Надежность и техническая диагностика информационно- измерительных систем

1.

Лектор:
ктн Лопаткин Кирилл Сергеевич
Зам. начальника отдела – начальник лаборатории
Филиала 46 ЦНИИ МО РФ
1

2.

Структура курса
Лекции
32 ч
Практические занятия
40 ч
Самостоятельная работа
90 ч
Выполнение курсовой
работы
20 ч
итого
182 ч
Разделы курса
1. Основные понятия теории надежности
2. Количественные характеристики надежности
элементов и систем
3. Отказы элементов. Надежность элементов.
4. Расчет надежности сложных систем
5. Испытания на надежность.
6. Принципы повышения надежности.
7. Техническая диагностика.
2

3.

Лекция 1
Тема: Основные понятия теории
надежности
Учебные вопросы:
1 Надежность;
2 Отказ;
3 Критерии надежности.
Характеристики надежности.
3

4.

Вопрос 1 Надежность
Основные характеристики изделий
4

5.

Надежность есть свойство аппаратуры (изделий) сохранять
свои выходные характеристики (параметры) в определенных
пределах при заданных условиях эксплуатации.
Примеры определений:
1. Надежность является интегральной функцией распределения
вероятностей безотказной работы от момента включения до первого
отказа.
2. Надежностью элемента (или системы) Р (t) мы называем
вероятность того, что элемент (или система) не выйдет из строя
в течение времени t.
3. Надежность — вероятность того, что прибор будет работать
безотказно в течение заданного времени и при заданных условиях
работы.
4. Надежность — среднее время работы данного образца между
двумя неисправностями.
5

6.

5. Надежностью
системы
называется
ее способность безотказно
работать
в
течение
определенного
интервала
времени
в
заданных условиях эксплуатации при минимальных затратах времени на
устранение отказов и профилактику.
6. Надежностью
радиоаппаратуры
называется
ее
способность
безотказно работать в течение определенного интервала времени
в заданных условиях эксплуатации.
7. Условимся надежностью аппаратуры считать способность ее
сохранять заданные свойства при определенных условиях работы
в течение заданного периода времени.
8.
Под термином „надежность" в этом случае правильнее понимать
способность элемента (системы) обеспечивать и сохранять в условиях
эксплуатации
заданные
значения
обобщенных
координат
и
передаточного коэффициента в течение определенного отрезка времени
в пределах установленных допусков.
6

7.

Вероятность безотказной работы двух систем
7

8.

Безотказность
свойство
объекта
непрерывно
сохранять
работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние
до наступления предельного состояния (состояние объекта, при котором
его дальнейшая эксплуатация недопустима, невозможна или
нецелесообразна)
при
установленной
системе
технического
обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность
- свойство объекта, заключающееся в
приспособленности; к поддержанию и восстановлению работоспособного
состояния путем технического обслуживания и ремонта.
Данное свойство является очень важным, так как оно характеризует
степень стандартизации и унификации ЭРИ в аппаратуре, удобство их
размещения с точки зрения доступности для контроля и ремонта,
приспособленность к регулировочным операциям и т.д.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах
значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять
требуемые функции в течение и после хранения и (или)
транспортирования.
8

9.

Соотношение составляющих надежности
Составляющие
надежности
Необходимость для
систем
Закладывается в сфере
разработки и
длительного разового
применения применения производства
элементной
базы
Безотказность
Долговечность
+
+
Ремонтопригодность
Сохраняемость
+
+
+
+
разработки и Эксплуатапроизводства ции
аппаратуры аппаратуры
+
+
+
+
+
+
+
+
+
9

10.

Вопрос 2 Отказ
К основным понятиям надежности относятся понятия состояния объектов
и их отказов.
Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует
всем
требованиям
нормативно-технической
(НТД)
и
(или)
конструкторской (проектной) документации (КД).
Неисправное состояние - состояние объекта, при котором он не
соответствует хотя бы одному из требований НТД и (или) КД.
Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения
всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные
функции, соответствуют требованиям НТД и (или) КД.
Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значение
хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять
заданные функции, не соответствует требованиям НТД и (или) КД.
10

11.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного
состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.
Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного
состояния объекта.
Классификация отказов
Признак
классификации
Характер
изменения
параметра до
момента
возникновения
отказа
Вид отказа
Определение
Внезапный отказ
Отказ, характеризующийся
скачкообразным изменением
значений одного или
нескольких параметров объекта
Постепенный отказ
Отказ, возникающий в
результате постепенного
изменения значений одного или
нескольких параметров объекта
11

12.

Связь с другими
отказами
Независимый отказ
Зависимый отказ
Причина
возникновения
отказа
Конструктивный отказ
Производственный отказ
Эксплуатационный отказ
Отказ, не обусловленный
другими отказами
Отказ, обусловленный другими
отказами
Отказ, связанный с
несовершенством или
нарушением установленных
правил и (или) норм
проектирования и
конструирования
Отказ, связанный с
несовершенством или
нарушением установленного
процесса изготовления или
ремонта, выполненного на
ремонтном предприятии
Отказ, связанный с нарушением
установленных правил и (или)
условий эксплуатации
12

13.

Особенности
Явный отказ
проявления отказа
Время
возникновения
отказа
Отказ, обнаруживаемый визуально или
штатными методами и средствами контроля и
диагностирования при подготовке объекта к
применению или в процессе
его
применения
по
Скрытый отказ
Отказ, не обнаруживаемый визуально или .
штатными методами и средствами контроля и
диагностирования, но выявленный при
проведении технического обслуживания или
специальными
Периода приработки Отказ, обусловленный скрытыми
производственными дефектами, не
выявленными в процессе контроля
Периода нормальной Отказ, обусловленный несовершенством
эксплуатации
конструкции, скрытыми производственными
дефектами и эксплуатационными
перегрузками
Периода старения
Отказ, обусловленный естественными
процессами старения, изнашивания, коррозии
и усталости при соблюдении всех правил и
(или) норм проектирования, изготовления и
эксплуатации
13

14.

Характер
проявления отказа
Сбой
Перемежающийся отказ
Устойчивый отказ
Возможность
использования
объекта по
назначению
после
возникновения
отказа
Полный отказ
Частичный отказ
Самоустраняющийся отказ или
однократный отказ,
устраняемый незначительным
вмешательством оператора
Многократно возникающий
самоустраняющийся отказ
одного и того же характера
Отказ, устраняемый только в
результате проведения
восстановительных работ
Отказ, до устранения которого
использование объекта по
назначению невозможно
Отказ, до устранения которого
использование объекта по
назначению возможно, но с
пониженной эффективностью
14

15.

Восстанавливаемым называется объект, работоспособность которого в
случае возникновения отказа подлежит восстановлению в рассматриваемой
ситуации. Если же в рассматриваемой ситуации восстановление
работоспособности данного объекта при его отказе по каким-либо причинам
признается нецелесообразным или неосуществимым, то объект называется
невосстанавливаемым.
Ремонтируемым называется объект, исправность и работоспособность
которого в случае возникновения отказа или повреждения подлежат
восстановлению.
В
противном
случае
объект
называется
неремонтируемым.
Неремонтируемый объект всегда является и невосстанавливаемым
(например, резистор, конденсатор, полупроводниковый прибор и т.д.)- В то
же время ремонтируемый объект может быть как восстанавливаемым,
так и Невосстанавливаемым
15

16.

Вопрос 3 Критерии надежности. Характеристики
надежности.
Критерии и характеристики надежности позволяют:
— рассчитать надежность,
— сформулировать требования к надежности вновь
разрабатываемой аппаратуры,
— сравнить надежность различных элементов и систем,
— рассчитать сроки службы и необходимое количество
запасных деталей для нормальной эксплуатации
аппаратуры,
— наметить пути повышения надежности,
— рассчитать количество аппаратуры, необходимое для
решения поставленной задачи и т. д. и т. п.
16

17.

Рассеивание значений основного параметра и
момента возникновения постепенного отказа.
17

18.

Показатели надежности - количественные характеристики
одного или нескольких свойств, составляющих надежность
объекта.
В теории надежности используются следующие понятия:
Наработка - продолжительность или объем работы объекта.
Наработка до отказа - наработка объекта от начала
эксплуатации до возникновения 1-го отказа.
Наработка между отказами - наработка объекта от окончания
восстановления его работоспособности до возникновения
следующего отказа.
18

19.

Время
восстановления
продолжительность
восстановления работоспособного состояния объекта.
Ресурс - суммарная наработка объекта от начала его
эксплуатации до перехода в состояние, при котором
дальнейшая
эксплуатация
невозможна
или
нецелесообразна.
Срок службы - календарная продолжительность
эксплуатации объекта от начала эксплуатации до
перехода в состояние, при котором его дальнейшая
эксплуатация невозможна или нецелесообразна.
19

20.

20