Невзоров В.Н., Сугак Е.В. Надежность машин и оборудования. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

()

[ ]

()

[ ]

()

t qtdt Ftdt ptdt

i i i i

== - = - =

ò ò ò

1 1

, (1.9)

ãäå q

(t) è p

(t) - âåðîÿòíîñòè îòêàçà è áåçîòêàçíîé ðàáîòû îáúåêòà îò îêîí÷àíèÿ (i–

1)-ãî âîññòàíîâëåíèÿ äî i-ãî îòêàçà, F

(t) - èíòåãðàëüíàÿ ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ âåðî-

ÿòíîñòè íàðàáîòêè ìåæäó (i-1) è i-ì îòêàçàìè.

Ñòàòèñòè÷åñêàÿ îöåíêà ñðåäíåé íàðàáîòêè íà îòêàç

o i

. (1.10)

Ãàììà-ïðîöåíòíàÿ íàðàáîòêà äî îòêàçà (íà îòêàç) t

- íàðàáîòêà,

â òå÷åíèå êîòîðîé îòêàç îáúåêòà íå âîçíèêíåò ñ âåðîÿòíîñòüþ g(%). Çíà-

÷åíèå ãàììà-ïðîöåíòíîé íàðàáîòêè ìîæíî îïðåäåëèòü èç ãðàôèêà âåðîÿò-

íîñòè áåçîòêàçíîé ðàáîòû (ðèñ.1.8) èëè óðàâíåíèé (1.6) è (1.9) ïðè

p(t)=g/100%. Ïðè g=100% ãàììà-ïðîöåíòíàÿ íàðàáîòêà íàçûâàåòñÿ óñ-

òàíîâëåííîé íàðàáîòêîé, ïðè g = 50% - ìåäèàííîé.

Â êà÷åñòâå ìåðû ïðîäîëæèòåëüíîñòè áåçîòêàçíîé ðàáîòû ìîæåò áûòü âûáðàí ëþ-

áîé íåóáûâàþùèé ïàðàìåòð, õàðàêòåðèçóþùèé îáúåì ýêñïëóàòàöèè. Â ñîîòâåòñòâèè ñ

ýòèì âñå âèäû íàðàáîòîê ìîãóò âûðàæàòüñÿ â åäèíèöàõ âðåìåíè èëè â åäèíèöàõ îáúåìà

ðàáîòû îáúåêòà (íàïðèìåð, åäèíèöàõ êîëè÷åñòâà ïðîäóêöèè: äëÿ àâòîìîáèëåé åñòåñò-

âåííîé åäèíèöåé èçìåðåíèÿ ìîæåò ñëóæèòü ïðîáåã â êèëîìåòðàõ, äëÿ ïðîêàòíûõ ñòà-

íîâ - ìàññà ïðîêàòàííîãî ìåòàëëà â òîííàõ è ò.ä.). Îäíàêî ñ òî÷êè çðåíèÿ òåîðèè è

îáùåé ìåòîäîëîãèè îáúåêòèâíî ëó÷øèìè è óíèâåðñàëüíûìè åäèíèöàìè èçìåðåíèÿ íà-

ðàáîòêè ÿâëÿþòñÿ åäèíèöû âðåìåíè.

Èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ l(t) - óñëîâíàÿ ïëîòíîñòü âåðîÿòíîñòè âîç-

íèêíîâåíèÿ îòêàçà îáúåêòà, îïðåäåëÿåìàÿ äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ìîìåíòà

âðåìåíè ïðè óñëîâèè, ÷òî äî ýòîãî ìîìåíòà îòêàç íå âîçíèê:

l(t) = f(t)/p(t), (1.11)

ãäå f(t) - ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ íàðàáîòêè äî îòêàçà (÷àñòîòà îòêàçîâ):

f(t) = dq(t)/dt = -dp(t)/dt. (1.12)

Î÷åâèäíî,

()

(

)

()

(

)

()

(

)

()

[ ]

dFt

dt qt

dqt

dt pt

dpt

pt=

=- =-

ln . (1.13)

Òîãäà âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû

() () ()

pt qt tdt

= - = -

exp l . (1.14)

Óðàâíåíèå (1.14) - îäíî èç îñ-

íîâíûõ â òåîðèè íàäåæíîñòè. Èç

íåãî ñëåäóåò, ÷òî âåðîÿòíîñòü

áåçîòêàçíîé ðàáîòû ïðåäñòàâëÿåò

ñîáîé ýêñïîíåíöèàëüíóþ ìîíî-

òîííî óáûâàþùóþ ôóíêöèþ, êî-

òîðàÿ â èíòåðâàëå âðåìåíè èëè

íàðàáîòêè (0,+¥) èçìåíÿåòñÿ îò 1

äî 0 (ñì.ðèñ.1.8). Ñîîòâåòñòâåííî,

âåðîÿòíîñòü îòêàçà â òîì æå èí-

òåðâàëå èçìåíÿåòñÿ îò 0 äî 1.

1,0

100

P(t

)

Q(t

)

Ðèñ.1.8. Îïðåäåëåíèå çíà÷åíèÿ

ãàììà

ïðîöåíòíîé íàðàáîòêè.

Ñòàòèñòè÷åñêèå îöåíêè èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ è ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ íàðà-

áîòêè

()

(

)

(

)

()

(

)

(

)

()

(

)

()

nt t nt

Ntt

Nt Nt t

Ntt

ntt t

Ntt

D D

, (1.15)

()

(

)

(

)

()

(

)

(

)

()

(

)

()

nt t nt

N t

Nt Nt t

N t

ntt t

N t

0 0 0

. (1.16)

Èç ñðàâíåíèÿ ôîðìóë (1.15) è (1.16) ñëåäóåò, ÷òî èíòåíñèâíîñòü îòêà-

çîâ è ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ - ÷èñëî îòêàçîâ â åäèíèöó âðåìåíè, îòíå-

ñåííîå ê ÷èñëó ðàáîòîñïîñîáíûõ îáúåêòîâ (ôîðìóëà (1.13)) èëè ê îáùåìó

÷èñëó îáúåêòîâ (ôîðìóëà (1.16)).

Ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ w(t) - îòíîøåíèå ñðåäíåãî ÷èñëà îòêàçîâ

âîññòàíàâëèâàåìîãî îáúåêòà çà ïðîèçâîëüíî ìàëóþ åãî íàðàáîòêó ê çíà÷å-

íèþ ýòîé íàðàáîòêè:

w(t) = dn(t)/dt, (1.17)

ãäå n(t) - ÷èñëî îòêàçîâ âîññòàíàâëèâàåìîãî îáúåêòà çà íàðàáîòêó t.

Ñòàòèñòè÷åñêàÿ îöåíêà ïàðàìåòðà ïîòîêà îòêàçîâ

()

(

)

(

)

nt t nt

+ -D

. (1.18)

Â òåîðèè íàäåæíîñòè ïðè îïðåäåëåíèè îáùèõ çàêîíîìåðíîñòåé äëÿ

âîññòàíàâëèâàåìûõ è íåâîññòàíàâëèâàåìûõ îáúåêòîâ èíòåíñèâíîñòü îòêà-

çîâ l(t) è ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ w(t) íå ðàçëè÷àþòñÿ, ÷àùå âñåãî èñ-

ïîëüçóåòñÿ èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ l(t).

Èç ôîðìóë (1.11), (1.12) è (1.17) ñëåäóåò, ÷òî èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ

l(t), ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ íàðàáîòêè f(t) è ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ

w(t) âûðàæàþòñÿ â åäèíèöàõ, îáðàòíûõ åäèíèöàì íàðàáîòêè.

Äëÿ ñîâðåìåííûõ òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ ñðåäíèå íàðàáîòêè íà îòêàç ìîãóò ñîñòàâ-

ëÿòü òûñÿ÷è è ìèëëèîíû ÷àñîâ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò èíòåíñèâíîñòè îòêàçîâ 10

–3

-10

–6

–1

è ìåíåå. Ïîýòîìó åñëè íàðàáîòêà îáúåêòà èçìåðÿåòñÿ â ÷àñàõ, òî èíîãäà, îñîáåííî â

çàðóáåæíîé ëèòåðàòóðå, äëÿ óïðîùåíèÿ çàïèñåé â êà÷åñòâå åäèíèöû èçìåðåíèÿ èíòåí-

ñèâíîñòè îòêàçîâ èñïîëüçóåòñÿ âíåñèñòåìíàÿ åäèíèöà 1 ôèò = 10

-9

–1

Ôóíêöèîíàëüíûå ñâÿçè ìåæäó îñíîâíûìè ïîêàçàòåëÿìè áåçîòêàçíîñòè

ñâåäåíû â òàáë.1.4.

Òàáëèöà 1.4

СООТНОШЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ

Ôóíêöèè

p(t) q(t) f(t)

l(t)

p(t) – 1 – p(t) –dp(t)/dt –[dp(t)/dt]/p(t)

q(t) 1 – q(t) – dq(t)/dt [dq(t)/dt]/[1–q(t)]

f(t)

()

ftdt

()

ftdt

–

() ()

ft ftdt

l(t)

()

exp -

l tdt

()

- -

exp l tdt

() ()

l lt tdt

exp -

–

1.3.2. Показатели долговечности

Òåõíè÷åñêèé ðåñóðñ - íàðàáîòêà îáúåêòà îò íà÷àëà åãî ýêñïëóàòàöèè

èëè åå âîçîáíîâëåíèÿ ïîñëå ðåìîíòà îïðåäåëåííîãî âèäà äî ïåðåõîäà â

ïðåäåëüíîå ñîñòîÿíèå. Òåõíè÷åñêèé ðåñóðñ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çàïàñ âîç-

ìîæíîé íàðàáîòêè îáúåêòà. Äëÿ íåðåìîíòèðóåìûõ îáúåêòîâ îí ñîâïàäàåò

ñ íàðàáîòêîé äî îòêàçà. Äëÿ ðåìîíòèðóåìûõ îáúåêòîâ ðàçëè÷àþòñÿ äîðå-

ìîíòíûé, ìåæðåìîíòíûé, ïîñëåðåìîíòíûé è ïîëíûé (äî îïèñàíèÿ) ðå-

ñóðñû. Ñðåäíèé ðåñóðñ - ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå òåõíè÷åñêîãî ðåñóðñà.

Ãàììà-ïðîöåíòíûé ðåñóðñ - íàðàáîòêà, â òå÷åíèå êîòîðîé îáúåêò íå äîñ-

òèãàåò ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ñ âåðîÿòíîñòüþ g(%). Ïðè g=100% ãàììà-

ïðîöåíòíûé ðåñóðñ íàçûâàåòñÿ óñòàíîâëåííûì ðåñóðñîì, ïðè g=50% -

ìåäèàííûì. Íàçíà÷åííûé ðåñóðñ - ñóììàðíàÿ íàðàáîòêà, ïðè äîñòèæåíèè

êîòîðîé ïðèìåíåíèå îáúåêòà äîëæíî áûòü ïðåêðàùåíî.

Âñå âèäû ðåñóðñà èçìåðÿþòñÿ â åäèíèöàõ íàðàáîòêè, ÷àùå âñåãî - â

åäèíèöàõ âðåìåíè.

Ñðîê ñëóæáû - êàëåíäàðíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü îò íà÷àëà ýêñïëóàòà-

öèè îáúåêòà (èëè åå âîçîáíîâëåíèÿ ïîñëå ðåìîíòà îïðåäåëåííîãî âèäà) äî

ïåðåõîäà â ïðåäåëüíîå ñîñòîÿíèå. Äëÿ ðåìîíòèðóåìûõ îáúåêòîâ ðàçëè÷à-

þòñÿ äîðåìîíòíûé, ìåæðåìîíòíûé, ïîñëåðåìîíòíûé è ïîëíûé (äî ñïè-

ñàíèÿ) ñðîêè ñëóæáû. Ñðåäíèé ñðîê ñëóæáû T

ñë

- ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäà-

íèå ñðîêà ñëóæáû. Ãàììà-ïðîöåíòíûé ñðîê ñëóæáû T

- êàëåíäàðíàÿ

ïðîäîëæèòåëüíîñòü îò íà÷àëà ýêñïëóàòàöèè îáúåêòà, â òå÷åíèå êîòîðîé îí

íå äîñòèãíåò ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ñ çàäàííîé âåðîÿòíîñòüþ g(%). Ïðè

g=100% ãàììà-ïðîöåíòíûé ñðîê ñëóæáû íàçûâàåòñÿ óñòàíîâëåííûì ñðî-

êîì ñëóæáû, ïðè g=50% -ìåäèàííûì. Íàçíà÷åííûé ñðîê ñëóæáû - êà-

ëåíäàðíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýêñïëóàòàöèè îáúåêòà, ïðè äîñòèæåíèè êî-

òîðîé ïðèìåíåíèå åãî ïî íàçíà÷åíèþ äîëæíî áûòü ïðåêðàùåíî.

Öåëüþ óñòàíîâëåíèÿ íàçíà÷åííîãî ñðîêà èëè íàçíà÷åííîãî ðåñóðñà ÿâëÿåòñÿ îáåñ-

ïå÷åíèå çàáëàãîâðåìåííîãî ïðåêðàùåíèÿ ïðèìåíåíèÿ îáúåêòà èñõîäÿ èç òðåáîâàíèé

áåçîïàñíîñòè èëè ïî ýêîíîìè÷åñêèì ñîîáðàæåíèÿì. Ïîñëå äîñòèæåíèÿ íàçíà÷åííîãî

ñðîêà ñëóæáû èëè âûðàáîòêè íàçíà÷åííîãî ðåñóðñà îáúåêò ìîæåò áûòü ñïèñàí, íàïðàâ-

ëåí â ðåìîíò, ïåðåäàí äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ íå ïî íàçíà÷åíèþ, çàêîíñåðâèðîâàí äëÿ õðà-

íåíèÿ èëè ìîæåò áûòü ïðèíÿòî ðåøåíèå î ïðîäîëæåíèè ýêñïëóàòàöèè.

Âñå ñðîêè ñëóæáû èçìåðÿþòñÿ â åäèíèöàõ êàëåíäàðíîãî âðåìåíè.

1.3.3. Показатели ремонтопригодности

Âåðîÿòíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîãî ñîñòîÿíèÿ p

(t) -

âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîãî ñîñòîÿíèÿ

îáúåêòà íå ïðåâûñèò çàäàííîãî. Ýòà âåðîÿòíîñòü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çíà-

÷åíèå èíòåãðàëüíîé ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ âðåìåíè âîññòàíîâëåíèÿ.

Ñòàòè÷åñêàÿ îöåíêà âåðîÿòíîñòè âîññòàíîâëåíèÿ çà âðåìÿ t

*(t) = n(t)/n(0), (1.19)

ãäå n(0) - ÷èñëî îáúåêòîâ ïðè t=0, n(t) -÷èñëî âîññòàíîâëåííûõ îáúåêòîâ çà âðåìÿ t.

Âåðîÿòíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ - áåçðàçìåðíàÿ âåëè÷èíà.

Âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîãî ñîñòîÿíèÿ t

- ïðîäîëæè-

òåëüíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ îáúåêòà. Ñðåäíåå âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ - ìà-

òåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå âðåìåíè âîññòàíîâëåíèÿ:

()

[ ]

t ptdt

â â

= -

. (1.20)

Ñòàòèñòè÷åñêàÿ îöåíêà ñðåäíåãî âðåìåíè âîññòàíîâëåíèÿ

()

(

)

, (1.21)

ãäå t

âi

- âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ i-ãî îáúåêòà.

Èíòåíñèâíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîãî ñîñòîÿíèÿ m(t) -

óñëîâíàÿ ïëîòíîñòü âåðîÿòíîñòè âîññòàíîâëåíèÿ îáúåêòà, îïðåäåëÿåìàÿ

äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ìîìåíòà âðåìåíè ïðè óñëîâèè, ÷òî äî ýòîãî ìîìåíòà

âîññòàíîâëåíèå íå ïðîèçîøëî:

()

(

)

()

-1

, (1.22)

ãäå f(t

) = dp

(t)/dt -ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ âðåìåíè âîññòàíîâëåíèÿ.

Òîãäà âåðîÿòíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ çà âðåìÿ t

() ()

pt tdt

= - -

exp m . (1.23)

Ñòàòèñòè÷åñêèå îöåíêè èíòåíñèâíîñòè âîññòàíîâëåíèÿ è ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ

âðåìåíè âîññòàíîâëåíèÿ

()

(

)

(

)

()

( )

(

)

(

)

()

, *t

nt nt t

ntt

f t

nt nt t

n t

- +

- +D

. (1.24)

Â òåîðèè íàäåæíîñòè ÷àñòî ïðèíèìàåòñÿ m = const. Òîãäà

(t) = 1 – exp(–mt). (1.25)

Âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ âûðàæàþòñÿ â åäèíèöàõ âðåìåíè, èíòåíñèâíîñòü

âîññòàíîâëåíèÿ è ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ - â åäèíèöàõ, îáðàòíûõ åäèíè-

öàì âðåìåíè.

1.3.4. Показатели сохраняемости

Ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè - êàëåíäàðíàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü õðàíåíèÿ è

(èëè) òðàíñïîðòèðîâàíèÿ îáúåêòà, â òå÷åíèå è ïîñëå êîòîðîé ñîõðàíÿþòñÿ

çíà÷åíèÿ ïîêàçàòåëåé áåçîòêàçíîñòè, äîëãîâå÷íîñòè è ðåìîíòîïðèãîäíîñòè

â óñòàíîâëåííûõ ïðåäåëàõ. Ðàçëè÷àþò ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè äî ââîäà â

ýêñïëóàòàöèþ è ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè â ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè. Ñðåäíèé

ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè t

- ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå ñðîêà ñîõðàíÿåìîñòè.

Ãàììà-ïðîöåíòíûé ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè - ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè, äîñòè-

ãàåìûé îáúåêòîì ñ çàäàííîé âåðîÿòíîñòüþ g(%). Ïðè g=100% ãàììà-

ïðîöåíòíûé ñðîê ñîõðàíÿåìîñòè íàçûâàåòñÿ óñòàíîâëåííûì ñðîêîì ñî-

õðàíÿåìîñòè, ïðè g=50% - ìåäèàííûì.

Ñðîêè ñîõðàíÿåìîñòè èçìåðÿþòñÿ â åäèíèöàõ êàëåíäàðíîãî âðåìåíè.

1.3.5. Комплексные показатели надежности

Êîýôôèöèåíò ãîòîâíîñòè K

- âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî îáúåêò îêàæåòñÿ

â ðàáîòîñïîñîáíîì ñîñòîÿíèè â ïðîèçâîëüíûé ìîìåíò âðåìåíè, êðîìå ïëà-

íèðóåìûõ ïåðèîäîâ, â òå÷åíèå êîòîðûõ ïðèìåíåíèå îáúåêòà ïî íàçíà÷å-

íèþ íå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ. Êîýôôèöèåíò ãîòîâíîñòè õàðàêòåðèçóåò ãîòîâ-

íîñòü îáúåêòà ê ïðèìåíåíèþ òîëüêî â îòíîøåíèè åãî ðàáîòîñïîñîáíîñòè è,

ñëåäîâàòåëüíî, îçíà÷àåò âåðîÿòíîñòü çàñòàòü îáúåêò â ðàáîòîñïîñîáíîì

ñîñòîÿíèè â ïðîèçâîëüíûé ìîìåíò âðåìåíè, ïðè÷åì ýòîò ìîìåíò íå ìîæåò

áûòü âûáðàí â òåõ èíòåðâàëàõ âðåìåíè, ãäå ïðèìåíåíèå îáúåêòà èñêëþ÷å-

íî. Êîýôôèöèåíò îïðåäåëÿåòñÿ êàê îòíîøåíèå ìàòåìàòè÷åñêîãî îæèäàíèÿ

âðåìåíè íàõîæäåíèÿ îáúåêòà â ðàáîòîñïîñîáíîì ñîñòîÿíèè ê ñóììå ìàòå-

ìàòè÷åñêèõ îæèäàíèé ýòîãî âðåìåíè è âðåìåíè âíåïëàíîâûõ ðåìîíòîâ:

= t/(t+t

), (1.26)

ãäå t - ñðåäíÿÿ íàðàáîòêà íà îòêàç, t

- ñðåäíåå âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ.

Êîýôôèöèåíò îïåðàòèâíîé ãîòîâíîñòè K

îã

- âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî

îáúåêò îêàæåòñÿ â ðàáîòîñïîñîáíîì ñîñòîÿíèè â ïðîèçâîëüíûé ìîìåíò

âðåìåíè, êðîìå ïëàíèðóåìûõ ïåðèîäîâ, â òå÷åíèå êîòîðûõ ïðèìåíåíèå

îáúåêòà ïî íàçíà÷åíèþ íå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ, è, íà÷èíàÿ ñ ýòîãî ìîìåíòà,

áóäåò ðàáîòàòü áåçîòêàçíî â òå÷åíèå çàäàííîãî èíòåðâàëà âðåìåíè. Êîýô-

ôèöèåíò õàðàêòåðèçóåò íàäåæíîñòü îáúåêòîâ, íåîáõîäèìîñòü ïðèìåíåíèÿ

êîòîðûõ âîçíèêàåò â ïðîèçâîëüíûé ìîìåíò âðåìåíè, ïîñëå êîòîðîãî òðå-

áóåòñÿ îïðåäåëåííàÿ áåçîòêàçíàÿ ðàáîòà. Äî ýòîãî ìîìåíòà îáúåêòû ìîãóò

íàõîäèòüñÿ â ðåæèìå äåæóðñòâà èëè âûïîëíÿòü äðóãèå ôóíêöèè, âîçìîæíî

âîçíèêíîâåíèå îòêàçîâ è âîññòàíîâëåíèå ðàáîòîñïîñîáíîñòè. ×èñëåííîå

çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà îïåðàòèâíîé ãîòîâíîñòè ðàâíî ïðîèçâåäåíèþ êî-

ýôôèöèåíòà ãîòîâíîñòè K

íà âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû îáúåêòà â

èíòåðâàëå âðåìåíè îò ìîìåíòà t

, êîãäà âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü ïðèìå-

íåíèÿ îáúåêòà, äî ìîìåíòà t, êîãäà åãî ïðèìåíåíèå ïðåêðàùàåòñÿ:

îã

= K

×p(t

,t). (1.27)

Êîýôôèöèåíò òåõíè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ K

òè

- îòíîøåíèå ìàòåìà-

òè÷åñêîãî îæèäàíèÿ èíòåðâàëîâ âðåìåíè ïðåáûâàíèÿ îáúåêòà â ðàáîòîñïî-

ñîáíîì ñîñòîÿíèè çà íåêîòîðûé ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè ê ñóììå ìàòåìàòè÷å-

ñêèõ îæèäàíèé èíòåðâàëîâ âðåìåíè ïðåáûâàíèÿ îáúåêòà â ðàáîòîñïîñîá-

íîì ñîñòîÿíèè, ïðîñòîåâ, îáóñëîâëåííûõ òåõíè÷åñêèì îáñëóæèâàíèåì, è

ðåìîíòîâ çà òîò æå ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè:

òè

= t/(t + t

+ t

òî

). (1.28)

Êîýôôèöèåíò òåõíè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ õàðàêòåðèçóåò äîëþ âðåìåíè

íàõîæäåíèÿ îáúåêòà â ðàáîòîñïîñîáíîì ñîñòîÿíèè â òå÷åíèå ðàññìàòðè-

âàåìîãî ïåðèîäà ýêñïëóàòàöèè, âêëþ÷àÿ ïåðèîäû âñåõ âèäîâ òåõíè÷åñêîãî

îáñëóæèâàíèÿ è ðåìîíòîâ.

Êîýôôèöèåíò ïëàíèðóåìîãî ïðèìåíåíèÿ K

- äîëÿ ïåðèîäà ýêñïëóàòà-

öèè, â òå÷åíèå êîòîðîãî îáúåêò íå äîëæåí íàõîäèòüñÿ íà ïëàíîâîì òåõíè-

÷åñêîì îáñëóæèâàíèè è ðåìîíòå. Êîýôôèöèåíò ïëàíèðóåìîãî ïðèìåíåíèÿ

- îòíîøåíèå çàäàííîé ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïëàíîâûõ òåõíè÷åñêèõ îáñëó-

æèâàíèé è ðåìîíòîâ çà ýòîò ïåðèîä ê åãî ïðîäîëæèòåëüíîñòè.

Êîýôôèöèåíò ñîõðàíåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè K

ýô

- îòíîøåíèå çíà÷åíèÿ

ïîêàçàòåëÿ ýôôåêòèâíîñòè çà îïðåäåëåííóþ ïðîäîëæèòåëüíîñòü ýêñïëóà-

òàöèè ê åãî íîìèíàëüíîìó çíà÷åíèþ, âû÷èñëåííîìó ïðè óñëîâèè, ÷òî îò-

êàçû îáúåêòà â òå÷åíèå òîãî æå ïåðèîäà ýêñïëóàòàöèè íå âîçíèêàþò. Êî-

ýôôèöèåíò õàðàêòåðèçóåò ñòåïåíü âëèÿíèÿ îòêàçîâ îáúåêòà íà ýôôåêòèâ-

íîñòü åãî ïðèìåíåíèÿ ïî íàçíà÷åíèþ. Ïðè ýòîì ïîä ýôôåêòèâíîñòüþ ïî-

íèìàåòñÿ ñâîéñòâî ñîçäàâàòü íåêîòîðûé ïîëåçíûé ðåçóëüòàò (âûõîäíîé

ýôôåêò), õàðàêòåðèçóþùèéñÿ ñîîòâåòñòâóþùèìè ïîêàçàòåëÿìè. Ïîêàçà-

òåëü ýôôåêòèâíîñòè - ïîêàçàòåëü êà÷åñòâà, õàðàêòåðèçóþùèé âûïîëíå-

íèå îáúåêòîì åãî ôóíêöèé, îí ìîæåò âûðàæàòüñÿ â åäèíèöàõ îáúåìà ïðî-

èçâåäåííîé ïðîäóêöèè èëè åå êà÷åñòâà, åäèíèöàõ íàðàáîòêè. Ïðè îòñóòñò-

âèè îòêàçîâ êîýôôèöèåíò ñîõðàíåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ðàâåí åäèíèöå, â ðå-

àëüíûõ ñëó÷àÿõ îí îïðåäåëÿåòñÿ ñ ó÷åòîì íàäåæíîñòè îáúåêòà.

1.3.6. Экономические показатели надежности

Íàäåæíîñòü òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ ñóùåñòâåííî ñêàçûâàåòñÿ íà ýêîíî-

ìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëÿõ èõ ýêñïëóàòàöèè: ïîâûøåíèå áåçîòêàçíîñòè è äîë-

ãîâå÷íîñòè ñ îäíîé ñòîðîíû ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ ìàòåðèàëüíûõ çàòðàò,

çàòðàò íà ïðîåêòèðîâàíèå è èçãîòîâëåíèå, à ñ äðóãîé - ê ñíèæåíèþ ýêñ-

ïëóàòàöèîííûõ èçäåðæåê (ðèñ.1.9) [5,14,27,28]. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî

ñóùåñòâóåò îïòèìàëüíûé óðîâåíü íàäåæíîñòè ñ ìèíèìàëüíûìè ñóììàðíû-

ìè çàòðàòàìè íà èçãîòîâëåíèå è ýêñïëóàòàöèþ òåõíè÷åñêîé ñèñòåìû. Ïî-

ëîæåíèå ìèíèìóìà çàâèñèò îò âèäà òåõíè÷åñêîãî îáúåêòà (íàïðèìåð, äëÿ

îáùåïðîìûøëåííûõ èçìåðèòåëüíûõ óñòðîéñòâ îí ïðèõîäèòñÿ íà çíà÷åíèå

âåðîÿòíîñòè áåçîòêàçíîé ðàáîòû 0,8-0,9 [28]).

Ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò îò ýêñïëóàòàöèè òåõíè÷åñêîãî îáúåêòà èçìåíÿ-

åòñÿ âî âðåìåíè ïîä âëèÿíèåì òðåõ îñíîâíûõ ôàêòîðîâ (ðèñ.1.10): çàòðàò

íà èçãîòîâëåíèå Ñ

(âêëþ÷àÿ ïðîåêòèðîâàíèå, ìîíòàæ, îòëàäêó è ò.ä.),

ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò Ñ

(âêëþ÷àÿ òåõíè÷åñêîå îáñëóæèâàíèå, ðåìîíò,

ïðîôèëàêòè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ è ò.ä.) è ïðèáûëè Ñ

- ïîëåçíîãî ýôôåêòà,

ïîëó÷àåìîãî îò ýêñïëóàòàöèè. Ïåðâûå äâå âåëè÷èíû ñíèæàþò îáùèé áà-

ëàíñ ýôôåêòèâíîñòè ýêñïëóàòàöèè, òðåòüÿ - óâåëè÷èâàåò. Çàòðàòû íà èçãî-

òîâëåíèå íå èçìåíÿþòñÿ îò ìîìåíòà íà÷àëà ýêñïëóàòàöèè äî ñïèñàíèÿ.

Ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû èìåþò òåíäåíöèþ ê âñå áîëåå áûñòðîìó ðîñòó

èç-çà ïðîöåññîâ ñòàðåíèÿ è èçíîñà. Èçìåíåíèå ïðèáûëè âî âðåìåíè, íà-

îáîðîò, èìååò òåíäåíöèþ ê óìåíüøåíèþ, ïîñêîëüêó âñå áîëåå ÷àñòûå ïðî-

ñòîè ïðè ðåìîíòå è òåõíè÷åñêîì îáñëóæèâàíèè ñíèæàþò ïðîèçâîäèòåëü-

íîñòü îáúåêòà. Ïîýòîìó êðèâàÿ ñóììàðíîé ýôôåêòèâíîñòè [10]

Ñ = Ñ

+ Ñ

(1.29)

+Ñ

îïò

1,0

îê

îïò

ïð

max

+Ñ

Ðèñ.1.9. Çàâèñèìîñòü êàïèòàëüíûõ Ñ

Ðèñ.1.10. Èçìåíåíèå çàòðàò íà èçãîòîâëåíèå Ñ

è ýêñïëóàòàöèîííûõ Ñ

çàòðàò ýêñïëóàòàöèîííûõ çàòðàò Ñ

è ïðèáûëè Ñ

îò âåðîÿòíîñòè áåçîòêàçíîé ðàáîòû îò âðåìåíè (ñðîêà ñëóæáû)

èìååò ìàêñèìóì C

max

è äâàæäû ïåðåñåêàåò îñü âðåìåíè (ðèñ.1.10). Ïðî-

äîëæèòåëüíîñòü ýêîíîìè÷åñêè öåëåñîîáðàçíîãî ñðîêà ýêñïëóàòàöèè ëåæèò

ìåæäó ýòèìè äâóìÿ òî÷êàìè: ñðîêîì îêóïàåìîñòè T

îê

è ïðåäåëüíûì T

ïð

ïîñëå êîòîðîãî ýêñïëóàòàöèÿ îáúåêòà óáûòî÷íà.

Òàêèì îáðàçîì, ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè (âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáî-

òû, ñðîê ñëóæáû è äð.) ñâÿçàíû ñ ýêîíîìè÷åñêèìè ïîêàçàòåëÿìè (ýêñïëóà-

òàöèîííûìè çàòðàòàìè, ïðèáûëüþ è äð.). Òàê êàê ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòå-

ëè õàðàêòåðèçóþò ñðàçó íåñêîëüêî ñâîéñòâ íàäåæíîñòè, òî èõ ìîæíî ñ÷è-

òàòü êîìïëåêñíûìè.

Ýêîíîìè÷åñêèì êðèòåðèåì íàäåæíîñòè ìîãóò ñëóæèòü óäåëüíûå çà-

òðàòû íà èçãîòîâëåíèå è ýêñïëóàòàöèþ [10]:

= (Ñ

+ Ñ

)/T

, (1.30)

ãäå Ñ

- ñòîèìîñòü èçãîòîâëåíèÿ îáúåêòà, Ñ

- çàòðàòû íà ýêñïëóàòàöèþ, ðåìîíò è îá-

ñëóæèâàíèå, Ò

- ïåðèîä öåëåñîîáðàçíîé ýêñïëóàòàöèè.

Êîýôôèöèåíò ýêñïëóàòàöèîííûõ èçäåðæåê Ê

èç

õàðàêòåðèçóåò ñîîò-

íîøåíèå ìåæäó ñòîèìîñòüþ èçãîòîâëåíèÿ è ýêñïëóàòàöèè ìàøèíû [10]:

èç

= C

/(C

+ C

). (1.31)

Áîëåå âûñîêàÿ íàäåæíîñòü îáúåêòà îáû÷íî äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò äîïîë-

íèòåëüíûõ çàòðàò. Îáùèå çàòðàòû íà èçãîòîâëåíèå èçäåëèÿ ñêëàäûâàþòñÿ

èç ïîñòîÿííûõ çàòðàò Ñ

, íå çàâèñÿùèõ îò óðîâíÿ íàäåæíîñòè, è ïåðåìåí-

íîé ñîñòàâëÿþùåé Ñ

, îáóñëîâëåííîé òðåáîâàíèÿìè íàäåæíîñòè:

= Ñ

+ Ñ

. (1.32)

Äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ çíà÷åíèÿ âåëè÷èíû Ñ

, êîòîðàÿ ÷àñòî íàçûâàåòñÿ

"öåíîé íàäåæíîñòè", îáû÷íî èñïîëüçóåòñÿ ñðàâíåíèå ñ ïðîòîòèïîì íà

îñíîâàíèè ýìïèðè÷åñêèõ çàâèñèìîñòåé âèäà [10,22]

= Ñ

í0

(Ò/Ò

)

, (1.33)

ãäå Ñ

íî

- öåíà íàäåæíîñòè ïðîòîòèïà (àíàëîãà), Ò è Ò

- íàðàáîòêà íà îòêàç èëè ñðåäíèé

ñðîê ñëóæáû ïðîåêòèðóåìîãî îáúåêòà è ïðîòîòèïà, a - ýìïèðè÷åñêèé ïîêàçàòåëü, õà-

ðàêòåðèçóþùèé óðîâåíü ïðîèçâîäñòâà, îáû÷íî a » 0,5¸1,5.

Ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè ÷àñòî ïîçâîëÿþò íàèáîëåå îáú-

åêòèâíî è êîìïëåêñíî îöåíèòü íàäåæíîñòü îáúåêòîâ è ìîãóò èñïîëüçî-

âàòüñÿ äëÿ åå îïòèìèçàöèè (ñì.ãë.4) è íîðìèðîâàíèè.

1.3.7. Нормируемые показатели надежности

Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ âûñîêîãî óðîâíÿ íàäåæíîñòè è ýôôåêòèâíîñòè âàæ-

íîå çíà÷åíèå èìååò âûáîð íîìåíêëàòóðû íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé, êîòî-

ðûå äîëæíû áûòü âêëþ÷åíû â íîðìàòèâíî-òåõíè÷åñêóþ, ýêñïëóàòàöèîííóþ

è ðåìîíòíóþ äîêóìåíòàöèþ.

Â ïåðèîä ýêñïëóàòàöèè ëþáîé îáúåêò äîëæåí ñîîòâåòñòâîâàòü óñòàíîâ-

ëåííûì òðåáîâàíèÿì ïî íàäåæíîñòè - ñîâîêóïíîñòè êîëè÷åñòâåííûõ è

êà÷åñòâåííûõ òðåáîâàíèé ê áåçîòêàçíîñòè, äîëãîâå÷íîñòè, ðåìîíòîïðèãîä-

íîñòè è ñîõðàíÿåìîñòè, âûïîëíåíèå êîòîðûõ îáåñïå÷èâàåò ýêñïëóàòàöèþ

îáúåêòà ñ çàäàííûìè ïîêàçàòåëÿìè ýôôåêòèâíîñòè, áåçîïàñíîñòè, ýêîëî-

ãè÷íîñòè, æèâó÷åñòè è äðóãèõ ñîñòàâëÿþùèõ êà÷åñòâà, çàâèñÿùèìè îò íà-

äåæíîñòè, èëè âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ äàííîãî èçäåëèÿ â êà÷åñòâå ñî-

ñòàâíîé ÷àñòè äðóãîãî èçäåëèÿ ñ çàäàííûì óðîâíåì íàäåæíîñòè [29].

Íîðìèðóåìûé ïîêàçàòåëü íàäåæíîñòè - ïîêàçàòåëü, êîòîðûé ïðÿìî

èëè êîñâåííî âõîäèò â îáùóþ îöåíêó ôóíêöèîíèðîâàíèÿ îáúåêòà â âèäå

íåêîòîðîé ôóíêöèè ïîëåçíîñòè èëè êðèòåðèÿ ýôôåêòèâíîñòè, îí õàðàêòå-

ðèçóåò êîëè÷åñòâåííûå ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè ñ ó÷åòîì ñòåïåíè è õàðàê-

òåðà èõ âëèÿíèÿ íà âûïîëíåíèå âîçëîæåííûõ íà îáúåêò ôóíêöèé.

Íîðìàòèâíîå çíà÷åíèå ïîêàçàòåëÿ íàäåæíîñòè - çíà÷åíèå ïîêàçà-

òåëÿ íàäåæíîñòè, óñòàíîâëåííîå â ðåçóëüòàòå çàäàíèÿ òðåáîâàíèé ïî íà-

äåæíîñòè èëè íîðìèðîâàíèÿ íàäåæíîñòè è âíåñåííîå â íîðìàòèâíî-

òåõíè÷åñêóþ äîêóìåíòàöèþ.

Ïðîöåäóðà óñòàíîâëåíèÿ íîìåíêëàòóðû è êîëè÷åñòâåííûõ çíà÷åíèé

ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè, à òàêæå òðåáîâàíèé ê òî÷íîñòè è äîñòîâåðíîñòè

îïðåäåëåíèÿ ïîêàçàòåëåé èñõîäÿ èç òðåáîâàíèé ïî íàäåæíîñòè îáúåêòà â

öåëîì íàçûâàåòñÿ íîðìèðîâàíèåì íàäåæíîñòè [30].

Íîìåíêëàòóðà íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè óñòàíàâëèâàåòñÿ

äëÿ êàæäîãî îáúåêòà â çàâèñèìîñòè îò åãî âèäà è íàçíà÷åíèÿ, ñ ó÷åòîì

îñîáåííîñòåé èñïîëüçîâàíèÿ, ïîñëåäñòâèé îòêàçîâ, ïðèíÿòîé ñèñòåìû òåõ-

íè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ è ðåìîíòà [9]. Äëÿ ðàçíûõ êëàññîâ è ãðóïï îáú-

åêòîâ íàèáîëåå âàæíûìè ìîãóò áûòü ïîêàçàòåëè áåçîòêàçíîñòè, äîëãîâå÷-

íîñòè, ðåìîíòîïðèãîäíîñòè èëè ñîõðàíÿåìîñòè.

Ïðè âûáîðå íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè íåîáõîäèìî ïðè-

äåðæèâàòüñÿ ñëåäóþùèõ ðåêîìåíäàöèé [31]:

- îáùåå ÷èñëî ïîêàçàòåëåé äîëæíî áûòü ìèíèìàëüíûì, íî îíè äîëæíû

õàðàêòåðèçîâàòü âñå ýòàïû ýêñïëóàòàöèè îáúåêòà;

- åäèíè÷íûå ïîêàçàòåëè ïðåäïî÷òèòåëüíåå ñëîæíûõ êîìïëåêñíûõ;

- ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè äîëæíû èìåòü îäíîçíà÷íîå òîëêîâàíèå è ïðî-

ñòîé ôèçè÷åñêèé ñìûñë;

- ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè äîëæíû äîïóñêàòü âîçìîæíîñòü ïðîâåäåíèÿ

ïîäòâåðæäàþùèõ (ïðîâåðî÷íûõ) îöåíîê íà ýòàïå ïðîåêòèðîâàíèÿ;

- ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè äîëæíû äîïóñêàòü âîçìîæíîñòü ñòàòèñòè÷å-

ñêîé îöåíêè ïðè èñïûòàíèÿõ èëè ïî ðåçóëüòàòàì ýêñïëóàòàöèè;

- ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè äîëæíû (ïî âîçìîæíîñòè) çàäàâàòüñÿ êîëè÷å-

ñòâåííî.

Ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè, âêëþ÷àåìûå â ïðîåêòíî-êîíñòðóêòîðñêóþ äîêó-

ìåíòàöèþ îáúåêòà, äîëæíû ñîîòâåòñòâîâàòü ðåæèìó åãî èñïîëüçîâàíèÿ è

êîíñòðóêöèè, ïðè ýòîì äîëæíû òàêæå ó÷èòûâàòüñÿ âîçìîæíûå ïîñëåäñòâèÿ

ïîòåíöèàëüíûõ îòêàçîâ è ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ïðîâåðêè ïîêàçàòåëåé

ïðè èñïûòàíèÿõ è ýêñïëóàòàöèè.

Ïðàâèëüíûé âûáîð îñíîâíûõ ïîêà-

çàòåëåé íàäåæíîñòè ÷àñòî îïðåäåëÿåò

îáùóþ îöåíêó êà÷åñòâà îáúåêòà. Íà-

ïðèìåð, íà ðèñ.1.11 ïðèâåäåíû ãðàôèêè

èçìåíåíèÿ âåðîÿòíîñòè áåçîòêàçíîé ðà-

áîòû äâóõ îäíîòèïíûõ îáúåêòîâ. Åñëè â

êà÷åñòâå îñíîâíîãî ïîêàçàòåëÿ íà-

äåæíîñòè ïðèíÿòü âåðîÿòíîñòü áåçîò-

êàçíîé ðàáîòû îáúåêòà â òå÷åíèå çàäàí-

íîé íàðàáîòêè t

(èëè ðåñóðñà) èëè g-

ïðîöåíòíóþ íàðàáîòêó, òî áîëåå íàäåæ-

íûì áóäåò ñ÷èòàòüñÿ ïåðâûé îáúåêò,

åñëè â êà÷åñòâå ïîêàçàòåëÿ ïðèíÿòü

ñðåäíþþ íàðàáîòêó äî îòêàçà, òî ïðåä-

ïî÷òèòåëüíåå âûãëÿäèò âòîðîé.

Ðèñ.1.11. Ãðàôèêè èçìåíåíèÿ âåðîÿòíîñòè

áåçîòêàçíîé ðàáîòû

Ïðè âûáîðå íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè íåîáõîäèìî èñõî-

äèòü èç íàçíà÷åíèÿ îáúåêòà è óñëîâèé åãî èñïîëüçîâàíèÿ. Ïðè ýòîì âñå

òåõíè÷åñêèå îáúåêòû ìîæíî ðàçäåëèòü íà òðè ãðóïïû: îáúåêòû, ïðåäíà-

çíà÷åííûå äëÿ ðàáîòû â ñèñòåìàõ, ýôôåêòèâíîñòü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ êî-

òîðûõ ìîæåò áûòü îöåíåíà ýêîíîìè÷åñêèìè êðèòåðèÿìè; îáúåêòû, ôóíê-

öèîíèðîâàíèå êîòîðûõ ñâÿçàíî ñ îáåñïå÷åíèåì áåçîïàñíîñòè; îáúåêòû, äëÿ

êîòîðûõ íåëüçÿ çàðàíåå îïðåäåëèòü óñëîâèÿ èõ èñïîëüçîâàíèÿ.

Äëÿ îáúåêòîâ ïåðâîé ãðóïïû âûáîð ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè îïðåäåëÿåòñÿ ðåæèìîì

èõ ïðèìåíåíèÿ. Ïîýòîìó íà ïåðâîì ýòàïå íåîáõîäèìî êîíêðåòèçèðîâàòü ðåæèì ïðèìå-

íåíèÿ, îòíåñÿ îáúåêò ê îäíîìó èç êëàññîâ: íåâîññòàíàâëèâàåìûå, âîññòàíàâëèâàåìûå

âíå ïðîöåññà ïðèìåíåíèÿ, âîññòàíàâëèâàåìûå â ïðîöåññå ïðèìåíåíèÿ ñ äîïóñòèìûìè

ïåðåðûâàìè â ðàáîòå è ñ íåäîïóñòèìûìè ïåðåðûâàìè â ðàáîòå. Íà âòîðîì ýòàïå âûáè-

ðàåòñÿ òèï ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè (òàáë.1.5): èíòåðâàëüíûå, îòíîñÿùèåñÿ ê çàäàííîìó

èíòåðâàëó íàðàáîòêè èëè âðåìåíè; ìãíîâåííûå, ñîîòâåòñòâóþùèå çàäàííîìó çíà÷åíèþ

âðåìåíè èëè íàðàáîòêè; ÷èñëîâûå, íå ñâÿçàííûå ñ ðàñïîëîæåíèåì çàäàííîãî èíòåðâàëà

èëè ìîìåíòà âðåìåíè (èëè íàðàáîòêè). Ïðè ýòîì ó÷èòûâàþòñÿ è ýêîíîìè÷åñêèå ñîîá-

ðàæåíèÿ: òèï ïîêàçàòåëÿ ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè è åãî çàâèñèìîñòü îò ðåæèìà

ïðèìåíåíèÿ. Åñëè ïîëåçíûé ýôôåêò ìîæåò áûòü ïîëó÷åí òîëüêî ïðè áåçîòêàçíîé ðàáî-

òå îáúåêòà â òå÷åíèå çàäàííîãî âðåìåíè, òî îáû÷íî ïðèõîäèòñÿ âûáèðàòü èíòåðâàëüíûå

ïîêàçàòåëè, â îñòàëüíûõ ñëó÷àÿõ ìîæíî îãðàíè÷èòüñÿ ÷èñëîâûìè. Íàïðèìåð (òàáë.1.5),

äëÿ îáúåêòîâ, âîññòàíàâëèâàåìûõ â ïðîöåññå ïðèìåíåíèÿ, ó êîòîðûõ äîïóñòèìû ïåðå-

ðûâû â ðàáîòå, â êà÷åñòâå îñíîâíûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ ñðåä-

íÿÿ íàðàáîòêà íà îòêàç, ñðåäíåå âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ èëè èõ ñî÷åòàíèÿ (íàïðèìåð,

êîýôôèöèåíò ãîòîâíîñòè), äëÿ îáúåêòîâ, ó êîòîðûõ ïåðåðûâû â ðàáîòå íåäîïóñòèìû, -

âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû â òå÷åíèå çàäàííîãî âðåìåíè [27].

Ïðè ïîñòðîåíèè ìîäåëåé ðåæèìîâ ïðèìåíåíèÿ è âûáîðå íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé

íàäåæíîñòè ó÷èòûâàþòñÿ òàêæå ïðèíöèï äåéñòâèÿ è ðåæèì ðàáîòû ñèñòåìû êîíòðîëÿ

ðàáîòîñïîñîáíîñòè îáúåêòà, òàê êàê ïðè íåïðåðûâíîì èëè äîñòàòî÷íî ÷àñòîì êîíòðîëå

âîçíèêàþùèå îòêàçû ñðàçó îáíàðóæèâàþòñÿ è áûñòðî ïðèíèìàþòñÿ ìåðû ê âîññòàíîâ-

ëåíèþ ðàáîòîñïîñîáíîñòè.

Äëÿ îáîñíîâàííîãî âûáîðà íîìåíêëàòóðû íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè èç

óñëîâèé áåçîïàñíîñòè (òàáë.1.6) âûäåëÿþòñÿ îñíîâíûå ôàêòîðû, âëèÿþùèå íà ïîêàçà-

òåëè áåçîïàñíîñòè, ñ ó÷åòîì ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ ïîñëå ïîÿâëåíèÿ îòêàçîâ.

Äëÿ òðåòüåé ãðóïïû îáúåêòîâ â êà÷åñòâå îñíîâíûõ ïîêàçàòåëåé öåëåñîîáðàçíåå

âñåãî íàçíà÷èòü ëþáóþ ïîëíóþ õàðàêòåðèñòèêó íàäåæíîñòè: äëÿ íåâîññòàíàâëèâàåìûõ

îáúåêòîâ - ôóíêöèþ âåðîÿòíîñòè áåçîòêàçíîé ðàáîòû p(t) èëè ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ

íàðàáîòêè äî îòêàçà f(t), èëè èíòåíñèâíîñòü îòêàçîâ l(t); äëÿ îáúåêòîâ, âîññòàíàâëè-

âàåìûõ âíå ïðîöåññà ïðèìåíåíèÿ - âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû â òå÷åíèå çàäàííî-

ãî èíòåðâàëà âðåìåíè p(t

) èëè ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ w(t); äëÿ îáúåêòîâ, âîññòà-

íàâëèâàåìûõ â ïðîöåññå ïðèìåíåíèÿ, åñëè ïåðåðûâû â ðàáîòå äîïóñòèìû, - êîýôôèöè-

åíò îïåðàòèâíîé ãîòîâíîñòè K

îã

(t); äëÿ îáúåêòîâ, âîññòàíàâëèâàåìûõ â ïðîöåññå ïðè-

ìåíåíèÿ, åñëè ïåðåðûâû â ðàáîòå íå äîïóñêàþòñÿ, - âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû â

òå÷åíèå èíòåðâàëà âðåìåíè p(t

Òàáëèöà 1.5

ВЫБОР НОРМИРУЕМЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ

Âîññòàíàâëèâàåìûå

â ïðîöåññå ïðèìåíåíèÿ

Ïîêàçàòåëè

íàäåæíîñòè

âíå ïðîöåññà

ïðèìåíåíèÿ

ïåðåðûâû

äîïóñêàþòñÿ

ïåðåðûâû

íå äîïóñêàþòñÿ

Èíòåðâàëüíûå

ñð

(t,t+Dt), p

ñð

)

–

ñð

)

Ìãíîâåííûå

w(t)

îã

(t)

w(t)

×èñëîâûå

ñð

, w

ñð

, t

, K

ñð

, w

ñð

Ïðèìå÷àíèå: Â òàáëèöå ïðèíÿòû ñëåäóþùèå îáîçíà÷åíèÿ: t

ñð

ñðåäíÿÿ íàðàáîòêà äî

îòêàçà, t

- ñðåäíèé ðåñóðñ, t

- ñðåäíåå âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ, p(t), p(t

), p

ñð

(t+Dt)-

âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû çà âðåìÿ èëè íàðàáîòêó t, â èíòåðâàëå îò t

äî t

, íà

îòðåçêå Dt, w(t)- ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ, Ê

- êîýôôèöèåíò ãîòîâíîñòè, Ê

îã

- êîýôôè-

öèåíò îïåðàòèâíîé ãîòîâíîñòè.

Åñëè èçâåñòåí âèä ðàñïðåäåëåíèÿ âðåìåíè áåçîòêàçíîé ðàáîòû èëè íà-

ðàáîòêè äî îòêàçà, ðåêîìåíäóåòñÿ çàäàâàòü ñëåäóþùèå ïîêàçàòåëè íàäåæ-

íîñòè: ïðè îäíîïàðàìåòðè÷åñêîì (ýêñïîíåíöèàëüíîì) ðàñïðåäåëåíèè - èí-

òåíñèâíîñòü îòêàçîâ l (èëè ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ w), ñðåäíþþ íàðà-

áîòêó äî îòêàçà t

ñð

(èëè íà îòêàç t

), âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû â

òå÷åíèå çàäàííîãî èíòåðâàëà âðåìåíè (èëè íàðàáîòêè) p(t

); ïðè äâóõ-

ïàðàìåòðè÷åñêîì çàêîíå ðàñïðåäåëåíèÿ (íîðìàëüíîì, ëîãàðèôìè÷åñêè

íîðìàëüíîì, Âåéáóëëà è äð.) - äâà ïàðàìåòðà, õàðàêòåðèçóþùèõ ðàñïðåäå-

ëåíèå (íàïðèìåð, äëÿ íîðìàëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ - ñðåäíþþ íàðàáîòêó è

äèñïåðñèþ èëè ñðåäíåå êâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå).

Â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå âîïðîñ îá îïðåäåëåíèè íîìåíêëàòóðû

íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè ïðèõîäèòñÿ ðåøàòü èíäèâèäóàëüíî,

îäíàêî äëÿ áîëüøèíñòâà òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè â

óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå â êà÷åñòâå îñíîâíûõ íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé

íàäåæíîñòè ìîæíî èñïîëüçîâàòü îäèí èç ñëåäóþùèõ ïîêàçàòåëåé [13]: èí-

òåíñèâíîñòü èëè ïàðàìåòð ïîòîêà îòêàçîâ, ñðåäíþþ èëè g-ïðîöåíòíóþ íà-

ðàáîòêó, âåðîÿòíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû â òå÷åíèå çàäàííîãî âðåìåíè,

êîýôôèöèåíò ãîòîâíîñòè, ñðåäíåå èëè g-ïðîöåíòíîå âðåìÿ âîññòàíîâëåíèÿ.

Â ñëîæíûõ ñëó÷àÿõ ìîæíî çàäàâàòü äâà è áîëåå ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè.

Íîìåíêëàòóðà íîðìèðóåìûõ ïîêàçàòåëåé íàäåæíîñòè äëÿ ìíîãèõ âèäîâ

òåõíè÷åñêèõ îáúåêòîâ ïðèâåäåíà â ãîñóäàðñòâåííûõ è îòðàñëåâûõ ñòàíäàð-

òàõ, òåõíè÷åñêèõ óñëîâèÿõ è äðóãèõ íîðìàòèâíî-òåõíè÷åñêèõ äîêóìåíòàõ

[13]. Íàïðèìåð, â ÃÎÑÒ 4.113-84 [32] â êà÷åñòâå îñíîâíûõ ïîêàçàòåëåé äëÿ

õèìè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ óñòàíîâëåíû íàðàáîòêà íà îòêàç, óñòàíîâëåí-

íûé ðåñóðñ äî êàïèòàëüíîãî ðåìîíòà è óñòàíîâëåííûé ñðîê ñëóæáû.

Â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 27.003-90 [29] íîìåíêëàòóðà ïîêàçàòåëåé íà-

äåæíîñòè âûáèðàåòñÿ íà îñíîâå ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ êëàññèôèêàöèîííûõ

ïðèçíàêîâ: îïðåäåëåííîñòü íàçíà÷åíèÿ èçäåëèÿ (îáùåãî èëè êîíêðåòíîãî

íàçíà÷åíèÿ); ÷èñëî âîçìîæíûõ (ó÷èòûâàåìûõ) ñîñòîÿíèé ïî ðàáîòîñïî-

ñîáíîñòè ïðè ýêñïëóàòàöèè (íàëè÷èå ÷àñòè÷íî íåðàáîòîñïîñîáíûõ ñîñòîÿ-

íèé); ðåæèì ïðèìåíåíèÿ èëè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ; âîçìîæíûå ïîñëåäñòâèÿ

îòêàçîâ èëè äîñòèæåíèÿ ïðåäåëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ïðè ïðèìåíåíèè èëè õðà-

íåíèè è òðàíñïîðòèðîâàíèè; âîçìîæíîñòü âîññòàíîâëåíèÿ; õàðàêòåð ïðî-

öåññîâ, îïðåäåëÿþùèõ ïåðåõîä â ïðåäåëüíîå ñîñòîÿíèå; âîçìîæíîñòü è

ñïîñîá âîññòàíîâëåíèÿ ðåñóðñà èëè ñðîêà ñëóæáû; âîçìîæíîñòü è íåîáõî-

äèìîñòü òåõíè÷åñêîãî îáñëóæèâàíèÿ; âîçìîæíîñòü è íåîáõîäèìîñòü êîí-

òðîëÿ ïåðåä ïðèìåíåíèåì; íàëè÷èå â ñîñòàâå ñðåäñòâ âû÷èñëèòåëüíîé òåõ-

íèêè.

Òàáëèöà 1.6

НОРМИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ БЕЗОПАСНОСТИ [27]

Òèï îáúåêòà

Ïîêàçàòåëè íàäåæíîñòè,

ó÷èòûâàþùèå òðåáîâàíèÿ áåçîïàñíîñòè

1. Ñ êîìïåíñàöèåé ïîñëåäñòâèé îòêàçîâ

p(t, t+Dt)

2. Ñ äîïóñòèìûìè îñòàíîâêàìè

p(t, t+Dt), K

, p

3. Ñ àâàðèéíûìè îòêàçàìè

p(t, t+Dt)

4. Áåç êîìïåíñàöèè ïîñëåäñòâèé îòêàçîâ

p(t)