определяется уровнем надежности аппаратуры, достигнутым при конструировании и производстве, условиями эксплуатации, приспособленностью к выполнению восстановительных и профилактических работ, а также уровнем организации работы обслуживающего персонала.

Особенно важным при оценке надежности РЭА является установление понятия отказа. Под отказом понимается событие, являющееся следствием потери РЭА способности выполнять заданные функции.на требуемом уровне или ухода хотя бы одного из рабочих (основных) параметров аппаратуры за пределы установленных допусков, оговариваемых в ТЗ или ТУ. При этом безразлично, -каким образом произошло это событие, внезапно или постепенно. Иногда к отказам относят только уходы рабочих параметров, при которых аппаратура полностью утрачивает свою работоспособность (полный отказ). Во всяком случае, в зависимости от назначения аппаратуры, условий эксплуатации, предъявляемых требований к качеству функционирования понятие отказа обязательно должно быть уточнено и согласовано между разработчиками (поставщиками) и заказчиками аппаратуры.

Возникающие нарушения исправного состояния аппаратуры, не связанные с уходом рабочих параметров за пределы установленных допусков, называются второстепенными неисправностями (иногда дефектами). Поскольку неисправности типа отказа всегда выделяются в особую группу, то, говоря с второстепенных неисправностях, слово второстепенные часто опускают. К неисправностям (дефектам) относят отклонения во внешнем виде аппаратуры от требований технической документации, нарушения вор- ганах включения, переключения, настройки, регулировки аппаратуры, не препятствующие, нормальной эксплуатации аппаратуры, но создающие неудобства обслуживающему персоналу или могущие в будущем привести к отказам, и др.

По характеру изменения параметров до момента возникновения отказа различают внезапные и постепенные отказы.

Внезапные отказы, называемые иногда также катастрофическими, характеризуются неожиданным изменением значений одного или нескольких основных параметров аппаратуры. Онн являются результатом скрытых недостатков технологии производства или скрытых изменений параметров, накапливающихся в процессе эксплуатации при таких воздействиях, как удары, вибрации и др. Причиной внезапных отказов могут быть также неправильные действия обслуживающего персонала, приводящие, например, к поломкам.

Постепенные отказы характеризуются сравнительно медленным изменением параметров РЭА во времени и вызываются старением или износом отдельных элементов, а также нарушением регулировки. При этом уход параметров от определенного начального.уровня обычно может быть зарегистри-

рован с помощью измерительных приборов.

Принципиальной разницы между внезапным и постепенным отказами нет. Внезапные отказы в большинстве случаев также являются следствием постепенного-, но скрытого от наблюдения изменения параметров элементов, например изнашивания механических узлов, когда факт их непосредственной поломки воспринимается как внезапное событие.

В настоящее время методы, положенные в основу измерений параметров аппаратуры, не позволяют еще заметить в изменении исправного состояния элементов аппаратуры такие отклонения, которые своевременно могли бы предупреждать

Рнс. 30-1. Графическое представление возникновения внезапных и постепенных отказов. / - характер изменения параметра при внезапном отказе (в зависимости от типа элемента ил узла параметр может возрастать или падать); 2-характер изменения параметра при постепенном отказе.

о близости этих отклонений к неисправному состоянию. Значительная нх часть остается незамеченной и накапливается до момента внешнего проявления, которое, как правило, и определяет внезапный отказ. Применение методов неразрушающего контроля (репт-генотелевизионный, инфракрасный и др.) позволяет поднять диагностику работоспособности элементов и узлов на новый, более высокий по сравнению с обычными методами уровень.

Иа рис. 30-1 показано отличие во внешнем проявлении внезапных и постепенных отказов: внезапные отказы характеризуются скачкообразным уходом параметров за пределы допуска, постепенные-сравнительно монотонным.

Процесс возникновения во времени как внезапных, так и постепенных отказов явля: ется случайным процессом. Это позволяет для оценки надежности пользоваться методами теории вероятностей и математической статистики.

В зависимости от связи с другими отказами различают независимые и зависимые отказы.

Независимым отказом, называемым иногда одиночным, является отказ, возникающий независимо от того, произошли или нет отказы других элементов аппаратуры.

Независимые отказы в большинстве случаев возникают только в одном из элементов аппаратуры (перегорание нити накала или потеря эмиссии электронной лампы, обрыв электрического соединения и т. д.).

Зависимый отказ возникает в одном или нескольких элементах аппаратуры в результате имевшего место отказа другого элемента (узла). Например, в случае короткого замыкания между электродами электронной лампы обычно одновременно перегорает резистор в ее анодной цепи из-за прохождения большого тока в момент короткого замыкания в лампе. Иногда зависимый отказ называют групповым.

В соответствии с возможностью или невозможностью использования аппаратуры после возникновения отказа различают полные и частичные отказы. -

Полным отказом называется такое событие, после которого невозможно использовать аппаратуру до тех пор, пока не будет устранена причина отказа.

Частичный отказ обычно связан с ухудшением какой-либоодной из характеристик (параметров) аппаратуры, причем некоторое время, до устранения причины отказа, она иногда может использоваться. Например, понижение чувствительности приемника (за пределы установленного допуска) не исключает возможности вести некоторое время .прием.

Чтобы иметь статистические данные для расчета необходимого количества запасных элементов с целью обеспечения работоспособности РЭА, при анализе отказов целесообразно различать их по методу устранения на отказы, устраняющиеся без замены элементов, например путем регулировки, и отказы, ликвидация которых связана с заменой элементов.

Кроме того, при анализе статистических данных по отказам РЭА следует различать устойчивые отказы, устраняющиеся только в результате восстановления аппаратуры, и самоустраняющиеся отказы ( сбои , перемежающиеся отказы), которые могут самопроизвольно исчезать, не требуя восстановления аппаратуры. Самоустраняющиеся отказы особенно неприятны в цепях электронных вычислительных машин ( сбои ). Появление сбоев трудно обнаружить, поскольку параметры аппаратуры при этом могут не измениться.

В процессе испытаний или эксплуатации аппаратуры следует определять причинность возникающих отказов. По причинности отказы принято разделять на:

отказы, вызванные схемно-конструктив-ными недостатками, устранение которых зависит от разработчика аппаратуры (с этой целью аппаратура подвергается в процессе эксплуатации доработкам);

отказы, вызванные производственными недостатками (ошибки монтажа, нарушения или недостатки технологии производства ит. д.);

отказы, вызванные недостаточной надежностью комплектующих элементов;

отказы, вызванные ошибками инженерно-технического персонала, эксплуатирующего аппаратуру.

Анализ отказов по причинности позволяет разработать рекомендации по устранению систематических отказов путем конструктивной доработки аппаратуры, изменения технологии производства, а также по внесению изменений в инструкцию по эксплуатации с целью предупреждения грубых ошибок обслуживающего персонала, приводящих к отказам.

30-2. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ НЕВОССТАНАВЛ ИВАЕМОИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ ПЕРВОГО ТИПА

В большинстве случаев приходится оценивать три вида показателей надежности: показатели безотказности, показатели ремонтопригодности, показатели сохранности. Эти показатели целесообразно подразделять на оперативные и технические. Оперативные показатели связываются с временем, в течение которого аппаратура должна безотказно работать, находиться в работоспособном состоянии и т. д. Технические показатели в отличие от оперативных для данного типа аппаратуры обычно не зависят от рассматриваемого промежутка времени и могут использоваться для планирования профилактических мероприятий.

С помощью показателей надежности производится оценка случайных величин: времени безотказной работы, времени восстановления, времени сохранения параметров (при хранении).

Показатели безотказности

Вероятность безотказной работы (в течение з ад аниого времени). Этот показатель является основным оперативным показателем безотказности для аппаратуры первого типа. Определяется ойкай вероятность того, что время Т безотказной работы аппаратуры будет больше заданного оперативного времени t работы:

p(t) = Р{Т > Г}. (30-1)

Статистически значение p(t) оценивается отношением числа однотипных экземпляров РЭА, продолжающих после истечения времени t безотказно работать, к общему числу No экземпляров аппаратуры, исправных в момент времени г=0:

[n(r) /V ], (30-2)

где n(t)-число экземпляров, отказавших за время t

Здесь и дальше значком * будем обоз начать статистические значения показателей надежности

Формула (30-2) применяется для оценки надежности невосстанавливаемых типов аппаратуры и основным условием получения достоверной оценки является накопление большого числа опытных данных, т. е. увеличение числа No-

Формула (80-2) не может, вообще говоря, применяться для восстанавливаемой аппаратуры, поскольку в этом случае величина n(t) может быть любой, в том числе большей величины (некоторые экземпляры РЭА за время t могут отказать неоднократно).

Вероятность безотказной работы - показатель, зависящий от времени, установленного для данного типа аппаратуры в зависимости от ее оперативного назначения и конструктивно-технических особенностей. Естественно, этот показатель неоднозначен: для аппаратуры, обладающей вполне определенной надежностью, вероятность безотказной работы уменьшается с увеличением промежутка времени, в течение которого аппаратура должна работать непрерывно.

Часто приходится пользоваться понятием вероятности отказа за время t, т. е. вероятности события, противоположного событию безотказной работы:

q(t) =Р{Гг} = 1-р(г). (30-3)

Функция q(t) представляет собой при 0г<оо функцию распределения случайной величины Т (интегральный закон распределения).

Статистически значение g(t) оценивается отношением числа экземпляров n(t), отказавших за время t, к общему числу экземпляров N0, исправных в момент г=0:

<7*(г) = . (30-4)

На рис. 30-2 приведена временная диаграмма, поясняющая статистическое опреде ление показателей безотказности.

Пример. На испытаниях (эксплуатации) находится 14 невосстанавливаемых экземпляров РЭА с распределением времени до отказа каждого из них, представленным на рис. 30-2. Найдем по формуле (30-2) значение p*(t) для г=15 и г=30 ч:

р* U = 15 ч) = :

= 0,857;

р* (t = 30 ч) =

= 0,714.

Рассматривая рис. 30-2, можно сделать вывод о небольшой точности получаемых результатов. Действительно, получаем, например, значение р*(г=15 ч)=р*(г=25 ч). Но, очевидно, значение вероятности р(г=15 ч,>р(г=25 ч). Это расхождение статистических и вероятностных показателей будет уменьшаться по мере увеличения

статистических данных, т. е. увеличения числа No- Методы оценки вероятностных показателей надежности с помощью статистических показателей приводятся в § 30-10.

В случае, если функция q(t) дифференцируема, можно получить плотность распределения времени Т (дифференциальный закон распределения).

Частота отказов и интенсивность отказов. Диффереяциаль-

10 15 ZD 25 30 35 t0 t5 50 ч Наработка до отказа

Рис. 30-2. Распределение времени работы (наработки) до отказа невосстанавливаемых экземпляров аппаратуры.

ный закон распределения времени безотказной работы применяется в качестве показателя безотказности Невосстанавливаемых образцов аппаратуры в двух формах:

как безусловная плотность распределения, имеющая смысл частоты отказов (сам по себе этот показатель для оценки надежности практически применяется редко);

как условная плотность распределения, имеющая смысл интенсивности отказов (этот показатель широко применяется при расчетах и оценке надежности, задается в ТУ на комплектующие элементы аппаратуры, но обычно не задается на аппаратуру).

Частота отказов f(t) представляет собой скорость падения вероятности безотказной работы аппаратуры и математически определяется как

/Ю=~р-. (30-5)

Статистически значение частоты отказов определяется отношением числа отказов в единицу времени, к количеству исправных