Методиката за избор на номенклатурата на дадения мон.

GOST 27.301-95

Група T51

МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ

НАДЕЖДНОСТ В ТЕХНОЛОГИЯТА

ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА НАДЕЖДНОСТ

Ключови точки

Надеждност в техниката.
Прогноза за надеждност. основни принципи

ISS 21.020
OKSTU 0027

Дата на въвеждане 1997-01-01

Предговор

1 РАЗРАБОТЕН МТК 119 "Надеждност в инженерството"

ВЪВЕДЕНО от Госстандарт на Русия

2 ПРИЕТО от Междудържавния съвет по стандартизация, метрология и сертификация (Протокол № 7 от 26 април 1995 г.)

Гласувах за приемане:

3 Стандартът е разработен, като се вземат предвид разпоредбите и изискванията на международните стандарти IEC 300-3-1 (1991), IEC 863 (1986) и IEC 706-2 (1990)

4 С Резолюция на Комитета на Руската федерация по стандартизация, метрология и сертификация от 26 юни 1996 г. N 430, междудържавният стандарт GOST 27.301-95 влезе в сила директно като държавен стандарт на Руската федерация на 1 януари 1997 г.

5 ВМЕСТО ГОСТ 27.410-87 (в част от клауза 2)

6 РЕВИЗИЯ

1 област на употреба

1 област на употреба

Този стандарт установява общи правила за изчисляване на надеждността на техническите обекти, изисквания към методите и процедурата за представяне на резултатите от изчисленията за надеждност.

2 Нормативни препратки

Този стандарт използва препратки към следните стандарти:

GOST 2.102-68 Единна система за проектна документация. Видове и пълнота на проектните документи

GOST 27.002-89 Надеждност в инженерството. Основни понятия. Термини и определения

GOST 27.003-90 Надеждност в инженерството. Състав и общи правила за определяне на изисквания за надеждност

3 Определения

Този стандарт използва общи термини в областта на надеждността, чиито дефиниции са установени от GOST 27.002. Освен това стандартът използва следните термини, свързани с изчисляването на надеждността.

3.1. изчисляване на надеждността: Процедурата за определяне на стойностите на показателите за надеждност на обект, като се използват методи, базирани на тяхното изчисляване въз основа на референтни данни за надеждността на елементите на обекта, според данните за надеждност на аналогови обекти, данни за свойства на материалите и друга информация, налична към момента на изчисляване.

3.2 прогнозиране на надеждността: Конкретен случай на изчисляване на надеждността на обект въз основа на статистически модели, които отразяват тенденциите в надеждността на аналоговите обекти и/или експертни оценки.

3.3 елемент: Неразделна част от обекта, която се разглежда при изчисляването на надеждността като цяло, не подлежи на по-нататъшно дезагрегиране.

4 Основи

4.1 Процедура за изчисляване на надеждността

Надеждността на обекта се изчислява на етапите от жизнения цикъл и етапите на видовете работа, съответстващи на тези етапи, установени от програмата за осигуряване на надеждност (RP) на обекта или документи, които го заменят.

PON трябва да установи целите за изчисление на всеки етап от видовете работа, регулаторните документи и методите, използвани при изчислението, времето на изчислението и изпълнителите, процедурата за формализиране, представяне и наблюдение на резултатите от изчисленията.

4.2 Цел на изчислението на надеждността

Изчисляването на надеждността на обект на определен етап от видовете работа, съответстващ на определен етап от неговия жизнен цикъл, може да има за цели:

обосноваване на количествени изисквания за надеждност към обекта или неговите компоненти;

проверка на осъществимостта на установените изисквания и/или оценка на вероятността за постигане на необходимото ниво на надеждност на обекта в рамките на установения срок и с разпределените ресурси, обосновка на необходимите корекции на установените изисквания;

сравнителен анализ на надеждността на вариантите за схемо-конструктивното изграждане на обект и обосновката за избор на рационален вариант;

определяне на постигнатото (очаквано) ниво на надеждност на обекта и/или неговите компоненти, включително изчисленото определяне на показатели за надеждност или параметри на разпределение на характеристиките на надеждността на съставните части на обекта като изходни данни за изчисляване на надеждността на обекта като цяло;

обосновка и проверка на ефективността на предложените (изпълнени) мерки за подобряване на дизайна, технологията на производство, поддръжката и ремонтната система на съоръжението, насочени към подобряване на неговата надеждност;

решаване на различни оптимизационни проблеми, при които показателите за надеждност действат като целеви функции, контролирани параметри или гранични условия, включително като оптимизиране на структурата на обект, разпределяне на изискванията за надеждност между показателите на отделните компоненти на надеждността (например надеждност и поддръжка), изчисляване на комплекти резервни части, оптимизиране на системите за поддръжка и ремонт, обосновка на гаранционните срокове и определения експлоатационен живот (ресурс) на обекта и др.;

проверка на съответствието на очакваното (постигнатото) ниво на надеждност на обекта с установените изисквания (контрол на надеждността), ако директното експериментално потвърждение на тяхното ниво на надеждност е технически невъзможно или икономически нецелесъобразно.

4.3 Обща изчислителна схема

4.3.1 Изчисляването на надеждността на обектите в общия случай е процедура за последователно поетапно усъвършенстване на оценките на показателите за надеждност като технологията на проектиране и производство на обекта, неговите алгоритми за работа, правила за експлоатация, поддръжка и ремонт системи, критерии за отказ и гранични състояния, натрупване на по-пълна и надеждна информация за всички фактори, определящи надеждността, и използване на по-адекватни и точни методи за изчисление и изчислителни модели.

4.3.2 Изчисляването на надеждността на всеки етап от видовете работа, предвидени в плана PON, включва:

идентификация на обекта, който се изчислява;

определяне на целите и задачите на изчислението на този етап, обхвата и необходимите стойности на изчислените показатели за надеждност;

избор на метод/и на изчисление, съобразен с характеристиките на обекта, целите на изчислението, наличието на необходимата информация за обекта и изходните данни за изчислението;

изготвяне на изчислителни модели за всеки показател за надеждност;

получаване и предварителна обработка на изходните данни за изчисляване, изчисляване на стойностите на показателите за надеждност на обекта и, ако е необходимо, тяхното сравнение с необходимите;

регистриране, представяне и защита на резултатите от изчисленията.

4.4 Идентификация на обекта

4.4.1 Идентификацията на обект за изчисляване на неговата надеждност включва получаване и анализиране на следната информация за обекта, неговите работни условия и други фактори, които определят неговата надеждност:

предназначение, обхват и функции на обекта;

критерии за качество на функциониране, откази и гранични състояния, възможни последици от откази (постигане на граничното състояние от обекта) на обекта;

структурата на обекта, състава, взаимодействието и нивата на натоварване на неговите елементи, възможността за преструктуриране на структурата и/или алгоритмите за функциониране на обекта в случай на повреди на отделните му елементи;

наличност, видове и методи на резервация, използвани в обекта;

типичен модел на работа на обекта, който установява списък с възможни режими на работа и функции, изпълнявани по едно и също време, правилата и честотата на редуващи се режими, продължителността на престоя на обекта във всеки режим и съответното време на работа, обхвата и параметрите на натоварването и външни влияния върху обекта във всеки режим;

планираната система за поддръжка (ТО) и ремонт на обекта, характеризираща се по видове, честота, организационни нива, методи на изпълнение, техническо оборудване и логистика за поддръжката и ремонта му;

разпределение на функциите между операторите и средствата за автоматична диагностика (управление) и управление на съоръжението, видове и характеристики на интерфейси човек-машина, които определят параметрите на работата и надеждността на операторите;

ниво на квалификация на персонала;

качеството на използвания в съоръжението софтуер;

планирана технология и организация на производството при изработката на обекта.

4.4.2 Пълнотата на идентификацията на обекта на разглеждания етап от изчисляването на неговата надеждност определя избора на подходящ метод на изчисление, който осигурява приемлива на този етап точност при липса или невъзможност за получаване на част от информацията, предвидена в 4.4.1. .

4.4.3 Източници на информация за идентифициране на обекта са проектната, технологичната, експлоатационната и ремонтната документация за обекта като цяло, неговите компоненти и компоненти в състава и комплектите, съответстващи на този етап на изчисляване на надеждността.

4.5 Методи за изчисление

4.5.1 Методите за изчисляване на надеждността се подразделят:

според състава на изчислените показатели за надеждност (RI);

според основните принципи на изчисление.

4.5.2 Според състава на изчислените показатели се разграничават методите за изчисление:

надеждност,

поддръжка,

издръжливост,

постоянство,

комплексни показатели за надеждност (методи за изчисляване на коефициенти на наличност, техническо използване, поддържане на ефективност и др.).

4.5.3 Съгласно основните принципи за изчисляване на свойствата, които съставляват надеждността, или сложни показатели за надеждност на обектите, има:

методи за прогнозиране,

методи за структурно изчисление,

физически методи на изчисление.

Методите за прогнозиране се основават на използването на данни за постигнатите стойности и идентифицирани тенденции в промяната в ST на обекти, подобни или близки до разглежданите по отношение на предназначението, принципите на действие, схемотехниката и производствената технология, елементната база и материалите използвани, условия и режими за оценка на очакваното ниво на надеждност на обекта работа, принципи и методи за управление на надеждността (наричани по-долу аналогови обекти).

Методите за структурно изчисление се основават на представянето на обект под формата на логическа (структурно-функционална) диаграма, която описва зависимостта на състоянията и преходите на обекта от състоянията и преходите на неговите елементи, като се отчита тяхното взаимодействие и функциите, които изпълняват в обекта, последвани от описания на конструирания конструктивен модел чрез адекватен математически модел и изчисление PV на обекта според известните характеристики на надеждността на неговите елементи.

Физическите методи за изчисление се основават на използването на математически модели, които описват физични, химични и други процеси, които водят до откази на обекти (до достигане на граничното състояние от обекти), и изчисляването на ST въз основа на известните параметри на натоварване на обекта, характеристиките на веществата и материалите, използвани в обекта, като се вземат предвид особеностите на неговия дизайн и технология на производство.

Характеристиките на изброените методи и препоръките за тяхното използване са дадени в Приложение А.

4.5.4 Методът за изчисляване на надеждността на конкретен обект се избира в зависимост от:

изчислителни цели и изисквания за точността на определяне на СТ на обекта;

наличието и/или възможността за получаване на първоначалната информация, необходима за прилагането на определен метод на изчисление;

нивото на сложност на технологията на проектиране и производство на обекта, неговата система за поддръжка и ремонт, което прави възможно прилагането на подходящи изчислителни модели на надеждност.

4.5.5 При изчисляване на надеждността на конкретни обекти е възможно едновременно прилагане на различни методи, например методи за прогнозиране на надеждността на електронни и електрически компоненти с последващо използване на получените резултати като входни данни за изчисляване на надеждността на обект като цяло или неговите компоненти чрез различни структурни методи.

4.6 Първоначални данни

4.6.1 Първоначалните данни за изчисляване на надеждността на обект могат да бъдат:

априорни данни за надеждността на аналогови обекти, компоненти и компоненти на разглеждания обект въз основа на опита от използването им в подобни или близки условия;

оценки на показателите за надеждност (параметри на законите за разпределение на характеристиките за надеждност) на съставните части на обекта и параметрите на материалите, използвани в обекта, получени експериментално или чрез изчисление директно в процеса на разработка (производство, експлоатация) на въпросният обект и неговите компоненти;

изчислени и/или експериментални оценки на параметрите на натоварване на използваните в обекта съставни части и конструктивни елементи.

4.6.2 Източниците на изходни данни за изчисляване на надеждността на обект могат да бъдат:

стандарти и технически спецификации за съставните части на обекта, използваните в него компоненти с междуотраслово приложение, вещества и материали;

справочници за надеждността на елементите, свойствата на веществата и материалите, стандартите за продължителност (интензивност на труда, цена) на типичните операции по поддръжка и ремонт и други информационни материали;

статистически данни (банки данни) за надеждността на аналоговите обекти, техните съставни елементи, свойствата на веществата и материалите, използвани в тях, за параметрите на операциите по поддръжка и ремонт, събрани в процеса на тяхното разработване, производство, изпитване и експлоатация ;

резултатите от якостни, електрически, термични и други изчисления на обекта и неговите компоненти, включително изчисления на показателите за надеждност на съставните части на обекта.

4.6.3 Ако има няколко източника на изходни данни за изчисляване на надеждността на даден обект, приоритетите в тяхното използване или методите за комбиниране на данни от различни източници трябва да бъдат определени в методологията за изчисление. При изчисляването на надеждността, включено в комплекта от работна документация за съоръжението, трябва да се предпочита да се използват изходните данни от стандартите и спецификациите за компоненти, елементи и материали.

4.7.1 Адекватността на избрания метод на изчисление и конструираните изчислителни модели за целите и задачите на изчисляване на надеждността на обект се характеризира с:

пълнотата на използването при изчисляването на цялата налична информация за обекта, неговите работни условия, системата за поддръжка и ремонт, характеристиките за надеждност на компонентите, свойствата на веществата и материалите, използвани в обекта;

валидността на допусканията и допусканията, възприети при конструирането на модели, тяхното влияние върху точността и надеждността на оценките на ST;

степента на съответствие на нивото на сложност и точността на изчислителните модели с надеждността на обекта с наличната точност на изходните данни за изчислението.

4.7.2 Степента на адекватност на моделите и методите за изчисляване на надеждността се оценява чрез:

сравнение на резултатите от изчислението и експерименталната оценка на СТ на обекти-аналози, за които са използвани подобни модели и методи на изчисление;

изследвания на чувствителността на моделите към възможни нарушения на допусканията и допусканията, възприети при тяхното изграждане, както и към грешки в изходните данни за изчисляване;

проверка и апробация на прилаганите модели и методи, извършени по предписания начин.

4.8 Изисквания към методите за изчисление

4.8.1 За изчисляване на надеждността на обектите се използват следните:

стандартни методи за изчисление, разработени за група (вид, вид) обекти, които са хомогенни по предназначение и принципи за осигуряване на надеждността на обектите, съставени под формата на съответните регулаторни документи (държавни и индустриални стандарти, стандарти на предприятието и др.);

методи за изчисление, разработени за конкретни обекти, чиито конструктивни характеристики и/или условия на използване не позволяват използването на стандартни методи за изчисляване на надеждността. Тези методи по правило се включват директно в отчетните документи за изчисляване на надеждността или се издават под формата на отделни документи, включени в комплекта документация на съответния етап от развитието на обекта.

4.8.2 Типичният метод за изчисляване на надеждността трябва да съдържа:

характеристики на обектите, за които се прилага методологията, в съответствие с правилата за тяхното идентифициране, установени с този стандарт;

списък на изчислените PV на обекта като цяло и неговите компоненти, методи, използвани за изчисляване на всеки индикатор;

стандартни модели за изчисляване на ST и правилата за тяхното адаптиране за изчисляване на надеждността на конкретни обекти, изчислителните алгоритми, съответстващи на тези модели и, ако има, софтуерни инструменти;

методи и съответни техники за оценка на параметрите на натоварване на съставните части на обектите, взети предвид при изчисленията за надеждност;

изисквания за изходни данни за изчисляване на надеждността (източници, състав, точност, надеждност, форма на представяне) или директно самите изходни данни, методи за комбиниране на разнородни изходни данни за изчисляване на надеждността, получени от различни източници;

правила за вземане на решение за сравняване на изчислените PV стойности с необходимите, ако резултатите от изчисленията се използват за контрол на надеждността на обектите;

методи за оценка на грешките при изчисляването на ST, въведени от допусканията и допусканията, приети за използваните модели и методи за изчисление;

методи за оценка на чувствителността на резултатите от изчисленията към нарушения на приетите допускания и/или към грешки в изходните данни;

изисквания за формата на представяне на резултатите от изчисляването на СТ и правилата за защита на резултатите от изчислението на съответните контролно-пропускателни пунктове на СТ и при разглеждане на проекти на съоръжения.

4.8.3 Методологията за изчисляване на надеждността на конкретен обект трябва да съдържа:

информация за обекта, предоставяща неговата идентификация за изчисляване на надеждността в съответствие с изискванията на този стандарт;

номенклатура на изчислените PV и изискваните им стойности;

модели за изчисляване на всеки ST, допусканията и допусканията, възприети при тяхното изграждане, съответните алгоритми за изчисляване на ST и използвания софтуер, оценки на грешките и чувствителността на избраните (изградени) модели;

изходни данни за изчисляване и източници на тяхното получаване;

методи за оценка на параметрите на натоварване на обект и неговите компоненти или директно оценяване на тези параметри по отношение на съответните резултати и методи на якостни, термични, електрически и други изчисления на обекта.

4.9 Представяне на резултатите от изчисленията

4.9.1 Резултатите от изчисляването на надеждността на обекта се изготвят под формата на раздел от обяснителната бележка към съответния проект (схема, технически) или под формата на независим документ (PP съгласно GOST 2.102 , доклад и др.), съдържащи:

цели и методология (връзка към съответната стандартна методология) на изчисление;

изчислени стойности на всички PV и заключения за тяхното съответствие с установените изисквания за надеждност на съоръжението;

установени недостатъци в проектирането на съоръжението и препоръки за отстраняването им с оценки за ефективността на предложените мерки по отношение на въздействието им върху нивото на надеждност;

списък на компоненти и елементи, които ограничават надеждността на обекта или за които няма необходими данни за изчисляване на PV, предложения за включване на допълнителни мерки за повишаване (задълбочено проучване) на тяхната надеждност или замяната им с по-надеждни. (разработени и тествани);

заключение за възможността за преминаване към следващия етап от развитието на обекта с постигнатото изчислено ниво на неговата надеждност.

4.9.3 Включени са прогнозни оценки на натоварване, заключения за тяхното съответствие с установените изисквания и възможност за преминаване към следващия етап от видовете работи по разработването (пускането в производство) на обекта, препоръки за подобрения за подобряване на неговата надеждност в протокола от приемо-предавателния тест, ако е взето решение за контрол на надеждността на обекта чрез метод на изчисление.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (информативно). МЕТОДИ ЗА ИЗЧИСЛВАНЕ НА НАДЕЖДНОСТ И ОБЩИ ПРЕПОРЪКИ ЗА ПРИЛОЖЕНИЕТО ИМ

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справка)

1 Методи за прогнозиране на надеждността

1.1 Използват се методи за прогнозиране:

да обоснове необходимото ниво на надеждност на обектите при разработването на технически спецификации и/или да оцени вероятността за постигане на посоченото PV при разработването на технически предложения и анализ на изискванията на ТЗ (договора). Пример за подходящи методи за прогнозиране на поддържаемостта на обектите се съдържа в MP 252-87;

за приблизителна оценка на очакваното ниво на надеждност на обектите в ранните етапи на тяхното проектиране, когато няма необходима информация за прилагането на други методи за изчисляване на надеждността. Пример за методология за прогнозиране на показателите за надеждност на възлите на радиоелектронното оборудване в зависимост от предназначението му и броя на използваните в него елементи (групи активни елементи) се съдържа в американския военен стандарт MIL-STD-756A;

за изчисляване на честотата на отказ на масово произвеждани и нови електронни и електрически компоненти от различни видове, като се вземат предвид нивото на тяхното натоварване, качеството на изработката, областите на приложение на оборудването, в което се използват елементите. Примери за подходящи методи се съдържат в американския военен справочник MIL-HDBK-217 и местните справочници за надеждността на IEP за общи промишлени и специални цели;

да се изчислят параметрите на типичните задачи и операции по поддръжка и ремонт на обекти, като се вземат предвид конструктивните характеристики на обекта, които определят неговата поддръжка. Примери за подходящи техники се съдържат в MP 252-87 и военната справка на САЩ MIL-HDBK-472.

1.2 За прогнозиране на надеждността на обектите се използват следните:

методи за евристично прогнозиране (партньорска проверка);

методи за прогнозиране, базирани на статистически модели;

комбинирани методи.

Евристичните методи за прогнозиране се основават на статистическа обработка на независими оценки на стойностите на очакваната ST на разработвания обект (индивидуални прогнози), дадени от група квалифицирани специалисти (експерти) въз основа на предоставената от тях информация за обекта, неговите работни условия, планираната производствена технология и други налични данни към момента на оценката. Проучване на експерти и статистическа обработка на индивидуалните прогнози на ST се извършват по общоприети методи при експертната оценка на всякакви показатели за качество (например методът Delphi).

Методите за прогнозиране, базирани на статистически модели, се основават на екстра- или интерполация на зависимости, които описват идентифицираните тенденции в промяната в ST на аналогови обекти, като се вземат предвид техните конструктивни и технологични особености и други фактори, информация за които е известна за обекта се разработва или може да бъде получено по време на оценката. Моделите за прогнозиране се изграждат според данните за ST и параметрите на аналогични обекти с помощта на известни статистически методи (многовариантна регресия или факторен анализ, методи за статистическа класификация и разпознаване на образи).

Комбинираните методи се основават на комбинираното използване на методи за прогнозиране, базирани на статистически модели и евристични методи за прогнозиране на надеждността на обектите, последвано от сравнение на резултатите. В същото време се използват евристични методи за оценка на възможността за екстраполация на използваните статистически модели и за прецизиране на прогнозата за тях на СТ. Използването на комбинирани методи е препоръчително в случаите, когато има основание да се очакват качествени промени в нивото на надеждност на обекти, които не са отразени от съответните статистически модели, или когато броят на аналоговите обекти е недостатъчен за използването само на статистически методи .

2 Структурни методи за изчисляване на надеждността

2.1 Структурните методи са основните методи за изчисляване на надеждността, поддръжката и сложните PV показатели в процеса на проектиране на обекти, които могат да бъдат дезагрегирани на елементи, характеристиките на надеждността на които са известни към момента на изчисленията или могат да бъдат определени по други методи (прогнозиране, физическо, по статистически данни, събрани в процеса използването им при сходни условия). Тези методи се използват и за изчисляване на издръжливостта и устойчивостта на обектите, критериите за граничното състояние на които се изразяват чрез параметрите на издръжливост (съхраняемост) на техните елементи.

2.2 Изчисляването на ST чрез структурни методи обикновено включва:

представяне на обекта под формата на блокова диаграма, която описва логическите връзки между състоянията на елементите и обекта като цяло, като се вземат предвид структурните и функционални връзки и взаимодействието на елементите, приетата стратегия за поддръжка, видовете и методите на съкращения и други фактори;

описание на изградената структурна диаграма на надеждност (RSS) на обекта чрез адекватен математически модел, който позволява в рамките на въведените допускания и допускания да се изчисли PV на обекта според данните за надеждността на неговите елементи при разглежданите условия за тяхното прилагане.

2.3 Следните могат да се използват като структурни диаграми за надеждност:

структурни блок-схеми на надеждност, представляващи обект под формата на набор от елементи, свързани по определен начин (в смисъл на надеждност) (стандарт IEC 1078);

дървета на неизправности на обекта, представляващи графичен дисплей на причинно-следствени връзки, които причиняват определени видове негови откази (стандарт IEC 1025);

графики (диаграми) на състояния и преходи, които описват възможните състояния на обект и неговите преходи от едно състояние в друго под формата на набор от състояния и преходи на неговите елементи.

2.4 Математическите модели, използвани за описване на съответния SSN, се определят от видовете и сложността на тези структури, направените допускания относно видовете закони за разпределение за характеристиките на надеждността на елементите, точността и надеждността на изходните данни за изчисление и други фактори .

По-долу са разгледани най-често използваните математически методи за изчисляване на ST, което не изключва възможността за разработване и прилагане на други методи, които са по-адекватни на структурата и други характеристики на обекта.

2.5 Методи за изчисляване на надеждността на невъзстановими обекти от тип I (според класификацията на обектите в съответствие с GOST 27.003).

Като правило, за описване на надеждността на такива обекти се използват блокови диаграми за надеждност, правилата за съставяне и математическо описание на които са установени от IEC 1078. По-специално, посоченият стандарт установява:

методи за директно изчисляване на вероятността за безотказна работа на обект (FBR) според съответните параметри на безотказната работа на елементите за най-простите паралелни последователни структури;

методи за изчисляване на FBG за по-сложни структури, принадлежащи към класа на монотонните, включително метода за директно изброяване на състояния, метода на минималните пътища и секции, метода на разширяване по отношение на всеки елемент.

За изчисляване на показатели като средното време до отказ на обект в тези методи, методът на директно или числово интегриране на разпределението на времето до отказ на обект, който представлява състава на съответните разпределения на времето до отказ на неговите елементи , се използва. Ако информацията за разпределението на времето до отказ на елементите е непълна или ненадеждна, тогава се използват различни гранични оценки на работния цикъл на обекта, известни от теорията на надеждността.

В частния случай на невъзстановима система с различни методи на резервиране и с експоненциално разпределение на времето до повреда на елементите се използва нейното структурно изобразяване под формата на преходна графика и математическото й описание с помощта на процес на Марков.

Когато се използва за структурно описание на дърветата на неизправностите в съответствие с IEC 1025, съответните вероятности за отказ се изчисляват с помощта на булевото представяне на дървото на неизправностите и метода на минимално изрязване.

2.6 Методи за изчисляване на надеждността и сложните работни цикли на възстановени обекти от тип I

Универсален метод за изчисление за обекти с всякаква структура и за всякакви участъци от разпределението на времето за работа между повреди и времената за възстановяване на елементите, за всякакви стратегии и методи за възстановяване и предотвратяване, е методът на статистическо моделиране, в общия случай, включително :

синтез на формален модел (алгоритъм) за формиране на поредица от случайни събития, възникващи по време на експлоатацията на обект (аварии, възстановявания, превключване към резерв, начало и край на поддръжка);

разработване на софтуер за внедряване на компютър на съставения алгоритъм и изчисляване на СТ на обекта;

провеждане на симулационен експеримент на компютър чрез многократно прилагане на формален модел, който осигурява необходимата точност и надеждност на изчисляването на ST.

Методът на статистическото моделиране за изчисляване на надеждността се използва при липса на адекватни аналитични модели измежду разгледаните по-долу.

За излишни последователни структури с възстановяване и произволни методи за резервиране на елементи се използват модели на Марков за описване на съответните графики на състоянието (диаграми).

В някои случаи, за обекти с неекспоненциално разпределение на времето на работа и времето за възстановяване, немарковският проблем за изчисляване на ST може да бъде сведен до марков чрез въвеждане на фиктивни състояния на обекта в неговата преходна графика по определен начин.

Друг ефективен метод за изчисляване на ST на обекти с резерв се основава на представяне на времето им на работа между отказите като сума от произволен брой произволни членове и директно изчисляване на ST на обекти без използване на методите на теорията на случайните процеси.

2.7 Методи за изчисляване на показателите за поддръжка

Методите за изчисляване на показателите за поддръжка в общия случай се основават на представянето на процеса на поддръжка или ремонт от определен тип като набор от отделни задачи (операции), вероятностите и целите на които се определят от показателите за надеждност (издръжливост) на обекти и възприетата стратегия за поддръжка и ремонт, а продължителността (трудоемкост, себестойност) на изпълнение на всяка задача зависи от конструктивната пригодност на обекта за поддръжка (ремонт) от този тип.

По-специално, при изчисляване на показателите за поддръжка на обекти по време на текущи непланирани ремонти, разпределението на времето (трудоемкост, цена) за неговото възстановяване представлява състава на разпределенията на разходите за отделни задачи за възстановяване, като се отчита очакваната вероятност за завършване на всяка задача за определен период на експлоатация на обекта. Тези вероятности могат да бъдат изчислени, например, с помощта на дървета на грешки, а параметрите на разпределение на разходите за изпълнение на отделни задачи се изчисляват с помощта на един от установените методи, например MP 252-87 (стандартен фактор, регресионни модели и др.) .

Общата схема за изчисление включва:

съставяне (например чрез използване на методи AVPKO съгласно GOST 27.310) на списък с възможни откази на обекти и оценка на техните вероятности (интензитети);

избор от съставения списък по метода на стратифицирана произволна извадка на достатъчно представителен брой задачи и изчисляване на параметрите на разпределенията на тяхната продължителност (трудоемкост, себестойност). Като такива разпределения обикновено се използва съкратено нормално или алфа разпределение;

изграждане на емпирично разпределение на разходите за текущ ремонт на обект чрез добавяне, като се вземат предвид вероятностите от повреди, разпределенията на разходите за отделни задачи и изглаждането му с помощта на подходящо теоретично разпределение (логаритмично нормално или гама разпределение);

изчисляване на показатели за поддръжка на обекта според параметрите на избрания закон за разпределение.

2.8 Методи за изчисляване на показателите за надеждност на обекти от тип II (съгласно класификацията на GOST 27.003)

За обекти от този тип се използва PN от типа "коефициент на запазване на ефективността" (), при чието изчисляване се запазват общите принципи за изчисляване на надеждността на обекти от тип I, но всяко състояние на обекта, определено от наборът от състояния на неговите елементи или всяка възможна траектория в пространството на състоянията на елементите трябва да бъде зададена в съответствие с определена стойност на дела на запазената номинална ефективност от 0 до 1 (за обекти от тип I, ефективността във всеки състоянието може да приеме само две възможни стойности: 0 или 1).

Има два основни метода за изчисление:

метод за усредняване на състоянието (аналогичен на метода за директно изброяване на състоянието), използван за краткосрочни обекти, изпълняващи задачи, чиято продължителност е такава, че вероятността от промяна на състоянието на обекта по време на изпълнение на задачата може да бъде пренебрегната и може да се вземе предвид само първоначалното му състояние сметка;

метод за усредняване на траекторията, използван за дългосрочни обекти, чиято продължителност на задачи е такава, че не може да се пренебрегне вероятността от промяна на състоянието на обекта по време на тяхното изпълнение поради повреди и възстановяване на елементи. В този случай процесът на функциониране на обекта се описва чрез изпълнение на една от възможните траектории в пространството на състоянията.

Има и някои специални случаи на изчислителни схеми за определяне, използвани за системи с определени видове функции на ефективност, например:

системи с адитивен показател за ефективност, всеки елемент от който има определен независим принос към изходния ефект от приложението на системата;

системи с мултипликативен показател за ефективност, получен като продукт на съответните показатели за ефективност на подсистеми;

системи с излишни функции;

системи, които изпълняват задача по няколко възможни начина, използвайки различни комбинации от елементи, участващи в задачата от всеки от тях;

симетрични разклонени системи;

системи с пресичащи се зони на покритие и др.

Във всички изброени по-горе схеми системите са представени чрез функция на нейните подсистеми или PN елементи.

Най-фундаменталният момент в изчисленията е оценката на ефективността на системата в различни състояния или при изпълнението на различни траектории в пространството на състоянията, извършена аналитично, или чрез моделиране, или експериментално директно върху самия обект или неговия пълен- Умалени модели (макети).

3 Физически методи за изчисляване на надеждността

3.1 Физически методи се използват за изчисляване на надеждността, издръжливостта и устойчивостта на обекти, за които са известни механизмите на тяхното разграждане под въздействието на различни външни и вътрешни фактори, водещи до откази (ограничаващи състояния) по време на работа (съхранение).

3.2 Методите се основават на описанието на съответните процеси на разграждане с помощта на подходящи математически модели, които позволяват изчисляване на ST, като се вземат предвид конструкцията, производствената технология, режимите и условията на работа на обекта според референтни или експериментално определени физически и други свойства на веществата и материалите, използвани в обекта.

В общия случай тези модели за един водещ процес на деградация могат да бъдат представени чрез модел на емисии на някакъв случаен процес извън границите на допустимата зона на неговото съществуване, като границите на тази област също могат да бъдат произволни и корелирани с посочения процес (ненадвишаващ модел).

При наличието на няколко независими процеса на деградация, всеки от които генерира свое собствено разпределение на ресурса (време до отказ), полученото разпределение на ресурса (време до отказ на обекта) се намира с помощта на модела "най-слабото звено" (разпределение на минимум независими случайни променливи).

3.3 Компонентите на моделите за непревишаване могат да имат различна физическа природа и съответно да бъдат описани с различни видове разпределения на случайни променливи (случайни процеси), а също така могат да бъдат в модели за натрупване на щети. Това е причината за голямото разнообразие от модели за ненадвишаване, използвани в практиката, и само в относително редки случаи тези модели позволяват директно аналитично решение. Следователно основният метод за изчисляване на надеждността на ненадвишаващите модели е статистическото моделиране.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (информативно). Списък на справочници, регулаторни и методически документи за изчисляване на надеждността

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справка)

1 Б. А. Козлов, И. А. Ушаков. Наръчник за изчисляване на надеждността на радиоелектрониката и оборудването за автоматизация. М.: Съветско радио, 1975. 472 с.

2 Надеждност на техническите системи. Наръчник, изд. I.A.Ushakova. Москва: Радио и комуникация, 1985. 608 с.

3 Надеждност и ефективност в инженерството. Наръчник в 10 тома.

Т.2 изд. Б. В. Гнеденко. М.: Машиностроение, 1987. 280 с;

том 5, изд. V.I.Patrushev и A.I.Rembeza. М.: Машиностроение, 1988. 224 с.

4 Б. Ф. Хазов, Б. А. Дидусев. Наръчник за изчисляване на надеждността на машините на етапа на проектиране. М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

5 IEC 300-3-1 (1991) Управление на надеждността. Част 3. Насоки. Раздел 1. Преглед на методите за анализ на надеждността.

6 IEC стандарт 706-2 (1991) Насоки за осигуряване на поддръжка на хардуера. Част 2, раздел 5. Анализ на поддръжката на етапа на проектиране.

7 IEC 863 (1986) Представяне на резултатите от прогнозната надеждност, поддръжка и наличност.

8 IEC 1025 (1990) Анализ на дървото на грешките.

9 IEC 1078 (1991) Методи за анализ на надеждността. Метод за изчисляване на надеждността с помощта на блокови диаграми.

10 RD 50-476-84 Указания. Надеждност в технологиите. Интервална оценка на надеждността на технически обект въз основа на резултатите от тестове на компоненти. Общи положения.

11 RD 50-518-84 Указания. Надеждност в технологиите. Общи изисквания за съдържанието и формите на представяне на референтни данни за надеждността на компонентите за междуотраслова употреба.

12 MP 159-85 Надеждност в инженерството. Избор на видове разпределения на случайни променливи. Насоки.

13 MP 252-87 Надеждност в инженерството. Изчисляване на показателите за поддръжка по време на разработването на продукта. Насоки.

14 Р 50-54-82-88 Надеждност в инженерството. Изборът на начини и методи за резервация.

15 GOST 27.310-95 Надеждност в инженерството. Анализ на видовете, последствията и критичността на отказите. Основни разпоредби .

16 американски военен стандарт MIL-STD-756A. Надеждност на моделиране и прогнозиране.

17 Наръчник за военни стандарти на САЩ MIL-HDBK-217E. Прогнозиране на надеждността на елементите на радиоелектронното оборудване.

18 Наръчник за военни стандарти на САЩ MIL-HDBK-472. Прогноза за поддръжка.



Текстът на документа се проверява от:
официална публикация
Надеждност в технологиите: сб. GOSTs. -
Москва: IPK Standards Publishing House, 2002

ДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА СЪЮЗА НА ССР

НАДЕЖДНОСТ В ТЕХНОЛОГИЯТА

СЪСТАВ И ОБЩИ ПРАВИЛА НА ЗАДАЧАТА
ИЗИСКВАНИЯ ЗА НАДЕЖДНОСТ

GOST 27.003-90

КОМИТЕТ ЗА ДЪРЖАВНО УПРАВЛЕНИЕ НА СССР
КАЧЕСТВО И СТАНДАРТИ НА ПРОДУКТА

Москва

ДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА СЪЮЗА НА ССР

Дата на въвеждане 01.01.92

Този стандарт се прилага за всички видове продукти и установява състава, процедурата и общите правила за определяне на изисквания за надеждност за включването им в нормативната и техническата (НТД) и проектната документация. Стандартът е задължителен за продукти, разработени по поръчка на Министерството на отбраната, и се препоръчва за други продукти. Изискванията на този стандарт могат да бъдат посочени в NTD по вид оборудване. Термините, използвани в този стандарт, и техните дефиниции са в съответствие с GOST 27.002.

1. ОБЩИ РАЗПОРЕДБИ

2. ПРОЦЕДУРА ЗА ЗАДАВАНЕ НА ИЗИСКВАНИЯ ЗА НАДЕЖДНОСТ НА РАЗЛИЧНИ ЕТАПИ ОТ ЖИЗНЕННИЯ ЦИКЪЛ НА ПРОДУКТИТЕ

3. ИЗБОР НА НОМЕНКЛАТУРАТА НА КОМПЛЕКТ PN

маса 1

Обобщена схема за избор на номенклатурата на посочените PN

4. ИЗБОР И ОБОСНОВАВАНЕ НА ЦЕННОСТИТЕ НА СВ

5. ПРАВИЛА ЗА УСТАНОВЯВАНЕ НА КРИТЕРИИ ЗА НЕУСПЕХА И ГРАНИЧНИ СЪСТОЯНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справка

СИМВОЛИ, ИЗПОЛЗВАНИ В ТОЗИ СТАНДАРТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справка

ПРИМЕРИ ЗА ВЪЗМОЖНИ МОДИФИКАЦИИ И ДЕФИНИЦИИ НА СТАНДАРТИЗИРАНИ ПОКАЗАТЕЛИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

МЕТОДОЛОГИЯ ЗА ИЗБОР НА НОМЕНКЛАТУРАТА НА ПРИСЛАДЕНИ СВ

таблица 2

Избор на номенклатурата на показателите за надеждност и поддръжка или комплексни показатели за продукти от тип I

Таблица 3

Избор на номенклатура на показателите за надеждност и поддръжка или комплексни показатели за продукти от тип II

Таблица 4

Избор на номенклатурата на показателите за дълготрайност

Таблица 5

Избор на номенклатура на показателите за съхранение

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справка

ПРИМЕРИ ЗА ИЗБОР НА НОМЕНКЛАТУРАТА НА НАБОР ПОКАЗАТЕЛИ

Ко.г = К g×p( Tб. p); Tв

Радиостанцията е продукт, чието преминаване в гранично състояние не води до катастрофални последици, едновременно стареене и износване, ремонтиран по безличен начин и съхраняван дълго време. Посочени показатели за дълготрайност и съхранение според таблицата. 4 и 5: T r.sr.c.r; T sl.sr.r.r., T c.sr. Пример 2. Универсален електронен компютър (компютър) КОМПЮТЪР - ION тип I, продължителна продължителна употреба, възстановим, изправен, преминаването в гранично състояние не води до катастрофални последици, стареене, не подлежи на ремонт, не се съхранява за дълго време. Определени показатели според таблицата. 2 и 4: К t.i; T относно (или Tпри наличие на ограничения за продължителността на възстановяване след повреда); TПример 3. Транзистор Транзисторът е ION от тип I (високо надежден компонент за междуотраслова употреба), продължителна дългосрочна употреба, невъзстановим, без поддръжка, преходът към крайно състояние не води до катастрофални последици, износване навън, стареене по време на съхранение. Определени показатели според таблицата. 2, 4 и 5: 1,; T r.sr.sp; T s.sr.

приложение 5

Справка

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ ЗА ОБОСНОВАВАНЕ НА СТОЙНОСТИТЕ (НОРМИ) НА НАБОР П.Н.

1. Общи положения

1.1. Методическият подход за обосноваване на PN нормите за ICH и ION е различен 1.2. Методологията за обосноваване на PN нормите не зависи от вида на индикатора, поради което PN се обозначава с един общ символ Р. 1.3. Техниката се прилага в случаите, когато са известни или могат да се установят следното: а) възможни варианти за конструиране на продукт и набор от мерки за подобряване на надеждността спрямо първоначалното "базово" ниво; б) стойности на увеличението по надеждност (D R и) и разноски (D ОТи) за всяка от тези опции (мерки); в) вида на зависимостта "ефективност - надеждност" - E=Е(Р), чието познаване е необходимо допълнително, заедно с "a" и "b" при решаване на проблема, когато изходният ефект и разходите за осигуряване на надеждност са стойности от един и същи тип (вижте точка 2.2.2.1) Опциите за конструиране на продукт се оказват различни, тогава крайното решение се взема въз основа на сравнителен анализ на такива опции, като се вземат предвид нивото на показателите за дестинация, теглото и размера, техническите, икономическите и други качествени характеристики. продукт и разпределението на PN нормите между съставните му части.

2. Определяне на норми на ПН (Р tr) за нови разработки на ICH

2.1. Постановка на проблема и изходни данни2.1.1. Нивото на надеждност на продукта не трябва да бъде по-ниско от определен минимум Р min , при което създаването (използването) на продукта все още има смисъл, като се вземат предвид ограничаващите фактори. Рмин - може да бъде число или диапазон.2.1.2. Ако има няколко ограничаващи фактора, тогава се избира един от тях, въз основа на условието, че ограничението върху него в процеса на повишаване на надеждността настъпва по-рано от другите. След това се разглежда един ограничаващ фактор, който се приема като най-често срещан - цената ° Сог стр.2.1.3. Като цяло, зависимостта на ефективността Е(Р) и цена ° С(Р) продукт от нивото на неговата надеждност има формата, представена на фиг. един.

Естеството на зависимоститеЕ(Р) , ° С (Р) идЕ (Р) = Е(Р)- ° С (Р) (кога Еи ОТценности от един вид)

2.1.4. При тези условия проблемът може да бъде формулиран по следния начин: необходимо е да се определи нивото на надеждност на продукта, възможно най-близо до оптималното, отговарящо на ограниченията Р ³ sRмин ; ° С (Р) £ ° Сог стр . 2.2. Решение на задача 2.2.1. Общата процедура за решаване на проблема е както следва. Оценява се нивото на надеждност на оригиналната версия на продукта, проучват се причините за неговата недостатъчна надеждност и се разглеждат възможни мерки за подобряване на надеждността и различни варианти за конструиране на продукти. За всяко събитие (опция) разходите D ОТиза повишаване на нивото на надеждност, възможно увеличение на D Р i показатели за надеждност, изграждане на оптимална зависимост ° С (Р) или Р(C) и определете увеличението на ефективността D Еи. От всички дейности изберете най-ефективната според D Еиили Д Еи/Д ОТи, а след това изчислението се повтаря с нов първоначален вариант (с ниво на надеждност Рдостигнат след следващото събитие). Обобщена схема за решаване на задачата е показана на фиг. 2.2.2.2. По-долу са дадени конкретни случаи на решението, които се различават в съотношението на изходния ефект на продукта и разходите за осигуряване на необходимата надеждност. 2.2.2.1. Изходният ефект и разходите за осигуряване на надеждност са стойности от един и същи тип (измерени в едни и същи единици; най-често това е икономическият ефект и паричните разходи), а щетите от повреди са незначителни или съизмерими с цената на В този случай те представляват целевата функция дЕ (Р), което е разликата или съотношението на функциите Е(Р) и ° С (Р). Ако е важно да се осигури максималната абсолютна стойност на ефекта, тогава изчислете разликата дЕ (Р)= Е (Р)- ° С (Р) , който има максимума Р(Фиг. 1). Ако е важно да се получи максимален ефект за единица изразходвани средства (относителен ефект), тогава се изчислява съотношението К n = Е(Р)/° С (Р). След намиране на оптимума е необходимо да се провери изпълнението на ограничението за разходите. Ако не успее [ ОТ (Р opt)>С ogr], целесъобразно е да се зададе максимална надеждност Р (° С ogr), постижимо при даденото ограничение и проверете изпълнението на ограничението [ Р (° Согър) ³ Рмин]. Ако не е изпълнено, тогава проблемът не може да бъде решен и е необходима ревизия на първоначалните данни, ограничения и т. н. Ако ограничението за разходите е изпълнено [ ОТ(Рна едро) £ ° С og p], след което проверете условието Рна едро ³ Рмин . Когато се изпълни, се задава Рна едро, в случай на повреда - Р min , с проверка на ограничението ОТ (Рмин) £ ° Сограничен 2.2.2.2. Изходният ефект и разходите за осигуряване на надеждност са от един и същи вид, но щетите от повреди са големи (несъизмерими с цената на продукта) поради загуба на висока ефективност или поради катастрофални последици. Това е възможно поради две причини: или работещ продукт има много висок ефект и той рязко намалява в случай на повреди, или повредите причиняват толкова голяма вреда, че ефектът достига отрицателни стойности. В този случай Р opt се измества надясно и проблемът се решава, започвайки от дефиницията Р(ОТ ogr) според построената оптимална зависимост Р(° С). След това (както в случая съгласно точка 2.2.2.1) се проверява условието Р(ОТ ogr) ³ Рмин. Ако резултатът от теста е положителен, задайте Р(ОТ ogr), ако е отрицателен - проблемът не е решен. 2.2.2.3. Изходният ефект на продукта и разходите за осигуряване на надеждност са количества от различни видове; повредите на продукта водят до големи загуби (както в точка 2.2.2.2) Проблемът тук се решава по същия начин, както в точка 2.2.2.2 - трябва да се стремим към повишаване на надеждността до изчерпване на възможностите на клиента 2.2 .2.4. Изходният ефект на продукта и разходите за осигуряване на надеждност са количества от различни видове, но повредите на продукта не водят до загуби, значително по-големи от разходите на продукта.В този случай определете Р min и проверете състоянието: Рмин³ Р(ОТогре). Ако е доволен, задайте нивото Рбивши, вариращи от Рмин до Р(ОТ ogr) според резултатите от инженерния анализ (тъй като ефектът и разходите не са съпоставими), ако не се изпълни, задачата не се решава (т.е. необходимо е да се върнем към ревизията на изходните данни). 2.2.3. Алгоритъмът за решаване на проблема е показан на фиг. 2. В този случай операциите на алгоритъма могат да се изпълняват с различна точност. Например за сравнение Р(ОТогре) с Р min е по избор, за да зададете точната стойност Р min , достатъчно е да се анализира влиянието Р(ОТ ogr) за нивото на ефективност на продукта. Ако това ниво е приемливо, тогава Р(ОТ ogr) ³ Р min и обратно.Разходното ограничение може да се формулира не само като конкретна стойност ОТогр, но и под формата на последици, до които водят определени разходи. След това можете да посочите диапазоните на разходите, които се считат за приемливи и неприемливи. В този случай сравнение, напр. ОТна едро и ОТ ogr се извършва чрез анализ ОТна едро и ако е признато за приемливо, тогава можем да разгледаме ОТна едро ³ ОТограничение 2.3. Построяване на оптимална функция "надеждност-цена" 2.3.1. Изграждане на функция ° С (Р) или Р (° С) е необходимо за определяне на оптималното или максимално ниво на надеждност, постижимо при дадено ограничение.2.3.2. Пристрастяване Р (° С), използван за обосноваване на изискванията, трябва да бъде оптимален в смисъл, че всяка негова точка трябва да съответства на най-високата надеждност за дадена цена и най-ниската цена за дадена надеждност. Решаването на този проблем се осъществява чрез изброяване на възможни варианти за конструиране на продукта. Ако всеки вариант на продукта е показан на графиката като точка с координати Ри ОТ, то всички те образуват определено множество (фиг. 3). Линията, обгръщаща комплекта отляво и отгоре, преминава през най-надеждните опции, съответстващи на определена цена. Тази линия е функция Р (ОТ) или ° С (Р). Останалите опции очевидно са по-лоши и тяхното разглеждане е неподходящо (в този случай се приема, че всички опции имат „еквивалентни“ други параметри, по-специално параметри на местоназначението).

Обобщена схема за избор на ниво на надеждност

2.3.3. В случай, когато повишаването на надеждността се постига чрез съкращаване, се препоръчва следният метод за изброяване на опциите за изграждане на продукт: а) определете "нулевата" опция за изграждане на продукт, в който няма резерв; б) обмислете опции , във всяка от които е въведено едно резервно устройство от същия тип, за всяка от тези опции се изчисляват нарастванията на индекса за надеждност на продукта дРи цената му D ОТ;c) изберете опцията с максимално съотношение D Р/Д ОТ; (приетият в този вариант резерв не се преразглежда допълнително); г) разглеждат се опции, във всяка от които се въвежда по едно устройство от всеки тип, включително вече избраната опция с добавен резерв. След това процедурата се повтаря за позиции " c" и "d". В този случай последователността от избрани опции образува желаната крива - обвивката на комплекта, тоест оптималната зависимост на надеждността от цената.

Оптимална функция за надеждност-разходи

2.3.4. В общия случай те обмислят повишаване на надеждността на продукта не само чрез съкращаване, но и чрез всякакви други мерки. Ако компонентите на продукта са доста сложни продукти, тогава за всеки от тях са възможни и различни опции за подобряване на надеждността. След това процедурата се извършва на два етапа: за всяка от съставните части се изгражда определена оптимална функция Р (° С) и съответната последователност от опции за конструиране на този компонент; построете оптималната функция Р (° С) за продукта като цяло, докато на всяка стъпка от процедурата се разглежда повишаване на надеждността на продукта поради прехода на всеки компонент към следващата точка от неговата конкретна оптимална функция Р (° С), m, т.е. към следващата версия на конструкцията.

3. Дефиниране на нормите на ПН R tr за нови разработки на ION

3.1. Основната разлика между продуктите с общо предназначение е разнообразието на тяхното приложение, което прави невъзможно анализирането на влиянието на надеждността върху резултата от работата.3.2. Ако е възможно да се посочат характерни области на приложение за ION или такова приложение, което има най-високи изисквания, тогава то трябва да се разглежда като IQN и проблемът се свежда до предишния. Ако това не успее, тогава изискванията могат да бъдат присвоени въз основа на данни от партньори. В този случай се извършват следните действия: те изграждат оптималната последователност от опции на продукта (това е и оптималната зависимост Р (° С), както е посочено в параграф 2.3); проверете изпълнението на условието Р(ОТ ogr) ³ Раналог. Ако условието е изпълнено, т.е. ограниченията позволяват да се направи нов продукт не по-лош от най-добрите съществуващи аналози, тогава, според резултатите от инженерния анализ, стойността Рбившият трябва да е в диапазона Рмин -Р(ОТогър) . Ако условията не са изпълнени, тогава проблемът в разглежданата версия не е решен.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Справка

ПРИМЕРИ ЗА ТИПИЧНИ КРИТЕРИИ ЗА НЕУСПЕХА И ГРАНИЧНИ СЪСТОЯНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Справка

ПРИМЕРИ ЗА КОНСТРУКЦИЯ И ИЗИСКВАНЕ НА РАЗДЕЛИ "ИЗИСКВАНИЯ ЗА НАДЕЖДНОСТ" В TTZ (TR), TS, СТАНДАРТИ ЗА ВИДОВЕ ОТТ (OTU) И TU

ИНФОРМАЦИОННИ ДАННИ

GOST 27.301-95

МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ

НАДЕЖДНОСТ В ТЕХНОЛОГИЯТА

ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА НАДЕЖДНОСТ

ОСНОВНИ РАЗПОРЕДБИ

Официално издание

МЕЖДУДЪРЖАВЕН СЪВЕТ ЗА СТАНДАРТИЗАЦИЯ, МЕТРОЛОГИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Предговор

1 РАЗРАБОТЕН MTK 119 "Надеждност в инженерството"

ВЪВЕДЕНО от Госстандарт на Русия

2 ПРИЕТО от Междудържавния съвет по стандартизация, метрология и сертификация (Протокол № 7-95 от 26.04.1995 г.)

3 Стандартът е разработен, като се вземат предвид разпоредбите и изискванията на международните стандарти IEC 300-3-1 (1991), IEC 863 (1986) и IEC 706-2 (1990)

4 С Постановление на Комитета на Руската федерация по стандартизация, метрология и сертификация от 26 юни 1996 г. № 430, междудържавният стандарт GOST 27.301-95 беше въведен в сила „директно като държавен стандарт на Руската федерация на 1 януари , 1997 г.

5 ВМЕСТО ГОСТ 27.410-87 (в част от клауза 2)

© Издателство IPK Standards, 1996

Този стандарт не може да бъде изцяло или частично възпроизвеждан, тиражиран и разпространяван като официална публикация на територията на Руската федерация без разрешението на Държавния стандарт на Русия

1 Обхват ................................................ .1

3 Определения ................................................1

4 Основи.................................................2

4.1 Процедура за изчисляване на надеждността.........................................2

4.2 Цели на изчислението на надеждността................................................2

4.3 Обща схема на изчисление.................................................3

4.4 Идентификация на обект.................................................. 3

4.5 Методи за изчисление.........................................4

4.6 Първоначални данни ................................................ 6

4.8 Изисквания към методите за изчисление 7

4.9 Представяне на резултатите от изчисленията ................................9

Приложение A Методи за изчисляване на надеждността и общи препоръки за тяхното приложение ..................................10

Приложение Б Списък на справочниците, нормативните и методически документи за изчисляване на надеждността ..... 15

МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ

Надеждност в инженерството

ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА НАДЕЖДНОСТ

Ключови точки

Надеждност в техниката. Прогноза за надеждност. основни принципи

Дата на въвеждане 1997-01-01

1 ОБЛАСТ НА УПОТРЕБА

Този стандарт установява общи правила за изчисляване на надеждността на техническите обекти, изисквания към методите и процедурата за представяне на резултатите от изчисленията за надеждност.

GOST 2.102-68 ESKD. Видове и пълнота на проектните документи

GOST 27.002-89 Надеждност в инженерството. Основни понятия. Термини и определения

GOST 27.003-90 Надеждност в инженерството. Състав и общи правила за определяне на изисквания за надеждност

GOST 27.310-95 Надеждност в инженерството. Анализ на видовете, последствията и критичността на отказите. Ключови точки

3 ДЕФИНИЦИИ

Този стандарт използва общи термини в областта на надеждността, чиито дефиниции са установени от GOST 27.002. Освен това стандартът използва следните термини, свързани с изчисляването на надеждността.

Официално издание ★

3.1. Изчисляване на надеждността - процедура за определяне на стойностите на показателите за надеждност на обекта, използвайки методи, базирани на тяхното изчисляване въз основа на референтни данни за надеждността на елементите на обекта, въз основа на данни за надеждността на аналогови обекти, данни за свойствата на материалите и друга информация, налична към момента на изчисляване.

3.2 Прогнозиране на надеждността – специален случай на изчисляване на надеждността на обект въз основа на статистически модели, които отразяват тенденциите в надеждността на аналоговите обекти и/или експертни оценки.

3.3 Елемент - неразделна част от обекта, разглеждан при изчисляването на надеждността като цяло, не подлежи на по-нататъшно дезагрегиране.

4 ОСНОВНИ УСЛОВИЯ

4.1 Процедура за изчисляване на надеждността

Надеждността на обекта се изчислява на етапите от жизнения цикъл и етапите на видовете работа, съответстващи на тези етапи, установени от програмата за осигуряване на надеждност (RP) на обекта или документи, които го заменят.

PON трябва да установи целите за изчисление на всеки етап от видовете работа, регулаторните документи и методите, използвани при изчислението, времето на изчислението и изпълнителите, процедурата за формализиране, представяне и наблюдение на резултатите от изчисленията.

4.2 Цел на изчислението на надеждността

Изчисляването на надеждността на обект на определен етап от видовете работа, съответстващ на определен етап от неговия жизнен цикъл, може да има за цели:

обосноваване на количествени изисквания за надеждност към обекта или неговите компоненти;

проверка на осъществимостта на установените изисквания и/или оценка на вероятността за постигане на необходимото ниво на надеждност на обекта в рамките на установения срок и с разпределените ресурси, обосновка на необходимите корекции на установените изисквания;

сравнителен анализ на надеждността на вариантите за схемо-конструктивното изграждане на обект и обосновката за избор на рационален вариант;

определяне на постигнатото (очаквано) ниво на надеждност на обекта и/или неговите компоненти, включително изчисленото определяне на показатели за надеждност или параметри на разпределение на характеристиките на надеждността на съставните части на обекта като изходни данни за изчисляване на надеждността на обекта като цяло;

обосновка и проверка на ефективността на предлаганите (изпълнени) мерки за подобряване на конструкцията, технологията на производство, поддръжката и ремонта на съоръжението, насочени към повишаване на неговата надеждност;

решаване на различни оптимизационни проблеми, при които показателите за надеждност действат като целеви функции, контролирани параметри или гранични условия, включително като оптимизиране на структурата на обект, разпределяне на изискванията за надеждност между показателите на отделните компоненти на надеждността (например надеждност и поддръжка), изчисляване на комплекти резервни части, оптимизиране на системите за поддръжка и ремонт, обосновка на гаранционните срокове и определения експлоатационен живот (ресурс) на обекта и др.;

проверка на съответствието на очакваното (постигнатото) ниво на надеждност на обекта с установените изисквания (контрол на надеждността), ако директното експериментално потвърждение на тяхното ниво на надеждност е технически невъзможно или икономически нецелесъобразно.

4.3 Обща изчислителна схема

4.3.1 Изчисляването на надеждността на обектите в общия случай е процедура за последователно поетапно усъвършенстване на оценките, показателите за надеждност като технологията на проектиране и производство на обекта, неговите алгоритми за работа, правила за експлоатация, поддръжка и ремонт системи, критерии за отказ и гранични състояния, натрупване на по-пълна и надеждна информация за всички фактори, определящи надеждността, и използване на по-адекватни и точни методи за изчисление и изчислителни модели.

4.3.2 Изчисляването на надеждността на всеки етап от видовете работа, предвидени в плана PON, включва:

идентификация на обекта, който се изчислява; определяне на целите и задачите на изчислението на този етап, обхвата и необходимите стойности на изчислените показатели за надеждност;

избор на метод/и на изчисление, съобразен с характеристиките на обекта, целите на изчислението, наличието на необходимата информация за обекта и изходните данни за изчислението;

изготвяне на изчислителни модели за всеки показател за надеждност; получаване и предварителна обработка на изходните данни за изчисляване, изчисляване на стойностите на показателите за надеждност на обекта и, ако е необходимо, тяхното сравнение с необходимите;

регистриране, представяне и защита на резултатите от изчисленията.

4.4 Идентификация на обекта

4.4.1 Идентификацията на обект за изчисляване на неговата надеждност включва получаване и анализиране на следната информация за обекта, неговите работни условия и други фактори, които определят неговата надеждност:

предназначение, обхват и функции на обекта; критерии за качество на функциониране, откази и гранични състояния, възможни последици от откази (постигане на граничното състояние от обекта) на обекта;

структурата на обекта, състава, взаимодействието и нивата на натоварените елементи, включени в него, възможността за преструктуриране на структурата и/или алгоритмите за функциониране на обекта в случай на повреди на отделните му елементи;

наличност, видове и методи на резервация, използвани в обекта; типичен модел на работа на обекта, който установява списък с възможни режими на работа и функции, изпълнявани по едно и също време, правилата и честотата на редуващи се режими, продължителността на престоя на обекта във всеки режим и съответното време на работа, обхвата и параметрите на натоварването и външни влияния върху обекта във всеки режим;

планираната система за поддръжка (ТО) и ремонт на обекта, характеризираща се по видове, честота, организационни нива, методи на изпълнение, техническо оборудване и логистика за поддръжката и ремонта му;

разпределение на функциите между операторите и средствата за автоматична диагностика (управление) и управление на съоръжението, видове и характеристики на интерфейси човек-машина, които определят параметрите на работата и надеждността на операторите; ниво на квалификация на персонала;

качеството на използвания в съоръжението софтуер; планирана технология и организация на производството при изработката на обекта.

4.4.2 Пълнотата на идентификацията на обекта на разглеждания етап от изчисляването на неговата надеждност определя избора на подходящ метод на изчисление, който осигурява приемлива на този етап точност при липса или невъзможност за получаване на част от информацията, предвидена в 4.4.1. .

4.4.3 Източници на информация за идентифициране на обекта са проектната, технологичната, експлоатационната и ремонтната документация за обекта като цяло, неговите компоненти и компоненти в състава и комплектите, съответстващи на този етап на изчисляване на надеждността.

4.5 Методи за изчисление

4.5.1 Методите за изчисляване на надеждността се подразделят:

според състава на изчислените показатели за надеждност (RI); според основните принципи на изчисление.

4.5.2 Според състава на изчислените показатели се разграничават методите за изчисление:

надеждност,

поддръжка,

издръжливост,

постоянство,

комплексни показатели за надеждност (методи за изчисляване на коефициенти на наличност, техническо използване, поддържане на ефективност и др.).

4.5.3 Съгласно основните принципи за изчисляване на свойствата, които съставляват надеждността, или сложни показатели за надеждност на обектите, има:

методи за прогнозиране, структурни методи на изчисление, физически методи на изчисление.

Методите за прогнозиране се основават на използването на данни за постигнатите стойности и идентифицирани тенденции в промяната в ST на обекти, които са сходни или близки до разглежданите по предназначение, принципи на действие, дизайн на веригата и технология на производство, елементна база и използвани материали, условия и режими на работа, принципи и методи за управление на надеждността (наричани по-долу аналогови обекти).

Методите за структурно изчисление се основават на представянето на обект под формата на логическа (структурно-функционална) диаграма, която описва зависимостта на състоянията и преходите на обекта от състоянията и преходите на неговите елементи, като се отчита тяхното взаимодействие и функциите, които изпълняват в обекта, последвани от описания на изградения структурен модел чрез адекватен математически модел и изчисление PV на обекта според известните характеристики на надеждността на неговите елементи.

Физическите методи за изчисление се основават на използването на математически модели, които описват физични, химични и други процеси, които водят до откази на обекти (до достигане на граничното състояние от обекти), и изчисляването на ST въз основа на известните параметри на натоварване на обекта, характеристиките на веществата и материалите, използвани в обекта, като се вземат предвид особеностите на неговия дизайн и технология на производство.

4.5.4 Методът за изчисляване на надеждността на конкретен обект се избира в зависимост от:

изчислителни цели и изисквания за точността на определяне на СТ на обекта; наличието и/или възможността за получаване на първоначалната информация, необходима за прилагането на определен метод на изчисление;

нивото на сложност на технологията на проектиране и производство на обекта, неговата система за поддръжка и ремонт, което прави възможно прилагането на подходящи изчислителни модели на надеждност.

4.5.5 При изчисляване на надеждността на конкретни обекти е възможно едновременно прилагане на различни методи, например методи за прогнозиране на надеждността на електронни и електрически компоненти с последващо използване на получените резултати като входни данни за изчисляване на надеждността на обект като цяло или неговите компоненти чрез различни структурни методи.

4.6 Първоначални данни

4.6.1 Изходните данни за изчисляване на надеждността на обект могат да бъдат: априорни данни за надеждността на аналогови обекти, съставни

части и компоненти на разглеждания обект според опита от използването им в подобни или близки условия;

оценки на показателите за надеждност (параметри на законите за разпределение на характеристиките за надеждност) на съставните части на обекта и параметрите на материалите, използвани в обекта, получени експериментално или чрез изчисление директно в процеса на разработка (производство, експлоатация) на въпросният обект и неговите компоненти;

изчислени и/или експериментални оценки на параметрите на натоварване на използваните в обекта съставни части и конструктивни елементи.

4.6.2 Източниците на изходни данни за изчисляване на надеждността на обект могат да бъдат:

стандарти и технически спецификации за съставните части на обекта, използваните в него компоненти с междуотраслово приложение, вещества и материали;

справочници за надеждността на елементите, свойствата на веществата и материалите, стандартите за продължителност (интензивност на труда, цена) на типичните операции по поддръжка и ремонт и други информационни материали;

статистически данни (банки данни) за надеждността на аналоговите обекти, техните съставни елементи, свойствата на веществата и материалите, използвани в тях, за параметрите на операциите по поддръжка и ремонт, събрани в процеса на тяхното разработване, производство, изпитване и експлоатация ;

резултатите от якостни, електрически, термични и други изчисления на обекта и неговите компоненти, включително изчисления на показателите за надеждност на съставните части на обекта.

4.6.3 Ако има няколко източника на изходни данни за изчисляване на надеждността на даден обект, приоритетите в тяхното използване или методите за комбиниране на данни от различни източници трябва да бъдат определени в методологията за изчисление. При изчисляването на надеждността, включено в комплекта от работна документация за съоръжението, трябва да се предпочита да се използват изходните данни от стандартите и спецификациите за компоненти, елементи и материали.

4.7.1 Адекватността на избрания метод на изчисление и конструираните изчислителни модели за целите и задачите на изчисляване на надеждността на обект се характеризира с:

пълнота на използване при изчисляването на цялата налична информация

за обекта, условията на неговата експлоатация, системата за поддръжка и ремонт, характеристиките на надеждността на компонентите, свойствата на веществата и материалите, използвани в обекта;

валидността на допусканията и допусканията, възприети при конструирането на модели, тяхното влияние върху точността и надеждността на оценките на ST;

степента на съответствие на нивото на сложност и точността на изчислителните модели с надеждността на обекта с наличната точност на изходните данни за изчислението.

4.7.2 Степента на адекватност на моделите и методите за изчисляване на надеждността се оценява чрез:

сравнение на резултатите от изчислението и експерименталната оценка на СТ на обекти-аналози, за които са използвани подобни модели и методи на изчисление;

изследвания на чувствителността на моделите към възможни нарушения на допусканията и допусканията, възприети при тяхното изграждане, както и към грешки в изходните данни за изчисляване;

проверка и апробация на прилаганите модели и методи, извършени по предписания начин.

4.8 Изисквания към методите за изчисление

4.8.1 За изчисляване на надеждността на обектите се използват: типични методи за изчисление, разработени за група (вид, вид) обекти, които са хомогенни по предназначение и принципи за осигуряване на надеждността на обектите, изготвени под формата на съответните регулаторни документи (държавни и отраслови стандарти, корпоративни стандарти и др.);

методи за изчисление, разработени за конкретни обекти, чиито конструктивни характеристики и/или условия на използване не позволяват използването на стандартни методи за изчисляване на надеждността. Тези методи по правило се включват директно в отчетните документи за изчисляване на надеждността или се издават под формата на отделни документи, включени в комплекта документация на съответния етап от развитието на обекта.

4.8.2 Типична методология за изчисляване на надеждността трябва да съдържа: описание на обектите, за които се прилага методологията,

в съответствие с правилата за тяхното идентифициране, установени с този стандарт;

списък на изчислените PV на обекта като цяло и неговите компоненти, методи, използвани за изчисляване на всеки индикатор;

стандартни модели за изчисляване на ST и правилата за тяхното адаптиране за изчисляване на надеждността на конкретни обекти, изчислителните алгоритми, съответстващи на тези модели и, ако има, софтуерни инструменти;

методи и съответни техники за оценка на параметрите на натоварване на компонентите на обектите, взети предвид при изчисленията за надеждност;

изисквания за изходни данни за изчисляване на надеждността (източници, състав, точност, надеждност, форма на представяне) или директно самите изходни данни, методи за комбиниране на разнородни изходни данни за изчисляване на надеждността, получени от различни източници;

правила за вземане на решение за сравняване на изчислените PV стойности с необходимите, ако резултатите от изчисленията се използват за контрол на надеждността на обектите;

методи за оценка на грешките при изчисляването на ST, въведени от допусканията и допусканията, приети за използваните модели и методи за изчисление;

методи за оценка на чувствителността на резултатите от изчисленията към нарушения на приетите допускания и/или към грешки в изходните данни;

изисквания за формата на представяне на резултатите от изчисляването на СТ и правилата за защита на резултатите от изчислението на съответните контролно-пропускателни пунктове на СТ и при разглеждане на проекти на съоръжения.

4.8.3 Методологията за изчисляване на надеждността на конкретен обект трябва да съдържа;

информация за обекта, предоставяща неговата идентификация за изчисляване на надеждността в съответствие с изискванията на този стандарт;

номенклатура на изчислените PV и изискваните им стойности; модели за изчисляване на всеки ST, допусканията и допусканията, възприети при тяхното изграждане, съответните алгоритми за изчисляване на ST и използвания софтуер, оценки на грешките и чувствителността на избраните (изградени) модели;

изходни данни за изчисляване и източници на тяхното получаване;

методи за оценка на параметрите на натоварване на обект и неговите компоненти или директно оценяване на тези параметри по отношение на съответните резултати и методи на якостни, термични, електрически и други изчисления на обекта.

4.9 Представяне на резултатите от изчисленията

4.9.1 Резултатите от изчисляването на надеждността на обекта се изготвят под формата на раздел от обяснителната бележка към съответния проект (схема, технически) или независим документ (PP съгласно GOST 2.102, доклад и др. .) съдържащи:

изчислени стойности на всички PV и заключения за тяхното съответствие с установените изисквания за надеждност на съоръжението;

установени недостатъци в проектирането на съоръжението и препоръки за отстраняването им с оценки за ефективността на предложените мерки по отношение на въздействието им върху нивото на надеждност;

списък на компоненти и елементи, които ограничават надеждността на обекта или за които няма необходими данни за изчисляване на PV, предложения за включване на допълнителни мерки за повишаване (задълбочено проучване) на тяхната надеждност или замяната им с по-надеждни. (разработени и тествани);

заключение за възможността за преминаване към следващия етап от развитието на обекта с постигнатото изчислено ниво на неговата надеждност.

4.9.3 Включени са прогнозни оценки на натоварване, заключения за тяхното съответствие с установените изисквания и възможност за преминаване към следващия етап от видовете работи по разработването (пускането в производство) на обекта, препоръки за подобрения за подобряване на неговата надеждност в протокола от приемо-предавателния тест, ако е взето решение за контрол на надеждността на обекта чрез метод на изчисление.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (информативно)

ЧРЕЗ ПРИЛОЖЕНИЕТО ИМ

1 Методи за прогнозиране на надеждността

1.1 Използват се методи за прогнозиране:

да обоснове необходимото ниво на надеждност на обектите при разработването на технически спецификации и/или да оцени вероятността за постигане на посоченото PV при разработването на технически предложения и анализ на изискванията на ТЗ (договора). Пример за съответните методи за прогнозиране на поддържаемостта на обектите се съдържа в MP 252-

за приблизителна оценка на очакваното ниво на надеждност на обектите в ранните етапи на тяхното проектиране, когато няма необходима информация за прилагането на други методи за изчисляване на надеждността. Пример за методология за прогнозиране на показателите за надеждност на възлите на радиоелектронното оборудване в зависимост от предназначението му и броя на използваните в него елементи (групи активни елементи) се съдържа в американския военен стандарт M1L-STD-756A;

за изчисляване на честотата на отказ на масово произвеждани и нови електронни и електрически компоненти от различни видове, като се вземат предвид нивото на тяхното натоварване, качеството на изработката, областите на приложение на оборудването, в което се използват елементите. Примери за подходящи методи се съдържат в американския военен справочник MIL-HDBK-217 и местните справочници за надеждността на IEP за общи промишлени и специални цели;

да се изчислят параметрите на типичните задачи и операции по поддръжка и ремонт на обекти, като се вземат предвид конструктивните характеристики на обекта, които определят неговата поддръжка. Примери за подходящи техники се съдържат в MP 252-87 и военната справка на САЩ MIL-HDBK-472.

12 Да прогнозира надеждността на използваните обекти;

методи за евристично прогнозиране (партньорска проверка);

методи за прогнозиране, базирани на статистически модели;

комбинирани методи.

Евристичните методи за прогнозиране се основават на статистическа обработка на независими оценки на стойностите на очакваната ST на разработвания обект (индивидуални прогнози), дадени от група квалифицирани специалисти (експерти) въз основа на предоставената от тях информация за обекта, неговите работни условия, планираната производствена технология и други налични данни към момента на оценките. Разпитването на експерти и статистическата обработка на индивидуалните прогнози на PI се извършва по общоприети методи при експертната оценка на всякакви показатели за качество (например, Delphi метод).

Методите за прогнозиране, базирани на статистически модели, се основават на екстра- или интерполация на зависимости, които описват идентифицираните тенденции в промените в ST на аналогови обекти, като се вземат предвид техните конструктивни и технологични особености и други фактори, информация за които е известна за обекта под развитие или могат да бъдат получени по време на оценките. Моделите за прогнозиране се изграждат според данните за ST и параметрите на аналогови обекти с помощта на известни статистически методи (мултивариантна регресия или факторен анализ, методи за статистическа класификация и разпознаване на модели)

Комбинираните методи се основават на комбинираното използване на методи за прогнозиране, базирани на статистически модели и евристични методи за прогнозиране на надеждността на обектите, последвано от сравнение на резултатите. Същевременно се използват евристични методи за оценка на възможността за екстраполиране на използваните статистически модели и >прецизност на прогнозата на базата на тях PI Използването на комбинирани методи е препоръчително в случаите, когато има основание да се очакват качествени промени в нивото на надеждност на обекти, които не са отразени от съответните статистически модели, или когато само статистически методи са недостатъчни за използване само на статистически методи Броят на аналоговите обекти.

2 Структурни методи за изчисляване на надеждността

2.1 Структурните методи са основните методи за изчисляване на надеждността, поддръжката и сложните PV показатели в процеса на проектиране на обекти, които могат да бъдат дезагрегирани на елементи, характеристиките на надеждността на които са известни към момента на изчисленията или могат да бъдат определени по други методи (прогнозиране, физическо, по статистически данни, събрани в процеса използването им при сходни условия). Тези методи се използват и за изчисляване на издръжливостта и устойчивостта на обектите, критериите за граничното състояние на които се изразяват чрез параметрите на издръжливост (съхраняемост) на техните елементи.

2 2 Изчисляването на PV чрез структурни методи обикновено включва: представяне на обект под формата на блокова диаграма, която описва логическите връзки между състоянията на елементите и обекта като цяло, като се вземат предвид структурните и функционални връзки и взаимодействието на елементи, приетата стратегия за поддръжка, видове и методи на съкращаване и други фактори,

описание на изградената блокова диаграма за надеждност (RSS) на обект чрез адекватен математически модел, който позволява в рамките на въведените допускания и допускания да се изчисли!. СТ на обекта според данните за надеждността на неговите елементи в разглежданите условия на тяхното използване

2.3 Като блокови диаграми за надеждност могат да се използват следните: блокови диаграми за надеждност, представляващи обект под формата на набор

определени o6j> редица свързани (по отношение на надеждността) елементи (стандарт M "-Zh 107l;

дървета на откази; sv на обект, представляващ графичен дисплей на причинно-следствени връзки, които причиняват определени типове негови откази (стандарт IEC 1025);

графики (диаграми) на състояния и преходи, които описват възможните състояния на обект и неговите преходи от едно състояние в друго под формата на набор от състояния и преходи на неговите елементи.

2.4 Математически модели, използвани за описание на cosh nsts gnukitsi \ 1 "S" P. се определят от видовете и сложността на тези структури, направените допускания относно видовете закони на разпределение за характеристиките на надеждност на елементите, точността и надеждността на изходните данни за изчисление и други фактори.

По-долу са най-често срещаните математически? методи за изчисляване на ST, което не изключва възможността за разработване и прилагане на други методи, които са по-адекватни на структурата и други характеристики на обекта

2 5 Методи за изчисляване на безотказната работа при невъзстановяване на v s 6 s c до тип I (съгласно класификацията на обектите в съответствие с GOST 27 003)

Като правило, за описание на надеждността на такива обекти се използва блок (диаграми за надеждност, правилата за съставяне и математическо описание на които са установени от M "-Zh 1078. По-специално, те са установени от посочения стандарт.

методи за директно изчисляване на вероятността за безотказна работа на обект (FBR) според съответните параметри на безотказната работа на елементите за най-простите паралелни последователни структури;

методи за изчисляване на FBG за по-сложни структури, принадлежащи към класа на монотонните, включително метода за директно изброяване на състояния, метода на минималните пътища и секции, метода на разширяване по отношение на всеки елемент.

За изчисляване на показатели като средното време до отказ на обект в тези методи, методът на директно или числово интегриране на разпределението на времето до отказ на обект, който представлява състава на съответните разпределения на времето до отказ на неговите елементи , се използва. F-ако информацията за разпределението на времето до отказ на елементите е непълна или ненадеждна, тогава различни гранични оценки на работния цикъл на обекта, известни от теорията за надеждност |1-4|

В частния случай на невъзстановима система с различни методи на резервиране и с експоненциално разпределение на времето до отказ на елементите се използва нейното структурно изобразяване под формата на преходна графика и математическото й описание с помощта на процеса на Марков.

Когато се използва за структурно описание на дърветата на неизправностите в съответствие с IEC 1025, съответните вероятности за отказ се изчисляват с помощта на булевото представяне на дървото на неизправностите и метода на минимално изрязване.

2 6 Методи за изчисляване на надеждността и сложния работен цикъл на възстановими обекти от тип 1

Универсален метод за изчисление за обекти с всякаква структура и за всяка комбинация от разпределения на времето на работа между повреди и времената за възстановяване на елементите, за всякакви стратегии и методи за възстановяване и предотвратяване, е методът на статистическо моделиране, в общия случай, включващ:

синтез на формален модел (алгоритъм) за формиране на поредица от случайни събития, възникващи по време на експлоатацията на обект (аварии, възстановявания, превключване към резерв, начало и край на поддръжка);

разработване на софтуер за внедряване на компютър на съставения алгоритъм и изчисляване на СТ на обекта;

провеждане на симулационен експеримент на компютър чрез многократно прилагане на формален модел, който осигурява необходимата точност и надеждност на изчисляването на ST

Методът на статистическото моделиране за изчисляване на надеждността се използва при липса на адекватни аналитични модели измежду разгледаните по-долу.

За излишни последователни структури с възстановяване и произволни методи за резервиране на елементи се използват модели на Марков за описване на съответните графики (диафми) на състоянията.

В някои случаи, за обекти с неекспоненциално разпределение на времето на работа и времето за възстановяване, немарковският проблем за изчисляване на ST може да бъде сведен до марков чрез въвеждане на фиктивни състояния на обекта в неговата преходна графика по определен начин.

Друг ефективен метод за изчисляване на ST на обекти с резерв се основава на представяне на времето им на работа между отказите като сума от произволен брой произволни членове и директно изчисляване на ST на обекти без използване на методите на теорията на случайните процеси.

2.7 Методи за изчисляване на показателите за поддръжка Методите за изчисляване на показателите за поддръжка в общия случай се основават на представянето на процеса на поддръжка или ремонт от определен тип като набор от отделни задачи (операции), вероятностите и целите на които се определят от показателите за надеждност (издръжливост) на обектите и приетата стратегия за поддръжка и

ремонт, а продължителността (трудоемкост, цена) на всяка задача зависи от конструктивната пригодност на съоръжението за поддръжка (ремонт) от този тип индивидуални задачи за възстановяване, като се отчита очакваната вероятност за изпълнение на всяка задача за определен период от работа на обекта. Посочените вероятности могат да бъдат изчислени, например, с помощта на дървета на грешки, а параметрите за разпределение на разходите за изпълнение на отделни задачи се изчисляват по един от установените методи, например MP 252-87 ( нормативно-коефициент, според към регресионни модели и др.).

Общата схема за изчисление включва:

съставяне (например чрез методи AVPKO съгласно GOST 27 310) на списък с възможни откази на обекти и оценка на техните вероятности (интензитети);

избор от съставения списък по метода на стратифицирана произволна извадка на достатъчно представителен брой задачи и изчисляване на параметрите на разпределението на тяхната продължителност (интензивност на труда, цена). Като такива разпределения обикновено се използва съкратено нормално или алфа разпределение;

изграждане на емпирично разпределение на разходите за текущ ремонт на обект чрез добавяне, като се вземат предвид вероятностите за повреди, разпределенията на разходите за отделни задачи и изглаждането му с помощта на подходящо теоретично разпределение (логаритмично-нормално или гама разпределение) ,

изчисляване на показатели за поддръжка на обект според параметрите на избрания закон за разпределение

2.8 Методи за изчисляване на показателите за надеждност на обекти от типа

1 I (съгласно класификацията на GOST 27 003)

За обекти от този тип се използва PN от типа „коефициент на запазване на ефективността“ (£*)>), чието изчисляване запазва общите принципи за изчисляване на надеждността на обекти от тип I, но за всяко състояние на обекта , определена от набора от състояния на неговите елементи или всяка от възможните му траектории в пространството на състоянията на елементите , трябва да се присвои определена стойност на дела на запазената номинална ефективност от 0 до 1 (за обекти от тип I ефективността в всяко състояние може да приеме само две възможни стойности:

Има два основни метода за изчисление

метод за усредняване на състоянието (аналогичен на метода за директно изброяване на състоянието), използван за краткотрайни обекти, изпълняващи задачи, чиято продължителност е такава, че вероятността от промяна на състоянието на обекта по време на изпълнение на задачата може да бъде пренебрегната и може да се вземе предвид само първоначалното му състояние сметка;

метод за усредняване на траекторията, използван за дългосрочни обекти, продължителността на изпълнение на задачата е такава, че не може да се пренебрегне вероятността от промяна на състоянието на обема по време на тяхното изпълнение поради откази. .^ставания на елементите. В този случай процесът на функциониране на обекта се описва чрез изпълнението на една от възможните траектории в пространството на състоянията

Съществуват и някои специални случаи на изчислителни схеми за определяне на K*\,. използва се за системи с определени видове функции за ефективност, например системи с адитивен индикатор за ефективност, всеки елемент от който има определен независим принос "изход efs)\u003e skt от използването на системата, система\u003e. мултипликативен показател за ефективност, получен като продукт на съответните показатели за ефективност на подсистеми; системи с излишни функции;

системи, които изпълняват задача по няколко възможни начина, използвайки различни комбинации от елементи, включени в задачата от всеки от тях,

симетрични разклонени системи,

системи с пресичащи се зони на покритие и др.

Във всички изброени по-горе схеми системите са представени с функцията A "eff на нейните подсистеми или PN елементи.

Най-фундаменталният момент в изчисленията на A^f е оценката на ефективността на системата в различни състояния или при изпълнението на различни траектории в пространството на състоянията, извършена аналитично, или чрез моделиране, или експериментално директно върху самия обект или неговия пълномащабни модели (макети).

3 Физически методи за изчисляване на надеждността

3 1 Физически методи се използват за изчисляване на надеждността, издръжливостта и устойчивостта на обекти, за които са известни механизмите на тяхното разграждане под въздействието на различни външни и вътрешни фактори, водещи до откази (ограничаващи състояния) по време на работа (съхранение)

3 2 Методите се основават на описанието на съответните процеси на деградация с помощта на адекватни математически модели, които позволяват изчисляване на ST, като се вземат предвид конструкцията, производствената технология, режимите и условията на работа на обекта според референтни или експериментално определени физически и други свойства на веществата и материалите, използвани в обекта.

В общия случай тези модели за един водещ процес на деградация могат да бъдат представени чрез модел на емисии на някакъв случаен процес извън границите на допустимата зона на неговото съществуване, като границите на тази област също могат да бъдат произволни и корелирани с посочения процес (ненадвишаващ модел). .

При наличието на няколко независими процеса на деградация, всеки от които генерира свое собствено разпределение на ресурсите (време до отказ), полученото разпределение на ресурсите (време до отказ на обект) се намира с помощта на модела „най-слабото звено“ (разпределение на минимума от независими случайни променливи).

3 3 Компонентите на моделите за непревишаване могат да имат различна физическа природа и съответно да бъдат описани с различни типове разпределения на случайни променливи (случайни процеси), а също така могат да бъдат в модели за натрупване на щети. Това е причината за голямото разнообразие от модели за ненадвишаване, използвани в практиката, и само в относително редки случаи тези модели позволяват директно аналитично решение. Следователно основният метод за изчисляване на надеждността на ненадвишаващите модели е статистическото моделиране.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (информативно)

СПИСЪК НА РЪКОВОДСТВА, НОРМАТИВНИ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИ ДОКУМЕНТИ ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА НАДЕЖДНОСТ

1 B.A. Койов, И.А. Ушаков. Наръчник за изчисляване на надеждността на радиоелектроника и оборудване за автоматизация М: Съветско радио, 1975 472 s

2 Надеждност на техническите системи. Наръчник, изд. I.A. Ушаков. М.: Радио

и връзка, 1985. 608 с. .

3 Надеждност и ефективност в инженерството. Наръчник в 10 тома.

том 2, изд. Б. В. Гнеденко. М.: Машиностроение, 1987. 280 с;

том 5, изд. V I Патрушев; и A.I. Рембеза. М.: Машиностроение, 1988 224 с.

4 B.F. Хазов, Б. А. Дидусев. Наръчник за изчисляване на надеждността на машините на етапа на проектиране. М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

5 IEC Стандарт 300-3-1(1991) Управление на надеждността Част 3 от Ръководството Раздел 1. Преглед на методите за анализ на надеждността.

6 IEC стандарт 706-2(1991) Указания за осигуряване на поддръжка на хардуера. Част 2, Раздел 5, Анализ на поддръжката на етапа на проектиране

7 IEC 863(1986) Представяне на резултатите от прогнозиране за надеждност, поддръжка и наличност

8 IEC 1025(1990) Анализ на дървото на грешките.

9 IEC 1078(1991) Методи за анализ на надеждността. Метод за изчисляване на надеждността с помощта на блокови диаграми.

10 RD 50-476-84 Указания. Надеждност в инженерството Интервална оценка на надеждността на технически обект въз основа на резултатите от тестове на компоненти. Общи положения.

11 RD 50-518-84 Указания. Надеждност в инженерството Общи изисквания към съдържанието и формите на представяне на справочните данни за надеждността на компонентите за междубраншови приложения.

12 MP 159-85 Надеждност в инженерството Избор на видове разпределения на произволни величини. Насоки.

13 MR 252-87 Надеждност в инженерството Изчисляване на показателите за поддръжка по време на разработването на продукта. Насоки.

14 Р 50-54-82-88 Надеждност в инженерството Избор на начини и методи за резервиране.

15 GOST 27.310-95 Надеждност в инженерството. Анализ на видовете, последствията и критичността на отказите. Основни разпоредби.

16 американски военен стандарт MIL-STD-756A. Надеждност на моделиране и прогнозиране.

17 Наръчник за военни стандарти на САЩ MIL-HDBK-2I7E Предсказване на надеждността на елементите на електронното оборудване.

18 Наръчник за военни стандарти на САЩ MIL-HDBK-472. Прогноза за поддръжка

UDC 62-192.001.24:006.354 OKS 21.020 T51 OKSTU 0027

Ключови думи: надеждност, изчисление на надеждността, прогнозиране на надеждността, изчислителна процедура, изисквания към методите, представяне на резултатите

Редактор R. S. Fedorova Технически редактор V. N. Prutkova Коректор M. S. Kabasoni Компютърна корекция от A. N. Zolotareva

Изд. лица. No 021007 от 10.08.95г. Предаден в комплекта 14.10.96г. Подписан за печат 10.12.96 1.16. Уч.-изд.л. 1.10. Тираж 535 бр. От 4001. Поръчай. 558.

Издателство IPK Standards 107076, Москва, Колодезни пер., 14.

Напечатано в издателство на PC филиал на IPK Издателство по стандарти - тип. "Московски принтер"