Надежность и состояния объектов

ЛЕКЦИЯ 1 Надежность и состояния объектов Назаревич Станислав Анатольевич КЛАССИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЖЦ Сырье-полуфабрикат Перерабатываемые продукты Поставщик Готовый производственный продукт Производитель Преобразование объекта и добавление ценности Готовый Потребительский товар Потребитель Добавление ценности Требования к лучшему качеству Пересогласование требований контракта ПРИМЕР ПРОЦЕССА «ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ» Нормативная документация Нормативная документация Нормативная документация предприятия Нормативная документация заказчика Процесс предприятия Входной контроль Процесс поставщика Сборка Ресурсы предприятия и заказчика Ресурсы поставщика Обратная связь ПРЕДСТАВИТЕЛЬ ЗАКАЗЧИКА Входной контроль Снижение потерь связанных с некачественными материалами Повышение общего качества продукции Повышение удовлетворенности потребителя Увеличение спроса на услуги Факторы, формирующие целесообразность входного контроля 16 Поставщик Производитель Потребитель Декларация Органы по сертификации Сертификат соответствия Испытательная лаборатория РОССТАНДАРТ Подведомственные организации Территориальные органы Производитель Предварительные испытания Предъявительские испытания Периодические испытания Приемочные испытания Квалификационные испытания Приемосдаточные испытания Документ для испытаний 1. Программа испытаний - Методика испытаний 1. Протокол испытаний 2. Акт испытаний НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ надежность: Свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования Единичные показатели качества 1. Безотказность 2. Сохраняемость 3. Ремонтопригодность 4. Долговечность 5. Готовность 6. Восстанавливаемость СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ ОТКАЗЫ ЛЕКЦИЯ 2 ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА НАДЕЖНОСТИ Назаревич Станислав Анатольевич ПОКАЗАТЕЛЬ (ПК) ЕДИНИЧНЫЙ ПК вероятность безотказной работы: Вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет средняя наработка до отказа: Математическое ожидание наработки объекта до отказа гамма-процентная наработка до отказа: Наработка до отказа, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью , выраженной в процентах Показатели безотказности средняя наработка между отказами: Математическое ожидание наработки объекта между отказами гамма-процентная наработка между отказами: Наработка между отказами, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью , выраженной в процентах интенсивность отказов: Условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник РАЗМЕРН ОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЬ (ПК) ЕДИНИЧНЫЙ ПК вероятность восстановления: Вероятность того, что время (до) восстановления работоспособного состояния объекта не превысит заданное значение Показатели ремонтопригодно сти и восстанавливаем ости гамма-процентное время восстановления: Время, в течение которого восстановление работоспособности объекта будет осуществлено с вероятностью , выраженной в процентах среднее время до восстановления: Математическое ожидание времени до восстановления гамма-процентное время до восстановления: Длительность времени до восстановления, которая не будет превышена с вероятностью , выраженной в процентах интенсивность восстановления: Условная плотность вероятности восстановления работоспособного состояния объекта, определенная для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента восстановление не было завершено РАЗМЕРНОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЬ (ПК) ЕДИНИЧНЫЙ ПК средний ресурс: Математическое ожидание ресурса гамма-процентный ресурс: Суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью , выраженной в процентах Показатели долговечности средний срок службы: Математическое ожидание срока службы гамма-процентный срок службы: Календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью , выраженной в процентах Показатели сохраняемости средний срок сохраняемости: Математическое ожидание срока сохраняемости гамма-процентный срок сохраняемости: Срок сохраняемости, достигаемый объектом с заданной вероятностью , выраженной в процентах РАЗМЕРНОСТЬ Нормативные документы • ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике (ССНТ). Термины и определения • ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения ГОСТ 27.002-2015 ГОСТ 27.003-2016 Надежность в технике. Термины и определения Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности Действует Действует ГОСТ 27.004-85 Надежность в технике. Системы технологические. Термины и определения Действует ГОСТ 27.202-83 Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовляемой продукции Надежность в технике. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности Действует Действует ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Технологические системы. Технические требования к методам оценки надежности по параметрам производительности Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения ГОСТ 27.310-95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения Действует ГОСТ 27.402-95 Надежность в технике. Планы испытаний для контроля средней наработки до отказа (на отказ). Часть 1. Экспоненциальное распределение Действует ГОСТ 27.507-2015 Надежность в технике. Запасные части, инструменты и принадлежности. Оценка и расчет запасов Действует ГОСТ Р 27.001-2009 Надежность в технике. Система управления надежностью. Основные положения Действует ГОСТ Р 27.002-2009 ГОСТ Р 27.003-2011 Надежность в технике. Термины и определения Надежность в технике. Управление надежноcтью. Руководство по заданию технических требований к надежности Принят Действует ГОСТ Р 27.004-2009 ГОСТ Р 27.201-2011 ГОСТ Р 27.202-2012 Надежность в технике. Модели отказов Надежность в технике. Экспертиза проекта Надежность в технике. Управление надежностью. Стоимость жизненного цикла Действует Действует Действует ГОСТ Р 27.203-2012 ГОСТ Р 27.301-2011 Надежность в технике. Управление устареванием Действует Надежность в технике. Управление надежностью. Техника анализа безотказности. Основные положения Действует ГОСТ Р 27.302-2009 ГОСТ Р 27.403-2009 Надежность в технике. Анализ дерева неисправностей Надежность в технике. Планы испытаний для контроля вероятности безотказной работы ГОСТ 27.203-83 ГОСТ 27.204-83 Действует Действует Действует Действует ЛЕКЦИЯ 3 СОДЕРЖАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ Назаревич Станислав Анатольевич Методика расчета надежности конкретного объекта должна содержать информацию об объекте, обеспечивающую его идентификацию для расчета надежности в соответствии с требованиями настоящего стандарта; номенклатуру рассчитываемых ПН и их требуемые значения; модели для расчета каждого ПН, принятые при их построении допущения и предположения, соответствующие алгоритмы вычисления ПН и применяемые программные средства, оценки погрешностей и чувствительности выбранных (построенных) моделей; исходные данные для расчета и источники их получения; методики оценки параметров нагруженности объекта и его составных частей или непосредственно оценки указанных параметров со ссылками на соответствующие результаты и методики прочностных, тепловых, электрических и иных расчетов объекта. Последовательность работы 1 Исследуется сборочный чертеж изделия 2 Исследуется схема электрическая принципиальная 3 Исследуется спецификация и перечень элементов 4 Определяется список элементов для расчета 5 Поиск таблицы интенсивности отказов 6 Формирование списка элементов для расчета 7 Вычисление показателей 8 Формирование графика 9 Создание рекомендаций ЛЕКЦИЯ 2 ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Назаревич Станислав Анатольевич ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА Технические характеристики Прямой ток Прямое напряжение 20 мА 2В Макс. Рабочая температура +85 С Мин. Рабочая температура -35 С Вид монтажа Смешанный Упаковка Диапазон рабочих температур Потребляемая мощность Туба -35С до +85С 75 мВ 28 Диаграмма Иссикавы 29 Контрольный лист № Типы дефектов Количество обнаруженных дефектов 1 Диаметр отверстий /////////// 10 2 Вмятины /////////////////// 19 3 Пятна ///////////// 13 4 Расслоение /////// 8 5 Холодная пайка /////////////// 15 6 Микротрещины /////// 7 7 Остатки флюса ///// 5 8 Несоответ. квалификация ////////////// 14 9 Вмятины ///// 5 10 Царапины ////////////////////////// 26 ИТОГО 122 ИТОГО 122 30 Диаграмма Паретто 31 СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ Наименование Кол-во Конденсаторы 6 Диоды 3 Индикатор 1 Резисторы 17 Микросхемы 3 Разъемы 4 Транзисторы 1 Кварцевый резонатор 1 32 n  y  k  ai oi ni i 1 где k - поправочный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; ai - поправочный коэффициент, учитывающий режим работы элемента и температуру внутри блока; oi - интенсивность отказа элемента, работающего в номинальном режиме при нормальных условиях эксплуатации, приводится в соответствующих справочниках; ni - количество однотипных элементов, работающих в одинаковых режимах при одинаковых температурах. Условия эксплуатации аппаратуры Лабораторные Стационарные (полевые) Корабельные Автофургонные Железнодорожные Самолетные Поправочный коэффициент k  1,0 2,7 3,4 3,7 3,9 6,0 Таблица расчета надежности Наименование элемента 1 Кол-во 2 Интенсивность отказов,ч Режим работы Поправочны коэфф.  oi 10-6 Kн tо С αi 3 4 5 6 Средняя наработка до первого отказа по формуле: Вероятность безотказной работы P(t) t, час t P(t) 100 1000 Интенсивность отказов действительная, ч αi  oi10-6 αi oini10-6 7 Tср  8 1 y P(t )  e   *t ... ... ... Tср РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ № Изделие Количество N Кэ Кп λ *10^-6,1/час Ni* λi-10 -6 ,1/час 1 Керамические 5 0,5 - 0,022 0,11 1 0,5 - 0,173 0,017 конденсаторы 2 Конденсаторы алюминиевые 3 Диоды 3 0,5 - 0,162 0,486 4 Индикатор 1 0,5 - 0,83 0,83 5 Резисторы 16 0,5 - 0,044 0,704 6 Цифровая микросхема 2 0,5 - 0,023 0,046 7 Разъёмы 4 0,5 - 0,0041 0,016 8 Транзистор 1 0,5 - 0,035 0,035 9 Кварцевый резонатор 1 0,5 - 0,026 0,026 10 Паяные соединения 103 0,5 - 0,00017 0,01 11 Печатная плата (45х65) 1 0,5 - 0.1 0,1 λобщ=∑Ni ×λi*10-^6 ПРИМЕЧАНИЕ к ТАБЛИЦЕ Для упрощения расчета вероятности безотказной работы используйте простую таблицу - пример расчета надежности. Для справки - показатель лямда – λ – таблично-справочный, искать в методичке стр. 92 ПРИМЕР РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ Наименование Кол-во (n) λ *10^-6,1/час Ni* λi-10 -6 ,1/час 4 4 24 2 4 162 6 9 2 1 1 1 0,04 0,002 0,01 0,1 0,1 0,01 0,02 0,02 0,01 0,5 0,2 0,7 0,00000016 0,000000008 0,00000024 0,0000002 0,0000004 0,00000162 0,00000012 0,00000018 0,00000002 0,0000005 0,0000002 0,0000007 0,000004348 Конденсатор электролитический Конденсатор керамический Резисторы Дроссели Микросхемы Пайка Диод Светодиод Транзисторы Переключатель Кнопка Печатная плата Средняя наработка до первого отказа, ч по формуле: Tср  1 y = 229990,8004 Вероятность безотказной работы P(t)   *t P(t )  e P(t) = e^-λ t=e^-0,000004348 * 100 ч P(t) = e^-λ t=e^-0,000004348 * 1000 ч P(t) = e^-λ t=e^-0,000004348 * 2000 ч P(t) = e^-λ t=e^-0,000004348 * 5000 ч ….. Коэффициент готовности комплекса: K То То  Т В То – наработка на отказ (Тср); Тв – среднее время восстановления Среднее время восстановления где Тв – среднее время восстановления, ч; Тв1 – время восстановления отдельной неисправности, ч; n – общее число неисправностей (признак неисправности) Тв = Тв.э + Тв.с + Тв.д + Тв.к / n =1+0.5+2+1+1+1 / 6 = … ЧАСОВ Вероятность безотказной работы 0,9999 0,997598887 0,99520354 0,9949 0,992813944 0,990430086 0,9899 0,988051952 0,985679528 0,9849 0,9833128 0,980951755 0,9799 0,978596379 0,976246659 0,9749 -1000 1000 t, час0 t P(t) 3000 5000 7000 9000 1000 2000 0,997598 0,995203 11000 13000 15000 ... ... ... 17000 19000 21000 23000 Tср 39 Рекомендации Проблема Рекомендация Низкая надежность Заменить ненадежные элементы Царапины на плате Улучшить входной контроль Брак печатных плат Заменить поставщика Некомпетентные работники Проверить квалификацию рабочих Поломки при транспортировке Пересмотреть способ упаковки Долгий технический процесс работы Составить новую программу работы Задержки в поставке сырья Пересмотреть логистику 40 ЗАДАНИЕ делаем презентацию со следующей структурой: 1.Описание устройства 2.Диаграмма Иссикавы (для дефектов) 3.Контрольный лист 4.Диаграмма Паретто 5.Схема электрическая принципиальная 6. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ 6.1 Расчет суммарного показателя лямда 6.2 Расчет показателя вероятности безотказной работы 6.3 Расчет показателя средняя наработка до первого отказа 6.4 Расчет показателя коэффициент готовности комплекса 6.5 Построить график с кривой вероятности безотказной работы 6.6 Построить график-гистограмму с наиболее отказными элементами 6.7 Создать рекомендации