Испытания на безотказность. Метод последовательных испытаний

     Министерство образования Российской Федерации

     Саратовский Государственный Технический Университете 
 
 

     Дисциплина: Автоматизированные испытания 
 
 

     РЕФЕРАТ

     на тему:

     «Испытания на безотказность. Метод последовательных испытаний» 
 
 
 
 
 

     Выполнил: Цаплин С.О.

     Проверил: Добряков В.А. 
 
 
 
 
 

     Саратов 2010

 

      Контрольные испытания на надёжность проводятся для контроля соответствия значений показателей надёжности изделий требованиям стандартов, технических условий или технического задания.

     Контрольные испытания на надёжность подразделяются на:

     испытания на безотказность;

     испытания на ремонтопригодность;

     испытания на сохраняемость;

     испытания на долговечность;

     Контрольные испытания на долговечность могут включать ресурсные испытания и испытания на срок службы.

     Контрольные испытания следует проводить на:

     на безотказность обязательно;

     на ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность, если это предусмотрено стандартами техническими условиями или техническим заданием на конкретные изделия.

     Испытания на ремонтопригодность рекомендуется проводить на этапах разработки и типовых испытаниях.

     Методика контрольных испытаний на надёжность должна содержать перечень показателей надёжности, подлежащих контролю, а также по каждому контролируемому показателю надёжности следующие данные:

     приёмочный и браковочный уровни;

     риск изготовителя и риск потребителя;

     метод проведения испытаний;

     план испытаний;

     перечень параметров, по которым определяют состояние (работоспособность, исправность и т. д.) изделия, периодичность их проверки в процессе испытания;

     условия испытаний (значения воздействующих факторов, их последовательность, продолжительность и т. д.) и способы контроля работоспособности и восстановления изделий;

     решающие правила.

     В методике контрольных испытаний на надёжность также могут указываться:

     пределы изменения параметров питания, значения входных и выходных сигналов, периодичность их измерения;

     требования к испытательному оборудованию и средствам измерения;

     периодичность и содержание профилактических и регламентных работ;

     порядок организации и проведения ремонтных работ, наличие ограничений по запасным инструментам и приборам;

     порядок комплектования выборки и др.

     Исходными данными для составления плана контрольных испытаний на надёжность по каждому контролируемому показателю являются:

     приёмочный и браковочный уровни;

     риск изготовителя и риск потребителя.

     Контрольные испытания на надёжность могут проводиться ускоренным методом, если определены:

     режим ускоренных испытаний;

     коэффициент ускорения или зависимость между показателями надёжности в нормальном и ускоренном режимах. 

     Испытания на безотказность 

     Контрольные испытания изделий на безотказность сводятся к контролю вероятности безотказной работы за заданное время или наработки на отказ (средней наработки до первого отказа).

     Для изделий с экспоненциальным законом распределения времени безотказной работы контролируют один из параметров:

     вероятность безотказной работы за заданное время

     или наработку на отказ (среднюю наработку до первого отказа

     Для изделий с нормальным или другим (в том числе неизвестным) законом распределения времени безотказной работы рекомендуется контролировать одно из заданных значений вероятности безотказной работы. При этом берётся значение вероятности безотказной работы за заданное время.

     Контрольные испытания на безотказность для контроля вероятности безотказной работы за заданное время при любом законе распределения времени безотказной работы должны проводиться одним из методов:

     одноступенчатым методом с ограниченной продолжительностью испытания (опыта);

     двухступенчатым методом с ограниченной продолжительностью испытаний (опыта).

     Одноступенчатый метод позволяет при прочих условиях обеспечить минимальную календарную продолжительность испытаний.

     Двухступенчатый метод при тех же условиях позволяет обеспечить минимум среднего объёма испытаний. 

     Одноступенчатый метод с ограниченной продолжительностью испытания 

     При проведении контрольных испытаний на безотказность одноступенчатым методом с ограниченной продолжительностью испытания план испытаний следует рассчитывать следующим образом:

     выбирают предельную продолжительность испытания t_и;

     выбирают из стандартов, технических условий или технических заданий или рассчитывают приёмочное и браковочное значения вероятностей безотказной работы за t_и;

     определяют объём выборки и приёмочное число отказов.

     Предельная продолжительность испытания для изделий:

     с неизвестным законом распределения времени безотказной работы должна выбираться равной времени, на которое заданы показатели безотказности;

     с известным законом распределения времени безотказной работы должна выбираться равной, больше или меньше времени, на которое заданы показатели безотказности;

     В этом случае предельная продолжительность испытания должна выбираться в зависимости от производственных и технико-экономических факторов (времени, которое может быть отведено на испытания, наличия образцов изделия, числа испытательного оборудования и т. д.).

     Приёмочное Р_б и браковочное Р_в значения уровней вероятности безотказной работы за предельную продолжительность испытания t_и рассчитывают:

     а) при экспоненциальном законе распределения времени безотказной работы:

     если заданы значения интенсивности отказов или параметра потока отказов, по формуле:

       (1)

     если заданы значения наработки на отказ или средней наработки до первого отказа, по формуле:

      (2)

     если заданы значения вероятности безотказной работы за время t и предельная продолжительность испытания t_и не равна t, по формуле:

       (3)

     где л-- соответственно приёмочное или браковочное значение интенсивности отказов

     или параметра потока отказов;

     Р -- соответственно приёмочное или браковочное значение вероятности безотказной работы;

     Т -- соответственно приёмочное или браковочное значение наработки на отказ или средней наработки до первого отказа;

     б) при нормальном законе распределения времени безотказной работы, если предельная продолжительность испытания t_и не равна времени, на которое установлена вероятность безотказной работы t, по формуле

      , (4)

      , при t≠T

     где P(t_и) -- соответственно приёмочное или браковочное значение вероятности безотказной работы за t_и;

     Ф(z) -- функция Лапласа;

     Z_р -- квантиль нормального распределения, соответствующий значению Ф(z_р)=P(t)-0,5;

     P(t) -- соответственно приёмочное или браковочное значение вероятности безотказной работы за заданное время.

     Объём выборки n (если на каждом образце проводят один опыт) и значение приёмочного числа отказов С определяется в зависимости от значений вероятностей безотказной работы Р_б(t_и) и Р_в(t_и), риска изготовителя и риска потребителя по таблицам приложения 1.

     Испытания и оценку их результатов следует проводить следующим образом. Образцы изделия, вошедшие в выборку, испытывают в течение t_и. По окончании испытаний определяют число наступивших отказов d. Если d равно или меньше С, результаты контрольных испытаний считают положительными. Если d больше С, результаты контрольных испытаний считают отрицательными. 

     Двухступенчатый метод с ограниченной продолжительностью испытания 

     При проведении контрольных испытаний на безотказность двухступенчатым методом с ограниченной продолжительностью испытания план испытаний следует рассчитывать следующим образом:

     выбирают предельную продолжительность испытания t_и;

     выбирают из стандартов, технических условий или технических заданий на изделия или рассчитывают приёмочное и браковочное значения вероятности безотказной работы за t_и;

     определяют объём выборки и приёмочное число отказов для первой и второй ступени.

     Предельная продолжительность испытания должна выбираться аналогично одноступенчатому методу При этом предельная продолжительность испытания первой и второй ступени равны.

     Приёмочное Р_б и браковочное Р_в значения уровней вероятности безотказной работы за предельную продолжительность испытания t_и рассчитывают аналогично одноступенчатому методу.

     Объём выборки и значения приёмочных чисел для первой n₁, C₁ и второй n₂ , C₂ ступеней испытаний определяют в зависимости от значений вероятности безотказной работы Р_б(t_и), Р_в(t_и), риска изготовителя и риска потребителя по таблице приложения 2.

     Испытания и оценка их результатов должны проводиться следующим образом.

     Образцы изделия, вошедшие в первую выборку, испытывают в течение t_и. По окончании первой ступени испытаний определяют число наступивших отказов d₁.

     Если d равно или меньше приёмочного числа отказов С₁ то результаты контрольных испытаний считают положительными.

     Если d₁ больше суммарного приёмочного числа отказов (С₁+С₂), то испытания прекращают, результаты испытаний считают отрицательными.

     Если d₁ больше С₁ но меньше (С₁+С₂), то проводят испытания второй ступени.

     Образцы изделия, вошедшие во вторую выборку n₂, испытывают в течение t_и. По окончании второй ступени испытания определяют суммарное число наступивших отказов (d₁+d₂).

     Если (d₁+d₂) меньше или равно (С₁+С₂), результаты испытаний считают положительными.

     Если (d₁+d₂) больше (С₁+С₂), результаты испытаний считают отрицательными.