Основные показатели безотказности, ремонтопригодности и долговечности АСОИУ

Под показателем надёжности обычно понимают величину или совокупность величин, характеризующих качественно или количественно степень приспособленности систем к выполнению поставленных задач при применении по назначению. Качественные показатели надёжности – указывают на то, что рассматриваемая система обладает каким либо свойством, умеет то или иное устройство, способное выполнить поставленные задачи; дают возможность отличать системы друг от друга, но не позволяют сравнивать их по степени выполнения поставленной задачи, т.е. по надёжности. Количественные показатели надёжности – выражаются в виде числа, надёжность измеряется или оценивается в принятой шкале оценок в абсолютных или относительных единицах при помощи этих показателей, количественные показатели определяются путём статических наблюдений на основе обработки результатов применения или испытания систем, а так же путём аналитических расчетов или моделирования процессов функционирования систем. Они являются основными показателями надёжности. Показатели надёжности количественно характеризуют, в какой степени системе или объекту присущи определённые свойства, обуславливающие их надёжность. Показатели надёжности могут иметь размерность (наработка на отказ) или не иметь её (вероятность безотказной работы). Показатель надёжности, относящийся к одному из свойств, определяющих надёжность, называется единичным. Комплексный показатель надёжности относится к нескольким свойствам, определяющим надёжность системы. Показатели безотказности: Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ не возникает. Средняя наработка до отказа – математическое ожидание наработки системы до первого отказа. Показатель применяется по отношению к невосстанавливаемым системам, для которых первый отказ является единственным, усреднение производится по совокупности однотипным систем. Средняя наработка до отказа статистически определяется отношением суммы наработки испытуемых систем до отказа к количеству наблюдаемых систем, если они все отказали за время испытаний (план [N, U, r] при r=N по ГОСТ 16504-47). Оценка средней наработки до отказа зависит от плана испытаний и закона распределения наработки до отказа. Наработка на отказ – отношение наработки восстанавливаемой системы к математическому ожиданию числа её отказов в течение этой наработки. Наработка на отказ статистически определяется отношением суммарной наработки восстанавливаемых систем к суммарному числу отказов этих систем. Величина наработки на отказ в общем случае зависит от длительности периода, в течение которого она определяется. Это обусловлено непостоянством характеристики потока отказов. Если после каждого отказа система восстанавливается до первоначального состояния, то наработка на отказ равна среднему времени до отказа. Указанные показателями характеризуют величину наработки системы от начала функционирования до отказа. Для оценки изменения свойств безотказности с течением времени вводятся дополнительные показатели: интенсивность отказов l(t)и параметр потока отказов (t). Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемой системы, определяется для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник. Определение этого термина основывается на применяемом в теории надежности понятии плотности вероятности отказа в момент t, под которой понимается предел отношения вероятности отказа в интервале времени от t до t+Dt к величине интервала Dt при Dt® 0. Физический смысл плотности вероятности отказа – это вероятность отказа в достаточно малую единицу времени. Из определения интенсивности отказов l(t) следует, что , где p(t) – вероятность безотказной работы за время t; f(t) – плотность распределения наработки до отказа. Параметр потока отказов – плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемой системы, определённая для рассматриваемого момента времени. Детально показатели применяются для систем, а значит к ЭВМ, для которых характерны сбои, которые преобладают в общем количестве нарушения работоспособности. , где 1<k<15. Т.к. устранение последующих сбоев имеет ряд особенностей, по сравнению с восстанавливанием работоспособности после устойчивых отказов во многих случаях целесообразно перечисленные показатели применять только по отношению к устойчивым отказам, а для сбоев ввести дополнительные показатели: вероятность бессбойной работы, среднее время между сбоями, параметр потоки сбоев. Показатели ремонтопригодности: Ремонтопригодность характеризуется временем восстановления работоспособности после отказа – временем, затрачиваемым на обнаружение отказа, поиск его причины и устранение последствий. Вероятность восстановления в заданное время – вероятность того, что время восстановления работоспособности системы не превысит заданного P_в. Время восстановления – время, затраченное на обнаружение, поиск причин отказа и устранение последнего отказа. Среднее время восстановления – математическое ожидание времени восстановления работоспособности T_в. Долговечность системы характеризуется его наработкой от начала эксплуатации до наступления предельного состояния. Эта наработка называется техническим ресурсом (или просто ресурсом). Ресурс для каждой системы может быть величиной случайной. Долговечность системы может оцениваться следующими показателями. Средний ресурс – математическое ожидание ресурса. Гамма – процентный ресурс – время, в течение которого система не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью g процентов. Назначенный ресурс – суммарная наработка системы, после достижения, которой должна быть прекращена эксплуатация независимо от его состояния. Показатели сохраняемости: В режиме хранения и (или) транспортировки могут возникать отказы. Поэтому сохраняемость характеризуется показателями, аналогичными показателям безотказности: вероятностью невозникновения отказа в течение заданного времени хранения (транспортировки), среднем временем хранения (транспортировки) до отказа, средним временем хранения (транспортировки) на отказ, интенсивностью отказов и параметров потока отказов при хранении (транспортировки). Показатели сохраняемости характеризуют величину срока сохраняемости – календарную продолжительность хранения, транспортирования системы в заданных условиях, в течение и после которой сохраняются значения заданных показателей в установленных пределах. Средний срок сохраняемости – математическое ожидание срока сохраняемости. Гамма – процентный срок сохраняемости – срок сохраняемости, который будет достигнут системой с заданной вероятностью g процентов. Комплексные показатели надёжности используются для совместной оценки свойств безотказности и ремонтопригодности восстанавливаемых систем. Для восстанавливаемой системы распространенными единичными показателями надежности служат: T_о- наработка на отказ, характеризующая безотказность и T_в – среднее время восстановления, характеризующее ремонтопригодность. Иногда пользуются комплексным показателем – коэффициентом готовности. Коэффициент готовности характеризует одновременно два различных свойства объекта – его безотказность и ремонтопригодность. Коэффициент готовности К_Г(t) – вероятность того, что система окажется работоспособной в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование системы по назначение не предусматривается. Коэффициент оперативной готовности К_ОГ(t)– вероятность того, что система находясь в режиме ожидания, окажется работоспособной в произвольный момент времени и, начиная с этого момента будет работать безотказно в течение заданного интервала времени. Коэффициент технического использования К_ТИ(t)– отношение математического ожидания времени пребывания системы в работоспособном состоянии, за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий времени пребывания системы в работоспособном состоянии, времени простоев, обусловленных техническим обслуживанием, и временем ремонтов за тот же период эксплуатации. Другие комплексные показатели позволяют оценивать стоимость и трудоёмкость эксплуатации восстанавливаемых систем. Оценку надёжности любой системы необходимо проводить на всех стадиях создания и эксплуатации. Такие оценки дают возможность оптимизировать проектные решения, режимы работы и т.д. Однако задача оптимизации по нескольким показателям в общем случае решения не имеет, поэтому приходится для каждой системы из всех перечисленных выше показателей надёжности выбирать наиболее подходящий и наиболее полно характеризующий надежность данной системы (или некоторую совокупность таких показателей). При выборе показателей необходимо учитывать следующие факторы: назначение системы; характер процесса функционирования; требования к показателю или системе показателей: простой физический смысл; минимальный объём системы показателей; возможность опытной проверки. В общем случае показатели делятся на первичные и обобщенные.