Назначение норм надежности

После выбора основных показателей надежности необходимо задать определенные значения этих показателей. При этом должны учитываться экономические соображения и возможности производства.

Сначала находятся нормы надежности, соответствующие возможностям производства. Затем они уточняются и выбираются мероприятия по повышению надежности, наиболее выгодные экономически. При составлении технического задания обосновать количественные нормы (требования) по надежности и другим эксплуатационным свойствам обычно удается лишь после рассмотрения соответствующих характеристик уже существующих аналогов.

Таким образом, необходимо иметь прототип и учитывать тенденции изменения его характеристик.

Значение норм надежности прототипа необходимо корректировать с учетом следующих факторов:

1) Технических характеристик проектируемого объекта;

2) Технического прогресса за время его проектирования и изготовления;

3) Изменений условий эксплуатации;

4) Лимитирующих факторов (стоимость, вес, габариты и т.д.);

5) Значения последствий отказов;

6) Квалификации операторов и некоторых других специфических для каждого изделия факторов.

1. Учет технических характеристик проектируемого объекта

Для учета технических характеристик проектируемого объекта необходимо сравнить показатели вновь проектируемого объекта с аналогичными показателями существующих объектов с известной надежностью. При этом необходимо иметь зависимости ПН объектов данного типа от основных технических характеристик (чувствительности, мощности и т.д.).

Чтобы получить такие зависимости обычно строят графики. В этих графиках по вертикальной оси откладывают значения ПН, по оси абсцисс –

значения исследуемой технической характеристики.

Используя такие графики, можно приближенно оценить влияние изменения технических характеристик объекта на величину показателя (нормы) надежности.

В результате рассмотрения одного или нескольких (при нескольких технических характеристиках) таких графиков может быть найден коэффициент K_г, который учитывает технические характеристики объекта. Этот коэффициент равен отношению ПН проектируемого изделия и

прототипа.

2. Учет технического прогресса

Между выпуском объектов, данные о которых по надежности известны, и

объектом, который должен быть изготовлен, к моменту его выпуска обычно

проходит несколько лет. За это время совершенствуется конструкция и технология изготовления как самих объектов, так и элементов, из которых они изготавливаются. В соответствии с этим изменяются и значения ПН.

Следовательно, при составлении требований по ПН к проектируемым объектам необходимо экстраполировать изменение показателя их надежности вплоть до момента изготовления новых объектов. Для этого необходимо знать надежность всех выпускаемых ранее аналогичных объектов. Затем строится график, учитывающий технический прогресс по годам. По этому графику вычисляется коэффициент K_ТП, учитывающий технический прогресс. Он равен отношению ПН проектируемого объекта и прототипа.

При корректировании ПН с учетом совершенствования производства могут возникнуть две крайние ситуации:

1) Проектируемый объект почти по всем признакам сходен с прототипом;

2) Проектируемый объект отличается от прототипа принципом действия,

сложностью и т.д.

В первом случае экстраполирование изменения ПН по годам производится для объекта в целом.

Используя такие графики, можно приближенно оценить влияние изменения технических характеристик объекта на величину показателя (нормы) надежности. В результате рассмотрения одного или нескольких (при нескольких технических характеристиках) таких графиков может быть найден коэффициент K_Т, который учитывает технические характеристики

объекта. Этот коэффициент равен отношению ПН проектируемого изделия и

прототипа.

Во втором случае производиться расчет надежности по надежности элементов. От общепринятого расчета надежности этот расчет отличается только экстраполированием интенсивностей отказов по годам выпуска.

3. Учет изменений работы

Проектируемый объект и прототип обычно работают в разных условиях.

Поэтому необходимо произвести перерасчет ПН прототипа на условия применения проектируемого объекта. Для этого находят коэффициент условий применения K_У. Он равен отношению значений показателей надежности рассматриваемого объекта и прототипа.

Существуют четыре метода такого перерасчета:

1. Метод поправочных коэффициентов.

2. Метод, использующий гипотезу Н.М. Седякина о ресурсе надежности

объекта.

3. Метод, использующий расчетные графики.

4. Метод, основанный на учете разброса значений параметров режимов

применения объектов.

Эти методы были разработаны для расчета надежности электронных

схем, но могут быть использованы для перерасчета ПН и других объектов.

При использовании первого метода сначала находится значение интенсивности отказов или параметра потока отказов в лабораторных

условиях. Затем коэффициент окружающей среды – K_окр. Этот коэффициент

показывает во сколько раз интенсивность отказов при данных условиях больше, чем при лабораторных.

Коэффициент применения K_У равен отношению значений коэффициента K_окр проектируемого объекта и прототипа.

В методе, использующем гипотезу Седякина, применяется понятие «ресурс (запас) надежности» объекта.

Гипотеза состоит в том, что вероятность БР объекта в определенных условиях зависит от значения выработанного в прошлом ресурса r и не зависит от того, как выработан был этот ресурс. Этот метод в настоящее время используется чрезвычайно редко.

Метод расчетных графиков является одним из основных методов пересчета ПН прототипа на условия применения проектируемого объекта. Он основан на использовании графической зависимости ПН от параметров режимов работы (температуры, нагрузки и т.д.). В качестве ПН здесь обычно используется интенсивность отказов λ (t) и реже параметр потока отказов Ω (t). Расчетные графики сейчас составлены в основном для элементов электрических схем.

В некоторых случаях вместо графиков используют экспериментальные формулы и правила и моделирование на компьютерах.

В методе, который учитывает разброс параметров, принимаются во внимание разброс режимов хранения или работы. Возможности применения этого метода при проектировании малы из-за недостаточности информации о будущем изделии.

4. Уточнение норм надежности и выбор мероприятия по ее повышению

Это фактор корректирования норм надежности учитывают в основном для изделий, эффект от эксплуатации которых может быть определен экономически.

Средний суммарный эффект Э от эксплуатации объекта зависит от следующих показателей: стоимости, показателей надежности, экономических показателей эксплуатации.

К числу экономических показателей (ЭП) эксплуатации относятся:

1. экономический эффект от выполнения задания;

2. средние потери от отказа;

3. ущерб в единицу времени из-за вынужденного простоя объекта.

Дело в том, что повышение надежности изделия обычно ведет к повышению его себестоимости. В то же время эксплуатация более надежного

изделия обходится, как правило, много дешевле, т.к. сокращается ущерб из- за отказов, а также уменьшаются затраты на ремонт и профилактические работы.

В связи с этим возникает проблема назначения таких норм надежности, которые обеспечивали бы максимальный экономический эффект. Так как затраты на повышение надежности и потери из-за ненадежности объектов происходят в разное время, то необходимо рассматривать приведенный к определенному моменту времени (обычно началу эксплуатации) средний выходной эффект.