Экспериментальные методы определения надежности. Методы наблюдения

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Проблема надежности технических систем является одной из первоочередных проблем энергетики, кибернетики, управления. В настоящее время число аварий и отказов технических систем достаточно велико, требуется постоянный анализ надежности, поиск путей повышения надежности, как при эксплуатации, так и при проектировании. Требуется также оценка ущерба от низкой надежности, связь технических проблем с проблемами экономики, находить оптимальный уровень надежности технологических и электротехнических установок и систем.

Создание новых видов машин и аппаратов, комплексных технических систем требует применения таких методов анализа и расчета надежности, которые позволили бы при проектировании объективно учесть опыт эксплуатации, данные экспериментов, рассчитать надежность, проанализировать варианты по обеспечению надежности, обосновать ее повышение, прогнозировать надежность, исключить возможность катастрофического исхода аварий для людей и окружающей среды.

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ

Экспериментальные методы определения надежности. Методы наблюдения

Под экспериментальным методом понимается метод опытного определения надежности реальных объектов, когда объект и условия, в которых он функционирует, известны с достаточной полнотой и при необходимости могут целенаправленно изменяться.

Экспериментальные методы определения надежности изделий играют особую роль, так как, с одной стороны, они являются по сути единственным источником получения исходных данных о надежности объектов, используемых в качестве элементов при построении объектов более сложных, данных, необходимых для аналитического исследования или исследования путем статистического моделирования. С другой стороны, эксперимент в подавляющем, большинстве случаев был и остается основным способом определения или подтверждения уровня надежности серийно выпускаемых объектов.

В отличие от рассмотренных выше двух групп методов экспериментальные методы не требуют никаких сведений о нежности элементов объекта. Мало того, экспериментальная оценка надежности объекта в целом позволяет получить которые данные и о надежности входящих в его состав элементов в реальных условиях эксплуатации. Особенностью экспериментального пути является то, что предполагает наличие некоторого количества образцов исследуемого объекта. Причем, это должны быть действующие образцы, удовлетворяющие всем техническим условиям. Проведение оценки надежности неизбежно связано с определенным (иногда весьма значительным) расходом ресурса испытываемых образцов.

Экспериментальная оценка надежности изделий может реализовываться двумя способами: организацией специальных испытаний или сбором статистических данных о работе объекта в условиях нормальной или подконтрольной эксплуатации. Порядок проведения эксперимента в этих двух случаях существенно различен. Обработка накопленных данных производится по одним и тем же методикам.

Методы наблюдения еще называют ретроспективными. Они представляют собой извлечение и обработку информации из анализа работы действующих объ­ектов. Стоимость работ, связанных с оценкой надежности эксплуатируемого обо­рудования этими методами, в отличие от стоимости испытаний на надежность, минимальна. В основном это затраты на сбор и обработку статистических данных.
Длительность наблюдения и массив статистических данных определяются про­должительностью процесса эксплуатации и общим количеством действующих объектов. Основные трудности этого метода получения показателей надежности состоят в том, что процесс функционирования объектов не зависит от наблюда­теля, который должен суметь извлечь объективную информацию о надежности объектов по записям, выполненным большим числом разных наблюдателей.
В общем случае при эксплуатации объектов могут изменяться условия работы, режимы загрузки и т.п. Поэтому возникает задача не просто оценить фиксирован­ные значения показателей надежности, а установить зависимость этих показате­лей от условий и параметров работы объекта. При формировании такого рода за­висимостей влияющие факторы должны быть представлены какими-либо укруп­ненными, но достаточно представительными показателями. Количество показате­лей зависит в первую очередь от сложности объекта. Для получения этих зависи­мостей наиболее эффективно применение регрессионного и дисперсионного ана­лиза.

Одной из главных задач, возникающих при использовании ретроспективных ме­тодов, наряду с оценкой погрешности показателей надежности, является связан­ная с ней задача проверки однородности различных выборок и их объединения. Суть последней состоит в следующем. Если из собранной информации (выборок) о надежности однотипных объектов, работающих в разных частях системы (в об­щем случае в разных условиях), следует, что они имеют различные точечные ста­тистические оценки показателей надежности, то возникает вопрос, можно ли эти расхождения считать существенными, значимыми, или их следует приписать слу­чайностям выборок. Ответ на этот вопрос очень важен. Действительно, если эти расхождения случайные, то выборки однородные, принадлежат одной генераль­ной совокупности и информацию можно объединить; в результате повысится точность оценки показателей надежности. В теории вероятностей и математиче­ской статистике разработаны методы (метод статистических гипотез) и критерии, позволяющие решить эту задачу.

При обработке экспериментальных данных отмеченные различия методов испы­тания и наблюдения несущественны, поэтому рассматриваемые далее подходы и методы обработки данных относятся ко всем экспериментальным методам.