Показники надійності та якості

У результаті вивчення даної глави студент повинен:

знати

• терміни надійності;

вміти

• обґрунтовувати вибір параметрів, що визначають довготривалу надійність;

володіти

• методами оцінки показників надійності елементів і систем.

Загальні уявлення про якість і надійність

Під технічним рівнем продукції слід розуміти відносну характеристику якості продукції, засновану на зіставленні значень показників, що визначають досконалість оцінюваної продукції, з відповідними базовими значеннями.

Під рівнем якості виготовлення продукції розуміється відносна характеристика якості продукції, заснована на порівнянні значень показників якості оцінюваної продукції з базовими значеннями.

Під рівнем якості продукції в експлуатації і споживанні слід розуміти відносну характеристику якості продукції, розгорнуту в часі, тобто в самому процесі експлуатації і споживання.

Замість "довгих" термінів "технічний рівень продукції", "рівень якості виготовлення продукції" і "рівень якості продукції в експлуатації і споживанні" досить часто використовують більш короткі: "технічний рівень", "якість продукції", "рівень якості продукції".

Технічний рівень - результат зіставлення показників якості та надійності продукції з існуючими аналогами.

Якість продукції - сукупність властивостей продукції, що обумовлюють її придатність задовольняти певні потреби відповідно до призначення. Якість продукції кількісно визначається: технічним рівнем продукції, рівнем якості виготовлення продукції, рівнем якості продукції в експлуатації або споживанні.

Рівень якості продукції - кількісна характеристика однієї або кількох властивостей продукції, розглядається відповідно до певних умов її створення та експлуатації або споживання.

Властивість продукції - об'єктивна особливість продукції, що виявляється при її створенні, експлуатації або споживанні.

До якості продукції як побутового, так і спеціального призначення пред'являються високі вимоги. У вирішенні проблем, пов'язаних із забезпеченням якості, значна роль належить їх інспектування та випробування в процесі розробки, виготовлення і застосування.

Якість можна визначити як ступінь досконалості виробів, що відповідає вимогам, визначеним запитами споживачів.

Якість продукції ставлять у залежність від етапів її створення та існування:

  • • на етапі проектування - відповідність вимогам ТЗ;
  • • на етапі виготовлення - відповідність вимогам технічної документації;
  • • на етапі застосування - ступінь задоволення запитів споживача.

Надійність - досить широке поняття, це властивість виробу (у тому числі апаратури) виконувати свої функції в певних умовах експлуатації при збереженні значень основних параметрів у встановлених межах протягом заданого проміжку часу.

Надійність - комплексне поняття, в яке входять:

  • безвідмовність - властивість виробу безупинно зберігати працездатність протягом заданого проміжку часу;
  • довговічність - властивість виробу зберігати працездатність до настання граничного стану, при якому його подальше використання або відновлення недоцільно;
  • збереженість - властивість виробу безупинно перебувати в справному стані при зберіганні або транспортуванні;
  • ремонтопридатність - властивість виробу, що полягає в пристосованості його до ремонту і технічного обслуговування.

Розглянуті властивості визначаються кількісними характеристиками - показниками надійності. Одним з основних показників надійності є з редняя напрацювання на відмову Т СР Чим більше ця величина, тим вище надійність виробу.

Величину, зворотну Т ср, називають інтенсивністю відмов, яка для експоненційної функції розподілу напрацювання на відмову має вигляд

Розмірність інтенсивності відмов - кількість відмов на годину. Середнє напрацювання на відмову Т ср і ймовірність безвідмовної роботи R (t) за час безперервної роботи апаратури t p пов'язані співвідношенням і досить повно характеризують надійність невідновлювальних виробів.

Інтенсивність відмов нерезервованої апаратури, в тому числі системи, що складається з п різних елементів, визначається сумою інтенсивностей відмов цих елементів і в припущенні дії експоненціального закону розподілу відмов

де λi - інтенсивність відмов г-го елемента системи; i = 1, ..., п.

Ця характеристика показує, яка частка всіх виробів в середньому виходить з ладу за 1 год роботи. Наприклад, якщо λ = 10-5 1 / год, то це означає, що за 1 год роботи з ладу вийде один стотисячного частка виробів; відповідно за 1000 год роботи можна очікувати виходу з ладу однієї сотої частки виробів. Якщо працюють 100 таких виробів, то в середньому за кожні 1000 год буде виходити з ладу один виріб.

Усереднена залежність λ від часу t, представлена на рис. 2.1, називається кривою життя вироби і має три характерних періоди.

Усереднена залежність λ (t) - крива життя вироби

Рис. 2.1. Усереднена залежність λ (t) - крива життя вироби:

I - період підробітки; II - період нормальної роботи; III - період старіння

Часовий інтервал від початку роботи до часу t 1 називають періодом підробітки. Протягом цього періоду з ладу виходять елементи вироби, що мають приховані дефекти, що залишилися непоміченими при контролі. У міру виходу з ладу таких елементів інтенсивність відмов апаратури зменшується і на відрізку часу - t 2 залишається практично незмінною. Цей відрізок часу називають періодом нормальної роботи. Зростання інтенсивності відмов після моменту часу t 2 пояснюється фактичним зносом елементів, і цей період називають періодом старіння.

Характеристики стійкості виробів мають важливе значення. Для апаратури властивість стійкості відображає її здатність нормально функціонувати в умовах впливу зовнішніх збурюючих факторів. До таких обурюють факторів відносять механічні, теплові, електромагнітні впливу, іонізуючі випромінювання, тиск, вологість, пил і хімічний склад навколишнього середовища.

Апаратура, встановлена на рухомих об'єктах, піддана впливу вібрації, ударів і лінійних прискорень, які виникають при пересуванні об'єкта по дорогах, при посадці літаків, стрільбі з гармати, зміні швидкості руху і т.д. Однією з основних характеристик механічних впливів є перевантаження

де F = т • а - сила, що з'являється в результаті впливу прискорення а; т - маса конструкції; Р = т • g - сила тяжіння; g - прискорення вільного падіння.

Якщо на апаратуру впливає синусоїдальна вібрація, то перевантаження в одиницях g визначається як

G = 0,004 АF 2,

де А - амплітуда вібрації, мм; f - частота вібрації, Гц.

Проблема забезпечення надійності виробів при наявності вібрації - не проста, тому не терпить легковісного до себе ставлення, більш докладно вона розглянута в [29, т. 9, 10].

Значення перевантаження при ударах зазвичай визначають експериментально за допомогою датчиків, зокрема мікроелектромеханічних систем (МЕМС) - датчиків прискорення (акселерометрів).

Апаратура, нормально функціонуюча при впливі вібрацій, називається вібростійкою. Апаратура, яка може протистояти руйнівній дії вібрацій, прискорень, ударів і продовжує після цього нормально функціонувати, називається вібростійкою і ударопрочной.

Одним з найважливіших факторів є тепловий вплив на апаратуру, яке характеризується температурою навколишнього середовища і (або) швидкістю зміни температури. При великих швидкостях зміни температури говорять про тепловому ударі. Діапазон і динаміка зміни температури впливають на роботу більшості вузлів апаратури. У механічних вузлах змінюються зазори і натяг, одночасно відбувається випаровування і згущення мастильних матеріалів та змінюються параметри електрорадіокомпонентів (ЕРК). Апаратуру, нормально функціонуючу при негативних температурах, називають холодостійких, а при високих температурах - теплотривкий.

Електромагнітна стійкість апаратури - властивість, що характеризує здатність апаратури працювати в умовах впливу електричних і магнітних полів, створюваних незалежно працюючими виробами електронної апаратури (ЕА). Для забезпечення електромагнітної стійкості вироби ЕЛ екрануються спеціальними металевими екранами, в більшості випадків совмещающими ці функції з функціями захисного кожуха.

Деякі види ЕА повинні безперервно працювати в умовах іонізуючих випромінювань. Потоки нейтронів і γ-випромінювання, що володіють найбільшою проникаючою здатністю, можуть призводити до відмов напівпровідникових приладів, деградації властивостей органічних і магнітних матеріалів. Ряд металів (цинк, молібден, кобальт, кадмій та ін.) В результаті нейтронного опромінення самі можуть стати джерелами вторинного випромінювання, захист від якого потребує прийняття спеціальних матеріалознавчих та інших заходів, використання спеціальних матеріалів.

Зниження тиску повітря супроводжується зменшенням його електричної міцності, що в ряді випадків може привести до пробою повітряних проміжків між струмоведучими частинами апаратури. Крім того, при зниженні тиску погіршується відвід тепла від нагрітих елементів (внаслідок зменшення конвекції), в результаті чого їх температура підвищується. Захист забезпечують введенням систем забезпечення теплового режиму, робота яких може бути заснована на використанні термоелектричних приладів, теплових труб та ін.

Вологість навколишнього середовища також чинить негативний вплив на роботу ВЕТ, ЕА. Циклічні зміни температури (наприклад, добові) супроводжуються зменшенням концентрації парів у повітрі і конденсацією вологи на поверхні апаратури. Подібні явища можуть відбутися при попаданні

ВЕТ, ЕА в туман, якщо температура апаратури нижче температури повітря. При цьому волога проникає всередину ізоляційних матеріалів, що призводить до різкого зменшення опору ізоляції, зростання втрат в діелектрику і зміні діелектричної проникності.

Впливаючи на метали, особливо за наявності пилу, волога викликає появу електрохімічної корозії металів. Для захисту від впливу вологи ВЕТ, ЕА, як правило, герметизують, і таку апаратуру називають влагоустойчивой. Висока вологість повітря сприяє розчиненню хімічно активних речовин (кислот, лугів, солей і т.д.), які також викликають корозію металів, а при досить високих температурах утворення цвілі і грибків, що розвиваються на пластмасі, фарбах, лаках, шкірі, гумі, текстильних виробах. У деяких тропічних районах в ВЕТ, ЕА можуть потрапляти і розвиватися біологічні об'єкти, наприклад мурахи або терміти, що поїдають пластмасу, деревину та інші органічні матеріали.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >