Очевидно, что чем меньше степень перекрытия графиков этих плотностей, тем меньше ошибок будет при использовании данного параметра для постановки диагноза, т.е. тем он информативнее.

Рис. 2.1. Плотности распределения диагностических параметров исправного (f ₁) и неисправного (f ₂) объектов: а – для информативного параметра П; б – для неинформативного параметра П’.

Для оценки информативности используется величина:

,

где  – среднее значение диагностического параметра у исправного и неисправного объекта соответственно.

Диагностические нормативы

Для того чтобы определить техническое состояние объекта, необходимо текущие значения диагностических параметров сопоставить с диагностическими нормативами: начальным, предельным и допустимым.

Начальный норматив равен значению диагностического параметра у новых технически исправных объектов. При выполнении восстановительных работ диагностические параметры должны доводиться до значения их начальных нормативов.

Предельный норматив соответствует предельному состоянию объекта.

Допустимый норматив является основным диагностическим нормативом при периодическом диагностировании, проводимом в рамках планово-предупредительной системы ТО. На основе допустимого норматива ставят диагноз состояния объекта и принимают решение о необходимости профилактических ремонтов и регулировок.

Постановка диагноза

Цель постановки диагноза – определение технического состояния всего объекта в целом или его отдельных элементов, определение потребности в ремонте или ТО, оценка качества выполненных работ. Теоретически постановка диагноза сводится к тому, что посредством анализа диагностических параметров, связанных с определенными неисправностями объекта, выявляется (предполагается) наиболее вероятное состояние объекта. Диагноз выполняют с помощью диагностических матриц.

Диагностическая матрица (табл. 2.1) представляет собой матрицу связей между диагностическими параметрами П и параметрами технического состояния U, достигшими предельных значений (другими словами – между диагностическими параметрами П и соответствующими неисправностями объекта). Числовые коэффициенты этих связей в простейших матрицах имеют значения 0 и 1, а в вероятностных – дробные значения в интервале от 0 до 1.

Таблица 2.1

Диагностическая матрица

Диагностические параметры	Параметры технического состояния, достигшие предельных значений (неисправности)
	X 1	X 2	X 3	X 4	X 5
П1	0	1	1	0	1
П2	0	0	1	1	0
П3	0	0	1	1	0
П4	1	0	1	0	1

Горизонтальные ряды матрицы соответствуют применяемым диагностическим параметрам, а вертикальные – неисправностям объекта. В представленной выше диагностической матрице единица в месте пересечения горизонтального и вертикального рядов означает возможность наличия соответствующих неисправностей в случае выхода диагностического параметра за пределы допустимых значений, а ноль – отсутствие такой возможности. Например, если диагностические параметр П₁ вышел за пределы допустимых значений, то из приведенной выше диагностической матрицы следует, что возможно в изделии произошла неисправность X ₂, X ₃ или X ₅.

Логическая матрица может быть основой автоматизированного диагностического комплекса.

 

 

ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций в заданных условиях (условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования).

Надежность является одним из свойств, характеризующих качество изделий. Под качеством изделий понимается совокупность свойств изделий, обусловливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением.

Объекты, рассматриваемые в теории надежности:

изделие – единица продукции, выпускаемая данным предприятием, цехом и т.д.;

элемент – условно неделимая составная часть системы;

система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Изделия делятся на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем (эл. лампы и т.д.)и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (автомобиль и т.д.).

Состояния изделия, характеризующие его надежность:

работоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции;

исправное состояние – состояние изделия, при котором оно удовлетворяет не только основным, но и всем вспомогательным требованиям. Исправное изделие обязательно работоспособно.

предельное состояние – неработоспособное состояние изделия, при котором эксплуатация или восстановление изделия нецелесообразны.

Событие, характеризующее надежность изделия:

отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Отказ возникает в результате наличия в изделии одного или нескольких дефектов. Под дефектом понимается каждое отдельное несоответствие изделия установленным требованиям. Следует отметить, что появление дефектов не всегда приводит к отказу изделий.

Критерием отказа называют признаки неработоспособного состояния изделия, установленные в нормативно-технической или конструкторской документации.

В соответствии с характером развития и проявления отказы делят на внезапные (поломки от перегрузок), постепенные по развитию и внезапные по проявлению