Надежность АСОИУ (1088455), страница 11
Текст из файла (страница 11)
д.Исследовательские испытания могут проводиться как определительные и оценочные. Цель определительных испытанийсостоит в нахождении значений одной или нескольких величин с заданной точностью и достоверностью. Иногда прииспытаниях надо лишь установить факт годности объекта, т. е. определить, удовлетворяет ли данное изделиеустановленным требованиям или нет. Такие испытания называют оценочными.Испытания, проводимые для контроля качества объекта, называются контрольными. Контрольные испытания обычнопроводят для проверки на соответствие техническим условиям при изготовлении.
В результате испытаний полученныеданные сравнивают с заданными в технических условиях и делают заключение о соответствии испытываемого(контролируемого) объекта нормативно-технической документации.Цели и задачи испытаний меняются в течение жизненного цикла создаваемого объекта или системы и в общемслучае подразумевают:• определение или оценку показателей качества функционирования испытываемых объектов в определенныхусловиях эксплуатации;• выбор оптимальных режимов работы и показателей надежности;• сравнение множества вариантов реализации объекта при проектировании и аттестации;• построение математической модели функционирования объекта (оценки параметров математической модели);• отбор существенных факторов, влияющих на показатели качества функционирования объекта, и т.
д.По характеру воздействия на систему все внешние факторы делятся на классы: механические (ударные ивибрационные нагрузки), температурные, климатические и другие природные воздействия (биологические,радиационные, электромагнитных полей и т. д.). В зависимости от назначения и условий функционирования системыподвергаются различным воздействиям, и полный учет указанных выше факторов, как правило, не используется.30Определительные испытания на надежность.
В результате определительных испытаний устанавливаютсяколичественные значения показателей надежности блоков, устройств или KTC в целом. Однако по методам проведенияи способам обработки результатов, а также по планам организации и условиям, в которых испытания проводятся, онимогут быть различными (рис. 1.9).Рис 1.9. Классификация определительных испытанийУсредненные показатели обычно дают достаточное для практических целей представление о надежности объекта,особенно тогда, когда необходимо сравнить объекты либо конструктивные варианты. Однако среднее значениеслучайной величины не дает о ней полного представления. Более подробную информацию о надежности мож нополучить по доверительному интервалу — интервалу возможных значений показателя надежности.Каждое последующее испытание служит для уточнения показателя надежности, с использованием некоторойаприорной и полученной ранее информации.Главным недостатком испытаний на надежность является их большая продолжительность, соизмеримая свременем наработки на отказ.
Поэтому особую актуальность приобретает вопрос ускорения испытаний. Для этих целеймогут применяться следующие методы:• ускорение испытаний с помощью режимов, которые приводят к ускорению отказов;• прогнозирование отказов;• использование предварительной информации;• накопление информации из различных источников.Определение количественных показателей в процессе испытаний достигается различными путями, которые назвалипланами испытаний.По планам проведения испытания делятся на основные группы: [NUN], [ΝUΤ], [NUr], [NU(r,T)] , [NRT], [NRr], [NR(r,T)] ,[NMT], [NMr] и др. Буквы в обозначениях планов указывают на особенности проводимых испытаний:N- Число одновременно испытываемых объектов;U- не восстанавливаемые и не заменяемые при испытаниях в случае отказа объекты;R— не восстанавливаемые, но заменяемые при испытаниях в случае отказа объекты;М— восстанавливаемые при испытаниях в случае отказа объекты;r— число отказавших объектов.31Например, по плану [NUN] на испытания ставятся изделий; отказавшие изделия не восстанавливаются; испытанияпродолжаются до отказа всех изделий.
По планам [NUT] и [NUr] на испытания ставятся JVизделий; в процессе испытанийотказавшие изделия не восстанавливаются; испытания продолжаются либо до заданного времени Т, либо до получениязаданного числа отказов г. По планам [NRT] и [NRr] на испытания ставятся N изделий; в процессе испытаний отказавшиеизделия восстанавливаются; испытания продолжаются либо до заданного времени T1 либо до получения заданного числаотказов r.Как указывалось выше, при испытаниях по плану [NUN] на испытания ставятся N объектов. Испытания ведутся доотказа всех объектов.
Время отказа ti фиксируется.Средняя наработка на отказ1T0 =NN∑ ti .i =1Среднеквадратическое отклонение δ(То) относительно его среднего значенияN∑ (t ii =1σ (T0 ) =− T0 )( N − 1) N=σ (t )N.При числе N равном 8 и более, и при t, подчиняющихся экспоненциальному закону, распределение случайнойвеличины T c достаточной для практики точностью приближается к нормальному распределению. Поэтому числоиспытываемых объектов можно определять из этого же выражения.Для экспоненциального закона δ(t) = То из выраженияσ (T0 ) = T0 N .СледуетN = [T0 σ (T )] .2Продолжительность испытаний можно определить по заданной вероятности того, что объект, поставленный наиспытание,откажет.Вероятностьвозникновенияотказаприэкспоненциальномзаконераспределенияипродолжительность испытаний tи равныQ (t ) = 1 − e −t k / T0 ,t k = −T01n(1 − Q(t )).Испытания по плану [NUN] требуют значительного времени и количества объектов.
Сократить продолжительностьиспытаний можно путем увеличения числа изделий или снижения требований к точности результатов. Восстановлениеотказавших объектов позволяет увеличить информативность испытаний без увеличения числа испытываемых объектов.Средняя наработка на отказ при испытаниях по плану [NRr], т. е. при постановке на испытания N объектов свосстановлением, до получения r отказовT0 = t p ∑ /(r − 1),где t p ∑ — суммарная наработка испытываемых объектовБез учета времени на восстановлениеT0 = t r N (r − 1).где tr— время фиксации последнего отказа.Для определения числа испытываемых объектов можно воспользоваться следующим подходом. Так каксреднеквадратическое отклонение наработки на отказ.σ (T0 ) = σ (t )32N,где t— случайная величина (время до отказа); N- число испытаний, то ошибка определения Τ(σ) в долях от σ( T )равнаε = Z a σ (T0 ) = Z a σ (t )N,где значение Za при нормальном законе равно числу средних квадра-тических отклонений, которое нужно отложитьот центра рассеяния для того, чтобы вероятность попадания в полученный участок была равна а.Таким образом, число испытаний можно оценить с помощью соотношенияN =( Z aσ (t ) ε ) 2 .Следовательно, для планирования числа N необходимо задать точность ε и знать, хотя бы ориентировочно,величину σ(t).
Если о величине σ(t) ничего не известно, тогда число объектов N устанавливается исходя из возможностейпроизводства, a σ(t) определяется в ходе испытания. По полученным значениям σ(t) уточняется число N.Проведение испытаний по плану [NRr] уменьшает число испытываемых объектов N за счет их восстановления, ноудлиняет время испытаний. Увеличение числа при испытаниях по плану [NUN] повышает точность результатов, а поплану [NUr] сокращает время испытаний.Контрольные испытания на надежность. Контрольныеиспытаниянепредназначеныдляопределенияколичественного значения показателя надежности. Они служат средством контроля надежности по некоторым косвеннымпризнакам.
Такими признаками могут быть, например, отсутствие отказов при испытаниях на протяжении заданноговремени, предельные числа допустимых и недопустимых отказов для последовательных интервалов времени. В первомслучае испытания называются испытаниями, основанными на числе отказов, равном нулю, во втором случае —испытаниями, основанными на последовательном анализе.Контрольные испытания проводят для проверки соответствия показателей надежности установленнымтребованиям. В результате проведения контрольных испытаний можно лишь утверждать, что уровень надежностиданного объекта не ниже заданного.Так как задача контроля надежности значительно проще задачи определительных испытаний, то, видимо, по этойпричине методы планирования, проведения и обработки результатов контрольных испытаний развиты достаточноглубоко.Испытания, основанные на числе допустимых отказов, равном нулю.
На испытания ставятся N объектов.Продолжительность испытаний tи(r). Если при испытаниях не было отказов, то объекты считаются удовлетворяющимитребованиям надежности. Расчетом определяется либо tи(r) при заданном N, либо N п р и заданном tи(r):N = t p tИ ; tИ = t p N ,где tр— общая наработка объектов в период испытаний. Требуемая наработка определяется и з выраженияt p = 0,5Tон χ 2 [k = 2, γ = 1 − α ],где Тон — нижнее значение T, которое подтверждается испытаниями при отсутствии отказов; χ2(k = 2 , γ= 1 -α) —значение χ2, соответствующее доверительной вероятности γ при числе отказов, равном нулю.Испытания, основанные на последовательном анализе. Рассмотренные выше испытания основаны на обработкенекоторого заранее запланированного объема информации. Результат обработки сравнивается с заданным показателемнадежности, и на основе сравнения делается вывод о соответствии либо несоответствии полученных результатовтребуемым.Сокращения времени на контрольные испытания можно добиться, если использовать другой подход кпланированию испытаний: не планировать заранее продолжительность испытаний, а разбить их на рядпоследовательных этапов.
На каждом этапе анализировать результат и принимать одно из следующих решений:а)прекратить испытания, если есть основание считать, что объекты удовлетворяют требованиям надежности;б)прекратить испытания, если есть основание считать, что объекты не удовлетворяют требованиям надежности;33в)продолжить испытания, если нет оснований для вывода о надежности объектов.В основу обработки результатов испытаний можно положить не сравнение их с заданным показателем, апринадлежность объектов к той или иной группе по показателю надежности. Рекомендуется устанавливать две группы.К первой относят объекты, браковка которых может быть произведена с малой вероятностью а.
Эта вероятность—рискпоставщика или ошибка первого рода. Ко второй группе относят объекты, принятие которых может быть допущено смалой вероятностью β. Эта вероятность — риск потребителя или ошибка второго рода.Испытания, построенные на таком подходе, называют испытаниями, основанными на последовательном анализе.Их характерными особенностями являются:а) два уровня надежности, а также риски α и β, устанавливаемые до проведения испытаний;б) последовательность этапов проведения испытаний, позволяющих заканчивать их в зависимости от получаемыхрезультатов.Испытания, основанные на последовательном анализе, рекомендуются для объектов серийного производства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
