Indikatori pouzdanosti prognoziranja. Predviđanje pouzdanosti opreme naftnih polja tokom projektovanja. Strukturni dijagram pouzdanosti TV-a

Pouzdanost proizvoda utvrđuje se tokom projektovanja njegovih elemenata, uzimajući u obzir analizu verovatnih kvarova i razloga za njihov nastanak (FMEA metoda), kao i u procesu testiranja prototipova pre početka serijske proizvodnje. proizvoda. Razvoj prototipova novih proizvoda ima za cilj prepoznavanje nedostataka u dizajnu. Istovremeno, proizvodnja prototipova se u pravilu odvija ne prema serijskoj tehnologiji, već najčešće metodama individualnog ugradnje jedinica i dijelova na temelju tehnologija rute.

U procesu serijske proizvodnje proizvoda razrađuje se kvalitet tehnoloških procesa. U najboljem slučaju, uz savršenu kontrolu proizvedenih proizvoda, komercijalni proizvodi nemaju tehnološke nedostatke, a njihova pouzdanost je u potpunosti određena kvalitetom projektne dokumentacije. Istovremeno, praksa pokazuje da kvaliteta tehnoloških procesa utječe na pouzdanost proizvoda u vidu očiglednih (neotkrivenih kontrolom) i skrivenih (povezanih sa složenošću odbijanja) nedostataka ili odstupanja od projektne dokumentacije.

Nivo kvaliteta procesa proizvodnje i-tog dijela Za l „ može se odrediti relativnim brojem neispravnih dijelova i defom po seriji Lf proizvoda koji su stvarno proizvedeni korištenjem ove procesne tehnologije

Isti nivo kvaliteta Za l „ može se odrediti ekonomskim pokazateljima procesa. Pretpostavimo da je za određeni vremenski period (na primjer, za smjenu) na datom području potrebno proizvesti L ^ tov robnih dijelova za nabavku neke montažne jedinice. Procijenjeni (planirani) troškovi proizvodnje komercijalnih dijelova Qp ac odredit će se po formuli

gdje S 1Ž- procijenjeni (planirani) trošak izrade jednog dijela.

Ako se prilikom pregleda serije proizvedenih LG f dijelova nađu i neispravni dijelovi, tada za kompletiranje serije od N T0B komercijalni dijelovi će morati proizvesti isti broj komercijalnih dijelova koji su odbijeni tokom kontrole. Očigledno je da je stvarna cijena serije komercijalnih dijelova biće ih još

procijenjeni trošak serije za troškove proizvodnje neispravnih dijelova. Tada se formulom može odrediti nivo kvaliteta proizvodnog procesa

gdje je C f stvarni trošak proizvodnje jednog dijela.

Sasvim je moguće da se vrijeme proizvodnje nekog dijela poveća zbog nepoštivanja tehnološke discipline, što također dovodi do povećanja cijene proizvedenih proizvoda. Za rješavanje problema nas zanimaju troškovi vezani za kvalitet tehnološkog procesa, a ne narušavanje tehnološke discipline.

Jedan od najvažnijih zadataka u proizvodnji konkurentnih proizvoda je smanjenje troškova njihove proizvodnje. Stoga je važno procijeniti u kojoj fazi proizvodnje proizvoda (sklopa, jedinice) troškovi osiguranja njegovog kvaliteta premašuju planirane standarde.

Formula (2.14), kao i formula (2.15), može se koristiti ne samo za procjenu kvaliteta proizvodnog procesa dijelova, već i prilikom izvođenja bilo koje druge tehnološke operacije, uključujući montažu. U potonjem slučaju, za procjenu nivoa kvaliteta rada montaže K dt možete koristiti sljedeći omjer:

gdje S s6f- procijenjeni (planirani) i stvarni trošak operacije montaže.

Procijenimo kvalitetu proizvodnje montažne jedinice na nivou kompleta. Ako su poznati standardni pokazatelji za operacije montaže, tada, koristeći formulu (2.16), dobijamo za nivo kvaliteta montaže kompleta K ksh sljedeći omjer:

gdje S kshrzh, S ksh f - procijenjeni (planirani) i stvarni trošak montaže kompleta, respektivno.

Formula (2.17) se odnosi samo na kvalitet procesa sklapanja kompleta od delova, ali ne predstavlja procenu nivoa kvaliteta izrade kompleta kao celine. Da biste to učinili, potrebno je uzeti u obzir razinu kvalitete izrade svih dijelova uključenih u komplet. Ako komplet sadrži samo dva dijela sa različitim nivoima izrade dijelova Za l „, izrada kompleta će biti

gdje K zhtsr- prosječan nivo kvaliteta izrade dijelova.

Ako se kompleti sastoje od različitog broja različitih tipova dijelova, tada je potrebno utvrditi smanjeni nivo kvaliteta izrade K dijelova uključenih u komplet. Gde

Koristeći primjer jednostavnog kompleta, izvešćemo formulu za izračunavanje smanjenog nivoa kvaliteta proizvodnje delova uključenih u komplet. Neka se komplet sastoji od dvije vrste dijelova, dok imamo prvi tip T, K 1degsr, i druga vrsta t 2 dijelovi sa prosječnim nivoom kvaliteta procesa K 2zhgsr. Onda

Jednačinu (2.21) rješavamo s obzirom na K l „schg

Iz formule (2.21) se može vidjeti da ako su nivoi kvaliteta proizvodnog procesa svih dijelova isti, onda je smanjeni nivo kvalitete proizvodnje dijelova jednak nivou kvalitete procesa proizvodnje bilo kojeg dijela uključenog u komplet. .

Slično, izračunavaju se nivoi kvaliteta procesa proizvodnje ostalih montažnih jedinica, uključujući sklopove (jedinice). Nivo kvaliteta proizvoda K pa, koji se sastoji od čvorova će biti

gdje K y: a„(> - smanjen nivo kvaliteta proizvodnih jedinica;

Kshd.sb - nivo kvalitete procesa montaže proizvoda.

U praksi se pri sklapanju proizvoda često susreću gotovo svi elementi nižeg nivoa proizvoda (sklop, podsklop, komplet, osnovni dio). Pokažimo kako se u ovom slučaju utvrđuje smanjeni nivo kvaliteta izrade sklopa TOG "" G. Pretpostavimo da se proizvod sastoji od dvije različite jedinice (u količini, respektivno d ( i d 2) i jedan osnovni dio. Jednačinu sastavljamo po analogiji sa jednadžbom (2.20)

Rješavajući jednačinu, dobijamo

Iz jednačine (2.24) može se vidjeti da kvalitet procesa proizvodnje dijelova utječe na kvalitetu procesa proizvodnje proizvoda utoliko više što se ovaj dio koristi na višem nivou montaže. To znači da se posebna pažnja mora posvetiti kvaliteti izrade i kontroli osnovnih dijelova.

Ako je u svakoj fazi (dio, komplet, podjedinica, jedinica) proizvodnje kvalitet izrade elemenata proizvoda isti, tada se jednačina (2.22) može prepisati na sljedeći način:

Ako se pojedini elementi proizvoda isporučuju kooperacijom, tada nivo kvaliteta procesa njihove proizvodnje pri izračunavanju kvaliteta izrade proizvoda treba uzeti kao jedinicu, jer je prava vrijednost nivoa njihovog kvaliteta nepoznata. . Uz uspostavljene poslovne odnose sa dobavljačima komponenti, moguće je zajednički rad na proceni kvaliteta izrade ovih komponenti.

Predviđanje pouzdanosti proizvoda u toku rada moguće je prilikom određivanja koeficijenata sprege a između nivoa kvaliteta izrade i-te jedinice K y i vjerovatnoća neometanog rada istog čvora P (t) tokom rada na osnovu rezultata reklamacija za komercijalne proizvode. U ovom slučaju, predviđena je vjerovatnoća nesmetanog rada novog proizvoda R kzl prema rezultatima procjene nivoa kvaliteta izrade jedinica (sklopova) proizvoda ima oblik

gdje NS - broj glavnih jedinica (sklopova) proizvoda koji utiču na njegov nesmetan rad.

Očigledno, pri analizi vrijednosti koeficijenata sprezanja a moguće je identificirati najslabija (opasna) mjesta (čvorove) ili skrivene nedostatke proizvoda, na koje se prije svega mora obratiti pozornost prilikom izrade tvorničkog programa za poboljšanje kvaliteta proizvoda.

Slučajni događaj koji dovodi do potpunog ili djelomičnog gubitka performansi proizvoda naziva se kvar.

Kvarovi po prirodi promjene parametara opreme prije njihovog nastanka dijele se na postepene i iznenadne (katastrofalne). Postepeno kvarove karakterizira prilično glatka vremenska promjena jednog ili više parametara, iznenada- njihova nagla promena. Prema učestalosti pojavljivanja kvarovi su jednokratni (kvarovi) i povremeni.

Crash- jednokratni samoispravljajući kvar, povremeno kvar - kvar iste prirode koji se ponavlja.

U zavisnosti od uzroka nastanka, kvarovi se dijele na stabilne i samoeliminirajuće. Trajni kvar se eliminiše zamjenom neispravne komponente, a kvar koji se sam ispravlja nestaje sam od sebe, ali se može ponoviti. Kvar koji se sam ispravlja može se manifestirati kao kvar ili u obliku povremenog kvara.

Pojava kvarova nastaje kako zbog unutrašnjih svojstava opreme tako i zbog vanjskih utjecaja i slučajne je prirode. Za kvantitativnu procjenu kvarova koriste se probabilističke metode teorije slučajnih procesa.

Pouzdanost- svojstvo objekta da kontinuirano održava efikasno stanje neko vrijeme. Sposobnost proizvoda da kontinuirano održava specificirane funkcije tokom vremena navedenog u tehničkoj dokumentaciji karakterizira vjerovatnoća rada bez otkaza, stopa otkaza i srednje vrijeme između kvarova. Pouzdanost proizvoda (na primjer, ćelije), zauzvrat, određena je vrijednostima stope kvara komponenti λi uključenih u njegov sastav.

Teorija procene pouzdanosti metodološki omogućava da se sagledaju i „opravdaju“ ranije postojeći specifični modeli procene pouzdanosti, posebno komponenti, kao i da se predvidi stepen njihove potpunosti, dovoljnosti i adekvatnosti za rešavanje praktičnih problema pouzdanosti.

Istraživači kvara komponenti koristili su princip uzročnosti i primijenjeno znanje iz fizike, hemije, termodinamike i nauke o materijalima da objasne procese degradacije koji dovode do kvarova. Kao rezultat toga, pojavili su se sintetički termini i koncepti - "mehanizam kvarova", "aktivna energija procesa degradacije", koji čine osnovu fizičkih metoda analize (fizika pouzdanosti, fizika starenja, fizika kvarova), koji su u osnovi. razvoj modela za procjenu indikatora pouzdanosti u cilju predviđanja pouzdanosti komponenti. Takvi modeli se široko koriste u praktičnom radu u analizi i ocjeni pouzdanosti proizvoda, uključujući IEA komponente, a navedeni su u službenim standardima i katalozima mikro krugova, koji su glavni tip proizvoda elementarne baze modernih tehničkih objekata. . Stoga je poznavanje ovih modela korisno za ispravne inženjerske primjene.

Da bismo dali predstavu o prirodi procesa razgradnje u proizvodima, prvo pokazujemo kako se koncepti kemijske ravnoteže, statističke mehanike i teorije apsolutnih brzina reakcija mogu primijeniti na sistem koji se sastoji od mnogo čestica. Ovo će nam omogućiti da dalje uvedemo i empirijski model za procjenu brzina Arrheniusove reakcije i opštiji Eyringov model.

Ispod mehanizmi kvara odnosi se na mikroskopske procese promjene koje dovode do kvara proizvoda. Mehanizam kvara je teorijski model dizajniran da objasni vanjske manifestacije kvara proizvoda na atomskom i molekularnom nivou. Ove vanjske manifestacije određene su vrstom kvara i predstavljaju specifična, fizički mjerljiva stanja proizvoda.

Model mehanizma kvara je obično visoko idealiziran. Međutim, omogućava predviđanje međuzavisnosti, što dovodi do boljeg razumijevanja fenomena koji se razmatra, iako kvantitativni rezultati zavise od specifičnih komponenti, sastava i konfiguracije proizvoda.

Mehanizmi kvarova mogu biti fizičke i/ili hemijske prirode. U praksi je teško razdvojiti mehanizme kvara. Stoga se često u procesu analize kompleksna serija mehanizama smatra jednim generaliziranim mehanizmom kvara. U pravilu je od posebnog interesa jedan od brojnih mehanizama koji djeluju istovremeno, koji određuje brzinu procesa degradacije i sam se najbrže razvija.

Mehanizmi kvarova mogu biti predstavljeni ili kontinuiranim funkcijama vremena, koje obično karakteriziraju procese starenja i habanja, ili skokovitim funkcijama, koje odražavaju prisustvo mnogih neotkrivenih nedostataka ili kvalitativno slabih tačaka.

Prva grupa mehanizama uzrokovana je tankim defektima koji dovode do odstupanja parametara komponenti izvan granica tolerancije, a tipična je za većinu komponenti; druga grupa mehanizama se manifestuje u malom broju komponenti i uzrokovana je krupnim defektima, koji se otklanjaju kroz tehnološke skrining testove (TOI).

Čak i najjednostavnija komponenta proizvoda (uključujući IMNE) je višekomponentni heterogeni sistem, višefazni, sa graničnim područjima između faza. Za opisivanje takvog sistema koristi se ili fenomenološki ili molekularno kinetički pristup.

Fenomenološki pristup- čisto empirijski, koji opisuje stanje sistema na osnovu mjerljivih makroskopskih parametara. Na primjer, za tranzistor, na osnovu rezultata mjerenja vremenskog pomaka struje curenja i probojnog napona u određenim vremenskim trenucima, uspostavlja se odnos ovih parametara na osnovu kojeg se određuju svojstva i stanja tranzistor kao sistem su predviđeni. Međutim, ovi parametri su prosječni za mnoge mikroskopske karakteristike, što smanjuje njihovu osjetljivost kao indikatora mehanizama degradacije.

Molekularno kinetički pristup pretežno povezuje makroskopska svojstva sistema sa opisom njegove molekularne strukture. U sistemu mnogih čestica (atoma i molekula), njihovo kretanje se može opisati na osnovu zakona klasične i kvantne mehanike. Međutim, zbog potrebe da se uzme u obzir veliki broj čestica u interakciji, problem je vrlo obiman i teško ga je riješiti. Stoga, molekularno-kinetički pristup također ostaje čisto empirijski.

Zanimanje za kinetiku degradacije komponenti dovodi do analize kako se odvijaju transformacije (prijelazi) jednog ravnotežnog stanja u drugo, uzimajući u obzir prirodu i brzinu transformacija. U ovoj analizi se javljaju određene poteškoće.

Rad komponenti uglavnom ovisi o takvim nepovratnim pojavama kao što su električna i toplinska provodljivost, tj. je određena neravnotežnim procesima, za proučavanje zavisnosti kojih se mora pribjeći metodama aproksimacije, budući da su komponente višekomponentni sistemi koji se sastoje od više faza supstance. Prisustvo mnogih neravnotežnih faktora može, pod određenim uslovima, uticati na prirodu i brzinu promene ravnotežnih stanja sistema. Stoga je potrebno uzeti u obzir ne samo kombinacije mehanizama koje se mogu mijenjati u zavisnosti od vremena i opterećenja, već i promjene u vremenu samih mehanizama.

Uprkos ovim poteškoćama, moguće je formulisati opšti koncept razmatranja i analize, polazeći od činjenice da je u tehnologiji komponenti, na osnovu kontrole njihovih parametara i rezultata određenog testnog perioda, uobičajeno odlučiti koji od dati skup komponenti su pogodni za određenu primjenu. Proces odbijanja se odvija kroz cijeli proizvodni ciklus: od materijala do ispitivanja gotovih proizvoda.

Dakle, ostaje samo razumjeti mehanizam evolucije gotove komponente iz "dobrog" stanja u stanje "braka". Iskustvo pokazuje da takva transformacija zahtijeva prevladavanje određene energetske barijere, shematski prikazane na Sl. 5.13.

Rice. 5.13.

R 1, str, str 2 – nivoi energije koji karakterišu normalna, aktivirana i neuspješna stanja sistema; E a - energija aktivacije; δ je prostor nestabilnosti sistema; A, B, C- interakcijske čestice sistema

Minimalni nivo energije potreban za prelazak iz stanja str 1 u stanju R, pozvao aktivaciona energija E već proces koji može biti mehaničke, termičke, hemijske, električne, magnetske ili druge prirode. U poluvodičkim čvrstim proizvodima, to je često toplotna energija.

Ako država R 1 je minimalni mogući nivo energije ovog sistema, a komponenta odgovara "dobrom" stanju, zatim stanje R odgovara nestabilnoj ravnoteži sistema, a komponenta odgovara stanju prije kvara; R 2 odgovara stanju "kvara" komponente.

Razmotrimo slučaj kada postoji jedan mehanizam kvara. Stanje sistema (dobro ili loše) može se okarakterisati nizom merljivih makroskopskih parametara. Promjena ili odstupanje ovih parametara može se zabilježiti kao funkcija vremena i opterećenja. Međutim, potrebno je osigurati da prihvaćena grupa makroparametara ne odražava konkretan slučaj mikrostanja sistema (dobro ili loše). Znak posebnog slučaja je odsustvo dva identična proizvoda sa stanovišta njihovog mikrostanja. Tada stopa degradacije za njih neće biti ista, a sami mehanizmi se mogu pokazati različitim u datom vremenskom periodu, što znači da će tehnološki skrining testovi (TEM) biti neefikasni. Ako su mikrostanja komponenti identična, statistika kvarova nakon njihovih testova će biti identična.

Razmislite analiza procesa degradacije. U jednostavnom sistemu koji se sastoji od mnogo čestica, razmotrite određeni ograničeni broj čestica koje aktivno učestvuju u procesu degradacije koji dovodi do degradacije parametara komponenti. U mnogim slučajevima, stepen degradacije je proporcionalan broju aktiviranih čestica.

Na primjer, molekuli se mogu disocirati na svoje sastavne atome ili ione. Brzina ovog procesa (hemijska disocijacija) zavisiće od broja disocijirajućih čestica i od njihove prosečne brzine prolaska kroz energetsku barijeru.

Pretpostavimo da imamo mjerljivi parametar P. Svojstva proizvoda ili neku funkciju parametra f(P) varira proporcionalno brzini hemijske disocijacije nekih supstanci koje čine materijale proizvoda, a sama disocijacija je glavni mehanizam degradacije koji dovodi do kvara proizvoda. U ovom slučaju, stopa promjene P ili f(P) u vremenu t može se izraziti na sljedeći način:

gdje N a – broj čestica koje su dostigle energetski nivo dovoljan da savladaju energetsku barijeru; - prosječna brzina kretanja aktiviranih čestica kroz barijeru; - koeficijent transparentnosti barijere (manji je od jedinice, jer neke od aktivnih čestica otkotrljati se sa energetskog vrha barijere).

Zadatak definiranja N a od ukupnog broja čestica u sistemu može se riješiti pod sljedećim pretpostavkama:

• 1) samo mali deo svih čestica sistema uvek ima energiju neophodnu za aktiviranje procesa degradacije;
• 2) postoji ravnoteža između broja aktiviranih čestica i broja ostalih čestica u sistemu, tj. brzina pojavljivanja (rađanja) aktiviranih čestica jednaka je brzini njihovog nestanka (smrti):

Problemi ovog tipa su predmet istraživanja u statističkoj mehanici i vezani su za statistiku Maxwell - Boltzmann, Fermi - Dirac, Bose - Einstein.

Ako se prijavite klasična Maxwell statistika – Boltzmann, ako se koristi kao zadovoljavajuća aproksimacija za čestice svih tipova (sve čestice se razlikuju), broj čestica koje će biti na istom energetskom nivou u ravnotežnom sistemu mnogih čestica biće opisan na sledeći način:

gdje E a – energija aktivacije; k- Boltzmannova konstanta; T- apsolutna temperatura.

Tijekom višegodišnjih istraživanja kinetike reakcija, empirijski je utvrđeno da u većini kemijskih reakcija i nekih fizičkih procesa postoji slična ovisnost brzine njihove reakcije od temperature i gubitka.

(smanjenje) početne koncentracije supstance SA, one.

Drugim riječima, Arrheniusova jednačina vrijedi za termički aktivirane kemijske reakcije. Zapišimo to uzimajući u obzir kvantnomehaničke korekcije:

gdje A - koeficijent proporcionalnosti.

Većina ubrzanog testiranja komponenti zasniva se na upotrebi Arrheniusove jednačine, koja se široko koristi, iako često ne pruža potrebnu tačnost, za analizu procesa degradacije proizvoda i predviđanje njihove pouzdanosti.

Što se tiče elektronskih proizvoda, najranija je bila njihova upotreba u proučavanju kršenja (kvarova) električne izolacije.

Faktor A treba izračunati uzimajući u obzir:

• prosječna brzina savladavanja energetske barijere od strane čestica;
• ukupan broj dostupnih (koji učestvuju u procesu) čestica;
• funkcije raspodjele energije čestica u sistemu.

gdje f* i f n - funkcije distribucije aktiviranih i normalnih čestica; δ je dužina puta reakcije; WITH n je koncentracija normalnih čestica.

Uzimajući u obzir translacijske, rotacijske i vibracijske energije čestica, posljednji izraz je napisan u obliku pogodnom za upotrebu u fizici kvarova:

gdje ; k - Boltzmannova konstanta; h - konstantan

Plank; T- temperatura; - energija aktivacije, standardna Gibbsova energija aktivacije, entropija i entalpija aktivacije, univerzalna plinska konstanta.

Važnost smanjenja entropije u sistemu koji se sastoji od mnogo čestica je usporavanje brzine degradacije parametra proizvoda zbog povećanja uređenja sistema. To znači povećanje MTBF-a, što se može pokazati integracijom posljednjih jednačina:

Izraz za vrijeme kada komponenta dostigne stanje kvara t f od nominalne dozvoljene vrijednosti električnog parametra P0 do kvara Pf nakon integracije, zamjene granica i logaritma poprima oblik

gdje ; koeficijent A" određuje se tokom testova pouzdanosti i odražava stanje komponente prije kvara (tj. energetski aktivirano).

Ako pod vremenom t f razumjeti srednje vrijeme između kvarova, tada se za zakon eksponencijalne distribucije, stopa kvara λ može odrediti na sljedeći način:

Razmatrani pristup omogućava da se u teorijskoj analizi pouzdanosti komponenti izvode samo kvalitativni i polukvantitativni zaključci, kako zbog višefaznosti tako i zbog heterogenosti višekomponentnog supersistema, čiji je komponenta (pa čak i element komponenta) je dio, a zbog vrste vremenskih eksperimentalnih modela degradacije komponente. Ovo je očigledno iz sažetka uzroka, mehanizama i fizičko-matematičkih modela kvarova komponenti IC-a, prikazanih u tabeli. 5.20 (temporalni modeli ne prate uvijek logaritamsku zavisnost; u praksi mogu postojati ovisnosti po stepenu).

Prednost pristupa zasnovanog na upotrebi Arrheniusove jednadžbe je mogućnost predviđanja parametarskih kvarova proizvoda na osnovu ubrzanih testova. Nedostatak ovakvog pristupa je neuvažavanje dizajnerskih i tehnoloških parametara elemenata i komponenti.

Dakle, Arrheniusov pristup se zasniva na empirijskom odnosu električnog parametra komponente ili elementa i mehanizma kvara sa energijom aktivacije Ea. Ovaj nedostatak je prevaziđen teorijom H. Eyringa, koji je uveo koncept aktiviranog kompleksa čestica i pronašao njegovu potkrepu metodama statističke i kvantne mehanike. Međutim, njegova teorija ne uzima u obzir dostignuća ruske termodinamičke škole naučnika materijala, koja je kreativno preradila ideje D. Gibbsa.

Ipak Arrhenius-Eyring pristup – Gibbs Aktivno se koristi za rješavanje problema pouzdanosti uz pretpostavku temperaturne ovisnosti mehanizama kvarova i osnova je različitih modela koji služe za pronalaženje stopa kvarova IEP-a, datih u referentnim knjigama, priručnicima i bazama podataka programa za izračunavanje pokazatelja pouzdanosti.

Ajringova teorija ne uzima u obzir dostignuća ruske termodinamičke škole naučnika materijala, koja je kreativno savladala i preradila ideje D. Gibbsa, ne mnogo poštovanog u Americi, ali omiljenog u Rusiji i bivšem SSSR-u. Poznato je, na primjer, da je V.K.Semenchenko na osnovu generaliziranih funkcija povezanih s Pfaffovim jednadžbama (1815. - tzv. Pfaffov oblik) predložio vlastiti pristup (svoj C-model) i modificirao osnovne D. Gibbsove jednadžbe.

Tabela 5.20

Uzroci, tipični mehanizmi i modeli kvarova komponenti i njihovih elemenata

* Podaci preuzeti iz knjige: VLSI tehnologija. U 2 knjige. Book. 2 / K. Mogeb [i drugi]; per. sa engleskog; ed. S. Zee. M.: Mir, 1986. S. 431.

Treba napomenuti da ga je D. Gibbs pronicljivo gurao da sam razvije svoje ideje. Kako je rečeno u predgovoru "Principa...", on "priznaje inferiornost svake teorije", koja ne uzima u obzir svojstva supstanci, prisustvo zračenja i druge električne pojave.

Gibbsova osnovna jednadžba materije (uzimajući u obzir termička, mehanička i hemijska svojstva) ima oblik totalnog diferencijala:

ili, ekvivalentno, radi pogodnosti vizuelne analize:

ovdje Gibbs koristi sljedeću notaciju: ε - energija; t - temperatura; η - entropija; R - pritisak; V- zapremina; μ, je hemijski potencijal; m i je molski udio i-te komponente ( i = 1, ..., NS).

Semenchenko je, koristeći metodu generaliziranih funkcija (Pfaffovi oblici), uveo električnu snagu ( E) i magnetna (R) polja, kao i odgovarajuće "koordinate" - električne ( R) i magnetni ( M) polarizacija, modificirao G-model u formu

Korak po korak procedura za primjenu najjednostavnijeg modela - Arrhenius - za analizu podataka ispitivanja radi određivanja temperaturne ovisnosti procesa razgradnje komponenti izgleda ovako:

U vezi sa navedenim, važno je dati komentare na koncept pouzdanosti koji je usvojila kompanija. Motorola za poluvodičke diode, tranzistore i IC.

Kao što znate, pouzdanost je vjerovatnoća da će IC moći uspješno obavljati svoje funkcije pod određenim radnim uslovima u određenom vremenskom periodu. Ovo je klasična definicija.

Druga definicija pouzdanosti ima veze sa kvalitetom. Pošto je kvalitet mjera varijabilnosti, tj. varijabilnost, do potencijalne, latentne nedosljednosti ili neuspjeha u reprezentativnom uzorku, tada je pouzdanost mjera varijabilnosti tokom vremena u radnim uslovima. Dakle, pouzdanost je kvalitet koji se razvija tokom vremena u radnim uslovima.

Konačno, pouzdanost proizvoda (proizvoda, uključujući komponente) je funkcija ispravnog razumijevanja zahtjeva kupaca i implementacije ili implementacije ovih zahtjeva u dizajnu, tehnologiji proizvodnje i radu proizvoda i njihovih struktura.

Metoda QFD (kvaliteta function deployment) je tehnologija za implementaciju funkcija kvalitete, strukturiranje funkcije kvalitete (što znači dizajn proizvoda, koji prvo identificira potrebe kupaca, zatim utvrđuje tehničke karakteristike proizvoda i proizvodnih procesa koji najbolje zadovoljavaju identificirane potrebe, što rezultira viši kvalitet proizvoda)... Metoda QFD korisno za uspostavljanje i identifikaciju zahtjeva kvaliteta i pouzdanosti za implementaciju u inovativnim projektima.

Broj uočenih kvarova u ukupnom broju sati na kraju perioda posmatranja naziva se procjena stope kvarova. Ovaj rezultat se dobija iz posmatranja uzorka, na primer, IS subjekata. Stope kvarova se procjenjuju korištenjem χ2 distribucije:

gdje je λ * stopa kvara; a- nivo pouzdanosti značaja; v = 2r 2 - broj stepeni slobode; r- broj odbijanja; NS- broj proizvoda; t- trajanje testova.

Primjer 5.6

Izračunajte vrijednosti funkcije χ2 za nivo pouzdanosti od 90%.

Rješenje

Rezultati proračuna su prikazani u tabeli. 5.21.

Tabela 5.21

Izračunate vrijednosti funkcije χ 2 za 90% nivo pouzdanosti

Povećati pouzdanost nivoa poverenja u procenu radnog vremena koju kompanija danas zahteva Motorola koristi se pristup baziran na određivanju stope kvara komponenti u obliku Eyringove jednadžbe:

gdje A, B, C - koeficijenti utvrđeni rezultatima ispitivanja; T- temperatura; RH- relativna vlažnost; E- jačina električnog polja.

Dakle, prikazani materijal ukazuje da je u uslovima prilično raširene upotrebe stranih elektronskih proizvoda sa nepoznatim pokazateljima pouzdanosti moguće preporučiti upotrebu metoda i modela predstavljenih u ovom poglavlju za određivanje i predviđanje pokazatelja pouzdanosti komponenti i sistemi: za komponente - koristeći fizičke reprezentacije zasnovane na Arrhenius, Eyring, Semenchenko, Gibbs jednadžbi; za sisteme - korištenjem kombinatorne analize (paralelni, sekvencijalni i hijerarhijski tipovi).

• Termin "dolina" koji se koristi na slici je termin u fizičkoj hemiji (nije zvanično definisan) koji se koristi u dijagramima stanja čestica za čestice koje su smanjile svoju energiju, "pale" sa vrha u dolinu (po analogiji sa planinarenjem), savladale energetsku barijeru i izgubljenu energiju nakon završetka posla, tj. koji je izvršio prijelaz na niži energetski nivo, karakteriziran nižom Gibbsovom energijom, što je posljedica implementacije principa minimalne energije opisanog u termodinamičkim potencijalima i koji je u nauku (npr. u teorijsku fiziku) uveo D. Gibbs sam.
• Gibbs J.W. Osnovni principi statističke mehanike, razvijeni s posebnom primjenom na racionalno utemeljenje termodinamike // Gibbs J.W. Termodinamika. Statistička mehanika: Per. sa engleskog; ed. B. M. Zubarev; komp. U. I. Frakfurt, A. I. Frank (serija "Klasici nauke"). Moskva: Nauka, 1982. S. 352-353.

Materijali praktične nastave br. 6 i 7.

Predviđanje pouzdanosti.

Predviđanje pouzdanosti. Pouzdanost predviđanja na osnovu preliminarnih informacija. Korištenje indirektnih znakova predviđanja neuspjeha. Individualno predviđanje pouzdanosti. Individualno predviđanje pouzdanosti pomoću metode prepoznavanja obrazaca (Procedura ispitivanja. Redosled obuke funkcije prepoznavanja. Postupak predviđanja kvaliteta proizvoda. Primer metode za individualno predviđanje kvaliteta proizvoda.).

PZ.6-7.1. Predviđanje pouzdanosti.

U skladu sa važećim GOST-ovima, napisane su tehničke specifikacije za projektovane proizvode (objekte). zahtjevi za eksperimentalnu potvrdu dati nivo pouzdanosti, uzimajući u obzir postojeća opterećenja.

Za visoko pouzdane objekte (na primjer, svemirska tehnologija), ovaj zahtjev je preteško(u smislu potrebe testiranja velikog broja objekata istog tipa) i nije uvijek praktično izvodljivo. Zaista, da bi se potvrdila vjerovatnoća operacije bez greške P = 0,999 sa nivoom pouzdanosti od 95%, trebalo bi izvršiti 2996 uspješnih testova. Ako čak i jedan test bude neuspješan, tada će se broj potrebnih testova još više povećati. Ovome treba dodati i veoma dugo trajanje testiranja, jer mnogi objekti moraju kombinovati visok nivo pouzdanosti sa velikim radnim vremenom (resursom). Otuda slijedi važan uslov: pri ocjeni pouzdanosti potrebno je uzeti u obzir sve akumulirane preliminarne informacije o pouzdanosti tehničkih objekata.

Predviđanje pouzdanosti i kvarova je predviđanje očekivanih pokazatelja pouzdanosti i vjerovatnoće nastanka kvarova u budućnosti na osnovu informacija dobijenih u prošlosti, ili na osnovu indirektnih prediktivnih indikatora.

Proračun pouzdanosti u fazi projektovanja proizvoda ima karakteristike takvog predviđanja, jer se pokušava predvidjeti buduće stanje proizvoda, koji je još u fazi razvoja.

Neki od gore navedenih testova sadrže elemente predviđanja pouzdanosti serije proizvoda iz pouzdanosti njihovog uzorkovanja, na primjer, prema rasporedu testiranja... Ove metode predviđanja su zasnovane na proučavanju statističkih obrazaca kvarova.

Ali moguće je predvidjeti pouzdanost i kvarove na osnovu proučavanja faktora koji uzrokuju kvarove. U ovom slučaju, uz statističke zakonitosti, uzimaju se u obzir i fizičko-hemijski faktori koji utiču na pouzdanost, što otežava njenu analizu, ali omogućava smanjenje njenog trajanja i čini je informativnijom.

PZ.6-7.2. Pouzdanost predviđanja na osnovu preliminarnih informacija.

Prilikom procjene pouzdanosti potrebno je uzeti u obzir sve akumulirane preliminarne informacije o pouzdanosti tehničkih objekata. Na primjer, važno je kombinovati proračunske informacije dobijene u fazi idejnog projekta sa rezultatima ispitivanja objekta. Osim toga, sami testovi su također vrlo raznoliki i izvode se u različitim fazama stvaranja objekta i na različitim nivoima njegovog sklapanja (elementi, blokovi, čvorovi, podsistemi, sistemi). Uzimajući u obzir informacije koje karakterišu promjenu pouzdanosti u procesu poboljšanja objekta, može se značajno smanjiti broj testova potrebnih za eksperimentalnu potvrdu postignutog nivoa pouzdanosti.

U procesu izrade tehničkih objekata provode se ispitivanja. Na osnovu analize rezultata ovih ispitivanja vrše se promjene u dizajnu u cilju poboljšanja njihovih karakteristika. Stoga je važno procijeniti koliko su se ove mjere pokazale efikasnim i da li su se, nakon izvršenih izmjena, poboljšali pokazatelji pouzdanosti objekta. Takva analiza se može izvršiti korištenjem metoda matematičke statistike i matematičkih modela promjene pouzdanosti.

Ako je vjerovatnoća nekog događaja u jednom eksperimentu R i na n nezavisnim eksperimentima, desio se ovaj događaj (neuspjeh). m puta, onda granice povjerenja za str nalaze se kako slijedi:

Slučaj 1. Neka bude m¹ 0 , zatim:

(PZ.6-7.2.)

gdje su koeficijenti R 1 i R 2 preuzeti su iz odgovarajućih statističkih tabela.

Slučaj 2... Neka bude m = 0, onda NS= 0, a gornja granica je

... (PZ.6-7.3.)

Plaćanje R 0 proizvodi jednačina

(PZ.6-7.4.)

Jednostrane vjerovatnoće povjerenja g 1 i g 2 vezano za dvosmjerno povjerenje γ * poznata zavisnost

(PZ.6-7.5.)

Klupa, terenska ispitivanja pružaju osnovne informacije o pouzdanosti objekta. Na osnovu rezultata takvih testova odredite indikatori pouzdanosti... Ako je tehnički proizvod složen sistem, a pouzdanost nekih elemenata se utvrđuje eksperimentalno, a nekih proračunom, onda za predviđanje pouzdanosti složenog sistema koriste metoda ekvivalentnih pojedinosti.

Tokom letnih testova dobiti dodatne informacije o pouzdanosti postrojenja i te informacije treba koristiti za pojašnjenje i ispravljanje pokazatelja pouzdanosti dobijenih tokom testova na klupi. Neka bude potrebno razjasniti donja granica vjerovatnoća neometanog rada objekta koji je prošao testove na zemlji i leta i istovremeno m = 0.

Određivanje pokazatelja pouzdanosti u fazi projektovanja najvažniji je zadatak u teoriji pouzdanosti, koji doprinosi što efikasnijem korišćenju objekta. Predviđanje pouzdanosti u fazi projektovanja je mnogo jeftinije (~ 1000 puta) nego u fazi proizvodnje i rada, jer nije uključen značajan mašinski park i skupa radna snaga.

Postoje tri grupe metoda predviđanja pouzdanosti.

1. grupa - teorijske proračunske i analitičke metode, odnosno metode matematičkog modeliranja. Matematičko modeliranje - ovo je proces stvaranja matematičkog modela, odnosno opis složenog procesa koji se proučava sa matematičkim znakovima i simbolima. Nesigurne pojave se mogu opisati na različite načine, odnosno izraditi nekoliko matematičkih modela.

Probabilističke analitičke metode je primjena teorijskih odredbi teorije vjerovatnoće na inženjerske probleme. Ove metode imaju značajan nedostatak za stvarnu praksu: neke od njih se mogu koristiti samo ako postoje analitički izrazi za distribucije slučajnih varijabli. Obično je vrlo teško izvesti i dobiti analitičke izraze za distribucije slučajnih varijabli, stoga, u fazi projektovanja, kada se daje gruba procjena pokazatelja pouzdanosti, ove metode nisu uvijek prikladne. Iako je proračun vjerovatnoće pronalaženja slučajne varijable u određenim granicama njenih vrijednosti, osiguravajući normalan nesmetani rad korištenog objekta, matematički vrlo jednostavna operacija ako postoji zakon raspodjele za ovu slučajnu varijablu.

tada imamo:

gdje R- pouzdanost, odnosno vjerovatnoća pronalaženja slučajne varijable X unutar dozvoljenih granica X min add, X max add - minimalno dozvoljeno i maksimalno dozvoljeno.

Stoga se problem izračunavanja pouzdanosti svodi na pronalaženje teorijske kontinuirane i diskretne gustine vjerovatnoće stanja jednog X ili nekoliko , X 1, X2, ..., X n slučajnih varijabli. Poznavanje φ (X) distribucije je neophodan uslov za kalkulator. Navedimo najčešće teorijske proračunske i analitičke metode:

1. Na osnovu poznatih zakona distribucije za indikatore pouzdanosti sistema u cjelini.

2. Na osnovu poznatih zakona distribucije za indikatore pouzdanosti pojedinih elemenata sistema.

3. Pojednostavljena metoda zasnovana na usvajanju zakona normalne distribucije za indikatore pouzdanosti pojedinih elemenata sistema.

4. Metoda statističkog modeliranja, ili Monte Carlo metoda, zasnovana na bilo kojim zakonima raspodjele parametara sistema.

5. Kombinatorno-matrična metoda sa bilo kojom distribucijom vjerovatnoća parametara sistema.

Navedene metode predstavljaju glavni dio velikog broja računskih i analitičkih metoda.

2. grupa - eksperimentalne i eksperimentalno-analitičke metode - fizičko modeliranje.

1. Na osnovu prikupljanja i obrade retrospektivnih i aktuelnih informacija o pouzdanosti objekta.

2. Zasnovano na specijalnim testovima pouzdanosti u normalnim radnim uslovima i ubrzanim ili prisilnim testovima.

3. Na osnovu testiranja objekata objekata u normalnim uslovima rada i ubrzanih testova.

3. grupa - heurističke metode, odnosno metode heurističkog modeliranja.

Heuristički- nauka koja proučava prirodu ljudskih mentalnih operacija u toku rješavanja različitih problema.

Ovdje napominjemo sljedeće metode:

1. Metoda stručnih ili bodovnih procjena. Bira se komisija koju čine iskusni visokostručni stručnjaci za ovu materiju, koji davanjem bodova procjenjuju razmatrani pokazatelj pouzdanosti. Onda
vrši se matematička obrada rezultata ocjenjivanja (koeficijent podudarnosti i sl.). To je dobro poznata metoda za ocjenjivanje sportskih takmičenja (gimnastika, umjetničko klizanje, boks itd.).

2. Većinski metod, ili metod glasanja zasnovan na upotrebi većinske funkcije. Većinska funkcija uzima dvije vrijednosti "da" ili "ne" - "1" ili "O", a vrijednost "1" uzima kada je broj varijabli uključenih u nju i koje uzimaju vrijednost "1" veći od broj varijabli koje uzimaju vrijednost "O". U suprotnom slučaju, funkcija poprima vrijednost "O".

Sve ove metode su nedeterminističke, statistički zasnovane ili subjektivne, odnosno odgovor je neizvjestan. Ali uprkos tome, ove metode omogućavaju upoređivanje različitih verzija sistema u smislu pouzdanosti, odabir optimalnog sistema, pronalaženje slabih tačaka i razvoj preporuka za optimizaciju pouzdanosti i efikasnosti objekta.

Ukoliko nije moguće testirati sistem, pouzdanost se može predvideti kombinovanjem ispitivanja pojedinih elemenata sistema sa analitičkim metodama. Prognoza za pouzdanost omogućava izvođenje proračuna za nabavku rezervnih dijelova, organizaciju održavanja i popravki, te stoga osigurava racionalan rad objekta.

Što je sistem složeniji, to je veći efekat metoda proračuna u svim fazama razvoja i rada.

Otkrivanje novih tehničkih rješenja podrazumijeva analizu njihovog nivoa i konkurentnosti onih tehničkih objekata u kojima se ova rješenja koriste. U tu svrhu provode se patentno istraživanje, čiji je glavni zadatak procjena čistoće patenta i patentabilnosti korištenih tehničkih rješenja.

U skladu sa GOST R 15.011-96, istraživanje patenata odnosi se na primijenjeno istraživanje i razvoj i sastavni je dio potkrepljenja odluka koje donose poslovni subjekti u vezi sa stvaranjem, proizvodnjom, implementacijom, poboljšanjem, popravkom i dekomisijacijom objekata privredne djelatnosti. . Istovremeno, učesnicima u privrednoj delatnosti smatraju se preduzeća, organizacije, koncerni, akcionarska društva i druga udruženja, bez obzira na oblik svojine i podređenosti, državni kupac, kao i lica koja obavljaju samostalnu delatnost. .

Istraživanje patenata provodi se u svim fazama životnog ciklusa tehničkih objekata: u izradi naučno-tehničkih predviđanja i planova razvoja nauke i tehnologije, u stvaranju objekata, tehnologije, certificiranju industrijskih proizvoda, utvrđivanju svrsishodnosti. njegovog izvoza, prodaje i sticanja licenci, uz zaštitu državnih interesa u oblasti zaštite industrijske svojine.

Ovim dokumentom utvrđuje se postupak za rad na patentnom istraživanju: izrada zadatka za sprovođenje patentnog istraživanja; razvoj propisa o pretraživanju informacija; pretraživanje i odabir patentnih, drugih naučnih i tehničkih, uključujući tržišne i ekonomske informacije; sumiranje rezultata i sastavljanje izvještaja o istraživanju patenta.

Kao zadatak za sprovođenje patentnog istraživanja daje se tehnički dokument, sačinjen po utvrđenoj proceduri, ili druga dokumenta: program rada, raspored za sprovođenje patentnog istraživanja i dr.; potonji mora sadržavati sve informacije predviđene GOST-om i biti pravilno sastavljen. Sve vrste radova na patentnom istraživanju izvode se pod naučnim i metodološkim rukovodstvom patentnog odjela. Za obavljanje pretrage u fondovima patentnih i drugih naučnih i tehničkih, uključujući tržišno-ekonomske informacije, sastavlja se postupak (program) pretraživanja. Za određivanje područja pretraživanja potrebno je formulisati predmet pretrage, odabrati izvore informacija, odrediti retrospektivu pretraživanja, zemlje za koje treba izvršiti pretragu i klasifikacijske naslove (ICI, NKI, UDC).

· Istraživanje tehničkog nivoa objekata privredne djelatnosti, identifikacija trendova, obrazloženje prognoze njihovog razvoja;

• proučavanje stanja tržišta ovih proizvoda, trenutne patentne situacije, prirode nacionalne proizvodnje u zemljama studija;

· Istraživanje zahtjeva potrošača za proizvodima i uslugama;

· Istraživanje pravaca istraživačko-proizvodnih aktivnosti organizacija i firmi koje posluju ili mogu djelovati na tržištu istraživačkih proizvoda;

· Analiza komercijalnih aktivnosti, uključujući aktivnosti licenciranja programera (organizacija i firmi), proizvođača (dobavljača) proizvoda i firmi koje pružaju usluge, i patentne politike za identifikaciju konkurenata, potencijalnih partnera, davaoca licenci i korisnika licenci, partnera za saradnju;

· Identifikacija žigova (žigova) koje koristi konkurentska firma;

• analiza djelatnosti privrednog subjekta; izbor optimalnih pravaca za razvoj svoje naučne, tehničke, industrijske i komercijalne delatnosti, patentne i tehničke politike i opravdanje mera za njihovo sprovođenje;
• utvrđivanje specifičnih zahtjeva za unapređenje postojećih i stvaranje novih proizvoda i tehnologija, kao i organizovanje obavljanja usluga; obrazloženje specifičnih zahtjeva za osiguranje efikasnosti primjene i konkurentnosti proizvoda i usluga; obrazloženje potrebnog za to rada i zahtjeva za njihovim rezultatima;
• tehničko-ekonomska analiza i opravdanost izbora tehničkih, umjetničkih i dizajnerskih rješenja (izmedju poznatih objekata industrijske svojine) koja zadovoljavaju zahtjeve stvaranja nove i unapređenja postojeće opreme i usluga;
• obrazloženje prijedloga o izvodljivosti razvoja novih objekata industrijske svojine za korištenje u objektima opreme, osiguravajući postizanje tehničkih pokazatelja predviđenih projektnim zadatkom;
• identifikaciju tehničkih, umjetničkih, dizajnerskih, softverskih i drugih rješenja nastalih u procesu izvođenja istraživačko-razvojnih radova u cilju njihovog svrstavanja u autorsko zaštićene objekte intelektualne svojine, uključujući industrijsku;
• obrazloženje svrsishodnosti pravne zaštite intelektualne svojine (uključujući industrijsku) u zemlji i inostranstvu, izbor zemalja za patentiranje; registracija;
• istraživanje patentne čistoće tehničkih predmeta (ispitivanje tehničkih predmeta na patentnu čistoću, obrazloženje mjera za osiguranje njihove patentne čistoće i nesmetana proizvodnja i prodaja tehničkih predmeta u zemlji i inostranstvu);

· Analiza konkurentnosti objekata privredne djelatnosti, efikasnosti njihovog korištenja za namjenu, usklađenosti sa trendovima i prognozama razvoja; identifikacija i odabir objekata licenci i usluga, na primjer, inženjering;

· Studija uslova za realizaciju privrednih objekata, obrazloženje mjera za njihovu optimizaciju;

Obrazloženje izvodljivosti i oblika održavanja komercijalnih manifestacija u zemlji i inostranstvu za obavljanje privredne delatnosti, za kupovinu i prodaju licenci, opreme, sirovina, komponenti i dr.

· Izvođenje drugih poslova koji zadovoljavaju interese privrednih subjekata.

U skladu sa postavljenim zadacima, završni izvještaj o patentnom istraživanju sadrži sljedeće materijale: o analizi i generalizaciji informacija u skladu sa postavljenim zadacima za istraživanje patenta; obrazloženje optimalnih načina za postizanje konačnog rezultata rada; o ocjeni usklađenosti završenih patentnih istraživanja sa zadatkom njihovog sprovođenja, pouzdanosti njihovih rezultata, stepenu rješavanja postavljenih zadataka patentnog istraživanja, obrazloženju potrebe za dodatnim patentnim istraživanjem.

Glavni (analitički) dio izvještaja o istraživanju patenta sadrži podatke: o tehničkom nivou i trendovima razvoja objekta privredne djelatnosti; o korišćenju objekata industrijske (intelektualne) svojine i njihovoj pravnoj zaštiti; o proučavanju patentne čistoće predmeta tehnologije.

Za procjenu aproksimacije empirijske distribucije teorijskoj, koristi se kriterij dobrote Romanovskog, koji je određen formulom:

gdje je Pearsonov kriterij;

r je broj stepeni slobode.

Ako je uslov ispunjen, to daje osnovu za tvrdnju o mogućnosti prihvatanja teorijske distribucije pokazatelja pouzdanosti za zakon ove distribucije.

Kolmogorovljev kriterij omogućava procjenu valjanosti hipoteze o zakonu raspodjele za male količine promatranja slučajne varijable

gdje je D maksimalna razlika između stvarne i teorijske akumulirane frekvencije slučajne varijable.

Na osnovu posebnih tabela utvrđuje se verovatnoća P da ako se određena varijaciona karakteristika rasporedi na razmatranu teorijsku distribuciju, tada, zbog čisto slučajnih razloga, maksimalna neslaganja između stvarne i teorijske akumulirane frekvencije neće biti manja od zapravo posmatrao jednog.

Na osnovu izračunate vrijednosti P izvode se zaključci:

a) ako je vjerovatnoća P dovoljno velika, onda se hipoteza da je stvarna distribucija bliska teoretskoj može smatrati potvrđenom;

b) ako je vjerovatnoća P mala, hipoteza se odbacuje.

Granice kritičnog područja za Kolmogorovljev test zavise od veličine uzorka: što je manji broj rezultata posmatranja, to se mora postaviti veća kritična vrijednost vjerovatnoće.

Ako je broj kvarova tokom posmatranja bio 10-15, onda ako je više od 100, onda ... Međutim, treba napomenuti da je za velike količine zapažanja bolje koristiti Pearsonov kriterijum.

Kolmogorovljev kriterij je mnogo jednostavniji od drugih kriterija dobrote uklapanja, stoga nalazi široku primjenu u proučavanju pouzdanosti mašina i komponenti.

Pitanje 22. Glavni zadaci predviđanja pouzdanosti mašina.

Da bi se utvrdile pravilnosti promjena tehničkog stanja mašine u procesu rada, vrši se predviđanje pouzdanosti mašina.

Postoje tri faze predviđanja: retrospekcija, dijagnoza i prognoza. U prvoj fazi se utvrđuje dinamika promena parametara mašine u prošlosti, u drugoj fazi se utvrđuje tehničko stanje elemenata u sadašnjosti, u trećoj fazi se utvrđuje promena parametara mašine. predviđa se stanje elemenata u budućnosti.

Glavne klase problema predviđanja pouzdanosti mašina mogu se formulisati na sledeći način:

Predviđanje pravilnosti promjena u pouzdanosti mašina u vezi s perspektivama razvoja proizvodnje, uvođenjem novih materijala, povećanjem čvrstoće dijelova.

Procjena pouzdanosti projektovane mašine prije nego što je proizvedena. Ovaj zadatak se javlja u fazi projektovanja.

Predviđanje pouzdanosti određene mašine (jedinice, jedinice) na osnovu rezultata promene njenih parametara.

Predviđanje pouzdanosti određenog skupa mašina na osnovu rezultata studije ograničenog broja prototipova. Zadacima ovog tipa moramo se baviti u fazi proizvodnje opreme.

5. Predviđanje pouzdanosti mašina u neuobičajenim radnim uslovima (na primer, kada su temperatura i vlažnost okoline više od dozvoljenih).

Specifičnosti građevinske industrije pretpostavljaju preciznost rješavanja problema prognoze s greškom ne većom od 10-15% i korištenje metoda predviđanja koje omogućavaju rješavanje problema u najkraćem mogućem roku.

Metode za predviđanje pouzdanosti mašina biraju se uzimajući u obzir zadatke predviđanja, količinu i kvalitet početnih informacija, prirodu stvarnog procesa promjene pokazatelja pouzdanosti (predviđenog parametra).

Moderne metode predviđanja mogu se podijeliti u tri glavne grupe:

Metode stručne procjene;

Metode modeliranja, uključujući fizičke, fizičko-matematičke i informacione modele;

Statističke metode.

Metode predviđanja zasnovane na stručnim procjenama sastoje se od generalizacije, statističke obrade i analize mišljenja stručnjaka o perspektivama razvoja ove oblasti.

Metode modeliranja zasnivaju se na osnovnim odredbama teorije sličnosti. Na osnovu sličnosti indikatora modifikacije A, čiji je nivo pouzdanosti ranije proučavan, i nekih svojstava modifikacije B iste mašine, predviđaju se indikatori pouzdanosti B za određeni vremenski period.

Metode statističkog predviđanja zasnovane su na ekstrapolaciji i interpolaciji predviđenih parametara pouzdanosti dobijenih iz preliminarnih studija. Metoda se zasniva na obrascima promjene parametara pouzdanosti mašina u vremenu.

Pitanje 23. Faze predviđanja pouzdanosti mašina.

Prilikom predviđanja pouzdanosti mašina sledi se sledeći redosled:

Klasifikacija dijelova i montažnih jedinica vrši se prema principu odgovornosti. Za dijelove i montažne jedinice, čiji su kvarovi opasni po ljudski život, postavljaju se viši zahtjevi za pouzdanost.

Formulisati koncepte kvara delova i montažnih jedinica projektovanog sistema. U ovom slučaju potrebno je uzeti u obzir samo one dijelove i montažne jedinice čiji kvar dovodi do potpunog ili djelomičnog gubitka performansi sistema.

3. Metoda predviđanja pouzdanosti se bira u zavisnosti od faze projektovanja sistema, tačnosti početnih podataka i napravljenih pretpostavki.

Oni čine strukturni dijagram proizvoda koji uključuje glavne funkcionalne dijelove i montažne jedinice, uključujući dijelove i montažne jedinice energetskih i kinematičkih lanaca, raspoređene po razinama u redoslijedu njihove podređenosti, i odražavajući veze između njih.

Razmatraju se svi dijelovi i montažne jedinice, počevši od gornjeg nivoa strukturnog dijagrama i završavajući s donjim, uz njihovu podjelu u sljedeće grupe:

a) delove i montažne jedinice, čiji pokazatelji treba da se utvrde metodom proračuna;

b) dijelove i montažne jedinice sa specificiranim indikatorima pouzdanosti, uključujući zadane parametre toka kvarova;

c) delove i montažne jedinice, čiji pokazatelji pouzdanosti treba da se utvrde eksperimentalnim statističkim metodama ili metodama ispitivanja.

6. Za dijelove i montažne jedinice čija se pouzdanost utvrđuje metodama proračuna:

Odrediti spektre opterećenja i druge karakteristike rada, za koje čine funkcionalne modele proizvoda i njegovih montažnih jedinica, koje se, na primjer, mogu predstaviti matricom stanja;

Izraditi modele fizičkih procesa koji dovode do kvarova,

Utvrđeni su kriterijumi za kvarove i granična stanja (uništenje od kratkotrajnih preopterećenja, početak graničnog habanja itd.).

Oni su klasifikovani u grupe prema kriterijumima kvarova i za svaku grupu se biraju odgovarajuće metode proračuna.

7. Ako je potrebno, grade se grafikoni zavisnosti pokazatelja pouzdanosti od vremena, na osnovu kojih se upoređuje pouzdanost pojedinih dijelova i montažnih jedinica, kao i različite opcije za strukturne šeme sistema.

8. Na osnovu predviđene pouzdanosti donosi se zaključak o podobnosti sistema za predviđenu upotrebu. Ako se pokaže da je izračunata pouzdanost manja od specificirane, razvijaju se mjere za poboljšanje pouzdanosti proračunskog sistema.

Pitanje 24. Predviđanje pouzdanosti mašina