(для правильного планирования профилактических мероприятий, определения объема ЗИП и т. д.).

Наиболее достоверными и своевременными могли бы быть статистические данные, получаемые при специальных испытаниях большого количества экземпляров аппаратуры данного типа. Но при достаточно высокой надежности дорогостоящей аппаратуры подобные испытания обычно сложно организовать из-за экономических затруднений (чем выше надежность образца РЭА, тем большее количество экземпляров необходимо испытать). Специальные испытания на надежность проводятся при выпуске образцов РЭА большой серией и при сравнительно небольшой стоимости отдельного экземпляра аппаратуры. Такие испытания проводятся также для комплектую щих элементов (резисторы, конденсаторы, ППП, приемо-усилительные лампы, реле и др.). Конечно, если бы имелись достоверные данные по интенсивности отказов всех комплектующих элементов, полученные в условиях лабораторных испытаний, а также поправочные коэффициенты для учета условий эксплуатации (типа графика рис. 30-31), то расчеты надежности давали бы исчерпывающую априорную информацию, которая позволяет значительно сократить объем испытаний как по числу экземпляров, так и по времени испытаний каждого из них.

В целом ряде случаев при расчете показателей надежности по экспериментальным данным имеется возможность постулировать тот или иной закон распределения случайной величины (например, если такой закон был определен для предшествующей аппаратуры). Если же закон распределения времени безотказной работы (времени выполнения операций по восстановлению аппаратуры и т. д.) неизвестен, то одной из задач обобщения экспериментальных данных является построение эмпирического закона распределения и проверки с помощью критериев согласия совпадения его с одним из теоретических законов (§ 30-5).

Определение показателей надежности по данным об отказах и неисправностях аппаратуры в процессе эксплуатации

При возникновении нарушений и восстановлении работоспособности РЭА в процессе эксплуатации, как правило, удается определить причину отказа или неисправности. Полученная при этом информация заносится в журнал учета нарушений работоспособности аппаратуры (аппаратный журнал) или карточку учета неисправностей [Л. 8, 13, 49]. Желательно, чтобы записывались следующие данные:

дата наблюдения;

наработка аппаратуры от предыдущего до возникшего отказа;

характеристика отказа (полный или частичный, внезапный или постепенный ит. д.);

предполагаемая причина возникновения отказа (отказ элемента, разрегулировка, обрыв в схеме и т. д.) и меры, принятые для восстановления работоспособности;

наименование отказавшего элемента (если он уже заменялся, то об этом обязательно указывается);

время, затраченное на восстановление аппаратуры (время, затраченное на обнаружение причины отказа, замену отказавшего элемента или регулировку, а также проверку работоспособности аппаратуры).

После определенного календарного срока эксплуатации аппаратуры по записям в аппаратных журналах или карточках учета неисправностей составляются сводные ведомости [Л. 13] и строятся временные диаграммы потока отказов для наблюдаемого числа экземпляров аппаратуры (типа рис. 30-3). Для каждого из экземпляров невос-станавливаемой аппаратуры будет зафиксирован только один отказ. Можно не строить временные диаграммы, а свести результаты обобщения данных в таблицу вида табл. 30-12, в которой в качестве примера сведены данные по внезапным отказам 10 экземпляров восстанавливаемой однотипной аппаратуры за один год эксплуатации.

При выборе экземпляров РЭА учитывалось, что онн находились в одинаковых условиях (климат, режим работы) и прошли приемо-сдаточные испытания.

Если закон распределения времени безотказной работы известен по предшествующей анпаратуре, то табл. 30-12 дает достаточную исходную информацию для определения показателей безотказности. Подобную же таблицу необходимо иметь и для определения показателей ремонтопригодности.

Определение закона распределения времени безотказной работы. Для новых образцов РЭА целесообразно вначале найти теоретическое распределение времени безотказной работы (времени восстановления), не противоречащее полученным опытным данным. При этом приходится встречаться с затруднениями: почти всегда имеется хороший статистический материал для восстанавливаемой аппаратуры (см. табл. 30-12); для получения такого же материала в случае невос-станавливаемой аппаратуры потребовалось бы 125 экземпляров. В то же время для восстанавливаемой аппаратуры определение закона распределения времени безотказной работы связано с ошибками, если используются данные по всем отказам, так как вследствие восстановления аппаратуры, что статистически равносильно ее замене, статистические характеристики зависят не только от времени, во и от количества восстановлений (замен). Ошибки не получаются только в случае экспоненциального закона.

Для определения закона распределения вначале необходимо построить вариационный ряд значений наработки, размещая их в порядке возрастания от наименьшего значения (табл. 30-13).

Таблица 30-12

Наработка до отказа, ч

Таблица 30-13

Наработка до отказа, ч

По данным табл. 30-13 нетрудно построить эмпирическую функцию распределения времени работы между отказами, т. е. функцию F*(t)=P*{Tt}, где Т - случайное время работы аппаратуры до отказа или между отказами (см. рис. 30-34).

Для построения функции F*(t) ось абсцисс разбивается на равные временные интервалы, ориентировочное значение которых можно найти по следующей формуле;

а,= -i DL t (30.149)

1 + 3,3 lg/Vt

где Тмакс и Т шн - максимальный и минимальный члены вариационного ряда соответственно; N-l - число членов вариационного ряда.

Например, для экземпляра № 1 / 220 - 18

= , ; ,. * 42 ч. Вообще же для . 1 + 3,3 lg 14

табл. 30-13 значения At колеблются у разных экземпляров аппаратуры примерно от 15 до 60 ч. Целесообразно выбрать некоторое среднее значение, за которое примем Д/=25 ч. При вычислении значения эмпирической функции пользуются формулой

f* СГ < #,) = - . (30-150)

где к, - количество наблюдений, при которых время работы до отказа удовлетворяет условию Тгг-=/Д/ (i - номер интервала); N- общее количество наблюдений. В рассматриваемом случае А/= 14+11+ + 12+11 + 13+16+12+8+15+13=125. Для первого интервала (0-25 ч) число наблюдений со значением Т25 ч равно fe> =

=m1=25, величина F*(T<25 ч)-

=0,20; для второго интервала (25- 125

50 ч) число наблюдений со значением 25<Г<:50 ч равно т2=20, йг=Й1 + те2=

fe2 45

= 45, величина F*(T<50 4)==-7vT~ ~2Г~

= 0,36 и т. д. Нетрудно построить также экспериментальную кривую вероятности безотказной работы:

Р*(Г>гг) = 1---. (30-151)

Для дальнейших построений необходимо найти опытные значения средней наработки Тс до отказа и наработки на отказ Ур. Для примера, представленного табл. 30-12, по формуле (30-13) находим:

= 55 ч.

Сравнивая это выражение со значениями Г , рассчитанными по формуле (30-22) и приведенными в табл. 30-12, видим, что наработка на отказ любого из экземпляров выше, чем средняя наработка до отказа. Это легко объясняется прежде всего тем, что начальный период эксплуатации РЭА всегда (даже если аппаратура прошла испытания на заводе-изготовителе) связан с повышенным числом отказов: продолжают выявляться скрытые дефекты производства и сказываются недостаточные навыки обслуживающего персонала в эксплуатации новой аппаратуры. Если считать, что после первого отказа каждый экземпляр восстановлен полностью и равнозначен новому экземпляру, то величину Т0 можно определить по наработке каждого экземпляра

между первым и вторым отказами, и т. д. Так, средняя наработка до отказа, вычисленная по данным наработки каждого экземпляра между вторым и третьим отказами, составляет:

(=1 793

Тп = -г- = -- =79,3 ч.

Но статистический материал для определения величины Т0 в данном случае крайне беден и получаемые результаты оказы-

zs so fi m tu iso ns

225 4

Рис. 30-34. Построение эмпирической функции распределения времени работы до отказа и сопоставление ее с теоретической кривой.

ваются сравнительно случайными. Значительно более точно определяется ро формуле (30-23) величина Т ср для всех экземпляров аппаратуры:

* общая наработка всех экземпляров

ср

общее число отказов 11 319

590,5 ч.

Вообще говоря, необходимо найти и опытное значение дисперсии времени безотказной работы:

i=i

где tj -время наработки до отказа i-ro экземпляра аппаратуры.

Если требуется знать дисперсию времени работы аппаратуры между отказами, то она находится по формуле

где N-общее число отказов, зарегистрированных за наблюдаемый период эксплуатации по всем No экземпляров аппаратуры;