Задачи, возникающие при испытаниях на надежность

Ускорение испытаний. Ускоренные испытания – испытания в условиях, когда используются факторы, ускоряющие процесс возникновения отказов. Такими факторами могут быть температура, повышенная нагрузка, влажность и т.п. Для проведения ускоренных испытаний предварительно получают зависимости показателя надежности от изменения ускоряющего фактора или связь между значениями показателя надежности, полученными при различных условиях испытаний.

Исключение «анормальных» результатов испытаний. Статистические данные о надежности элементов, входящих в состав сложной системы, собираются обычно на разных объектах. Поэтому важно обеспечить однородность статистического материала. «Анормальные» результаты испытаний должны исключаться из статистической совокупности по правилам исключения «анормальных» результатов измерений. Суть этих правил состоит в следующем:

1. если некоторое измерение внушает сомнение в его принадлежности к генеральной совокупности, определяются: а) среднее значение и среднеквадратическое отклонение генеральной совокупности без сомнительных измерений; б) коэффициент , равный

, где

2. если больше допустимого значения, указанного в специальной таблице допустимых значений, то делается вывод о том, что не принадлежит к генеральной совокупности.

Ниже приведены извлечения из таблицы значений допустимых :

Пример. Определить наличие «анормальных» измерений, если получены измерения:

1. 0,9986

2. 0,9997

3. 0,9934

4. 0,9991

5. 0,9996

6. 0,9759

7. 0,9986

8. 0,9986

9. 0,9993

10. 0,9975

11. 0,9997

12. 0,9998

13. 0,9998

14. 0,9993

15. 0,9995

16. 0,9996

17. 0,9992

Предварительный анализ состава измерений ставит под сомнения результаты 3 и 6 как существенно отличающиеся от остальных. Произведем обработку основной группы измерений:

;

Определим значение k =7.

Определим по приведенной выше таблице предельное допустимое значение k для 15 измерений. Оно не превышает 2,75.

Следовательно, полученное значение k для третьего измерения значительно больше допустимого значения, поэтому результат третьего измерения – «анормальный».

Использование косвенных признаков прогнозирования отказов. Для современных технических систем все большее значение приобретает предупреждение отказов, а не их пассивная регистрация. Предупреждать же отказы можно только тогда, когда возможно прогнозирование их возникновения.

К наиболее распространенным прогнозирующим признакам относятся признаки, косвенным образом информирующие о надежности. Связь их с показателями надежности выражается сложными зависимостями. Если эти зависимости обнаружены и зафиксированы в виде графика, таблицы или математического выражения, то нетрудно по изменению косвенного признака определить прогнозируемую вероятность возникновения отказа.

В качестве прогнозирующих косвенных параметров могут, например, использоваться:

- температура поверхности токоведущих элементов, зависящая от мощности рассеяния, которая, в свою очередь, зависит от сопротивления элемента. Повышение сопротивления часто предшествует обрыву цепи, поэтому изменение температуры может использоваться в качестве косвенного параметра, прогнозирующего отказ;

- отношение прямого и обратного сопротивлений диодов (отклонение этого отношения от номинального значения прогнозирует отказ).

Индивидуальное прогнозирование надежности. В практике испытаний на надежность находит применение метод индивидуального прогнозирования, или метод, основанный на теории распознавания образов. В этой теории разрабатываются приемы, позволяющие относить исследуемый объект к той иной категории объектов на основании некоторых признаков. На основе такой теории созданы методы расшифровки старинных текстов, медицинской диагностики, опознавания объектов и т.п. Контрольные испытания на надежность так же, по существу, решают задачу распознавания образа – на основании зафиксированного числа отказов или их отсутствия делается вывод о принадлежности изделия к определенной категории.

Но распознавание образа при контрольных испытаниях на надежность можно развить дальше. Предварительно выбираются признак отказа изделия и несколько контролируемых параметров, например, электрическое напряжение в нескольких контрольных точках, сила тока, выделяемая мощность, коэффициент усиления и т.д. Перед испытаниями проводится изучение зависимости изменения работоспособности изделия от изменения контролируемых параметров. Строится распознающая функция, т.е. такая функция, которая позволяет по ее числовому значению или по знаку определить, к какой категории относится данное изделие.