In vigore con decreto del comitato di standardizzazione, metrologia e certificazione della Federazione Russa del 26 giugno 1996 N 430

Standard interstatale GOST 27.301-95

"AFFIDABILITÀ NELLA TECNOLOGIA. CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ. DISPOSIZIONI DI BASE"

Affidabilità nella tecnologia. Previsione dell'affidabilità. Principi di base

Invece di GOST 27.410-87 (in parte della clausola 2)

1 zona di utilizzo

Questo standard stabilisce le regole generali per il calcolo dell'affidabilità degli oggetti tecnici, i requisiti per i metodi e la procedura per presentare i risultati dei calcoli di affidabilità.

2 Riferimenti normativi

GOST 2.102-68 un sistema documentazione di progettazione. Tipologie e completezza degli elaborati progettuali

GOST 27.002-89 Affidabilità nella tecnologia. Concetti basilari. Termini e definizioni

GOST 27.003-90 Affidabilità nella tecnologia. Composizione e regole generali per specificare i requisiti di affidabilità

GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali

3 Definizioni

Questo standard utilizza termini generali nel campo dell'affidabilità, le cui definizioni sono stabilite in GOST 27.002. Inoltre, lo standard utilizza i seguenti termini relativi ai calcoli di affidabilità.

3.1 calcolo dell'affidabilità: la procedura per determinare i valori degli indicatori di affidabilità di un oggetto utilizzando metodi basati sul loro calcolo da dati di riferimento sull'affidabilità degli elementi dell'oggetto, dai dati sull'affidabilità di oggetti analoghi, dati sulle proprietà dei materiali e altre informazioni disponibili al momento del calcolo.

3.2 Previsione dell'affidabilità: un caso speciale di calcolo dell'affidabilità di un oggetto sulla base di modelli statistici che riflettono le tendenze nell'affidabilità di oggetti analoghi e/o valutazioni di esperti.

Elemento 3.3: componente di un oggetto, considerato nel calcolo dell'affidabilità come un tutto unico, non soggetto a ulteriore disaggregazione.

4 Disposizioni fondamentali

4.1 Procedura per il calcolo dell'affidabilità

L'affidabilità di un oggetto viene calcolata per fasi ciclo vitale e in corrispondenza di queste fasi le fasi delle tipologie di lavoro stabilite dal programma di garanzia dell'affidabilità (REP) dell'impianto o dai documenti che lo sostituiscono.

Il PON deve stabilire gli obiettivi del calcolo in ogni fase delle tipologie di lavoro, i documenti normativi e le modalità utilizzate nel calcolo, i tempi del calcolo e gli esecutori, la procedura di registrazione, presentazione e controllo dei risultati del calcolo.

4.2 Obiettivi dei calcoli di affidabilità

Il calcolo dell'affidabilità di un oggetto in una determinata fase di tipologie di lavoro corrispondente ad una determinata fase del suo ciclo di vita può avere come obiettivi:

giustificazione dei requisiti di affidabilità quantitativa per l'oggetto o i suoi componenti;

verificare la fattibilità dei requisiti stabiliti e/o valutare la probabilità di raggiungere il livello di affidabilità richiesto dell'impianto nei tempi stabiliti e con le risorse stanziate, giustificando i necessari adeguamenti ai requisiti stabiliti;

analisi comparativa dell'affidabilità delle opzioni per la progettazione del circuito di un oggetto e giustificazione per la scelta di un'opzione razionale;

determinazione del livello di affidabilità raggiunto (previsto) dell'oggetto e/o dei suoi componenti, compresa la determinazione calcolata degli indicatori di affidabilità o dei parametri di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto come dati di input per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel complesso;

giustificazione e verifica dell'efficacia delle misure proposte (implementate) per migliorare la progettazione, la tecnologia di produzione, il sistema Manutenzione e riparazioni dell'impianto volte ad aumentarne l'affidabilità;

risolvere vari problemi di ottimizzazione in cui gli indicatori di affidabilità fungono da funzioni target, parametri controllati o condizioni al contorno, tra cui l'ottimizzazione della struttura di un oggetto, la distribuzione dei requisiti di affidabilità tra indicatori di singoli componenti di affidabilità (ad esempio, affidabilità e manutenibilità), calcolo dei kit di pezzi di ricambio, ottimizzazione dei sistemi di manutenzione e riparazione, giustificazione dei periodi di garanzia e vita utile assegnata (risorsa) dell'oggetto, ecc.;

verificare la conformità del livello di affidabilità atteso (raggiunto) di un oggetto con i requisiti stabiliti (controllo dell'affidabilità), se la conferma sperimentale diretta del loro livello di affidabilità è tecnicamente impossibile o economicamente impraticabile.

4.3 Schema generale di calcolo

4.3.1 Il calcolo dell'affidabilità degli oggetti nel caso generale è una procedura per il perfezionamento sequenziale passo dopo passo delle stime degli indicatori di affidabilità come la tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, algoritmi per il suo funzionamento, regole operative, manutenzione e riparazione vengono sviluppati sistemi, criteri di fallimento e stati limite, accumulo di informazioni più complete e affidabili su tutti i fattori che determinano l'affidabilità e l'uso di metodi di calcolo e modelli di calcolo più adeguati e accurati,

4.3.2 Il calcolo dell'affidabilità in qualsiasi fase delle tipologie di lavoro previste dal piano operativo comprende:

identificazione dell'oggetto da calcolare;

determinazione degli scopi e degli obiettivi del calcolo in questa fase, della nomenclatura e dei valori richiesti degli indicatori di affidabilità calcolati;

selezione del metodo o dei metodi di calcolo adeguati alle caratteristiche dell'oggetto, agli scopi del calcolo, alla disponibilità delle informazioni necessarie sull'oggetto e ai dati iniziali per il calcolo;

elaborazione di modelli di calcolo per ciascun indicatore di affidabilità;

ottenimento ed elaborazione preliminare dei dati iniziali per i calcoli, calcolo dei valori degli indicatori di affidabilità dell'oggetto e, se necessario, confronto con quelli richiesti;

registrazione, presentazione e protezione dei risultati dei calcoli.

4.4 Identificazione dell'oggetto

4.4.1 L'identificazione di un oggetto per calcolarne l'affidabilità include l'ottenimento e l'analisi delle seguenti informazioni sull'oggetto, le sue condizioni operative e altri fattori che ne determinano l'affidabilità:

scopo, ambito e funzioni dell'oggetto;

criteri per la qualità del funzionamento, guasti e stati limite, possibili conseguenze di guasti (l'oggetto raggiunge lo stato limite) dell'oggetto;

la struttura dell'oggetto, composizione, interazione e livelli di carico dei suoi elementi, la possibilità di ristrutturare la struttura e/o algoritmi per il funzionamento dell'oggetto in caso di guasti dei suoi singoli elementi;

disponibilità, tipologie e modalità di prenotazione utilizzate nella struttura;

un modello standard per il funzionamento di un oggetto, che stabilisce un elenco delle possibili modalità operative e delle funzioni eseguite durante queste, le regole e la frequenza delle modalità alternate, la durata della permanenza dell'oggetto in ciascuna modalità e le corrispondenti ore di funzionamento, la nomenclatura e parametri di carichi e influenze esterne sull'oggetto in ciascuna modalità;

sistema programmato di manutenzione (MOT) e riparazione dell'impianto, caratterizzato da tipologie, frequenza, livelli organizzativi, modalità di esecuzione, attrezzature tecniche e supporto logistico per i relativi lavori di manutenzione e riparazione;

distribuzione delle funzioni tra operatori e mezzi di diagnostica automatica (monitoraggio) e gestione dell'oggetto, tipi e caratteristiche delle interfacce uomo-macchina che determinano i parametri di operabilità e affidabilità degli operatori;

livello di qualificazione del personale;

qualità del software utilizzato nella struttura;

tecnologia pianificata e organizzazione produttiva per la fabbricazione dell'oggetto.

4.4.2 La completezza dell'identificazione di un oggetto nella fase considerata del calcolo della sua affidabilità determina la scelta del metodo di calcolo appropriato che fornisce una precisione accettabile in questa fase in assenza o impossibilità di ottenere parte delle informazioni previste in 4.4.1 .

4.4.3 Le fonti di informazioni per l'identificazione di un oggetto sono la documentazione di progettazione, tecnologica, operativa e di riparazione dell'oggetto nel suo insieme, i suoi componenti e componenti nella composizione e i kit corrispondenti a questa fase del calcolo dell'affidabilità.

4.5 Metodi di calcolo

4.5.1 I metodi di calcolo dell’affidabilità si dividono in:

dalla composizione degli indicatori di affidabilità calcolati (RI);

secondo i principi base del calcolo.

4.5.2 In base alla composizione degli indicatori calcolati si distinguono le modalità di calcolo:

affidabilità,

manutenibilità,

durabilità,

preservazione,

indicatori di affidabilità complessi (metodi di calcolo dei fattori di disponibilità, utilizzo tecnico, mantenimento dell'efficienza, ecc.).

4.5.3 Secondo i principi di base per il calcolo delle proprietà che costituiscono l'affidabilità, o indicatori complessi dell'affidabilità degli oggetti, si distinguono:

metodi di previsione,

metodi di calcolo strutturale,

metodi di calcolo fisico.

I metodi di previsione si basano sull'uso di dati sui valori raggiunti e sulle tendenze identificate nei cambiamenti nel PN di oggetti simili o vicini a quello considerato in termini di scopo, principi di funzionamento, progettazione del circuito e tecnologia di produzione, base degli elementi e materiali utilizzati, condizioni e modalità per valutare il livello di affidabilità atteso di un oggetto funzionamento, principi e metodi di gestione dell'affidabilità (di seguito denominati oggetti analoghi).

I metodi di calcolo strutturale si basano sulla rappresentazione di un oggetto sotto forma di un diagramma logico (strutturale-funzionale) che descrive la dipendenza degli stati e delle transizioni dell'oggetto dagli stati e dalle transizioni dei suoi elementi, tenendo conto della loro interazione e delle funzioni eseguono nell'oggetto, con successiva descrizione del modello strutturale costruito con un adeguato modello matematico e calcolo PN di un oggetto secondo le note caratteristiche di affidabilità dei suoi elementi.

I metodi di calcolo fisico si basano sull'uso di modelli matematici che descrivono processi fisici, chimici e di altro tipo che portano al cedimento degli oggetti (al raggiungimento di uno stato limite) e sul calcolo del fattore di carico in base ai parametri noti del carico dell'oggetto, il caratteristiche delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto, tenendo conto delle caratteristiche delle sue tecnologie di progettazione e produzione.

4.5.4 Il metodo per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico viene selezionato in base a:

scopi di calcolo e requisiti per l'accuratezza della determinazione del PN di un oggetto;

disponibilità e/o possibilità di ottenere le prime informazioni necessarie per applicare un determinato metodo di calcolo;

il livello di sofisticazione della tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, il suo sistema di manutenzione e riparazione, che consente l'utilizzo di adeguati modelli di calcolo dell'affidabilità.

4.5.5 Quando si calcola l'affidabilità di oggetti specifici, è possibile utilizzare contemporaneamente vari metodi, ad esempio metodi per prevedere l'affidabilità di elementi elettronici ed elettrici con successivo utilizzo dei risultati ottenuti come dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel suo insieme o nei suoi componenti utilizzando vari metodi strutturali.

4.6 Dati iniziali

4.6.1 I dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

dati a priori sull'affidabilità di oggetti, componenti e componenti analoghi dell'oggetto in questione sulla base dell'esperienza del loro utilizzo in condizioni simili o simili;

valutazioni degli indicatori di affidabilità (parametri delle leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità) delle parti componenti dell'oggetto e dei parametri dei materiali utilizzati nell'oggetto, ottenuti sperimentalmente o mediante calcolo direttamente durante lo sviluppo (produzione, funzionamento) dell'oggetto in questione e le sue componenti;

valutazioni calcolate e/o sperimentali dei parametri di carico dei componenti ed elementi strutturali utilizzati nell'oggetto.

4.6.2 Le fonti dei dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

norme e specifiche tecniche per i componenti dell'impianto, i componenti in esso utilizzati per uso intersettoriale, sostanze e materiali;

libri di consultazione sull'affidabilità degli elementi, proprietà di sostanze e materiali, standard per la durata (intensità di manodopera, costo) delle tipiche operazioni di manutenzione e riparazione e altro materiale informativo;

dati statistici (banche dati) sull'affidabilità degli oggetti analoghi, sui loro elementi costitutivi, sulle proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati in essi, sui parametri delle operazioni di manutenzione e riparazione, raccolti durante il processo di sviluppo, produzione, test e funzionamento;

risultati di calcoli di resistenza, elettrici, termici e di altro tipo dell'oggetto e dei suoi componenti, compresi i calcoli degli indicatori di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto.

4.6.3 Se esistono più fonti di dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto, nella metodologia di calcolo devono essere stabilite le priorità nel loro utilizzo o i metodi per combinare i dati provenienti da fonti diverse. Nel calcolo dell'affidabilità incluso nella serie di documentazione di lavoro per l'impianto, dovrebbe essere preferibile utilizzare i dati iniziali delle norme e specifiche tecniche in componenti, elementi e materiali.

4.7 Adeguatezza del metodo di calcolo

4.7.1 L'adeguatezza del metodo di calcolo selezionato e dei modelli di calcolo costruiti per gli scopi e i compiti del calcolo dell'affidabilità di un oggetto è caratterizzata da:

utilizzo completo nel calcolo di tutte le informazioni disponibili sull'oggetto, le sue condizioni operative, il sistema di manutenzione e riparazione, le caratteristiche di affidabilità dei suoi componenti, le proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto;

la validità delle ipotesi e delle ipotesi adottate nella costruzione dei modelli, il loro impatto sull'accuratezza e sull'affidabilità delle stime della PN;

il grado di corrispondenza del livello di complessità e accuratezza dei modelli di calcolo dell'affidabilità dell'oggetto con l'accuratezza disponibile dei dati iniziali per il calcolo.

4.7.2 Il grado di adeguatezza dei modelli e dei metodi di calcolo dell'affidabilità è valutato mediante: confronto dei risultati del calcolo e valutazione sperimentale della PN di oggetti analoghi per i quali sono stati utilizzati modelli e metodi di calcolo simili;

studi sulla sensibilità dei modelli a possibili violazioni delle ipotesi e delle ipotesi adottate durante la loro costruzione, nonché ad errori nei dati iniziali per il calcolo;

esame e sperimentazione dei modelli e dei metodi applicati, effettuati secondo la procedura stabilita.

4.8 Requisiti per i metodi di calcolo

4.8.1 Per calcolare l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di calcolo standard sviluppati per un gruppo (tipo, tipo) di oggetti omogenei nello scopo e principi per garantire l'affidabilità, formalizzati sotto forma di appropriati documenti normativi(standard statali e di settore, standard aziendali, ecc.);

metodi di calcolo sviluppati per oggetti specifici, le cui caratteristiche di progettazione e/o condizioni d'uso non consentono l'uso di metodi di calcolo dell'affidabilità standard. Questi metodi, di norma, sono inclusi direttamente nei documenti di rendicontazione per i calcoli di affidabilità o sono redatti sotto forma di documenti separati inclusi nella serie di documentazione per la corrispondente fase di sviluppo della struttura.

4.8.2 La metodologia standard per il calcolo dell'affidabilità dovrebbe contenere:

caratteristiche degli oggetti a cui si applica la metodologia, in conformità con le regole per la loro identificazione stabilite da questo standard;

un elenco dei PN calcolati dell'oggetto nel suo complesso e dei suoi componenti, metodi utilizzati per calcolare ciascun indicatore;

modelli standard per il calcolo della PN e regole per il loro adattamento per il calcolo dell'affidabilità di oggetti specifici, algoritmi di calcolo corrispondenti a tali modelli e, se disponibile, software;

metodi e tecniche corrispondenti per valutare i parametri di carico delle parti componenti degli oggetti presi in considerazione nei calcoli di affidabilità;

requisiti per i dati di origine per il calcolo dell'affidabilità (fonti, composizione, accuratezza, affidabilità, forma di presentazione) o i dati di origine stessi, metodi per combinare dati di origine eterogenei per il calcolo dell'affidabilità, ottenuti da fonti diverse;

regole decisive per confrontare i valori PN calcolati con quelli richiesti, se i risultati del calcolo vengono utilizzati per monitorare l'affidabilità degli oggetti;

metodi di valutazione degli errori nel calcolo del PT, introdotti dalle ipotesi e dalle ipotesi adottate per i modelli e metodi di calcolo utilizzati;

metodi per valutare la sensibilità dei risultati dei calcoli alle violazioni delle ipotesi accettate e/o agli errori nei dati di origine;

requisiti per la forma di presentazione dei risultati del calcolo della PN e regole per proteggere i risultati del calcolo nei corrispondenti punti di controllo della PN e durante gli esami della progettazione dell'impianto.

4.8.3 La metodologia per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico deve contenere:

informazioni sull'oggetto, garantendo la sua identificazione per i calcoli di affidabilità in conformità con i requisiti della presente norma;

l'intervallo dei PN calcolati e i relativi valori richiesti;

modelli per il calcolo di ciascun PT, ipotesi e ipotesi adottate durante la loro costruzione, corrispondenti algoritmi per il calcolo di PT e software utilizzato, stime degli errori e sensibilità dei modelli selezionati (costruiti);

dati iniziali per il calcolo e fonti della loro ricezione;

metodi per valutare i parametri di carico di un oggetto e dei suoi componenti o valutare direttamente questi parametri con riferimenti ai risultati corrispondenti e metodi di calcolo della resistenza, termico, elettrico e di altro tipo dell'oggetto.

4.9 Presentazione dei risultati del calcolo

4.9.1 I risultati del calcolo dell'affidabilità di un oggetto sono redatti sotto forma di una sezione di una nota esplicativa al progetto corrispondente (bozza, tecnica) o sotto forma di un documento indipendente (RR secondo GOST 2.102, rapporto , ecc.) contenente:

valori calcolati di tutte le PN e conclusioni sulla loro conformità ai requisiti di affidabilità stabiliti per la struttura;

individuato carenze nella progettazione della struttura e raccomandazioni per la loro eliminazione con valutazioni dell'efficacia delle misure proposte in termini di impatto sul livello di affidabilità;

elenco di componenti ed elementi che limitano l'affidabilità di un oggetto o per i quali non esistono dati necessari per il calcolo della PN, proposte per includere nella PN misure aggiuntive per migliorarne (approfondimento) l'affidabilità o per sostituirle con altre quelli affidabili (testati e comprovati);

conclusione sulla possibilità di transizione a prossima fase sviluppo dell'oggetto al livello di progettazione raggiunto della sua affidabilità.

4.9.3 Stime calcolate di PN, conclusioni sulla loro conformità ai requisiti stabiliti e possibilità di passare alla fase successiva dei tipi di lavoro sullo sviluppo (messa in produzione) di un oggetto, raccomandazioni per modifiche al fine di aumentarne l'affidabilità sono incluso nel rapporto del test di accettazione se si decide di controllare l'oggetto dell'affidabilità tramite il metodo di calcolo.

Appendice A
(Informativo)

1 Metodi di previsione dell'affidabilità

1.1 Vengono utilizzati metodi di previsione

giustificare il livello richiesto di affidabilità degli oggetti durante lo sviluppo delle specifiche tecniche# e/o valutare la probabilità di raggiungere la PN specificata durante lo sviluppo di proposte tecniche e l'analisi dei requisiti delle specifiche tecniche (contratto). Un esempio di metodi appropriati per prevedere la manutenibilità degli oggetti è contenuto in MP 252-87,

per una valutazione approssimativa del livello atteso di affidabilità degli oggetti nelle prime fasi della loro progettazione, quando non sono disponibili le informazioni necessarie per applicare altri metodi di calcolo dell'affidabilità. Un esempio di metodologia per prevedere gli indicatori di affidabilità dei blocchi apparecchiature radioelettroniche a seconda del suo scopo e del numero di elementi utilizzati (gruppi di elementi attivi), è contenuto nello standard militare americano MIL-STD-756A,

per il calcolo dei tassi di guasto dei componenti elettronici ed elettrici nuovi e prodotti in commercio tipi diversi tenendo conto del livello del loro carico, della qualità di fabbricazione, delle aree di applicazione delle apparecchiature in cui vengono utilizzati gli elementi. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-217 e nei libri di riferimento nazionali sull'affidabilità di IET per scopi industriali generali e speciali,

calcolare i parametri delle attività tipiche e delle operazioni di manutenzione e riparazione di oggetti, tenendo conto delle caratteristiche strutturali dell'oggetto, che ne determinano la manutenibilità. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nell'MP 252-87 e nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-472.

1.2 Per prevedere l'affidabilità degli oggetti che utilizzano

metodi di previsione euristica (valutazione di esperti),

metodi di previsione che utilizzano modelli statistici,

metodi combinati

I metodi di previsione euristica si basano sull'elaborazione statistica di stime indipendenti dei valori del PT atteso dell'oggetto sviluppato (previsioni individuali), fornite da un gruppo di specialisti qualificati (esperti) sulla base delle informazioni fornite loro sull'oggetto, le sue condizioni operative, la tecnologia di produzione prevista e altri dati disponibili al momento della valutazione. Un sondaggio di esperti e l'elaborazione statistica delle singole previsioni PI vengono effettuati utilizzando metodi generalmente accettati per la valutazione da parte di esperti di eventuali indicatori di qualità (ad esempio il metodo Delphi).

I metodi di previsione che utilizzano modelli statistici si basano sull'estrapolazione o sull'interpolazione di dipendenze che descrivono le tendenze identificate nei cambiamenti nella PN di oggetti analoghi, tenendo conto del loro design e delle caratteristiche tecnologiche e di altri fattori, di cui sono note o conosciute le informazioni per l'oggetto in fase di sviluppo possono essere ottenuti al momento della valutazione. I modelli di previsione sono costruiti sulla base di dati sulla PN e parametri di oggetti analoghi utilizzando metodi statistici ben noti (regressione multivariata o analisi fattoriale, metodi di classificazione statistica e riconoscimento di modelli).

I metodi combinati si basano sull'uso congiunto di metodi di previsione basati su modelli statistici e metodi euristici per prevedere l'affidabilità degli oggetti, seguiti dal confronto dei risultati. In questo caso vengono utilizzati metodi euristici per valutare la possibilità di estrapolazione dei modelli statistici utilizzati e per affinare la previsione della PN sulla base di essi. L'uso di metodi combinati è consigliabile nei casi in cui vi è motivo di aspettarsi cambiamenti qualitativi nel livello di affidabilità degli oggetti che non sono riflessi dai corrispondenti modelli statistici, o quando il numero di oggetti analoghi è insufficiente per applicare solo metodi statistici.

2 Metodi strutturali per il calcolo dell'affidabilità

2.1 I metodi strutturali sono i metodi principali per il calcolo degli indicatori di affidabilità, manutenibilità e PN complessa nel processo di progettazione di oggetti che possono essere disaggregati in elementi, le cui caratteristiche di affidabilità sono note al momento dei calcoli o possono essere determinate con altri metodi (previsione , fisici, dai dati statistici raccolti nel processo relativo al loro utilizzo in condizioni simili). Questi metodi vengono utilizzati anche per calcolare la durabilità e la conservabilità degli oggetti, i cui criteri di stato limite sono espressi attraverso i parametri della durabilità (stabilità) dei loro elementi.

2.2 Il calcolo del PN con metodi strutturali nel caso generale include:

rappresentazione di un oggetto sotto forma di diagramma strutturale che descrive le relazioni logiche tra gli stati degli elementi e l'oggetto nel suo insieme, tenendo conto delle connessioni strutturali e funzionali e dell'interazione degli elementi, della strategia di manutenzione adottata, delle tipologie e dei metodi di prenotazione e altri fattori;

descrizione del diagramma di affidabilità strutturale costruito (SSN) dell'oggetto con un modello matematico adeguato, che consente, nell'ambito delle ipotesi e ipotesi introdotte, di calcolare il PN dell'oggetto sulla base dei dati sull'affidabilità dei suoi elementi ai sensi del considerate le condizioni del loro utilizzo.

2.3 I seguenti possono essere utilizzati come diagrammi a blocchi di affidabilità:

diagrammi a blocchi strutturali dell'affidabilità, che rappresentano un oggetto come un insieme di elementi collegati in un certo modo (in termini di affidabilità) (standard IEC 1078);

alberi dei guasti degli oggetti, che rappresentano una visualizzazione grafica delle relazioni di causa-effetto che causano determinati tipi di guasti (standard IEC 1025);

grafici (diagrammi) di stati e transizioni che descrivono i possibili stati di un oggetto e le sue transizioni da uno stato all'altro sotto forma di un insieme di stati e transizioni dei suoi elementi.

2.4 I modelli matematici utilizzati per descrivere il corrispondente SSN sono determinati dai tipi e dalla complessità delle strutture specificate, dalle ipotesi accettate riguardanti i tipi di leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità degli elementi, dall'accuratezza e dall'affidabilità dei dati iniziali per il calcolo e altri fattori.

Di seguito vengono discussi i metodi matematici più comunemente utilizzati per il calcolo del PN, il che non esclude la possibilità di sviluppare e utilizzare altri metodi più adeguati alla struttura e ad altre caratteristiche dell'oggetto.

2.5 Metodi per calcolare l'affidabilità degli oggetti non riparabili di tipo I (secondo la classificazione degli oggetti secondo GOST 27.003)

Di norma, per descrivere l'affidabilità di tali oggetti vengono utilizzati schemi a blocchi fail-safe, le cui regole per la compilazione e la descrizione matematica sono stabilite dalla norma IEC 1078. In particolare tale norma stabilisce:

metodi per il calcolo diretto della probabilità di funzionamento senza guasti di un oggetto (FBO) in base ai corrispondenti parametri di funzionamento senza guasti degli elementi per le più semplici strutture in serie parallele;

metodi per il calcolo degli FBG per strutture più complesse appartenenti alla classe delle monotone, compreso il metodo dell'enumerazione diretta degli stati, il metodo dei percorsi e delle sezioni minimi, il metodo dell'espansione rispetto a qualsiasi elemento.

Per calcolare indicatori come il tempo medio fino al guasto di un oggetto, i metodi specificati utilizzano il metodo di integrazione diretta o numerica della distribuzione del tempo fino al guasto di un oggetto, che rappresenta una composizione delle corrispondenti distribuzioni del tempo fino al guasto del suo elementi. Se le informazioni sulla distribuzione del tempo fino al cedimento degli elementi sono incomplete o inaffidabili, vengono utilizzate varie stime limite della capacità di carico dell'oggetto, note dalla teoria dell'affidabilità.

Nel caso particolare di un sistema non recuperabile con vari metodi di ridondanza e con una distribuzione esponenziale del tempo fino al guasto degli elementi, la sua mappatura strutturale viene utilizzata sotto forma di grafo di transizione e la sua descrizione matematica utilizzando il processo di Markov.

Quando utilizzate per descrivere strutturalmente l'affidabilità degli alberi dei guasti secondo IEC 1025, le probabilità dei guasti corrispondenti vengono calcolate utilizzando una rappresentazione booleana dell'albero dei guasti e il metodo dei tagli minimi.

2.6 Metodi per calcolare l'affidabilità e il PT complesso degli oggetti restaurati di tipo I Il metodo di calcolo universale per oggetti di qualsiasi struttura e per qualsiasi sezione trasversale delle distribuzioni dei tempi operativi tra guasti e tempi di recupero degli elementi, per eventuali strategie e metodi di restauro e la prevenzione è il metodo di modellazione statistica, che nel caso generale include:

sintesi di un modello formale (algoritmo) per la formazione di una sequenza di eventi casuali che si verificano durante il funzionamento di un oggetto (guasti, ripristini, passaggio in riserva, inizio e fine manutenzione);

sviluppo Software per l’implementazione su un computer dell’algoritmo compilato e il calcolo del PN dell’oggetto;

condurre un esperimento di simulazione su un computer attraverso l'implementazione ripetuta di un modello formale che garantisce la precisione e l'affidabilità richieste del calcolo della PN.

Il metodo di modellazione statistica per il calcolo dell'affidabilità viene utilizzato in assenza di modelli analitici adeguati tra quelli discussi di seguito.

Per strutture sequenziali ridondanti con ripristino e metodi arbitrari di riserva di elementi, i modelli di Markov vengono utilizzati per descrivere i corrispondenti grafici di stato (diagrammi).

In alcuni casi, per oggetti con distribuzioni non esponenziali del tempo operativo e del tempo di recupero, il problema non-Markoviano del calcolo del carico operativo può essere ridotto a uno Markoviano introducendo in un certo modo stati fittizi dell'oggetto nel suo grafo di transizione .

Un altro metodo efficace il calcolo del PT degli oggetti con riserva si basa sulla rappresentazione del loro tempo di funzionamento tra i guasti sotto forma di somma di un numero casuale di termini casuali e sul calcolo diretto del PT degli oggetti senza coinvolgere metodi della teoria dei processi casuali .

2.7 Metodi per il calcolo degli indicatori di manutenibilità

I metodi per calcolare gli indicatori di manutenibilità nel caso generale si basano sulla rappresentazione del processo di manutenzione o riparazione di un certo tipo come un insieme di compiti individuali (operazioni), le cui probabilità e obiettivi sono determinati dagli indicatori di affidabilità (durabilità) degli oggetti e la strategia di manutenzione e riparazione adottata, e la durata (intensità di manodopera, costo). Il completamento di ogni attività dipende dall'adattabilità strutturale dell'oggetto alla manutenzione (riparazione) di questo tipo.

In particolare, quando si calcolano gli indicatori di manutenibilità degli oggetti durante le riparazioni non programmate in corso, la distribuzione del tempo (intensità di manodopera, costo) del suo restauro rappresenta una composizione delle distribuzioni dei costi per le singole attività di restauro, tenendo conto della probabilità attesa di completare ciascuna attività per un certo periodo di funzionamento dell'oggetto. Queste probabilità possono essere calcolate, ad esempio, utilizzando gli alberi dei guasti, e i parametri per la distribuzione dei costi per l'esecuzione di compiti individuali vengono calcolati utilizzando uno dei metodi stabiliti, ad esempio MP 252-87 (coefficienti normativi, modelli di regressione, ecc. ).

Lo schema generale di calcolo prevede:

compilare (ad esempio, mediante metodi AVPKO secondo GOST 27.310) un elenco di possibili guasti agli oggetti e valutarne le probabilità (intensità);

selezione dall'elenco compilato utilizzando il metodo del campionamento casuale stratificato di un certo numero abbastanza rappresentativo di compiti e calcolo dei parametri delle loro distribuzioni di durata (intensità di lavoro, costo). La distribuzione normale o alfa troncata viene solitamente utilizzata come tale distribuzione;

costruire una distribuzione empirica dei costi per le riparazioni in corso di un oggetto aggiungendo, tenendo conto delle probabilità di guasti, le distribuzioni dei costi per le singole attività e livellandole utilizzando la corrispondente distribuzione teorica (log-normale o distribuzione gamma);

calcolo degli indicatori di manutenibilità degli oggetti in base ai parametri della legge di distribuzione selezionata.

2.8 Metodi per il calcolo degli indicatori di affidabilità degli oggetti di tipo II (secondo la classificazione GOST 27.003)

Per oggetti di questo tipo viene utilizzato un PN del tipo “coefficiente di conservazione dell'efficienza” (K_eff), nel cui calcolo vengono preservati i principi generali per il calcolo dell'affidabilità degli oggetti di tipo I, ma ogni stato di un oggetto, determinato dall'insieme degli stati dei suoi elementi o da ogni possibile traiettoria nello spazio degli stati degli elementi, deve essere assegnato un certo valore della frazione di efficienza nominale mantenuta da 0 a 1 (per oggetti di tipo I, l'efficienza in qualsiasi stato può assumere solo due valori possibili: 0 o 1).

Esistono due metodi principali per calcolare K_eff:

il metodo di media sugli stati (analogo al metodo di enumerazione diretta degli stati), utilizzato per oggetti a breve termine che eseguono compiti la cui durata è tale che la probabilità di un cambiamento nello stato dell'oggetto durante il compito può essere trascurata e solo la sua iniziale lo stato può essere preso in considerazione;

metodo di media lungo le traiettorie, utilizzato per oggetti a lungo termine, la cui durata dei compiti è tale che la probabilità di un cambiamento negli stati degli oggetti durante la loro esecuzione non può essere trascurata a causa di guasti e ripristini di elementi. In questo caso, il processo di funzionamento dell'oggetto è descritto dall'implementazione di una delle possibili traiettorie nello spazio degli stati.

Esistono anche alcuni casi particolari di schemi di calcolo per la determinazione di K_eff, utilizzati per sistemi con determinati tipi di funzioni di efficienza, ad esempio:

sistemi con un indicatore di efficienza additivo, ciascun elemento del quale fornisce un certo contributo indipendente all'effetto di output derivante dall'uso del sistema;

sistemi con indicatore di efficienza moltiplicativo ottenuto come prodotto dei corrispondenti indicatori di efficienza dei sottosistemi;

sistemi con funzioni ridondanti;

sistemi che eseguono un compito in diversi modi possibili utilizzando diverse combinazioni di elementi coinvolti nell'esecuzione del compito da ciascuno di essi;

sistemi di ramificazione simmetrici;

sistemi con aree di copertura sovrapposte, ecc.

In tutti gli schemi sopra riportati, il K_eff del sistema è rappresentato dalla funzione K_eff dei suoi sottosistemi o elementi PN.

Il punto più importante nel calcolo di K_eff è la valutazione dell'efficienza del sistema in vari stati o quando si implementano varie traiettorie nello spazio degli stati, effettuata analiticamente, o mediante modellazione, o sperimentalmente direttamente sull'oggetto stesso o sulla sua scala reale modelli (modelli).

3 Metodi fisici per il calcolo dell'affidabilità

3.1 I metodi fisici vengono utilizzati per calcolare l'affidabilità, la durabilità e la conservazione degli oggetti per i quali sono noti i meccanismi del loro degrado sotto l'influenza di vari fattori esterni e interni che portano a guasti ( stati limite) durante il funzionamento (immagazzinamento).

3.2 I metodi si basano sulla descrizione dei corrispondenti processi di degrado utilizzando adeguati modelli matematici che consentono di calcolare il PT tenendo conto della progettazione, della tecnologia di fabbricazione, delle modalità e delle condizioni operative dell'oggetto sulla base di riferimenti fisici e di altro tipo determinati sperimentalmente proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto.

Nel caso generale, questi modelli, con un processo di degrado principale, possono essere rappresentati da un modello di emissioni di un processo casuale oltre i confini della regione consentita della sua esistenza, e i confini di questa regione possono anche essere casuali e correlati con il processo specificato (modello di non superamento).

In presenza di diversi processi di degrado indipendenti, ciascuno dei quali genera la propria distribuzione delle risorse (tempo al guasto), la distribuzione delle risorse risultante (tempo al guasto dell'oggetto) viene trovata utilizzando il modello dell'"anello più debole" (distribuzione del minimo di fattori casuali indipendenti variabili).

3.3 I componenti dei modelli di non superamento possono avere una natura fisica diversa e, di conseguenza, essere descritti da diversi tipi di distribuzioni di variabili casuali (processi casuali) e possono anche trovarsi in modelli di accumulo del danno. Ciò spiega l’ampia varietà di modelli di non superamento utilizzati nella pratica e solo in casi relativamente rari questi modelli consentono una soluzione analitica diretta. Pertanto, il metodo principale per calcolare l’affidabilità utilizzando modelli di non superamento è la modellazione statistica.

Appendice B
(Informativo)

Elenco di libri di riferimento, documenti normativi e metodologici sui calcoli di affidabilità

1 BA Kozlov, I.A. Ushakov. Manuale per il calcolo dell'affidabilità delle apparecchiature radio elettroniche e di automazione. M.: Radio sovietica, 1975. 472 p.

2 Affidabilità sistemi tecnici. Manuale ed. I.A. Ushakova. M.: Radio e comunicazione, 1985. 608 p.

3 Affidabilità ed efficienza nella tecnologia. Direttorio in 10 volumi.

T.2 ed. B.V. Gnedenko. M.: Ingegneria Meccanica, 1987. 280 p.;

T.5, ed. IN E. Patrushev e A.I. Rembezas. M.: Ingegneria Meccanica, 1988. 224 p.

4 B.F. Khazov, B.A. Didusev. Manuale per il calcolo dell'affidabilità della macchina in fase di progettazione. M.: Ingegneria Meccanica, 1986. 224 p.

5 Norma IEC 300-3-1(1991) Gestione dell'affidabilità. Parte 3. Guide. Sezione 1. Rassegna dei metodi di analisi dell'affidabilità.

6 Norma IEC 706-2 (1991) Linee guida per garantire la manutenibilità delle apparecchiature. Parte 2, sezione 5. Analisi di manutenibilità in fase di progettazione.

7 Standard IEC 863 (1986) Presentazione dei risultati di previsione per affidabilità, manutenibilità e disponibilità.

8 Standard IEC 1025(1990) Analisi dell'albero dei guasti.

9 Norma IEC 1078(1991) Metodi per l'analisi dell'affidabilità. Metodo per il calcolo dell'affidabilità mediante diagrammi a blocchi.

10RD50-476-84 Linee guida. Affidabilità nella tecnologia. Valutazione a intervalli dell'affidabilità di un oggetto tecnico sulla base dei risultati dei test dei suoi componenti. Disposizioni generali.

11 RD 50-518-84 Linee guida. Affidabilità nella tecnologia. Requisiti generali al contenuto e alle forme di presentazione dei dati di riferimento sull'affidabilità dei componenti per applicazioni intersettoriali.

12 MR 159-85 Affidabilità nella tecnologia. Selezione dei tipi di distribuzioni di variabili casuali. Linee guida.

13 MR 252-87 Affidabilità nella tecnologia. Calcolo degli indicatori di manutenibilità durante lo sviluppo del prodotto. Linee guida.

14 R 50-54-82-88 Affidabilità nella tecnologia. Selezione delle modalità e dei metodi di prenotazione.

15 GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali.

16 Standard militare statunitense MIL-STD-756A. Modellazione e previsione del funzionamento senza guasti.

17 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-217E. Previsione dell'affidabilità degli elementi dell'apparecchiatura elettronica.

18 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-472. Prevedere la manutenibilità.

GOST 27.301-95

Gruppo T51

STANDARD INTERSTATALE

AFFIDABILITÀ NELLA TECNOLOGIA

CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ

Disposizioni fondamentali

Affidabilità nella tecnologia.
Previsione dell'affidabilità. Principi di base

ISS 21.020
OKSTU0027

Data di introduzione 1997-01-01

Prefazione

1 MTK 119 SVILUPPATO "Affidabilità nella tecnologia"

INTRODOTTO da Gosstandart della Russia

2 ADOTTATO dal Consiglio interstatale per la standardizzazione, la metrologia e la certificazione (Protocollo n. 7 del 26 aprile 1995)

Hanno votato a favore dell'adozione:

Nome dello stato	Nome dell'organismo nazionale di normalizzazione
Repubblica di Bielorussia	Stendardo statale della Repubblica di Bielorussia
La Repubblica del Kazakistan	Gosstandart della Repubblica del Kazakistan
La Repubblica Moldova	Moldaviastandard
Federazione Russa	Gosstandart della Russia
La Repubblica dell'Uzbekistan	Uzgosstandard
Ucraina	Standard statale dell'Ucraina

3 Lo standard è stato sviluppato tenendo conto delle disposizioni e dei requisiti degli standard internazionali IEC 300-3-1 (1991), IEC 863 (1986) e IEC 706-2 (1990)

4 Delibera del Comitato Federazione Russa sulla standardizzazione, metrologia e certificazione del 26 giugno 1996 N 430, lo standard interstatale GOST 27.301-95 è entrato in vigore direttamente come standard statale della Federazione Russa il 1 gennaio 1997.

5 INVECE GOST 27.410-87 (nella parte 2)

6 RIEDIZIONE

1 zona di utilizzo

1 zona di utilizzo

Questo standard stabilisce le regole generali per il calcolo dell'affidabilità degli oggetti tecnici, i requisiti per i metodi e la procedura per presentare i risultati dei calcoli di affidabilità.

2 Riferimenti normativi

Questo standard utilizza riferimenti ai seguenti standard:

GOST 2.102-68 Sistema unificato di documentazione di progettazione. Tipologie e completezza degli elaborati progettuali

GOST 27.002-89 Affidabilità nella tecnologia. Concetti basilari. Termini e definizioni

GOST 27.003-90 Affidabilità nella tecnologia. Composizione e regole generali per specificare i requisiti di affidabilità

3 Definizioni

Questo standard utilizza termini generali nel campo dell'affidabilità, le cui definizioni sono stabilite da GOST 27.002. Inoltre, lo standard utilizza i seguenti termini relativi ai calcoli di affidabilità.

3.1. calcolo dell'affidabilità: la procedura per determinare i valori degli indicatori di affidabilità di un oggetto utilizzando metodi basati sul loro calcolo da dati di riferimento sull'affidabilità degli elementi dell'oggetto, da dati sull'affidabilità di oggetti analogici, dati sulle proprietà dei materiali e altro informazioni disponibili al momento del calcolo.

3.2 Previsione dell'affidabilità: un caso speciale di calcolo dell'affidabilità di un oggetto sulla base di modelli statistici che riflettono le tendenze nell'affidabilità di oggetti analoghi e/o valutazioni di esperti.

Elemento 3.3: componente di un oggetto, considerato nel calcolo dell'affidabilità come un tutto unico, non soggetto a ulteriore disaggregazione.

4 Disposizioni fondamentali

4.1 Procedura per il calcolo dell'affidabilità

L'affidabilità di un oggetto viene calcolata nelle fasi del ciclo di vita e nelle fasi dei tipi di lavoro corrispondenti a queste fasi, stabilite dal programma di affidabilità (REP) dell'oggetto o dai documenti che lo sostituiscono.

Il PON deve stabilire gli obiettivi del calcolo in ogni fase delle tipologie di lavoro, i documenti normativi e le modalità utilizzate nel calcolo, i tempi del calcolo e gli esecutori, la procedura di registrazione, presentazione e controllo dei risultati del calcolo.

4.2 Obiettivi dei calcoli di affidabilità

Il calcolo dell'affidabilità di un oggetto in una determinata fase di tipologie di lavoro corrispondente ad una determinata fase del suo ciclo di vita può avere come obiettivi:

giustificazione dei requisiti di affidabilità quantitativa per l'oggetto o i suoi componenti;

verificare la fattibilità dei requisiti stabiliti e/o valutare la probabilità di raggiungere il livello di affidabilità richiesto dell'impianto nei tempi stabiliti e con le risorse stanziate, giustificando i necessari adeguamenti ai requisiti stabiliti;

analisi comparativa dell'affidabilità delle opzioni per la progettazione del circuito di un oggetto e giustificazione per la scelta di un'opzione razionale;

determinazione del livello di affidabilità raggiunto (previsto) dell'oggetto e/o dei suoi componenti, compresa la determinazione calcolata degli indicatori di affidabilità o dei parametri di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto come dati di input per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel complesso;

giustificazione e verifica dell'efficacia delle misure proposte (implementate) per migliorare la progettazione, la tecnologia di produzione, il sistema di manutenzione e riparazione della struttura, volte ad aumentarne l'affidabilità;

risolvere vari problemi di ottimizzazione in cui gli indicatori di affidabilità fungono da funzioni target, parametri controllati o condizioni al contorno, tra cui l'ottimizzazione della struttura di un oggetto, la distribuzione dei requisiti di affidabilità tra indicatori di singoli componenti di affidabilità (ad esempio, affidabilità e manutenibilità), calcolo dei kit di pezzi di ricambio, ottimizzazione dei sistemi di manutenzione e riparazione, giustificazione dei periodi di garanzia e vita utile assegnata (risorsa) dell'oggetto, ecc.;

verificare la conformità del livello di affidabilità atteso (raggiunto) di un oggetto con i requisiti stabiliti (controllo dell'affidabilità), se la conferma sperimentale diretta del loro livello di affidabilità è tecnicamente impossibile o economicamente impraticabile.

4.3 Schema generale di calcolo

4.3.1 Il calcolo dell'affidabilità degli oggetti nel caso generale è una procedura per il perfezionamento sequenziale passo dopo passo delle stime degli indicatori di affidabilità come la tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, algoritmi per il suo funzionamento, regole operative, manutenzione e riparazione vengono sviluppati sistemi, criteri di fallimento e stati limite, accumulo di informazioni più complete e affidabili su tutti i fattori che determinano l'affidabilità e l'uso di metodi di calcolo e modelli di calcolo più adeguati e accurati.

4.3.2 Il calcolo dell'affidabilità in qualsiasi fase delle tipologie di lavoro previste dal piano operativo comprende:

identificazione dell'oggetto da calcolare;

determinazione degli scopi e degli obiettivi del calcolo in questa fase, della nomenclatura e dei valori richiesti degli indicatori di affidabilità calcolati;

selezione del metodo o dei metodi di calcolo adeguati alle caratteristiche dell'oggetto, agli scopi del calcolo, alla disponibilità delle informazioni necessarie sull'oggetto e ai dati iniziali per il calcolo;

elaborazione di modelli di calcolo per ciascun indicatore di affidabilità;

ottenimento ed elaborazione preliminare dei dati iniziali per i calcoli, calcolo dei valori degli indicatori di affidabilità dell'oggetto e, se necessario, confronto con quelli richiesti;

registrazione, presentazione e protezione dei risultati dei calcoli.

4.4 Identificazione dell'oggetto

4.4.1 L'identificazione di un oggetto per calcolarne l'affidabilità include l'ottenimento e l'analisi delle seguenti informazioni sull'oggetto, le sue condizioni operative e altri fattori che ne determinano l'affidabilità:

scopo, ambito e funzioni dell'oggetto;

criteri per la qualità del funzionamento, guasti e stati limite, possibili conseguenze di guasti (l'oggetto raggiunge lo stato limite) dell'oggetto;

la struttura dell'oggetto, composizione, interazione e livelli di carico dei suoi elementi, la possibilità di ristrutturare la struttura e/o algoritmi per il funzionamento dell'oggetto in caso di guasti dei suoi singoli elementi;

disponibilità, tipologie e modalità di prenotazione utilizzate nella struttura;

un modello standard per il funzionamento di un oggetto, che stabilisce un elenco delle possibili modalità operative e delle funzioni eseguite durante queste, le regole e la frequenza delle modalità alternate, la durata della permanenza dell'oggetto in ciascuna modalità e le corrispondenti ore di funzionamento, la nomenclatura e parametri di carichi e influenze esterne sull'oggetto in ciascuna modalità;

il sistema pianificato di manutenzione e riparazione di un oggetto, caratterizzato da tipologie, frequenza, livelli organizzativi, modalità di attuazione, attrezzature tecniche e supporto logistico per i lavori di manutenzione e riparazione;

distribuzione delle funzioni tra operatori e mezzi di diagnostica automatica (monitoraggio) e gestione dell'oggetto, tipi e caratteristiche delle interfacce uomo-macchina che determinano i parametri di operabilità e affidabilità degli operatori;

livello di qualificazione del personale;

qualità del software utilizzato nella struttura;

tecnologia pianificata e organizzazione produttiva per la fabbricazione dell'oggetto.

4.4.2 La completezza dell'identificazione di un oggetto nella fase considerata del calcolo della sua affidabilità determina la scelta del metodo di calcolo appropriato che fornisce una precisione accettabile in questa fase in assenza o impossibilità di ottenere parte delle informazioni previste in 4.4.1 .

4.4.3 Le fonti di informazioni per l'identificazione di un oggetto sono la documentazione di progettazione, tecnologica, operativa e di riparazione dell'oggetto nel suo insieme, i suoi componenti e componenti nella composizione e i kit corrispondenti a questa fase del calcolo dell'affidabilità.

4.5 Metodi di calcolo

4.5.1 I metodi di calcolo dell’affidabilità si dividono in:

dalla composizione degli indicatori di affidabilità calcolati (RI);

secondo i principi base del calcolo.

4.5.2 In base alla composizione degli indicatori calcolati si distinguono le modalità di calcolo:

affidabilità,

manutenibilità,

durabilità,

preservazione,

indicatori di affidabilità complessi (metodi di calcolo dei fattori di disponibilità, utilizzo tecnico, mantenimento dell'efficienza, ecc.).

4.5.3 Secondo i principi di base per il calcolo delle proprietà che costituiscono l'affidabilità, o indicatori complessi dell'affidabilità degli oggetti, si distinguono:

metodi di previsione,

metodi di calcolo strutturale,

metodi di calcolo fisico.

I metodi di previsione si basano sull'uso di dati sui valori raggiunti e sulle tendenze identificate nei cambiamenti nel PN di oggetti simili o vicini a quello considerato in termini di scopo, principi di funzionamento, progettazione del circuito e tecnologia di produzione, base degli elementi e materiali utilizzati, condizioni e modalità per valutare il livello di affidabilità atteso di un oggetto funzionamento, principi e metodi di gestione dell'affidabilità (di seguito denominati oggetti analoghi).

I metodi di calcolo strutturale si basano sulla rappresentazione di un oggetto sotto forma di un diagramma logico (strutturale-funzionale) che descrive la dipendenza degli stati e delle transizioni dell'oggetto dagli stati e dalle transizioni dei suoi elementi, tenendo conto della loro interazione e delle funzioni eseguono nell'oggetto, con successiva descrizione del modello strutturale costruito con un adeguato modello matematico e calcolo PN di un oggetto secondo le note caratteristiche di affidabilità dei suoi elementi.

I metodi di calcolo fisico si basano sull'uso di modelli matematici che descrivono processi fisici, chimici e di altro tipo che portano al cedimento degli oggetti (al raggiungimento di uno stato limite) e sul calcolo del fattore di carico in base ai parametri noti del carico dell'oggetto, il caratteristiche delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto, tenendo conto delle caratteristiche delle sue tecnologie di progettazione e produzione.

Le caratteristiche dei metodi elencati e le raccomandazioni per il loro utilizzo sono riportate nell'Appendice A.

4.5.4 Il metodo per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico viene selezionato in base a:

scopi di calcolo e requisiti per l'accuratezza della determinazione del PN di un oggetto;

disponibilità e/o possibilità di ottenere le prime informazioni necessarie per applicare un determinato metodo di calcolo;

il livello di sofisticazione della tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, il suo sistema di manutenzione e riparazione, che consente l'utilizzo di adeguati modelli di calcolo dell'affidabilità.

4.5.5 Quando si calcola l'affidabilità di oggetti specifici, è possibile utilizzare contemporaneamente vari metodi, ad esempio metodi per prevedere l'affidabilità di elementi elettronici ed elettrici con successivo utilizzo dei risultati ottenuti come dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel suo insieme o nei suoi componenti utilizzando vari metodi strutturali.

4.6 Dati iniziali

4.6.1 I dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

dati a priori sull'affidabilità di oggetti, componenti e componenti analoghi dell'oggetto in questione sulla base dell'esperienza del loro utilizzo in condizioni simili o simili;

valutazioni degli indicatori di affidabilità (parametri delle leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità) delle parti componenti dell'oggetto e dei parametri dei materiali utilizzati nell'oggetto, ottenuti sperimentalmente o mediante calcolo direttamente durante lo sviluppo (produzione, funzionamento) dell'oggetto in questione e le sue componenti;

valutazioni calcolate e/o sperimentali dei parametri di carico dei componenti ed elementi strutturali utilizzati nell'oggetto.

4.6.2 Le fonti dei dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

norme e specifiche tecniche per i componenti dell'impianto, i componenti in esso utilizzati per uso intersettoriale, sostanze e materiali;

libri di consultazione sull'affidabilità degli elementi, proprietà di sostanze e materiali, standard per la durata (intensità di manodopera, costo) delle tipiche operazioni di manutenzione e riparazione e altro materiale informativo;

dati statistici (banche dati) sull'affidabilità degli oggetti analoghi, sui loro elementi costitutivi, sulle proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati in essi, sui parametri delle operazioni di manutenzione e riparazione, raccolti durante il processo di sviluppo, produzione, test e funzionamento;

risultati di calcoli di resistenza, elettrici, termici e di altro tipo dell'oggetto e dei suoi componenti, compresi i calcoli degli indicatori di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto.

4.6.3 Se esistono più fonti di dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto, nella metodologia di calcolo devono essere stabilite le priorità nel loro utilizzo o i metodi per combinare i dati provenienti da fonti diverse. Nel calcolo dell'affidabilità incluso nella documentazione di lavoro dell'impianto, dovrebbe essere preferibile utilizzare i dati iniziali delle norme e delle specifiche tecniche per componenti, elementi e materiali.

4.7.1 L'adeguatezza del metodo di calcolo selezionato e dei modelli di calcolo costruiti per gli scopi e i compiti del calcolo dell'affidabilità di un oggetto è caratterizzata da:

utilizzo completo nel calcolo di tutte le informazioni disponibili sull'oggetto, le sue condizioni operative, il sistema di manutenzione e riparazione, le caratteristiche di affidabilità dei suoi componenti, le proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto;

la validità delle ipotesi e delle ipotesi adottate nella costruzione dei modelli, il loro impatto sull'accuratezza e sull'affidabilità delle stime della PN;

il grado di corrispondenza del livello di complessità e accuratezza dei modelli di calcolo dell'affidabilità dell'oggetto con l'accuratezza disponibile dei dati iniziali per il calcolo.

4.7.2 Il grado di adeguatezza dei modelli e dei metodi di calcolo dell’affidabilità è valutato mediante:

confronto dei risultati dei calcoli e valutazione sperimentale del PT di oggetti analoghi, per i quali sono stati utilizzati modelli e metodi di calcolo simili;

studi sulla sensibilità dei modelli a possibili violazioni delle ipotesi e delle ipotesi adottate durante la loro costruzione, nonché ad errori nei dati iniziali per il calcolo;

esame e sperimentazione dei modelli e dei metodi applicati, effettuati secondo la procedura stabilita.

4.8 Requisiti per i metodi di calcolo

4.8.1 Per calcolare l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di calcolo standard sviluppati per un gruppo (tipo, tipo) di oggetti omogenei nello scopo e principi per garantire l'affidabilità, elaborati sotto forma di documenti normativi pertinenti (standard statali e di settore, standard aziendali, ecc.);

metodi di calcolo sviluppati per oggetti specifici, le cui caratteristiche di progettazione e/o condizioni d'uso non consentono l'uso di metodi di calcolo dell'affidabilità standard. Questi metodi, di norma, sono inclusi direttamente nei documenti di rendicontazione per i calcoli di affidabilità o sono redatti sotto forma di documenti separati inclusi nella serie di documentazione per la corrispondente fase di sviluppo della struttura.

4.8.2 La metodologia standard per il calcolo dell'affidabilità dovrebbe contenere:

caratteristiche degli oggetti a cui si applica la metodologia, in conformità con le regole per la loro identificazione stabilite da questo standard;

un elenco dei PN calcolati dell'oggetto nel suo complesso e dei suoi componenti, metodi utilizzati per calcolare ciascun indicatore;

modelli standard per il calcolo della PN e regole per il loro adattamento per il calcolo dell'affidabilità di oggetti specifici, algoritmi di calcolo corrispondenti a tali modelli e, se disponibile, software;

metodi e tecniche corrispondenti per valutare i parametri di carico delle parti componenti degli oggetti presi in considerazione nei calcoli di affidabilità;

requisiti per i dati di origine per il calcolo dell'affidabilità (fonti, composizione, accuratezza, affidabilità, forma di presentazione) o i dati di origine stessi, metodi per combinare dati di origine eterogenei per il calcolo dell'affidabilità, ottenuti da fonti diverse;

regole decisive per confrontare i valori PN calcolati con quelli richiesti, se i risultati del calcolo vengono utilizzati per monitorare l'affidabilità degli oggetti;

metodi di valutazione degli errori nel calcolo del PT, introdotti dalle ipotesi e dalle ipotesi adottate per i modelli e metodi di calcolo utilizzati;

metodi per valutare la sensibilità dei risultati dei calcoli alle violazioni delle ipotesi accettate e/o agli errori nei dati di origine;

requisiti per la forma di presentazione dei risultati del calcolo della PN e regole per proteggere i risultati del calcolo nei corrispondenti punti di controllo della PN e durante gli esami della progettazione dell'impianto.

4.8.3 La metodologia per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico deve contenere:

informazioni sull'oggetto, garantendo la sua identificazione per i calcoli di affidabilità in conformità con i requisiti della presente norma;

l'intervallo dei PN calcolati e i relativi valori richiesti;

modelli per il calcolo di ciascun PT, ipotesi e ipotesi adottate durante la loro costruzione, corrispondenti algoritmi per il calcolo di PT e software utilizzato, stime degli errori e sensibilità dei modelli selezionati (costruiti);

dati iniziali per il calcolo e fonti della loro ricezione;

metodi per valutare i parametri di carico di un oggetto e dei suoi componenti o valutare direttamente questi parametri con riferimenti ai risultati corrispondenti e metodi di calcolo della resistenza, termico, elettrico e di altro tipo dell'oggetto.

4.9 Presentazione dei risultati del calcolo

4.9.1 I risultati del calcolo dell'affidabilità di un oggetto sono redatti sotto forma di una sezione di una nota esplicativa al progetto corrispondente (bozza, tecnica) o sotto forma di un documento indipendente (RR secondo GOST 2.102, rapporto , ecc.) contenente:

obiettivi e metodologia (link al file pertinente metodologia standard) calcolo;

valori calcolati di tutte le PN e conclusioni sulla loro conformità ai requisiti di affidabilità stabiliti per la struttura;

individuato carenze nella progettazione della struttura e raccomandazioni per la loro eliminazione con valutazioni dell'efficacia delle misure proposte in termini di impatto sul livello di affidabilità;

elenco di componenti ed elementi che limitano l'affidabilità di un oggetto o per i quali non esistono dati necessari per il calcolo della PN, proposte per includere nella PN misure aggiuntive per migliorarne (approfondimento) l'affidabilità o per sostituirle con altre quelli affidabili (testati e comprovati);

conclusione sulla possibilità di passare alla fase successiva di sviluppo dell'oggetto una volta raggiunto il livello calcolato di affidabilità.

4.9.3 Stime calcolate di PN, conclusioni sulla loro conformità ai requisiti stabiliti e possibilità di passare alla fase successiva dei tipi di lavoro sullo sviluppo (messa in produzione) di un oggetto, raccomandazioni per modifiche al fine di aumentarne l'affidabilità sono incluso nel rapporto del test di accettazione se si decide di controllare l'oggetto dell'affidabilità tramite il metodo di calcolo.

APPENDICE A (per riferimento). METODI DI CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ E RACCOMANDAZIONI GENERALI PER LA LORO APPLICAZIONE

APPENDICE A
(Informativo)

1 Metodi di previsione dell'affidabilità

1.1 Vengono utilizzati metodi di previsione:

per giustificare il livello richiesto di affidabilità degli oggetti durante lo sviluppo incarichi tecnici e/o valutare la probabilità di raggiungere la PN specificata durante lo sviluppo di proposte tecniche e l'analisi dei requisiti delle specifiche tecniche (contratto). Un esempio di metodi appropriati per prevedere la manutenibilità degli oggetti è contenuto in MP 252-87;

per una valutazione approssimativa del livello atteso di affidabilità degli oggetti nelle prime fasi della loro progettazione, quando non sono disponibili le informazioni necessarie per applicare altri metodi di calcolo dell'affidabilità. Un esempio di metodologia per prevedere l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche in base al suo scopo e al numero di elementi (gruppi di elementi attivi) utilizzati in essa è contenuto nello standard militare americano MIL-STD-756A;

calcolare i tassi di guasto degli elementi elettronici ed elettrici nuovi e prodotti in serie di vario tipo, tenendo conto del livello di carico, della qualità di produzione e delle aree di applicazione delle apparecchiature in cui vengono utilizzati gli elementi. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-217 e nei libri di riferimento nazionali sull'affidabilità dell'IET per scopi industriali generali e speciali;

calcolare i parametri delle attività tipiche e delle operazioni di manutenzione e riparazione di oggetti, tenendo conto delle caratteristiche strutturali dell'oggetto, che ne determinano la manutenibilità. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nell'MP 252-87 e nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-472.

1.2 Per prevedere l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di previsione euristica (valutazione di esperti);

metodi di previsione mediante modelli statistici;

metodi combinati.

I metodi di previsione euristica si basano sull'elaborazione statistica di stime indipendenti dei valori del PT atteso dell'oggetto sviluppato (previsioni individuali), fornite da un gruppo di specialisti qualificati (esperti) sulla base delle informazioni fornite loro sull'oggetto, le sue condizioni operative, la tecnologia di produzione prevista e altri dati disponibili al momento della valutazione. Un sondaggio di esperti e l'elaborazione statistica delle singole previsioni PI vengono effettuati utilizzando metodi generalmente accettati per la valutazione da parte di esperti di eventuali indicatori di qualità (ad esempio il metodo Delphi).

I metodi di previsione che utilizzano modelli statistici si basano sull'estrapolazione o sull'interpolazione di dipendenze che descrivono le tendenze identificate nei cambiamenti nella PN di oggetti analoghi, tenendo conto del loro design e delle caratteristiche tecnologiche e di altri fattori, di cui sono note o conosciute le informazioni per l'oggetto in fase di sviluppo possono essere ottenuti al momento della valutazione. I modelli di previsione sono costruiti sulla base di dati sulla PN e parametri di oggetti analoghi utilizzando metodi statistici ben noti (regressione multivariata o analisi fattoriale, metodi di classificazione statistica e riconoscimento di modelli).

I metodi combinati si basano sull'uso congiunto di metodi di previsione basati su modelli statistici e metodi euristici per prevedere l'affidabilità degli oggetti, seguiti dal confronto dei risultati. In questo caso vengono utilizzati metodi euristici per valutare la possibilità di estrapolazione dei modelli statistici utilizzati e per affinare la previsione della PN sulla base di essi. L'uso di metodi combinati è consigliabile nei casi in cui vi è motivo di aspettarsi cambiamenti qualitativi nel livello di affidabilità degli oggetti che non sono riflessi dai corrispondenti modelli statistici, o quando il numero di oggetti analoghi è insufficiente per applicare solo metodi statistici.

2 Metodi strutturali per il calcolo dell'affidabilità

2.1 I metodi strutturali sono i metodi principali per il calcolo degli indicatori di affidabilità, manutenibilità e PN complessa nel processo di progettazione di oggetti che possono essere disaggregati in elementi, le cui caratteristiche di affidabilità sono note al momento dei calcoli o possono essere determinate con altri metodi (previsione , fisici, dai dati statistici raccolti nel processo relativo al loro utilizzo in condizioni simili). Questi metodi vengono utilizzati anche per calcolare la durabilità e la conservabilità degli oggetti, i cui criteri di stato limite sono espressi attraverso i parametri della durabilità (stabilità) dei loro elementi.

2.2 Il calcolo del PN con metodi strutturali nel caso generale include:

rappresentazione di un oggetto sotto forma di diagramma strutturale che descrive le relazioni logiche tra gli stati degli elementi e l'oggetto nel suo insieme, tenendo conto delle connessioni strutturali e funzionali e dell'interazione degli elementi, della strategia di manutenzione adottata, delle tipologie e dei metodi di prenotazione e altri fattori;

descrizione del diagramma di affidabilità strutturale costruito (SSN) dell'oggetto con un modello matematico adeguato che consente, nell'ambito delle ipotesi e ipotesi introdotte, di calcolare il PN dell'oggetto sulla base dei dati sull'affidabilità dei suoi elementi nelle condizioni considerate condizioni del loro utilizzo.

2.3 I seguenti possono essere utilizzati come diagrammi a blocchi di affidabilità:

diagrammi a blocchi strutturali dell'affidabilità, che rappresentano un oggetto come un insieme di elementi collegati in un certo modo (in termini di affidabilità) (standard IEC 1078);

alberi dei guasti degli oggetti, che rappresentano una visualizzazione grafica delle relazioni di causa-effetto che causano determinati tipi di guasti (standard IEC 1025);

grafici (diagrammi) di stati e transizioni che descrivono i possibili stati di un oggetto e le sue transizioni da uno stato all'altro sotto forma di un insieme di stati e transizioni dei suoi elementi.

2.4 I modelli matematici utilizzati per descrivere il SSN corrispondente sono determinati dai tipi e dalla complessità delle strutture specificate, dalle ipotesi accettate relative ai tipi di leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità degli elementi, dall'accuratezza e dall'affidabilità dei dati iniziali per il calcolo e da altri fattori .

Di seguito vengono discussi i metodi matematici più comunemente utilizzati per il calcolo del PN, il che non esclude la possibilità di sviluppare e utilizzare altri metodi più adeguati alla struttura e ad altre caratteristiche dell'oggetto.

2.5 Metodi per calcolare l'affidabilità di oggetti non riparabili di tipo I (secondo la classificazione degli oggetti secondo GOST 27.003).

Di norma, per descrivere l'affidabilità di tali oggetti vengono utilizzati schemi a blocchi fail-safe, le cui regole per la compilazione e la descrizione matematica sono stabilite dalla norma IEC 1078. In particolare tale norma stabilisce:

metodi per il calcolo diretto della probabilità di funzionamento senza guasti di un oggetto (FBO) in base ai corrispondenti parametri di funzionamento senza guasti degli elementi per le più semplici strutture in serie parallele;

metodi per il calcolo degli FBG per strutture più complesse appartenenti alla classe delle monotone, compreso il metodo dell'enumerazione diretta degli stati, il metodo dei percorsi e delle sezioni minimi, il metodo dell'espansione rispetto a qualsiasi elemento.

Per calcolare indicatori come il tempo medio fino al guasto di un oggetto, i metodi specificati utilizzano il metodo di integrazione diretta o numerica della distribuzione del tempo fino al guasto di un oggetto, che rappresenta una composizione delle corrispondenti distribuzioni del tempo fino al guasto del suo elementi. Se le informazioni sulla distribuzione del tempo fino al cedimento degli elementi sono incomplete o inaffidabili, vengono utilizzate varie stime limite della capacità di carico dell'oggetto, note dalla teoria dell'affidabilità.

Nel caso particolare di un sistema non recuperabile con vari metodi di ridondanza e con una distribuzione esponenziale del tempo fino al guasto degli elementi, la sua mappatura strutturale viene utilizzata sotto forma di grafo di transizione e la sua descrizione matematica utilizzando il processo di Markov.

Quando utilizzate per descrivere strutturalmente l'affidabilità degli alberi dei guasti secondo IEC 1025, le probabilità dei guasti corrispondenti vengono calcolate utilizzando una rappresentazione booleana dell'albero dei guasti e il metodo dei tagli minimi.

2.6 Metodi per calcolare l'affidabilità e il PN complesso degli oggetti restaurati di tipo I

Un metodo di calcolo universale per oggetti di qualsiasi struttura e per qualsiasi sezione trasversale delle distribuzioni dei tempi di funzionamento tra guasti e tempi di ripristino degli elementi, per qualsiasi strategia e metodo di ripristino e prevenzione è il metodo della modellazione statistica, che in generale comprende:

sintesi di un modello formale (algoritmo) per la formazione di una sequenza di eventi casuali che si verificano durante il funzionamento di un oggetto (guasti, ripristini, passaggio in riserva, inizio e fine manutenzione);

sviluppo di software per l'implementazione informatica dell'algoritmo compilato e il calcolo del PN dell'oggetto;

condurre un esperimento di simulazione su un computer attraverso l'implementazione ripetuta di un modello formale che garantisce la precisione e l'affidabilità richieste del calcolo della PN.

Il metodo di modellazione statistica per il calcolo dell'affidabilità viene utilizzato in assenza di modelli analitici adeguati tra quelli discussi di seguito.

Per strutture sequenziali ridondanti con ripristino e metodi arbitrari di riserva di elementi, i modelli di Markov vengono utilizzati per descrivere i corrispondenti grafici di stato (diagrammi).

In alcuni casi, per oggetti con distribuzioni non esponenziali del tempo operativo e del tempo di recupero, il problema non-Markoviano del calcolo del carico operativo può essere ridotto a uno Markoviano introducendo in un certo modo stati fittizi dell'oggetto nel suo grafo di transizione .

Un altro metodo efficace per calcolare il PT degli oggetti con riserva si basa sulla rappresentazione del loro tempo di funzionamento tra guasti sotto forma di somma di un numero casuale di termini casuali e sul calcolo diretto del PT degli oggetti senza utilizzare metodi della teoria dei processi casuali.

2.7 Metodi per il calcolo degli indicatori di manutenibilità

I metodi per calcolare gli indicatori di manutenibilità nel caso generale si basano sulla rappresentazione del processo di manutenzione o riparazione di un certo tipo come un insieme di compiti individuali (operazioni), le cui probabilità e obiettivi sono determinati dagli indicatori di affidabilità (durabilità) degli oggetti e la strategia di manutenzione e riparazione adottata, e la durata (intensità di manodopera, costo). Il completamento di ogni attività dipende dall'adattabilità strutturale dell'oggetto alla manutenzione (riparazione) di questo tipo.

In particolare, quando si calcolano gli indicatori di manutenibilità degli oggetti durante le riparazioni non programmate in corso, la distribuzione del tempo (intensità di manodopera, costo) del suo restauro rappresenta una composizione delle distribuzioni dei costi per le singole attività di restauro, tenendo conto della probabilità attesa di completare ciascuna attività per un certo periodo di funzionamento dell'oggetto. Queste probabilità possono essere calcolate, ad esempio, utilizzando gli alberi dei guasti, e i parametri di distribuzione dei costi per l'esecuzione dei singoli compiti vengono calcolati utilizzando uno dei metodi stabiliti, ad esempio MP 252-87 (coefficienti normativi, modelli di regressione, ecc.).

Lo schema generale di calcolo prevede:

compilare (ad esempio, mediante metodi AVPKO secondo GOST 27.310) un elenco di possibili guasti agli oggetti e valutarne le probabilità (intensità);

selezione dall'elenco compilato utilizzando il metodo del campionamento casuale stratificato di un certo numero abbastanza rappresentativo di compiti e calcolo dei parametri delle loro distribuzioni di durata (intensità di lavoro, costo). La distribuzione normale o alfa troncata viene solitamente utilizzata come tale distribuzione;

costruire una distribuzione empirica dei costi per le riparazioni in corso di un oggetto aggiungendo, tenendo conto delle probabilità di guasti, le distribuzioni dei costi per le singole attività e livellandole utilizzando la corrispondente distribuzione teorica (log-normale o distribuzione gamma);

calcolo degli indicatori di manutenibilità degli oggetti in base ai parametri della legge di distribuzione selezionata.

2.8 Metodi per il calcolo degli indicatori di affidabilità degli oggetti di tipo II (secondo la classificazione GOST 27.003)

Per oggetti di questo tipo, viene utilizzato un PN del tipo “coefficiente di conservazione dell'efficienza” (), nel cui calcolo vengono preservati i principi generali del calcolo dell'affidabilità degli oggetti di tipo I, ma ogni stato di un oggetto, determinato da l'insieme degli stati dei suoi elementi o ciascuna possibile traiettoria nello spazio degli stati degli elementi, deve essere assegnato in base a un certo valore della quota di efficienza nominale mantenuta da 0 a 1 (per oggetti di tipo I, efficienza in qualsiasi stato può assumere solo due valori possibili: 0 o 1).

Esistono due principali metodi di calcolo:

il metodo di media sugli stati (analogo al metodo di enumerazione diretta degli stati), utilizzato per oggetti a breve termine che eseguono compiti la cui durata è tale che la probabilità di un cambiamento nello stato dell'oggetto durante il compito può essere trascurata e solo la sua iniziale lo stato può essere preso in considerazione;

metodo di media lungo le traiettorie, utilizzato per oggetti a lungo termine, la cui durata dei compiti è tale che la probabilità di un cambiamento negli stati degli oggetti durante la loro esecuzione non può essere trascurata a causa di guasti e ripristini di elementi. In questo caso, il processo di funzionamento dell'oggetto è descritto dall'implementazione di una delle possibili traiettorie nello spazio degli stati.

Esistono anche alcuni casi particolari di schemi di calcolo per la determinazione, utilizzati per impianti con determinati tipi di funzioni di efficienza, ad esempio:

sistemi con un indicatore di efficienza additivo, ciascun elemento del quale fornisce un certo contributo indipendente all'effetto di output derivante dall'uso del sistema;

sistemi con indicatore di efficienza moltiplicativo ottenuto come prodotto dei corrispondenti indicatori di efficienza dei sottosistemi;

sistemi con funzioni ridondanti;

sistemi che eseguono un compito in diversi modi possibili utilizzando diverse combinazioni di elementi coinvolti nell'esecuzione del compito da ciascuno di essi;

sistemi di ramificazione simmetrici;

sistemi con aree di copertura sovrapposte, ecc.

In tutti gli schemi sopra riportati, il sistema è rappresentato in funzione dei suoi sottosistemi o elementi PN.

Il punto più importante nei calcoli è la valutazione dell'efficienza del sistema in vari stati o quando si implementano varie traiettorie nello spazio degli stati, effettuata analiticamente, o mediante modellazione, o sperimentalmente direttamente sull'oggetto stesso o sulla sua scala reale modelli (modelli).

3 Metodi fisici per il calcolo dell'affidabilità

3.1 I metodi fisici vengono utilizzati per calcolare l'affidabilità, la durabilità e la conservazione degli oggetti per i quali sono noti i meccanismi del loro degrado sotto l'influenza di vari fattori esterni e interni, che portano a guasti (stati limite) durante il funzionamento (stoccaggio).

3.2 I metodi si basano sulla descrizione dei corrispondenti processi di degrado utilizzando adeguati modelli matematici che consentono di calcolare il PT tenendo conto della progettazione, della tecnologia di fabbricazione, delle modalità e delle condizioni operative dell'oggetto sulla base di riferimenti fisici e di altro tipo determinati sperimentalmente proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto.

Nel caso generale, questi modelli, con un processo di degrado principale, possono essere rappresentati da un modello di emissioni di un processo casuale oltre i confini della regione consentita della sua esistenza, e i confini di questa regione possono anche essere casuali e correlati con il processo specificato (modello di non superamento).

In presenza di diversi processi di degrado indipendenti, ciascuno dei quali genera la propria distribuzione delle risorse (tempo al guasto), la distribuzione delle risorse risultante (tempo al guasto dell'oggetto) viene trovata utilizzando il modello dell'"anello più debole" (distribuzione del minimo di fattori casuali indipendenti variabili).

3.3 I componenti dei modelli di non superamento possono avere una natura fisica diversa e, di conseguenza, essere descritti da diversi tipi di distribuzioni di variabili casuali (processi casuali) e possono anche trovarsi in modelli di accumulo del danno. Ciò spiega l’ampia varietà di modelli di non superamento utilizzati nella pratica e solo in casi relativamente rari questi modelli consentono una soluzione analitica diretta. Pertanto, il metodo principale per calcolare l’affidabilità utilizzando modelli di non superamento è la modellazione statistica.

APPENDICE B (per riferimento). Elenco di libri di riferimento, documenti normativi e metodologici sui calcoli di affidabilità

APPENDICE B
(Informativo)

1 B.A. Kozlov, I.A. Ushakov. Manuale per il calcolo dell'affidabilità delle apparecchiature radio elettroniche e di automazione. M.: Radio sovietica, 1975. 472 p.

2 Affidabilità dei sistemi tecnici. Manuale ed. I.A.Ushakova. M.: Radio e comunicazione, 1985. 608 p.

3 Affidabilità ed efficienza nella tecnologia. Direttorio in 10 volumi.

T.2 ed. B.V. Gnedenko. M.: Ingegneria Meccanica, 1987. 280 p.;

T.5, ed. V.I.Patrushev e A.I.Rembeza. M.: Ingegneria Meccanica, 1988. 224 p.

4 B.F. Khazov, B.A. Didusev. Manuale per il calcolo dell'affidabilità della macchina in fase di progettazione. M.: Ingegneria Meccanica, 1986. 224 p.

5 Norma IEC 300-3-1 (1991) Gestione dell'affidabilità. Parte 3. Guide. Sezione 1. Rassegna dei metodi di analisi dell'affidabilità.

6 Norma IEC 706-2 (1991) Linee guida per garantire la manutenibilità delle apparecchiature. Parte 2, sezione 5. Analisi di manutenibilità in fase di progettazione.

7 Standard IEC 863 (1986) Presentazione dei risultati di previsione per affidabilità, manutenibilità e disponibilità.

8 Norma IEC 1025 (1990) Analisi dell'albero dei guasti.

9 Norma IEC 1078 (1991) Metodi per l'analisi dell'affidabilità. Metodo per il calcolo dell'affidabilità mediante diagrammi a blocchi.

10 Linee guida RD 50-476-84. Affidabilità nella tecnologia. Valutazione a intervalli dell'affidabilità di un oggetto tecnico sulla base dei risultati dei test dei suoi componenti. Disposizioni generali.

11 RD 50-518-84 Linee guida. Affidabilità nella tecnologia. Requisiti generali per il contenuto e le forme di presentazione dei dati di riferimento sull'affidabilità dei componenti per l'uso intersettoriale.

12 MR 159-85 Affidabilità nella tecnologia. Selezione dei tipi di distribuzioni di variabili casuali. Linee guida.

13 MR 252-87 Affidabilità nella tecnologia. Calcolo degli indicatori di manutenibilità durante lo sviluppo del prodotto. Linee guida.

14 R 50-54-82-88 Affidabilità nella tecnologia. Selezione delle modalità e dei metodi di prenotazione.

15 GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali.

16 Standard militare statunitense MIL-STD-756A. Modellazione e previsione del funzionamento senza guasti.

17 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-217E. Previsione dell'affidabilità degli elementi dell'apparecchiatura elettronica.

18 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-472. Prevedere la manutenibilità.



Il testo del documento è verificato secondo:
pubblicazione ufficiale
Affidabilità nella tecnologia: sab. GOST. -
M.: Casa editrice degli standard IPK, 2002

GOST 27.301-95

STANDARD INTERSTATALE

AFFIDABILITÀ NELLA TECNOLOGIA

CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ

PUNTI FONDAMENTALI

Pubblicazione ufficiale

CONSIGLIO INTERSTATALE PER LA STANDARDIZZAZIONE, LA METROLOGIA E LA CERTIFICAZIONE

Prefazione

1 SVILUPPATO da MTK 119 “Affidabilità nella tecnologia”

INTRODOTTO da Gosstandart della Russia

2 ADOTTATO dal Consiglio interstatale per la standardizzazione, la metrologia e la certificazione (Protocollo n. 7-95 del 26 aprile 1995)

3 Lo standard è stato sviluppato tenendo conto delle disposizioni e dei requisiti degli standard internazionali IEC 300-3-1(1991), IEC 863(1986) e IEC 706-2(1990)

4 Con decreto del Comitato della Federazione Russa per la standardizzazione, metrologia e certificazione del 26 giugno 1996 n. 430, lo standard interstatale GOST 27.301-95 è stato messo in vigore direttamente come standard statale della Federazione Russa il 1 gennaio 1997 .

5 INVECE GOST 27.410-87 (in parte della clausola 2)

© Casa editrice IPK Standards, 1996

La presente norma non può essere riprodotta, replicata o distribuita, integralmente o parzialmente, come pubblicazione ufficiale sul territorio della Federazione Russa senza autorizzazione

Gosstandart della Russia

1 Ambito di applicazione....................................1

3 Definizioni....................................1

4 Fondamenti....................................2

4.1 Procedura per il calcolo dell'affidabilità...............2

4.2 Obiettivi dei calcoli di affidabilità................................2

4.3 Schema generale di calcolo................................3

4.4 Identificazione dell'oggetto...................3

4.5 Metodi di calcolo................................4

4.6 Dati iniziali................................6

4.8 Requisiti per i metodi di calcolo................................7

4.9 Presentazione dei risultati del calcolo.................................9

Appendice A Metodi per il calcolo dell'affidabilità e raccomandazioni generali sul loro utilizzo....................10

Appendice B Elenco di libri di riferimento, documenti normativi e metodologici sui calcoli di affidabilità. ....15

STANDARD INTERSTATALE

Affidabilità nella tecnologia

CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ

Disposizioni fondamentali

Affidabilità nella tecnologia. Previsione dell'affidabilità. Principi di base

Data di introduzione 1997-01-01

1 AREA DI UTILIZZO

Questo standard stabilisce le regole generali per il calcolo dell'affidabilità degli oggetti tecnici, i requisiti per i metodi e la procedura per presentare i risultati dei calcoli di affidabilità.

GOST 2.102-68 ESKD. Tipologie e completezza degli elaborati progettuali

GOST 27.002-89 Affidabilità nella tecnologia. Concetti basilari. Termini e definizioni

GOST 27.003-90 Affidabilità nella tecnologia. Composizione e regole generali per specificare i requisiti di affidabilità

GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali

3 DEFINIZIONI

Questo standard utilizza termini generali nel campo dell'affidabilità, le cui definizioni sono stabilite da GOST 27.002. Inoltre, lo standard utilizza i seguenti termini relativi ai calcoli di affidabilità.

Pubblicazione ufficiale ★

3.1. Il calcolo dell'affidabilità è una procedura per determinare i valori degli indicatori di affidabilità di un oggetto utilizzando metodi basati sul loro calcolo da dati di riferimento sull'affidabilità degli elementi dell'oggetto, da dati sull'affidabilità di oggetti analoghi, dati sulle proprietà dei materiali e altro informazioni disponibili al momento del calcolo.

3.2 La previsione dell'affidabilità è un caso speciale di calcolo dell'affidabilità di un oggetto sulla base di modelli statistici che riflettono le tendenze nell'affidabilità di oggetti analoghi e/o valutazioni di esperti.

3.3 Elemento - una parte componente di un oggetto, considerata nel calcolo dell'affidabilità come un tutto unico, non soggetto a ulteriore disaggregazione.

4 PUNTI FONDAMENTALI

4.1 Procedura per il calcolo dell'affidabilità

L'affidabilità di un oggetto viene calcolata nelle fasi del ciclo di vita e nelle fasi dei tipi di lavoro corrispondenti a queste fasi, stabilite dal programma di affidabilità (REP) dell'oggetto o dai documenti che lo sostituiscono.

Il PON deve stabilire gli obiettivi del calcolo in ogni fase delle tipologie di lavoro, i documenti normativi e le modalità utilizzate nel calcolo, i tempi del calcolo e gli esecutori, la procedura di registrazione, presentazione e controllo dei risultati del calcolo.

4.2 Obiettivi dei calcoli di affidabilità

Il calcolo dell'affidabilità di un oggetto in una determinata fase di tipologie di lavoro corrispondente ad una determinata fase del suo ciclo di vita può avere come obiettivi:

giustificazione dei requisiti di affidabilità quantitativa per l'oggetto o i suoi componenti;

verificare la fattibilità dei requisiti stabiliti e/o valutare la probabilità di raggiungere il livello di affidabilità richiesto dell'impianto nei tempi stabiliti e con le risorse stanziate, giustificando i necessari adeguamenti ai requisiti stabiliti;

analisi comparativa dell'affidabilità delle opzioni per la progettazione del circuito di un oggetto e giustificazione per la scelta di un'opzione razionale;

determinazione del livello di affidabilità raggiunto (previsto) dell'oggetto e/o dei suoi componenti, compresa la determinazione calcolata degli indicatori di affidabilità o dei parametri di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto come dati di input per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel complesso;

giustificazione e verifica dell'efficacia delle misure proposte (implementate) per migliorare la progettazione, la tecnologia di produzione, il sistema di manutenzione e riparazione della struttura, volte ad aumentarne l'affidabilità;

risolvere vari problemi di ottimizzazione in cui gli indicatori di affidabilità fungono da funzioni target, parametri controllati o condizioni al contorno, tra cui l'ottimizzazione della struttura di un oggetto, la distribuzione dei requisiti di affidabilità tra indicatori di singoli componenti di affidabilità (ad esempio, affidabilità e manutenibilità), calcolo dei kit di pezzi di ricambio, ottimizzazione dei sistemi di manutenzione e riparazione, giustificazione dei periodi di garanzia e vita utile assegnata (risorsa) dell'oggetto, ecc.;

verificare la conformità del livello di affidabilità atteso (raggiunto) di un oggetto con i requisiti stabiliti (controllo dell'affidabilità), se la conferma sperimentale diretta del loro livello di affidabilità è tecnicamente impossibile o economicamente impraticabile.

4.3 Schema generale di calcolo

4.3.1 Il calcolo dell'affidabilità degli oggetti nel caso generale è una procedura per il perfezionamento sequenziale passo dopo passo delle stime, degli indicatori di affidabilità man mano che vengono sviluppate la tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, algoritmi per il suo funzionamento, regole operative, manutenzione e sistemi di riparazione, criteri di guasto e stati limite, accumulo di informazioni più complete e affidabili su tutti i fattori che determinano l'affidabilità e l'uso di metodi e modelli di calcolo più adeguati e accurati.

4.3.2 Il calcolo dell'affidabilità in qualsiasi fase delle tipologie di lavoro previste dal piano operativo comprende:

identificazione dell'oggetto da calcolare;

determinazione degli scopi e degli obiettivi del calcolo in questa fase, della nomenclatura e dei valori richiesti degli indicatori di affidabilità calcolati;

selezione del metodo o dei metodi di calcolo adeguati alle caratteristiche dell'oggetto, agli scopi del calcolo, alla disponibilità delle informazioni necessarie sull'oggetto e ai dati iniziali per il calcolo;

elaborazione di modelli di calcolo per ciascun indicatore di affidabilità;

ottenimento ed elaborazione preliminare dei dati iniziali per i calcoli, calcolo dei valori degli indicatori di affidabilità dell'oggetto e, se necessario, confronto con quelli richiesti;

registrazione, presentazione e protezione dei risultati dei calcoli.

4.4 Identificazione dell'oggetto

4.4.1 L'identificazione di un oggetto per calcolarne l'affidabilità include l'ottenimento e l'analisi delle seguenti informazioni sull'oggetto, le sue condizioni operative e altri fattori che ne determinano l'affidabilità:

scopo, ambito e funzioni dell'oggetto;

criteri per la qualità del funzionamento, guasti e stati limite, possibili conseguenze di guasti (l'oggetto raggiunge lo stato limite) dell'oggetto;

la struttura dell'oggetto, composizione, interazione e livelli di carico dei suoi elementi costitutivi, la possibilità di ristrutturare la struttura e/o algoritmi per il funzionamento dell'oggetto in caso di guasti dei suoi singoli elementi;

disponibilità, tipologie e modalità di prenotazione utilizzate nella struttura;

un modello standard per il funzionamento di un oggetto, che stabilisce un elenco delle possibili modalità operative e delle funzioni eseguite durante queste, le regole e la frequenza delle modalità alternate, la durata della permanenza dell'oggetto in ciascuna modalità e le corrispondenti ore di funzionamento, la nomenclatura e parametri di carichi e influenze esterne sull'oggetto in ciascuna modalità;

il sistema pianificato di manutenzione e riparazione di un oggetto, caratterizzato da tipologie, frequenza, livelli organizzativi, modalità di attuazione, attrezzature tecniche e supporto logistico per i lavori di manutenzione e riparazione;

distribuzione delle funzioni tra operatori e mezzi di diagnostica automatica (monitoraggio) e gestione dell'oggetto, tipi e caratteristiche delle interfacce uomo-macchina che determinano i parametri di operabilità e affidabilità degli operatori;

livello di qualificazione del personale;

qualità del software utilizzato nella struttura;

tecnologia pianificata e organizzazione produttiva per la fabbricazione dell'oggetto.

4.4.2 La completezza dell'identificazione di un oggetto nella fase considerata del calcolo della sua affidabilità determina la scelta del metodo di calcolo appropriato che fornisce una precisione accettabile in questa fase in assenza o impossibilità di ottenere parte delle informazioni previste in 4.4.1 .

4.4.3 Le fonti di informazioni per l'identificazione di un oggetto sono la documentazione di progettazione, tecnologica, operativa e di riparazione dell'oggetto nel suo insieme, i suoi componenti e componenti nella composizione e i kit corrispondenti a questa fase del calcolo dell'affidabilità.

4.5 Metodi di calcolo

4.5.1 I metodi di calcolo dell’affidabilità si dividono in:

dalla composizione degli indicatori di affidabilità calcolati (RI); secondo i principi base del calcolo.

4.5.2 In base alla composizione degli indicatori calcolati si distinguono le modalità di calcolo:

affidabilità,

manutenibilità,

durabilità,

preservazione,

indicatori di affidabilità complessi (metodi di calcolo dei fattori di disponibilità, utilizzo tecnico, mantenimento dell'efficienza, ecc.).

4.5.3 Secondo i principi di base per il calcolo delle proprietà che costituiscono l'affidabilità, o indicatori complessi dell'affidabilità degli oggetti, si distinguono:

metodi di previsione, metodi di calcolo strutturale, metodi di calcolo fisico.

I metodi di previsione si basano sull'uso di una valutazione del livello atteso di affidabilità di un oggetto, dati sui valori raggiunti e tendenze identificate nei cambiamenti nel PN di oggetti simili o vicini a quello considerato in termini di scopo, principi di funzionamento, progettazione del circuito e tecnologia di produzione, base degli elementi e materiali utilizzati, condizioni e modalità operative, principi e metodi di gestione dell'affidabilità (di seguito denominati oggetti analoghi).

I metodi di calcolo strutturale si basano sulla rappresentazione di un oggetto sotto forma di un diagramma logico (strutturale-funzionale) che descrive la dipendenza degli stati e delle transizioni dell'oggetto dagli stati e dalle transizioni dei suoi Elementi, tenendo conto della loro interazione e le funzioni che svolgono nell'oggetto, con successiva descrizione del modello strutturale costruito con un adeguato modello matematico e calcolo PN di un oggetto secondo le note caratteristiche di affidabilità dei suoi elementi.

I metodi di calcolo fisico si basano sull'uso di modelli matematici che descrivono processi fisici, chimici e di altro tipo che portano a guasti degli oggetti (fino al raggiungimento di uno stato limite) e sul calcolo del fattore di carico in base ai parametri noti dell'oggetto caricato, il caratteristiche delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto, tenendo conto delle caratteristiche dei suoi progetti e delle tecnologie di produzione.

4.5.4 Il metodo per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico viene selezionato in base a:

scopi di calcolo e requisiti per l'accuratezza della determinazione del PN di un oggetto; disponibilità e/o possibilità di ottenere le prime informazioni necessarie per applicare un determinato metodo di calcolo;

il livello di sofisticazione della tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, il suo sistema di manutenzione e riparazione, che consente l'utilizzo di adeguati modelli di calcolo dell'affidabilità.

4.5.5 Quando si calcola l'affidabilità di oggetti specifici, è possibile utilizzare contemporaneamente vari metodi, ad esempio metodi per prevedere l'affidabilità di elementi elettronici ed elettrici con successivo utilizzo dei risultati ottenuti come dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel suo insieme o nei suoi componenti utilizzando vari metodi strutturali.

4.6 Dati iniziali

4.6.1 I dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere: dati a priori sull'affidabilità di oggetti analogici, dati compositi

parti e componenti dell'oggetto in questione in base all'esperienza del loro utilizzo in condizioni simili o similari;

valutazioni degli indicatori di affidabilità (parametri delle leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità) delle parti componenti dell'oggetto e dei parametri dei materiali utilizzati nell'oggetto, ottenuti sperimentalmente o mediante calcolo direttamente durante lo sviluppo (produzione, funzionamento) dell'oggetto in questione e le sue componenti;

stime calcolate e/o sperimentali dei parametri di carico dei componenti e degli elementi strutturali utilizzati nell'oggetto.

4.6.2 Le fonti dei dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

norme e specifiche tecniche per i componenti dell'impianto, i componenti in esso utilizzati per uso intersettoriale, sostanze e materiali;

libri di consultazione sull'affidabilità degli elementi, proprietà di sostanze e materiali, standard per la durata (intensità di manodopera, costo) delle tipiche operazioni di manutenzione e riparazione e altro materiale informativo;

dati statistici (banche dati) sull'affidabilità degli oggetti analoghi, sui loro elementi costitutivi, sulle proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati in essi, sui parametri delle operazioni di manutenzione e riparazione, raccolti durante il processo di sviluppo, produzione, test e funzionamento;

risultati di calcoli di resistenza, elettrici, termici e di altro tipo dell'oggetto e dei suoi componenti, compresi i calcoli degli indicatori di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto.

4.6.3 Se esistono più fonti di dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto, nella metodologia di calcolo devono essere stabilite le priorità nel loro utilizzo o i metodi per combinare i dati provenienti da fonti diverse. Nel calcolo dell'affidabilità incluso nella documentazione di lavoro dell'impianto, dovrebbe essere preferibile utilizzare i dati iniziali delle norme e delle specifiche tecniche per componenti, elementi e materiali.

4.7.1 L'adeguatezza del metodo di calcolo selezionato e dei modelli di calcolo costruiti per gli scopi e i compiti del calcolo dell'affidabilità di un oggetto è caratterizzata da:

utilizzo completo nel calcolo di tutte le informazioni disponibili sull'oggetto, le sue condizioni operative, il sistema di manutenzione e riparazione, le caratteristiche di affidabilità dei suoi componenti, le proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto;

la validità delle ipotesi e delle ipotesi adottate nella costruzione dei modelli, il loro impatto sull'accuratezza e sull'affidabilità delle stime della PN;

il grado di corrispondenza del livello di complessità e accuratezza dei modelli di calcolo dell'affidabilità dell'oggetto con l'accuratezza disponibile dei dati iniziali per il calcolo.

4.7.2 Il grado di adeguatezza dei modelli e dei metodi di calcolo dell’affidabilità è valutato mediante:

confronto dei risultati dei calcoli e valutazione sperimentale del PT di oggetti analoghi, per i quali sono stati utilizzati modelli e metodi di calcolo simili;

studi sulla sensibilità dei modelli a possibili violazioni delle ipotesi e delle ipotesi adottate durante la loro costruzione, nonché ad errori nei dati iniziali per il calcolo;

esame e sperimentazione dei modelli e dei metodi applicati, effettuati secondo la procedura stabilita.

4.8 Requisiti per i metodi di calcolo

4.8. J Per calcolare l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di calcolo standard sviluppati per un gruppo (tipo, tipo) di oggetti omogenei nello scopo e principi per garantire l'affidabilità, elaborati sotto forma di documenti normativi pertinenti (standard statali e di settore, standard aziendali, ecc.);

metodi di calcolo sviluppati per oggetti specifici le cui caratteristiche di progettazione e/o condizioni d'uso non lo sono

consentire l'uso di metodi standard per il calcolo dell'affidabilità. Questi metodi, di norma, sono inclusi direttamente nei documenti di rendicontazione per i calcoli di affidabilità o sono redatti sotto forma di documenti separati inclusi nella serie di documentazione per la corrispondente fase di sviluppo della struttura.

4.8.2 Una metodologia standard per il calcolo dell'affidabilità deve contenere: caratteristiche degli oggetti a cui si applica la metodologia,

in conformità alle regole per la loro identificazione stabilite dalla presente norma;

un elenco dei PN calcolati dell'oggetto nel suo complesso e dei suoi componenti, metodi utilizzati per calcolare ciascun indicatore;

modelli standard per il calcolo della PN e regole per il loro adattamento per il calcolo dell'affidabilità di oggetti specifici, algoritmi di calcolo corrispondenti a tali modelli e, se disponibile, software;

metodi e tecniche corrispondenti per valutare i parametri di carico delle parti componenti degli oggetti presi in considerazione nei calcoli di affidabilità;

requisiti per i dati di origine per il calcolo dell'affidabilità (fonti, composizione, accuratezza, affidabilità, forma di presentazione) o i dati di origine stessi, metodi per combinare dati di origine eterogenei per il calcolo dell'affidabilità, ottenuti da fonti diverse;

regole decisive per confrontare i valori PN calcolati con quelli richiesti, se i risultati del calcolo vengono utilizzati per monitorare l'affidabilità degli oggetti;

metodi di valutazione degli errori nel calcolo del PT, introdotti dalle ipotesi e dalle ipotesi adottate per i modelli e metodi di calcolo utilizzati;

metodi per valutare la sensibilità dei risultati dei calcoli alle violazioni delle ipotesi accettate e/o agli errori nei dati di origine;

requisiti per la forma di presentazione dei risultati del calcolo della PN e regole per proteggere i risultati del calcolo nei corrispondenti punti di controllo della PN e durante gli esami della progettazione dell'impianto.

4.8.3 La metodologia per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto specifico deve contenere;

informazioni sull'oggetto, garantendo la sua identificazione per i calcoli di affidabilità in conformità con i requisiti della presente norma;

l'intervallo dei PN calcolati e i relativi valori richiesti; modelli per il calcolo di ciascun PT, ipotesi e ipotesi adottate durante la loro costruzione, corrispondenti algoritmi per il calcolo di PT e software utilizzato, stime degli errori e sensibilità dei modelli selezionati (costruiti);

dati iniziali per il calcolo e fonti della loro ricezione;

metodi per valutare i parametri di carico di un oggetto e dei suoi componenti o valutare direttamente questi parametri con riferimenti ai risultati corrispondenti e metodi di calcolo della resistenza, termico, elettrico e di altro tipo dell'oggetto.

4.9 Presentazione dei risultati del calcolo

4.9.1 I risultati del calcolo dell'affidabilità di un oggetto sono redatti sotto forma di una sezione di una nota esplicativa al progetto corrispondente (bozza, tecnica) o di un documento indipendente (RR secondo GOST 2.102, rapporto, ecc.) contenente:

valori calcolati di tutte le PN e conclusioni sulla loro conformità ai requisiti di affidabilità stabiliti per la struttura;

individuato carenze nella progettazione della struttura e raccomandazioni per la loro eliminazione con valutazioni dell'efficacia delle misure proposte in termini di impatto sul livello di affidabilità;

elenco di componenti ed elementi che limitano l'affidabilità di un oggetto o per i quali non esistono dati necessari per il calcolo della PN, proposte per includere nella PN misure aggiuntive per migliorarne (approfondimento) l'affidabilità o per sostituirle con altre quelli affidabili (testati e comprovati);

conclusione sulla possibilità di passare alla fase successiva di sviluppo dell'oggetto una volta raggiunto il livello calcolato di affidabilità.

4.9.3 Stime calcolate di PN, conclusioni sulla loro conformità ai requisiti stabiliti e possibilità di passare alla fase successiva dei tipi di lavoro sullo sviluppo (messa in produzione) di un oggetto, raccomandazioni per modifiche al fine di aumentarne l'affidabilità sono incluso nel rapporto del test di accettazione se si decide di controllare l'oggetto dell'affidabilità tramite il metodo di calcolo.

APPENDICE A

(Informativo)

SECONDO LA LORO DOMANDA

1 Metodi di previsione dell'affidabilità

1.1 Vengono utilizzati metodi di previsione:

giustificare il livello richiesto di affidabilità degli oggetti durante lo sviluppo delle specifiche tecniche e/o valutare la probabilità di raggiungere la PN specificata durante lo sviluppo di proposte tecniche e l'analisi dei requisiti delle specifiche tecniche (contratto). Un esempio di metodi appropriati per prevedere la manutenibilità degli oggetti è contenuto in MP 252-

per una valutazione approssimativa del livello atteso di affidabilità degli oggetti nelle prime fasi della loro progettazione, quando non sono disponibili le informazioni necessarie per applicare altri metodi di calcolo dell'affidabilità. Un esempio di metodologia per prevedere l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche in base al suo scopo e al numero di elementi (gruppi di elementi attivi) utilizzati in essa è contenuto nello standard militare americano MIL-STD-756A;

calcolare i tassi di guasto degli elementi elettronici ed elettrici nuovi e prodotti in serie di vario tipo, tenendo conto del livello di carico, della qualità di produzione e delle aree di applicazione delle apparecchiature in cui vengono utilizzati gli elementi. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK - 217 e nei libri di riferimento nazionali sull'affidabilità dell'IET per scopi industriali generali e speciali,

calcolare i parametri delle attività tipiche e delle operazioni di manutenzione e riparazione di oggetti, tenendo conto delle caratteristiche strutturali dell'oggetto, che ne determinano la manutenibilità. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nell'MP 252-87 e nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-472.

1.2 Per prevedere l'affidabilità degli oggetti, vengono utilizzati: metodi di previsione euristica (valutazione di esperti); metodi di previsione mediante modelli statistici; metodi combinati.

I metodi di previsione euristica si basano sull'elaborazione statistica di stime indipendenti dei valori del PT atteso dell'oggetto sviluppato (previsioni individuali), fornite da un gruppo di specialisti qualificati (esperti) sulla base delle informazioni fornite loro sull'oggetto, le sue condizioni operative, la tecnologia di produzione pianificata e altri dati disponibili al momento della valutazione. Un sondaggio di esperti e l'elaborazione statistica delle singole previsioni PI vengono effettuati utilizzando metodi generalmente accettati per la valutazione da parte di esperti di eventuali indicatori di qualità (ad esempio, il metodo Delphi ).

I metodi di previsione che utilizzano modelli statistici si basano sull'estrapolazione o sull'interpolazione di dipendenze che descrivono le tendenze identificate nei cambiamenti nella PN degli oggetti fiscali, tenendo conto del loro design e delle caratteristiche tecnologiche e di altri fattori, di cui sono note o conosciute le informazioni per l'oggetto in fase di sviluppo possono essere ottenuti al momento della valutazione. I modelli per la previsione sono costruiti sulla base dei dati su PN e dei parametri di oggetti analoghi utilizzati

metodi statistici noti (regressione multivariata o analisi fattoriale, metodi di classificazione statistica e riconoscimento di modelli)

I metodi combinati si basano sull'uso congiunto di metodi di previsione che utilizzano modelli statistici e metodi euristici per prevedere l'affidabilità degli oggetti con successivo confronto dei risultati. In questo caso, i metodi euristici vengono utilizzati per valutare la possibilità di estrapolare i modelli statistici utilizzati e chiarire le previsione per loro PN. L'uso di metodi combinati è consigliabile nei casi in cui vi è motivo di aspettarsi cambiamenti qualitativi nel livello di affidabilità degli oggetti che non sono riflessi dai corrispondenti modelli statistici, o quando il numero di oggetti analoghi è insufficiente per essere applicato solo metodi statistici.

2 Metodi strutturali per il calcolo dell'affidabilità

2.1 I metodi strutturali sono i metodi principali per il calcolo degli indicatori di affidabilità, manutenibilità e PN complessa nel processo di progettazione di oggetti che possono essere disaggregati in elementi, le cui caratteristiche di affidabilità sono note al momento dei calcoli o possono essere determinate con altri metodi (previsione , fisici, dai dati statistici raccolti nel processo relativo al loro utilizzo in condizioni simili). Questi metodi vengono utilizzati anche per calcolare la durabilità e la conservabilità degli oggetti, i cui criteri di stato limite sono espressi attraverso i parametri della durabilità (stabilità) dei loro elementi

2.2 Il calcolo del PN con metodi strutturali nel caso generale include: la rappresentazione di un oggetto sotto forma di diagramma strutturale che descrive le relazioni logiche tra gli stati degli elementi e l'oggetto nel suo complesso, tenendo conto delle connessioni strutturali e funzionali e dell'interazione di elementi, la strategia di manutenzione adottata, tipologie e modalità di prenotazione e altri fattori,

descrizione del diagramma di affidabilità strutturale costruito (SSN) di un oggetto con un modello matematico adeguato che consente, nell'ambito delle ipotesi e ipotesi introdotte, di calcolare il PN dell'oggetto sulla base dei dati sull'affidabilità dei suoi elementi nelle condizioni considerate condizioni del loro utilizzo

2.3 Come diagrammi a blocchi di affidabilità possono essere utilizzati i seguenti diagrammi a blocchi di affidabilità che rappresentano l'oggetto come un insieme

un certo numero di elementi collegati (in termini di affidabilità) (spistar: IEC 1078) oggetto rollback tree, che rappresenta una visualizzazione grafica delle relazioni di causa-effetto che causano determinati tipi di guasti (standard IEC 1023);

grafici (diagrammi) di stati e transizioni che descrivono i possibili stati di un oggetto e le sue transizioni da uno stato all'altro sotto forma di un insieme di stati e transizioni dei suoi elementi.

2.4 I modelli matematici utilizzati per descrivere il corrispondente e S I. sono determinati dai tipi e dalla complessità delle strutture specificate, dalle ipotesi accettate riguardanti i tipi di leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità degli elementi, dall'accuratezza e dall'affidabilità dei dati iniziali per il calcolo e altri fattori.

Di seguito consideriamo i metodi matematici più comunemente utilizzati per il calcolo dell'ID, il che non esclude la possibilità di sviluppare e utilizzare altri metodi adeguati alla struttura e ad altre caratteristiche dell'oggetto

2 3 Metodi per calcolare il tasso di guasto degli oggetti di tipo I (secondo la classificazione degli oggetti secondo GOST I 003)

Di norma, per descrivere l'affidabilità di tali oggetti, vengono utilizzati diagrammi a blocchi fail-safe, le cui regole, compilazione e descrizione matematica sono stabilite dalla norma IEC 1078. In particolare, stabilite dallo standard specificato.

metodi per il calcolo diretto della probabilità di funzionamento senza guasti di un oggetto (FBO) in base ai corrispondenti parametri di funzionamento senza guasti degli elementi per le più semplici strutture in serie parallele;

metodi per il calcolo degli FBG per strutture più complesse appartenenti alla classe delle monotone, compreso il metodo dell'enumerazione diretta degli stati, il metodo dei percorsi e delle sezioni minimi, il metodo dell'espansione rispetto a qualsiasi elemento.

Per calcolare indicatori come il tempo medio fino al guasto di un oggetto, i metodi specificati utilizzano il metodo di integrazione diretta o numerica della distribuzione del tempo fino al guasto di un oggetto, che rappresenta una composizione delle corrispondenti distribuzioni del tempo fino al guasto del suo elementi. Se le informazioni sulla distribuzione del tempo fino al cedimento degli elementi sono incomplete o inaffidabili, vengono utilizzate varie stime limite della capacità di carico dell'oggetto, note dalla teoria dell'affidabilità |1-4]

Nel caso particolare di un sistema non recuperabile con vari metodi di ridondanza e con una distribuzione esponenziale del tempo fino al guasto degli elementi, la sua mappatura strutturale viene utilizzata sotto forma di grafo di transizione e la sua descrizione matematica utilizzando il processo di Markov.

Quando utilizzate per descrivere strutturalmente l'affidabilità degli alberi dei guasti secondo IEC 1025, le probabilità dei guasti corrispondenti vengono calcolate utilizzando una rappresentazione booleana dell'albero dei guasti e il metodo dei tagli minimi.

26 Metodi per il calcolo dell'affidabilità e della PN complessa degli oggetti restaurati di tipo 1

Un metodo di calcolo universale per oggetti di qualsiasi struttura e per qualsiasi combinazione di distribuzioni dei tempi di funzionamento tra guasti e tempi di ripristino degli elementi, per qualsiasi strategia e metodo di ripristino e prevenzione è il metodo di modellazione statistica, nel caso generale incluso (3| :

sintesi di un modello formale (algoritmo) per la formazione di una sequenza di eventi casuali che si verificano durante il funzionamento di un oggetto (guasti, ripristini, passaggio in riserva, inizio e fine manutenzione);

sviluppo di software per l'implementazione informatica dell'algoritmo compilato e il calcolo del PN dell'oggetto;

condurre un esperimento di simulazione su un computer attraverso l'implementazione ripetuta di un modello formale che garantisca la precisione e l'affidabilità richieste

calcolo del PN.

Il metodo di modellazione statistica per il calcolo dell'affidabilità viene utilizzato in assenza di modelli analitici adeguati tra quelli discussi di seguito.

Per gli elementi riservati sequenziali alla struttura mediante restauro e metodi arbitrari di riserva degli elementi, i modelli di Markov vengono utilizzati per descrivere i corrispondenti grafici (diaframmi) degli stati.

In alcuni casi, per oggetti con distribuzioni non esponenziali del tempo operativo e del tempo di recupero, il problema non markoviano del calcolo del carico operativo può essere ridotto a markoviano introducendo in un certo modo stati fittizi dell'oggetto nelle sue transizioni di fase

Un altro metodo efficace per calcolare il PT degli oggetti con riserva si basa sulla rappresentazione del loro tempo di funzionamento tra guasti sotto forma di somma di un numero casuale di termini casuali e sul calcolo diretto del PT degli oggetti senza utilizzare metodi della teoria dei processi casuali.

2.7 Metodi per calcolare gli indicatori di manutenibilità I metodi per calcolare gli indicatori di manutenibilità si basano generalmente sulla rappresentazione del processo di manutenzione o riparazione di un certo tipo come un insieme di attività individuali (operazioni), le cui probabilità e obiettivi sono determinati dagli indicatori di affidabilità (durabilità) degli oggetti e della strategia di manutenzione adottata e

riparazione, e la durata (intensità di manodopera, costo) dell'esecuzione di ciascuna attività dipende dall'adattabilità strutturale dell'oggetto alla manutenzione (riparazione) di questo tipo. In particolare, quando si calcolano gli indicatori di manutenibilità degli oggetti durante le attuali riparazioni non programmate, la distribuzione di il tempo (intensità di manodopera, costo) per il suo restauro rappresenta una composizione delle distribuzioni dei costi per i singoli interventi di restauro, tenendo conto della probabilità attesa di completamento di ciascun intervento per un certo periodo di funzionamento della struttura. Le probabilità indicate possono essere calcolate, per ad esempio, utilizzando gli alberi dei guasti, e i parametri di distribuzione dei costi per l'esecuzione delle singole attività vengono calcolati utilizzando uno dei metodi stabiliti, ad esempio MP 252 - 87 ( coefficienti normativi, modelli di regressione, ecc.)

Lo schema generale di calcolo prevede:

compilare (ad esempio, mediante metodi AVPKO secondo GOST 27 310) un elenco di possibili guasti agli oggetti e valutarne le probabilità (intensità),

selezione dall'elenco compilato utilizzando il metodo del campionamento casuale stratificato di un certo numero abbastanza rappresentativo di compiti e calcolo dei parametri delle loro distribuzioni di durata (intensità di lavoro, costo). La distribuzione normale o alfa troncata viene solitamente utilizzata come tale distribuzione;

costruire una distribuzione empirica dei costi per le riparazioni in corso di un oggetto aggiungendo, tenendo conto delle probabilità di guasti, le distribuzioni dei costi per le singole attività e livellandole utilizzando la corrispondente distribuzione teorica (log-normale o distribuzione gamma),

calcolo degli indicatori di manutenibilità degli oggetti in base ai parametri della legge di distribuzione selezionata.

2.I Metodi per il calcolo degli indicatori di affidabilità degli oggetti di tipo 1 I (secondo la classificazione GOST 27.003)

Per oggetti di questo tipo viene utilizzato un PN del tipo “coefficiente di conservazione dell'efficienza” (/Сф), nel cui calcolo vengono preservati i principi generali di calcolo dell'affidabilità degli oggetti di tipo I, ma ogni stato di un oggetto, determinato dall'insieme degli stati dei suoi elementi o da ogni possibile traiettoria nello spazio degli stati degli elementi, deve essere assegnato un certo valore della frazione di efficienza nominale mantenuta da 0 a 1 (per oggetti del tipo 1:m|>funzionalità in ogni stato può assumere solo due valori possibili: 0 e l e I).

Esistono due metodi principali per calcolare K*f:

il metodo di media sugli stati (un analogo del metodo di enumerazione diretta degli stati), utilizzato per oggetti a breve termine che eseguono compiti la cui durata è tale che la probabilità di un cambiamento nello stato dell'oggetto durante il compito può essere trascurata e solo la sua lo stato iniziale può essere preso in considerazione;

metodo di media lungo traiettorie, utilizzato per oggetti a lungo termine, la cui durata dei compiti è tale che la probabilità di cambiare gli stati dell'oggetto durante la loro esecuzione non può essere trascurata a causa di guasti e ripristini di elementi. In questo caso, il processo di funzionamento dell'oggetto è descritto dall'implementazione di una delle possibili traiettorie nello spazio degli stati

Esistono anche alcuni casi speciali di schemi di calcolo per determinare le funzioni di efficienza utilizzate per sistemi con determinati tipi di funzioni di efficienza, ad esempio sistemi con un indicatore di efficienza additivo, ciascun elemento del quale fornisce un certo contributo indipendente all'effetto di output derivante dall'uso del sistema, sistemi con indicatore di efficienza moltiplicativo ottenuto come prodotto dei corrispondenti indicatori di efficienza dei sottosistemi; sistemi con funzioni ridondanti;

sistemi che eseguono un compito in diversi modi possibili utilizzando varie combinazioni di elementi coinvolti nell'esecuzione del compito in ciascuno di essi,

sistemi di ramificazione simmetrici,

sistemi con aree di copertura sovrapposte, ecc.

In tutti gli schemi sopra elencati il ​​sistema K>f è rappresentato dalla funzione K*f dei suoi sottosistemi o elementi PN.

Il punto fondamentale nei calcoli di A "zf è la valutazione dell'efficienza del sistema in vari stati o quando si implementano varie traiettorie nello spazio degli stati, effettuata analiticamente, o con il metodo di modellizzazione, o sperimentalmente direttamente sull'oggetto stesso o i suoi modelli a grandezza naturale (modelli).

3 Metodi fisici per il calcolo dell'affidabilità

3 1 I metodi fisici vengono utilizzati per calcolare l'affidabilità, la durabilità e la conservazione degli oggetti per i quali sono noti i meccanismi del loro degrado sotto l'influenza di vari fattori esterni ed interni, che portano a guasti (stati limite) durante il funzionamento (stoccaggio).

3 2 I metodi si basano sulla descrizione dei corrispondenti processi di degrado utilizzando adeguati modelli matematici che consentono di calcolare il PT tenendo conto della progettazione, della tecnologia di produzione, delle modalità e delle condizioni operative dell'oggetto sulla base di proprietà fisiche e di altro tipo determinate sperimentalmente o di riferimento delle sostanze e materiali utilizzati nell'oggetto.

Nel caso generale, questi modelli, con un processo di degrado principale, possono essere rappresentati da un modello di emissioni di un processo casuale oltre i confini della regione consentita della sua esistenza, e i confini di questa regione possono anche essere casuali e correlati con il processo specificato (modello non in eccesso).

In presenza di diversi processi di degrado indipendenti, ciascuno dei quali genera la propria distribuzione delle risorse (tempo al guasto), la distribuzione delle risorse risultante (tempo al guasto dell'oggetto) viene trovata utilizzando il modello dell'"anello più debole" (distribuzione del minimo di fattori casuali indipendenti variabili).

3.3 I componenti dei modelli di non eccedenza possono avere natura fisica diversa e, di conseguenza, essere descritti da diversi tipi di distribuzioni di variabili casuali (processi casuali), e possono anche essere presenti nei modelli di accumulo del danno. Ciò spiega l’ampia varietà di modelli di non superamento utilizzati nella pratica e solo in casi relativamente rari questi modelli consentono una soluzione analitica diretta. Pertanto, il metodo principale per calcolare l’affidabilità utilizzando modelli di non superamento è la modellazione statistica.

APPENDICE B

(Informativo)

ELENCO DEI LIBRI DI RIFERIMENTO, REGOLAMENTI E DOCUMENTI METODOLOGICI SUI CALCOLI DI AFFIDABILITÀ

1 B.A., Kozlov, I.A. Manuale di Ushakov sul calcolo dell'affidabilità dell'elettronica radio e delle apparecchiature di automazione M .: Radio sovietica, 1975, 472 pp.

2 Affidabilità dei sistemi tecnici. Elenco per genere. I.A. Ushakova M.: Radio e comunicazione, 1985. 608 p.

3 Affidabilità ed efficienza nella tecnologia. Elenco in 10 tonnellate

T. 2, a cura di B. V. Gnedenko. M.: Ingegneria Meccanica, 1987 280 p.;

T.5, ed. V I Patrushev e A I Rembeza. M.: Ingegneria Meccanica, 1988 224 p.

4 B F. Khazov, B A Didusev. Manuale per il calcolo dell'affidabilità della macchina in fase di progettazione. M: Ingegneria Meccanica, 1986. 224 p.

5 Norma IEC 300-3-1 (1991) Gestione dell'affidabilità Parte 3. Linee guida Sezione 1. Panoramica dei metodi di analisi dell'affidabilità.

6 Norma IEC 706-2 (1991) Linee guida per garantire la manutenibilità delle apparecchiature. Parte 2, sezione 5. Analisi di manutenibilità in fase di progettazione

7 Standard IEC 863 (1986) Presentazione dei risultati di previsione per affidabilità, manutenibilità e disponibilità.

8 Standard IEC 1025(1990) Analisi dell'albero dei guasti

9 Norma IEC 1078(1991) Metodi per l'analisi dell'affidabilità. Metodo per il calcolo dell'affidabilità mediante diagrammi a blocchi.

10 Linee guida RD 50-476-84. Affidabilità nella tecnologia Valutazione a intervalli dell'affidabilità di un oggetto tecnico sulla base dei risultati dei test dei suoi componenti. Disposizioni generali.

1 I RD 50-518-84 Linee guida Affidabilità nella tecnologia Requisiti generali per il contenuto e le forme di presentazione dei dati di riferimento sull'affidabilità dei componenti per applicazioni intersettoriali.

12 MR 159-85 Affidabilità nella tecnologia. Selezione dei tipi di distribuzioni di variabili casuali. Linee guida

13 MR 252-87 Affidabilità nella tecnologia. Calcolo degli indicatori di manutenibilità durante lo sviluppo del prodotto. Linee guida.

14 R 50-54-82-88 Affidabilità nella tecnologia. Selezione delle modalità e dei metodi di prenotazione.

15 GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali.

16 Standard militare statunitense MIL-STD-756A. Modellazione e previsione del funzionamento senza guasti.

17 Guida alla standardizzazione militare statunitense MIL-HDBK-217E Previsione del funzionamento senza guasti degli elementi dell'apparecchiatura elettronica.

18 Riferimento agli standard militari statunitensi MIL-HDBK-472. Previsione di manutenibilità

UDC 62-192.001.24:006.354 OKS 21.020 T51 OKSTU 0027

Parole chiave: affidabilità, calcolo dell'affidabilità, previsione dell'affidabilità, procedura di calcolo, requisiti dei metodi, presentazione dei risultati

Redattore R. S. Fedorova Redattore tecnico V. N. Prusakova Correttore di bozze M. S. Kabashova Layout del computer A. N. Zolotareva

Ed. persone N. 021007 del 08/10/95. Consegnato il 14/10/96. Firmato per la pubblicazione il 10 dicembre 1996. Cottura cond.l. 1.16. Ed. accademica 1.10 Tiratura 535 copie. Dal 4001. Zak. 558.

I P K I Casa editrice degli standard 107076, Mosca, Kolodezny per., 14.

Digitato presso la Casa Editrice su un PC

Filiale della casa editrice degli standard IPK - tipo. “Stampante di Mosca”

GOST 27.301-95

Gruppo T51

STANDARD INTERSTATALE

AFFIDABILITÀ NELLA TECNOLOGIA

CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ

Disposizioni fondamentali

Affidabilità nella tecnologia.
Previsione dell'affidabilità. Principi di base

ISS 21.020
OKSTU0027

Data di introduzione 1997-01-01

Prefazione

1 MTK 119 SVILUPPATO "Affidabilità nella tecnologia"

INTRODOTTO da Gosstandart della Russia

2 ADOTTATO dal Consiglio interstatale per la standardizzazione, la metrologia e la certificazione (Protocollo n. 7 del 26 aprile 1995)

Hanno votato a favore dell'adozione:

Nome dello stato	Nome dell'organismo nazionale di normalizzazione
Repubblica di Bielorussia	Stendardo statale della Repubblica di Bielorussia
La Repubblica del Kazakistan	Gosstandart della Repubblica del Kazakistan
La Repubblica Moldova	Moldaviastandard
Federazione Russa	Gosstandart della Russia
La Repubblica dell'Uzbekistan	Uzgosstandard
Ucraina	Standard statale dell'Ucraina

3 Lo standard è stato sviluppato tenendo conto delle disposizioni e dei requisiti degli standard internazionali IEC 300-3-1 (1991), IEC 863 (1986) e IEC 706-2 (1990)

4 Con decreto del Comitato della Federazione Russa per la standardizzazione, metrologia e certificazione del 26 giugno 1996 N 430, la norma interstatale GOST 27.301-95 è entrata in vigore direttamente come norma statale della Federazione Russa il 1° gennaio 1997.

5 IN SOSTITUZIONE GOST 27.410-87(nella parte 2)

6 RIEDIZIONE

1 zona di utilizzo

1 zona di utilizzo

Questo standard stabilisce le regole generali per il calcolo dell'affidabilità degli oggetti tecnici, i requisiti per i metodi e la procedura per presentare i risultati dei calcoli di affidabilità.

2 Riferimenti normativi

Questo standard utilizza riferimenti ai seguenti standard:

GOST 2.102-68 Sistema unificato di documentazione di progettazione. Tipologie e completezza degli elaborati progettuali

GOST 27.002-89 Affidabilità nella tecnologia. Concetti basilari. Termini e definizioni

GOST 27.003-90 Affidabilità nella tecnologia. Composizione e regole generali per specificare i requisiti di affidabilità

3 Definizioni

Questa norma applica termini generali nel campo dell'affidabilità, le cui definizioni sono stabilite GOST27.002. Inoltre, lo standard utilizza i seguenti termini relativi ai calcoli di affidabilità.

3.1. calcolo dell'affidabilità: la procedura per determinare i valori degli indicatori di affidabilità di un oggetto utilizzando metodi basati sul loro calcolo da dati di riferimento sull'affidabilità degli elementi dell'oggetto, da dati sull'affidabilità di oggetti analogici, dati sulle proprietà dei materiali e altro informazioni disponibili al momento del calcolo.

3.2 Previsione dell'affidabilità: un caso speciale di calcolo dell'affidabilità di un oggetto sulla base di modelli statistici che riflettono le tendenze nell'affidabilità di oggetti analoghi e/o valutazioni di esperti.

Elemento 3.3: componente di un oggetto, considerato nel calcolo dell'affidabilità come un tutto unico, non soggetto a ulteriore disaggregazione.

4 Disposizioni fondamentali

4.1 Procedura per il calcolo dell'affidabilità

L'affidabilità di un oggetto viene calcolata nelle fasi del ciclo di vita e nelle fasi dei tipi di lavoro corrispondenti a queste fasi, stabilite dal programma di affidabilità (REP) dell'oggetto o dai documenti che lo sostituiscono.

Il PON deve stabilire gli obiettivi del calcolo in ogni fase delle tipologie di lavoro, i documenti normativi e le modalità utilizzate nel calcolo, i tempi del calcolo e gli esecutori, la procedura di registrazione, presentazione e controllo dei risultati del calcolo.

4.2 Obiettivi dei calcoli di affidabilità

Il calcolo dell'affidabilità di un oggetto in una determinata fase di tipologie di lavoro corrispondente ad una determinata fase del suo ciclo di vita può avere come obiettivi:

giustificazione dei requisiti di affidabilità quantitativa per l'oggetto o i suoi componenti;

verificare la fattibilità dei requisiti stabiliti e/o valutare la probabilità di raggiungere il livello di affidabilità richiesto dell'impianto nei tempi stabiliti e con le risorse stanziate, giustificando i necessari adeguamenti ai requisiti stabiliti;

analisi comparativa dell'affidabilità delle opzioni per la progettazione del circuito di un oggetto e giustificazione per la scelta di un'opzione razionale;

determinazione del livello di affidabilità raggiunto (previsto) dell'oggetto e/o dei suoi componenti, compresa la determinazione calcolata degli indicatori di affidabilità o dei parametri di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto come dati di input per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel complesso;

giustificazione e verifica dell'efficacia delle misure proposte (implementate) per migliorare la progettazione, la tecnologia di produzione, il sistema di manutenzione e riparazione della struttura, volte ad aumentarne l'affidabilità;

risolvere vari problemi di ottimizzazione in cui gli indicatori di affidabilità fungono da funzioni target, parametri controllati o condizioni al contorno, tra cui l'ottimizzazione della struttura di un oggetto, la distribuzione dei requisiti di affidabilità tra indicatori di singoli componenti di affidabilità (ad esempio, affidabilità e manutenibilità), calcolo dei kit di pezzi di ricambio, ottimizzazione dei sistemi di manutenzione e riparazione, giustificazione dei periodi di garanzia e vita utile assegnata (risorsa) dell'oggetto, ecc.;

verificare la conformità del livello di affidabilità atteso (raggiunto) di un oggetto con i requisiti stabiliti (controllo dell'affidabilità), se la conferma sperimentale diretta del loro livello di affidabilità è tecnicamente impossibile o economicamente impraticabile.

4.3 Schema generale di calcolo

4.3.1 Il calcolo dell'affidabilità degli oggetti nel caso generale è una procedura per il perfezionamento sequenziale passo dopo passo delle stime degli indicatori di affidabilità come la tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, algoritmi per il suo funzionamento, regole operative, manutenzione e riparazione vengono sviluppati sistemi, criteri di fallimento e stati limite, accumulo di informazioni più complete e affidabili su tutti i fattori che determinano l'affidabilità e l'uso di metodi di calcolo e modelli di calcolo più adeguati e accurati.

4.3.2 Il calcolo dell'affidabilità in qualsiasi fase delle tipologie di lavoro previste dal piano operativo comprende:

identificazione dell'oggetto da calcolare;

determinazione degli scopi e degli obiettivi del calcolo in questa fase, della nomenclatura e dei valori richiesti degli indicatori di affidabilità calcolati;

selezione del metodo o dei metodi di calcolo adeguati alle caratteristiche dell'oggetto, agli scopi del calcolo, alla disponibilità delle informazioni necessarie sull'oggetto e ai dati iniziali per il calcolo;

elaborazione di modelli di calcolo per ciascun indicatore di affidabilità;

ottenimento ed elaborazione preliminare dei dati iniziali per i calcoli, calcolo dei valori degli indicatori di affidabilità dell'oggetto e, se necessario, confronto con quelli richiesti;

registrazione, presentazione e protezione dei risultati dei calcoli.

4.4 Identificazione dell'oggetto

4.4.1 L'identificazione di un oggetto per calcolarne l'affidabilità include l'ottenimento e l'analisi delle seguenti informazioni sull'oggetto, le sue condizioni operative e altri fattori che ne determinano l'affidabilità:

scopo, ambito e funzioni dell'oggetto;

criteri per la qualità del funzionamento, guasti e stati limite, possibili conseguenze di guasti (l'oggetto raggiunge lo stato limite) dell'oggetto;

la struttura dell'oggetto, composizione, interazione e livelli di carico dei suoi elementi, la possibilità di ristrutturare la struttura e/o algoritmi per il funzionamento dell'oggetto in caso di guasti dei suoi singoli elementi;

disponibilità, tipologie e modalità di prenotazione utilizzate nella struttura;

un modello standard per il funzionamento di un oggetto, che stabilisce un elenco delle possibili modalità operative e delle funzioni eseguite durante queste, le regole e la frequenza delle modalità alternate, la durata della permanenza dell'oggetto in ciascuna modalità e le corrispondenti ore di funzionamento, la nomenclatura e parametri di carichi e influenze esterne sull'oggetto in ciascuna modalità;

il sistema pianificato di manutenzione e riparazione di un oggetto, caratterizzato da tipologie, frequenza, livelli organizzativi, modalità di attuazione, attrezzature tecniche e supporto logistico per i lavori di manutenzione e riparazione;

distribuzione delle funzioni tra operatori e mezzi di diagnostica automatica (monitoraggio) e gestione dell'oggetto, tipi e caratteristiche delle interfacce uomo-macchina che determinano i parametri di operabilità e affidabilità degli operatori;

livello di qualificazione del personale;

qualità del software utilizzato nella struttura;

tecnologia pianificata e organizzazione produttiva per la fabbricazione dell'oggetto.

4.4.2 La completezza dell'identificazione di un oggetto nella fase considerata del calcolo della sua affidabilità determina la scelta del metodo di calcolo appropriato che fornisce una precisione accettabile in questa fase in assenza o impossibilità di ottenere parte delle informazioni previste in 4.4.1 .

4.4.3 Le fonti di informazioni per l'identificazione di un oggetto sono la documentazione di progettazione, tecnologica, operativa e di riparazione dell'oggetto nel suo insieme, i suoi componenti e componenti nella composizione e i kit corrispondenti a questa fase del calcolo dell'affidabilità.

4.5 Metodi di calcolo

4.5.1 I metodi di calcolo dell’affidabilità si dividono in:

dalla composizione degli indicatori di affidabilità calcolati (RI);

secondo i principi base del calcolo.

4.5.2 In base alla composizione degli indicatori calcolati si distinguono le modalità di calcolo:

affidabilità,

manutenibilità,

durabilità,

preservazione,

indicatori di affidabilità complessi (metodi di calcolo dei fattori di disponibilità, utilizzo tecnico, mantenimento dell'efficienza, ecc.).

4.5.3 Secondo i principi di base per il calcolo delle proprietà che costituiscono l'affidabilità, o indicatori complessi dell'affidabilità degli oggetti, si distinguono:

metodi di previsione,

metodi di calcolo strutturale,

metodi di calcolo fisico.

I metodi di previsione si basano sull'uso di dati sui valori raggiunti e sulle tendenze identificate nei cambiamenti nel PN di oggetti simili o vicini a quello considerato in termini di scopo, principi di funzionamento, progettazione del circuito e tecnologia di produzione, base degli elementi e materiali utilizzati, condizioni e modalità per valutare il livello di affidabilità atteso di un oggetto funzionamento, principi e metodi di gestione dell'affidabilità (di seguito denominati oggetti analoghi).

I metodi di calcolo strutturale si basano sulla rappresentazione di un oggetto sotto forma di un diagramma logico (strutturale-funzionale) che descrive la dipendenza degli stati e delle transizioni dell'oggetto dagli stati e dalle transizioni dei suoi elementi, tenendo conto della loro interazione e delle funzioni eseguono nell'oggetto, con successiva descrizione del modello strutturale costruito con un adeguato modello matematico e calcolo PN di un oggetto secondo le note caratteristiche di affidabilità dei suoi elementi.

I metodi di calcolo fisico si basano sull'uso di modelli matematici che descrivono processi fisici, chimici e di altro tipo che portano al cedimento degli oggetti (al raggiungimento di uno stato limite) e sul calcolo del fattore di carico in base ai parametri noti del carico dell'oggetto, il caratteristiche delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto, tenendo conto delle caratteristiche delle sue tecnologie di progettazione e produzione.

Le caratteristiche dei metodi elencati e le raccomandazioni per il loro utilizzo sono riportate nell'Appendice A.

4.5.4 Il metodo per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico viene selezionato in base a:

scopi di calcolo e requisiti per l'accuratezza della determinazione del PN di un oggetto;

disponibilità e/o possibilità di ottenere le prime informazioni necessarie per applicare un determinato metodo di calcolo;

il livello di sofisticazione della tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, il suo sistema di manutenzione e riparazione, che consente l'utilizzo di adeguati modelli di calcolo dell'affidabilità.

4.5.5 Quando si calcola l'affidabilità di oggetti specifici, è possibile utilizzare contemporaneamente vari metodi, ad esempio metodi per prevedere l'affidabilità di elementi elettronici ed elettrici con successivo utilizzo dei risultati ottenuti come dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel suo insieme o nei suoi componenti utilizzando vari metodi strutturali.

4.6 Dati iniziali

4.6.1 I dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

dati a priori sull'affidabilità di oggetti, componenti e componenti analoghi dell'oggetto in questione sulla base dell'esperienza del loro utilizzo in condizioni simili o simili;

valutazioni degli indicatori di affidabilità (parametri delle leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità) delle parti componenti dell'oggetto e dei parametri dei materiali utilizzati nell'oggetto, ottenuti sperimentalmente o mediante calcolo direttamente durante lo sviluppo (produzione, funzionamento) dell'oggetto in questione e le sue componenti;

valutazioni calcolate e/o sperimentali dei parametri di carico dei componenti ed elementi strutturali utilizzati nell'oggetto.

4.6.2 Le fonti dei dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

norme e specifiche tecniche per i componenti dell'impianto, i componenti in esso utilizzati per uso intersettoriale, sostanze e materiali;

libri di consultazione sull'affidabilità degli elementi, proprietà di sostanze e materiali, standard per la durata (intensità di manodopera, costo) delle tipiche operazioni di manutenzione e riparazione e altro materiale informativo;

dati statistici (banche dati) sull'affidabilità degli oggetti analoghi, sui loro elementi costitutivi, sulle proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati in essi, sui parametri delle operazioni di manutenzione e riparazione, raccolti durante il processo di sviluppo, produzione, test e funzionamento;

risultati di calcoli di resistenza, elettrici, termici e di altro tipo dell'oggetto e dei suoi componenti, compresi i calcoli degli indicatori di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto.

4.6.3 Se esistono più fonti di dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto, nella metodologia di calcolo devono essere stabilite le priorità nel loro utilizzo o i metodi per combinare i dati provenienti da fonti diverse. Nel calcolo dell'affidabilità incluso nella documentazione di lavoro dell'impianto, dovrebbe essere preferibile utilizzare i dati iniziali delle norme e delle specifiche tecniche per componenti, elementi e materiali.

4.7.1 L'adeguatezza del metodo di calcolo selezionato e dei modelli di calcolo costruiti per gli scopi e i compiti del calcolo dell'affidabilità di un oggetto è caratterizzata da:

utilizzo completo nel calcolo di tutte le informazioni disponibili sull'oggetto, le sue condizioni operative, il sistema di manutenzione e riparazione, le caratteristiche di affidabilità dei suoi componenti, le proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto;

la validità delle ipotesi e delle ipotesi adottate nella costruzione dei modelli, il loro impatto sull'accuratezza e sull'affidabilità delle stime della PN;

il grado di corrispondenza del livello di complessità e accuratezza dei modelli di calcolo dell'affidabilità dell'oggetto con l'accuratezza disponibile dei dati iniziali per il calcolo.

4.7.2 Il grado di adeguatezza dei modelli e dei metodi di calcolo dell’affidabilità è valutato mediante:

confronto dei risultati dei calcoli e valutazione sperimentale del PT di oggetti analoghi, per i quali sono stati utilizzati modelli e metodi di calcolo simili;

studi sulla sensibilità dei modelli a possibili violazioni delle ipotesi e delle ipotesi adottate durante la loro costruzione, nonché ad errori nei dati iniziali per il calcolo;

esame e sperimentazione dei modelli e dei metodi applicati, effettuati secondo la procedura stabilita.

4.8 Requisiti per i metodi di calcolo

4.8.1 Per calcolare l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di calcolo standard sviluppati per un gruppo (tipo, tipo) di oggetti omogenei nello scopo e principi per garantire l'affidabilità, elaborati sotto forma di documenti normativi pertinenti (standard statali e di settore, standard aziendali, ecc.);

metodi di calcolo sviluppati per oggetti specifici, le cui caratteristiche di progettazione e/o condizioni d'uso non consentono l'uso di metodi di calcolo dell'affidabilità standard. Questi metodi, di norma, sono inclusi direttamente nei documenti di rendicontazione per i calcoli di affidabilità o sono redatti sotto forma di documenti separati inclusi nella serie di documentazione per la corrispondente fase di sviluppo della struttura.

4.8.2 La metodologia standard per il calcolo dell'affidabilità dovrebbe contenere:

caratteristiche degli oggetti a cui si applica la metodologia, in conformità con le regole per la loro identificazione stabilite da questo standard;

un elenco dei PN calcolati dell'oggetto nel suo complesso e dei suoi componenti, metodi utilizzati per calcolare ciascun indicatore;

modelli standard per il calcolo della PN e regole per il loro adattamento per il calcolo dell'affidabilità di oggetti specifici, algoritmi di calcolo corrispondenti a tali modelli e, se disponibile, software;

metodi e tecniche corrispondenti per valutare i parametri di carico delle parti componenti degli oggetti presi in considerazione nei calcoli di affidabilità;

requisiti per i dati di origine per il calcolo dell'affidabilità (fonti, composizione, accuratezza, affidabilità, forma di presentazione) o i dati di origine stessi, metodi per combinare dati di origine eterogenei per il calcolo dell'affidabilità, ottenuti da fonti diverse;

regole decisive per confrontare i valori PN calcolati con quelli richiesti, se i risultati del calcolo vengono utilizzati per monitorare l'affidabilità degli oggetti;

metodi di valutazione degli errori nel calcolo del PT, introdotti dalle ipotesi e dalle ipotesi adottate per i modelli e metodi di calcolo utilizzati;

metodi per valutare la sensibilità dei risultati dei calcoli alle violazioni delle ipotesi accettate e/o agli errori nei dati di origine;

requisiti per la forma di presentazione dei risultati del calcolo della PN e regole per proteggere i risultati del calcolo nei corrispondenti punti di controllo della PN e durante gli esami della progettazione dell'impianto.

4.8.3 La metodologia per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico deve contenere:

informazioni sull'oggetto, garantendo la sua identificazione per i calcoli di affidabilità in conformità con i requisiti della presente norma;

l'intervallo dei PN calcolati e i relativi valori richiesti;

modelli per il calcolo di ciascun PT, ipotesi e ipotesi adottate durante la loro costruzione, corrispondenti algoritmi per il calcolo di PT e software utilizzato, stime degli errori e sensibilità dei modelli selezionati (costruiti);

dati iniziali per il calcolo e fonti della loro ricezione;

metodi per valutare i parametri di carico di un oggetto e dei suoi componenti o valutare direttamente questi parametri con riferimenti ai risultati corrispondenti e metodi di calcolo della resistenza, termico, elettrico e di altro tipo dell'oggetto.

4.9 Presentazione dei risultati del calcolo

4.9.1 I risultati del calcolo dell'affidabilità dell'oggetto sono redatti sotto forma di una sezione della nota esplicativa al progetto corrispondente (bozza, tecnica) o sotto forma di un documento indipendente (RR per GOST2.102, relazione, ecc.) contenente:

obiettivi e metodologia (link alla metodologia standard corrispondente) di calcolo;

valori calcolati di tutte le PN e conclusioni sulla loro conformità ai requisiti di affidabilità stabiliti per la struttura;

individuato carenze nella progettazione della struttura e raccomandazioni per la loro eliminazione con valutazioni dell'efficacia delle misure proposte in termini di impatto sul livello di affidabilità;

elenco di componenti ed elementi che limitano l'affidabilità di un oggetto o per i quali non esistono dati necessari per il calcolo della PN, proposte per includere nella PN misure aggiuntive per migliorarne (approfondimento) l'affidabilità o per sostituirle con altre quelli affidabili (testati e comprovati);

conclusione sulla possibilità di passare alla fase successiva di sviluppo dell'oggetto una volta raggiunto il livello calcolato di affidabilità.

4.9.3 Stime calcolate di PN, conclusioni sulla loro conformità ai requisiti stabiliti e possibilità di passare alla fase successiva dei tipi di lavoro sullo sviluppo (messa in produzione) di un oggetto, raccomandazioni per modifiche al fine di aumentarne l'affidabilità sono incluso nel rapporto del test di accettazione se si decide di controllare l'oggetto dell'affidabilità tramite il metodo di calcolo.

APPENDICE A (per riferimento). METODI DI CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ E RACCOMANDAZIONI GENERALI PER LA LORO APPLICAZIONE

APPENDICE A
(Informativo)

1 Metodi di previsione dell'affidabilità

1.1 Vengono utilizzati metodi di previsione:

giustificare il livello richiesto di affidabilità degli oggetti durante lo sviluppo delle specifiche tecniche e/o valutare la probabilità di raggiungere la PN specificata durante lo sviluppo di proposte tecniche e l'analisi dei requisiti delle specifiche tecniche (contratto). Un esempio di metodi appropriati per prevedere la manutenibilità degli oggetti è contenuto in MP 252-87;

per una valutazione approssimativa del livello atteso di affidabilità degli oggetti nelle prime fasi della loro progettazione, quando non sono disponibili le informazioni necessarie per applicare altri metodi di calcolo dell'affidabilità. Un esempio di metodologia per prevedere l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche in base al suo scopo e al numero di elementi (gruppi di elementi attivi) utilizzati in essa è contenuto nello standard militare americano MIL-STD-756A;

calcolare i tassi di guasto degli elementi elettronici ed elettrici nuovi e prodotti in serie di vario tipo, tenendo conto del livello di carico, della qualità di produzione e delle aree di applicazione delle apparecchiature in cui vengono utilizzati gli elementi. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-217 e nei libri di riferimento nazionali sull'affidabilità dell'IET per scopi industriali generali e speciali;

calcolare i parametri delle attività tipiche e delle operazioni di manutenzione e riparazione di oggetti, tenendo conto delle caratteristiche strutturali dell'oggetto, che ne determinano la manutenibilità. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nell'MP 252-87 e nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-472.

1.2 Per prevedere l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di previsione euristica (valutazione di esperti);

metodi di previsione mediante modelli statistici;

metodi combinati.

I metodi di previsione euristica si basano sull'elaborazione statistica di stime indipendenti dei valori del PT atteso dell'oggetto sviluppato (previsioni individuali), fornite da un gruppo di specialisti qualificati (esperti) sulla base delle informazioni fornite loro sull'oggetto, le sue condizioni operative, la tecnologia di produzione prevista e altri dati disponibili al momento della valutazione. Un sondaggio di esperti e l'elaborazione statistica delle singole previsioni PI vengono effettuati utilizzando metodi generalmente accettati per la valutazione da parte di esperti di eventuali indicatori di qualità (ad esempio il metodo Delphi).

I metodi di previsione che utilizzano modelli statistici si basano sull'estrapolazione o sull'interpolazione di dipendenze che descrivono le tendenze identificate nei cambiamenti nella PN di oggetti analoghi, tenendo conto del loro design e delle caratteristiche tecnologiche e di altri fattori, di cui sono note o conosciute le informazioni per l'oggetto in fase di sviluppo possono essere ottenuti al momento della valutazione. I modelli di previsione sono costruiti sulla base di dati sulla PN e parametri di oggetti analoghi utilizzando metodi statistici ben noti (regressione multivariata o analisi fattoriale, metodi di classificazione statistica e riconoscimento di modelli).

I metodi combinati si basano sull'uso congiunto di metodi di previsione basati su modelli statistici e metodi euristici per prevedere l'affidabilità degli oggetti, seguiti dal confronto dei risultati. In questo caso vengono utilizzati metodi euristici per valutare la possibilità di estrapolazione dei modelli statistici utilizzati e per affinare la previsione della PN sulla base di essi. L'uso di metodi combinati è consigliabile nei casi in cui vi è motivo di aspettarsi cambiamenti qualitativi nel livello di affidabilità degli oggetti che non sono riflessi dai corrispondenti modelli statistici, o quando il numero di oggetti analoghi è insufficiente per applicare solo metodi statistici.

2 Metodi strutturali per il calcolo dell'affidabilità

2.1 I metodi strutturali sono i metodi principali per il calcolo degli indicatori di affidabilità, manutenibilità e PN complessa nel processo di progettazione di oggetti che possono essere disaggregati in elementi, le cui caratteristiche di affidabilità sono note al momento dei calcoli o possono essere determinate con altri metodi (previsione , fisici, dai dati statistici raccolti nel processo relativo al loro utilizzo in condizioni simili). Questi metodi vengono utilizzati anche per calcolare la durabilità e la conservabilità degli oggetti, i cui criteri di stato limite sono espressi attraverso i parametri della durabilità (stabilità) dei loro elementi.

2.2 Il calcolo del PN con metodi strutturali nel caso generale include:

rappresentazione di un oggetto sotto forma di diagramma strutturale che descrive le relazioni logiche tra gli stati degli elementi e l'oggetto nel suo insieme, tenendo conto delle connessioni strutturali e funzionali e dell'interazione degli elementi, della strategia di manutenzione adottata, delle tipologie e dei metodi di prenotazione e altri fattori;

descrizione del diagramma di affidabilità strutturale costruito (SSN) dell'oggetto con un modello matematico adeguato che consente, nell'ambito delle ipotesi e ipotesi introdotte, di calcolare il PN dell'oggetto sulla base dei dati sull'affidabilità dei suoi elementi nelle condizioni considerate condizioni del loro utilizzo.

2.3 I seguenti possono essere utilizzati come diagrammi a blocchi di affidabilità:

diagrammi a blocchi strutturali dell'affidabilità, che rappresentano un oggetto come un insieme di elementi collegati in un certo modo (in termini di affidabilità) (standard IEC 1078);

alberi dei guasti degli oggetti, che rappresentano una visualizzazione grafica delle relazioni di causa-effetto che causano determinati tipi di guasti (standard IEC 1025);

grafici (diagrammi) di stati e transizioni che descrivono i possibili stati di un oggetto e le sue transizioni da uno stato all'altro sotto forma di un insieme di stati e transizioni dei suoi elementi.

2.4 I modelli matematici utilizzati per descrivere il SSN corrispondente sono determinati dai tipi e dalla complessità delle strutture specificate, dalle ipotesi accettate relative ai tipi di leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità degli elementi, dall'accuratezza e dall'affidabilità dei dati iniziali per il calcolo e da altri fattori .

Di seguito vengono discussi i metodi matematici più comunemente utilizzati per il calcolo del PN, il che non esclude la possibilità di sviluppare e utilizzare altri metodi più adeguati alla struttura e ad altre caratteristiche dell'oggetto.

2.5 Metodi per calcolare l'affidabilità degli oggetti non riparabili di tipo I (secondo la classificazione degli oggetti secondo GOST27.003).

Di norma, per descrivere l'affidabilità di tali oggetti vengono utilizzati schemi a blocchi fail-safe, le cui regole per la compilazione e la descrizione matematica sono stabilite dalla norma IEC 1078. In particolare tale norma stabilisce:

metodi per il calcolo diretto della probabilità di funzionamento senza guasti di un oggetto (FBO) in base ai corrispondenti parametri di funzionamento senza guasti degli elementi per le più semplici strutture in serie parallele;

metodi per il calcolo degli FBG per strutture più complesse appartenenti alla classe delle monotone, compreso il metodo dell'enumerazione diretta degli stati, il metodo dei percorsi e delle sezioni minimi, il metodo dell'espansione rispetto a qualsiasi elemento.

Per calcolare indicatori come il tempo medio fino al guasto di un oggetto, i metodi specificati utilizzano il metodo di integrazione diretta o numerica della distribuzione del tempo fino al guasto di un oggetto, che rappresenta una composizione delle corrispondenti distribuzioni del tempo fino al guasto del suo elementi. Se le informazioni sulla distribuzione del tempo fino al cedimento degli elementi sono incomplete o inaffidabili, vengono utilizzate varie stime limite della capacità di carico dell'oggetto, note dalla teoria dell'affidabilità.

Nel caso particolare di un sistema non recuperabile con vari metodi di ridondanza e con una distribuzione esponenziale del tempo fino al guasto degli elementi, la sua mappatura strutturale viene utilizzata sotto forma di grafo di transizione e la sua descrizione matematica utilizzando il processo di Markov.

Quando utilizzate per descrivere strutturalmente l'affidabilità degli alberi dei guasti secondo IEC 1025, le probabilità dei guasti corrispondenti vengono calcolate utilizzando una rappresentazione booleana dell'albero dei guasti e il metodo dei tagli minimi.

2.6 Metodi per calcolare l'affidabilità e il PN complesso degli oggetti restaurati di tipo I

Un metodo di calcolo universale per oggetti di qualsiasi struttura e per qualsiasi sezione trasversale delle distribuzioni dei tempi di funzionamento tra guasti e tempi di ripristino degli elementi, per qualsiasi strategia e metodo di ripristino e prevenzione è il metodo della modellazione statistica, che in generale comprende:

sintesi di un modello formale (algoritmo) per la formazione di una sequenza di eventi casuali che si verificano durante il funzionamento di un oggetto (guasti, ripristini, passaggio in riserva, inizio e fine manutenzione);

sviluppo di software per l'implementazione informatica dell'algoritmo compilato e il calcolo del PN dell'oggetto;

condurre un esperimento di simulazione su un computer attraverso l'implementazione ripetuta di un modello formale che garantisce la precisione e l'affidabilità richieste del calcolo della PN.

Il metodo di modellazione statistica per il calcolo dell'affidabilità viene utilizzato in assenza di modelli analitici adeguati tra quelli discussi di seguito.

Per strutture sequenziali ridondanti con ripristino e metodi arbitrari di riserva di elementi, i modelli di Markov vengono utilizzati per descrivere i corrispondenti grafici di stato (diagrammi).

In alcuni casi, per oggetti con distribuzioni non esponenziali del tempo operativo e del tempo di recupero, il problema non-Markoviano del calcolo del carico operativo può essere ridotto a uno Markoviano introducendo in un certo modo stati fittizi dell'oggetto nel suo grafo di transizione .

Un altro metodo efficace per calcolare il PT degli oggetti con riserva si basa sulla rappresentazione del loro tempo di funzionamento tra guasti sotto forma di somma di un numero casuale di termini casuali e sul calcolo diretto del PT degli oggetti senza utilizzare metodi della teoria dei processi casuali.

2.7 Metodi per il calcolo degli indicatori di manutenibilità

I metodi per calcolare gli indicatori di manutenibilità nel caso generale si basano sulla rappresentazione del processo di manutenzione o riparazione di un certo tipo come un insieme di compiti individuali (operazioni), le cui probabilità e obiettivi sono determinati dagli indicatori di affidabilità (durabilità) degli oggetti e la strategia di manutenzione e riparazione adottata, e la durata (intensità di manodopera, costo). Il completamento di ogni attività dipende dall'adattabilità strutturale dell'oggetto alla manutenzione (riparazione) di questo tipo.

In particolare, quando si calcolano gli indicatori di manutenibilità degli oggetti durante le riparazioni non programmate in corso, la distribuzione del tempo (intensità di manodopera, costo) del suo restauro rappresenta una composizione delle distribuzioni dei costi per le singole attività di restauro, tenendo conto della probabilità attesa di completare ciascuna attività per un certo periodo di funzionamento dell'oggetto. Queste probabilità possono essere calcolate, ad esempio, utilizzando gli alberi dei guasti, e i parametri di distribuzione dei costi per l'esecuzione dei singoli compiti vengono calcolati utilizzando uno dei metodi stabiliti, ad esempio MP 252-87 (coefficienti normativi, modelli di regressione, ecc.).

Lo schema generale di calcolo prevede:

compilazione (ad esempio, mediante metodi AVPKO secondo GOST27.310) un elenco di possibili guasti dell'oggetto e una valutazione delle loro probabilità (intensità);

selezione dall'elenco compilato utilizzando il metodo del campionamento casuale stratificato di un certo numero abbastanza rappresentativo di compiti e calcolo dei parametri delle loro distribuzioni di durata (intensità di lavoro, costo). La distribuzione normale o alfa troncata viene solitamente utilizzata come tale distribuzione;

costruire una distribuzione empirica dei costi per le riparazioni in corso di un oggetto aggiungendo, tenendo conto delle probabilità di guasti, le distribuzioni dei costi per le singole attività e livellandole utilizzando la corrispondente distribuzione teorica (log-normale o distribuzione gamma);

calcolo degli indicatori di manutenibilità degli oggetti in base ai parametri della legge di distribuzione selezionata.

2.8 Metodi per il calcolo degli indicatori di affidabilità degli oggetti di tipo II (secondo la classificazione GOST27.003)

Per oggetti di questo tipo, viene utilizzato un PN del tipo “coefficiente di conservazione dell'efficienza” (), nel cui calcolo vengono preservati i principi generali del calcolo dell'affidabilità degli oggetti di tipo I, ma ogni stato di un oggetto, determinato da l'insieme degli stati dei suoi elementi o ciascuna possibile traiettoria nello spazio degli stati degli elementi, deve essere assegnato in base a un certo valore della quota di efficienza nominale mantenuta da 0 a 1 (per oggetti di tipo I, efficienza in qualsiasi stato può assumere solo due valori possibili: 0 o 1).

Esistono due principali metodi di calcolo:

il metodo di media sugli stati (analogo al metodo di enumerazione diretta degli stati), utilizzato per oggetti a breve termine che eseguono compiti la cui durata è tale che la probabilità di un cambiamento nello stato dell'oggetto durante il compito può essere trascurata e solo la sua iniziale lo stato può essere preso in considerazione;

metodo di media lungo le traiettorie, utilizzato per oggetti a lungo termine, la cui durata dei compiti è tale che la probabilità di un cambiamento negli stati degli oggetti durante la loro esecuzione non può essere trascurata a causa di guasti e ripristini di elementi. In questo caso, il processo di funzionamento dell'oggetto è descritto dall'implementazione di una delle possibili traiettorie nello spazio degli stati.

Esistono anche alcuni casi particolari di schemi di calcolo per la determinazione, utilizzati per impianti con determinati tipi di funzioni di efficienza, ad esempio:

sistemi con un indicatore di efficienza additivo, ciascun elemento del quale fornisce un certo contributo indipendente all'effetto di output derivante dall'uso del sistema;

sistemi con indicatore di efficienza moltiplicativo ottenuto come prodotto dei corrispondenti indicatori di efficienza dei sottosistemi;

sistemi con funzioni ridondanti;

sistemi che eseguono un compito in diversi modi possibili utilizzando diverse combinazioni di elementi coinvolti nell'esecuzione del compito da ciascuno di essi;

sistemi di ramificazione simmetrici;

sistemi con aree di copertura sovrapposte, ecc.

In tutti gli schemi sopra riportati, il sistema è rappresentato in funzione dei suoi sottosistemi o elementi PN.

Il punto più importante nei calcoli è la valutazione dell'efficienza del sistema in vari stati o quando si implementano varie traiettorie nello spazio degli stati, effettuata analiticamente, o mediante modellazione, o sperimentalmente direttamente sull'oggetto stesso o sulla sua scala reale modelli (modelli).

3 Metodi fisici per il calcolo dell'affidabilità

3.1 I metodi fisici vengono utilizzati per calcolare l'affidabilità, la durabilità e la conservazione degli oggetti per i quali sono noti i meccanismi del loro degrado sotto l'influenza di vari fattori esterni e interni, che portano a guasti (stati limite) durante il funzionamento (stoccaggio).

3.2 I metodi si basano sulla descrizione dei corrispondenti processi di degrado utilizzando adeguati modelli matematici che consentono di calcolare il PT tenendo conto della progettazione, della tecnologia di fabbricazione, delle modalità e delle condizioni operative dell'oggetto sulla base di riferimenti fisici e di altro tipo determinati sperimentalmente proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto.

Nel caso generale, questi modelli, con un processo di degrado principale, possono essere rappresentati da un modello di emissioni di un processo casuale oltre i confini della regione consentita della sua esistenza, e i confini di questa regione possono anche essere casuali e correlati con il processo specificato (modello di non superamento).

In presenza di diversi processi di degrado indipendenti, ciascuno dei quali genera la propria distribuzione delle risorse (tempo al guasto), la distribuzione delle risorse risultante (tempo al guasto dell'oggetto) viene trovata utilizzando il modello dell'"anello più debole" (distribuzione del minimo di fattori casuali indipendenti variabili).

3.3 I componenti dei modelli di non superamento possono avere una natura fisica diversa e, di conseguenza, essere descritti da diversi tipi di distribuzioni di variabili casuali (processi casuali) e possono anche trovarsi in modelli di accumulo del danno. Ciò spiega l’ampia varietà di modelli di non superamento utilizzati nella pratica e solo in casi relativamente rari questi modelli consentono una soluzione analitica diretta. Pertanto, il metodo principale per calcolare l’affidabilità utilizzando modelli di non superamento è la modellazione statistica.

APPENDICE B (per riferimento). Elenco di libri di riferimento, documenti normativi e metodologici sui calcoli di affidabilità

APPENDICE B
(Informativo)

1 B.A. Kozlov, I.A. Ushakov. Manuale per il calcolo dell'affidabilità delle apparecchiature radio elettroniche e di automazione. M.: Radio sovietica, 1975. 472 p.

2 Affidabilità dei sistemi tecnici. Manuale ed. I.A.Ushakova. M.: Radio e comunicazione, 1985. 608 p.

3 Affidabilità ed efficienza nella tecnologia. Direttorio in 10 volumi.

T.2 ed. B.V. Gnedenko. M.: Ingegneria Meccanica, 1987. 280 p.;

T.5, ed. V.I.Patrushev e A.I.Rembeza. M.: Ingegneria Meccanica, 1988. 224 p.

4 B.F. Khazov, B.A. Didusev. Manuale per il calcolo dell'affidabilità della macchina in fase di progettazione. M.: Ingegneria Meccanica, 1986. 224 p.

5 Norma IEC 300-3-1 (1991) Gestione dell'affidabilità. Parte 3. Guide. Sezione 1. Rassegna dei metodi di analisi dell'affidabilità.

6 Norma IEC 706-2 (1991) Linee guida per garantire la manutenibilità delle apparecchiature. Parte 2, sezione 5. Analisi di manutenibilità in fase di progettazione.

7 Standard IEC 863 (1986) Presentazione dei risultati di previsione per affidabilità, manutenibilità e disponibilità.

8 Norma IEC 1025 (1990) Analisi dell'albero dei guasti.

9 Norma IEC 1078 (1991) Metodi per l'analisi dell'affidabilità. Metodo per il calcolo dell'affidabilità mediante diagrammi a blocchi.

10 Linee guida RD 50-476-84. Affidabilità nella tecnologia. Valutazione a intervalli dell'affidabilità di un oggetto tecnico sulla base dei risultati dei test dei suoi componenti. Disposizioni generali.

11 RD 50-518-84 Linee guida. Affidabilità nella tecnologia. Requisiti generali per il contenuto e le forme di presentazione dei dati di riferimento sull'affidabilità dei componenti per l'uso intersettoriale.

12 MR 159-85 Affidabilità nella tecnologia. Selezione dei tipi di distribuzioni di variabili casuali. Linee guida.

13 MR 252-87 Affidabilità nella tecnologia. Calcolo degli indicatori di manutenibilità durante lo sviluppo del prodotto. Linee guida.

14 R 50-54-82-88 Affidabilità nella tecnologia. Selezione delle modalità e dei metodi di prenotazione.

15 GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali.

16 Standard militare statunitense MIL-STD-756A. Modellazione e previsione del funzionamento senza guasti.

17 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-217E. Previsione dell'affidabilità degli elementi dell'apparecchiatura elettronica.

18 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-472. Prevedere la manutenibilità.



Il testo del documento è verificato secondo:
pubblicazione ufficiale
Affidabilità nella tecnologia: sab. GOST. -
M.: Casa editrice degli standard IPK, 2002

GOST 27.301-95

Gruppo T51

STANDARD INTERSTATALE

AFFIDABILITÀ NELLA TECNOLOGIA

CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ

Disposizioni fondamentali

Affidabilità nella tecnologia.
Previsione dell'affidabilità. Principi di base

ISS 21.020
OKSTU0027

Data di introduzione 1997-01-01

Prefazione

1 MTK 119 SVILUPPATO "Affidabilità nella tecnologia"

INTRODOTTO da Gosstandart della Russia

2 ADOTTATO dal Consiglio interstatale per la standardizzazione, la metrologia e la certificazione (Protocollo n. 7 del 26 aprile 1995)

Hanno votato a favore dell'adozione:

Nome dello stato	Nome dell'organismo nazionale di normalizzazione
Repubblica di Bielorussia	Stendardo statale della Repubblica di Bielorussia
La Repubblica del Kazakistan	Gosstandart della Repubblica del Kazakistan
La Repubblica Moldova	Moldaviastandard
Federazione Russa	Gosstandart della Russia
La Repubblica dell'Uzbekistan	Uzgosstandard
Ucraina	Standard statale dell'Ucraina

3 Lo standard è stato sviluppato tenendo conto delle disposizioni e dei requisiti degli standard internazionali IEC 300-3-1 (1991), IEC 863 (1986) e IEC 706-2 (1990)

4 Con decreto del Comitato della Federazione Russa per la standardizzazione, metrologia e certificazione del 26 giugno 1996 N 430, la norma interstatale GOST 27.301-95 è entrata in vigore direttamente come norma statale della Federazione Russa il 1° gennaio 1997.

5 INVECE GOST 27.410-87 (nella parte 2)

6 RIEDIZIONE

1 zona di utilizzo

1 zona di utilizzo

Questo standard stabilisce le regole generali per il calcolo dell'affidabilità degli oggetti tecnici, i requisiti per i metodi e la procedura per presentare i risultati dei calcoli di affidabilità.

2 Riferimenti normativi

Questo standard utilizza riferimenti ai seguenti standard:

GOST 2.102-68 Sistema unificato di documentazione di progettazione. Tipologie e completezza degli elaborati progettuali

GOST 27.002-89 Affidabilità nella tecnologia. Concetti basilari. Termini e definizioni

GOST 27.003-90 Affidabilità nella tecnologia. Composizione e regole generali per specificare i requisiti di affidabilità

3 Definizioni

Questo standard utilizza termini generali nel campo dell'affidabilità, le cui definizioni sono stabilite da GOST 27.002. Inoltre, lo standard utilizza i seguenti termini relativi ai calcoli di affidabilità.

3.1. calcolo dell'affidabilità: la procedura per determinare i valori degli indicatori di affidabilità di un oggetto utilizzando metodi basati sul loro calcolo da dati di riferimento sull'affidabilità degli elementi dell'oggetto, da dati sull'affidabilità di oggetti analogici, dati sulle proprietà dei materiali e altro informazioni disponibili al momento del calcolo.

3.2 Previsione dell'affidabilità: un caso speciale di calcolo dell'affidabilità di un oggetto sulla base di modelli statistici che riflettono le tendenze nell'affidabilità di oggetti analoghi e/o valutazioni di esperti.

Elemento 3.3: componente di un oggetto, considerato nel calcolo dell'affidabilità come un tutto unico, non soggetto a ulteriore disaggregazione.

4 Disposizioni fondamentali

4.1 Procedura per il calcolo dell'affidabilità

L'affidabilità di un oggetto viene calcolata nelle fasi del ciclo di vita e nelle fasi dei tipi di lavoro corrispondenti a queste fasi, stabilite dal programma di affidabilità (REP) dell'oggetto o dai documenti che lo sostituiscono.

Il PON deve stabilire gli obiettivi del calcolo in ogni fase delle tipologie di lavoro, i documenti normativi e le modalità utilizzate nel calcolo, i tempi del calcolo e gli esecutori, la procedura di registrazione, presentazione e controllo dei risultati del calcolo.

4.2 Obiettivi dei calcoli di affidabilità

Il calcolo dell'affidabilità di un oggetto in una determinata fase di tipologie di lavoro corrispondente ad una determinata fase del suo ciclo di vita può avere come obiettivi:

giustificazione dei requisiti di affidabilità quantitativa per l'oggetto o i suoi componenti;

verificare la fattibilità dei requisiti stabiliti e/o valutare la probabilità di raggiungere il livello di affidabilità richiesto dell'impianto nei tempi stabiliti e con le risorse stanziate, giustificando i necessari adeguamenti ai requisiti stabiliti;

analisi comparativa dell'affidabilità delle opzioni per la progettazione del circuito di un oggetto e giustificazione per la scelta di un'opzione razionale;

determinazione del livello di affidabilità raggiunto (previsto) dell'oggetto e/o dei suoi componenti, compresa la determinazione calcolata degli indicatori di affidabilità o dei parametri di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto come dati di input per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel complesso;

giustificazione e verifica dell'efficacia delle misure proposte (implementate) per migliorare la progettazione, la tecnologia di produzione, il sistema di manutenzione e riparazione della struttura, volte ad aumentarne l'affidabilità;

risolvere vari problemi di ottimizzazione in cui gli indicatori di affidabilità fungono da funzioni target, parametri controllati o condizioni al contorno, tra cui l'ottimizzazione della struttura di un oggetto, la distribuzione dei requisiti di affidabilità tra indicatori di singoli componenti di affidabilità (ad esempio, affidabilità e manutenibilità), calcolo dei kit di pezzi di ricambio, ottimizzazione dei sistemi di manutenzione e riparazione, giustificazione dei periodi di garanzia e vita utile assegnata (risorsa) dell'oggetto, ecc.;

verificare la conformità del livello di affidabilità atteso (raggiunto) di un oggetto con i requisiti stabiliti (controllo dell'affidabilità), se la conferma sperimentale diretta del loro livello di affidabilità è tecnicamente impossibile o economicamente impraticabile.

4.3 Schema generale di calcolo

4.3.1 Il calcolo dell'affidabilità degli oggetti nel caso generale è una procedura per il perfezionamento sequenziale passo dopo passo delle stime degli indicatori di affidabilità come la tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, algoritmi per il suo funzionamento, regole operative, manutenzione e riparazione vengono sviluppati sistemi, criteri di fallimento e stati limite, accumulo di informazioni più complete e affidabili su tutti i fattori che determinano l'affidabilità e l'uso di metodi di calcolo e modelli di calcolo più adeguati e accurati.

4.3.2 Il calcolo dell'affidabilità in qualsiasi fase delle tipologie di lavoro previste dal piano operativo comprende:

identificazione dell'oggetto da calcolare;

determinazione degli scopi e degli obiettivi del calcolo in questa fase, della nomenclatura e dei valori richiesti degli indicatori di affidabilità calcolati;

selezione del metodo o dei metodi di calcolo adeguati alle caratteristiche dell'oggetto, agli scopi del calcolo, alla disponibilità delle informazioni necessarie sull'oggetto e ai dati iniziali per il calcolo;

elaborazione di modelli di calcolo per ciascun indicatore di affidabilità;

ottenimento ed elaborazione preliminare dei dati iniziali per i calcoli, calcolo dei valori degli indicatori di affidabilità dell'oggetto e, se necessario, confronto con quelli richiesti;

registrazione, presentazione e protezione dei risultati dei calcoli.

4.4 Identificazione dell'oggetto

4.4.1 L'identificazione di un oggetto per calcolarne l'affidabilità include l'ottenimento e l'analisi delle seguenti informazioni sull'oggetto, le sue condizioni operative e altri fattori che ne determinano l'affidabilità:

scopo, ambito e funzioni dell'oggetto;

criteri per la qualità del funzionamento, guasti e stati limite, possibili conseguenze di guasti (l'oggetto raggiunge lo stato limite) dell'oggetto;

la struttura dell'oggetto, composizione, interazione e livelli di carico dei suoi elementi, la possibilità di ristrutturare la struttura e/o algoritmi per il funzionamento dell'oggetto in caso di guasti dei suoi singoli elementi;

disponibilità, tipologie e modalità di prenotazione utilizzate nella struttura;

un modello standard per il funzionamento di un oggetto, che stabilisce un elenco delle possibili modalità operative e delle funzioni eseguite durante queste, le regole e la frequenza delle modalità alternate, la durata della permanenza dell'oggetto in ciascuna modalità e le corrispondenti ore di funzionamento, la nomenclatura e parametri di carichi e influenze esterne sull'oggetto in ciascuna modalità;

il sistema pianificato di manutenzione e riparazione di un oggetto, caratterizzato da tipologie, frequenza, livelli organizzativi, modalità di attuazione, attrezzature tecniche e supporto logistico per i lavori di manutenzione e riparazione;

distribuzione delle funzioni tra operatori e mezzi di diagnostica automatica (monitoraggio) e gestione dell'oggetto, tipi e caratteristiche delle interfacce uomo-macchina che determinano i parametri di operabilità e affidabilità degli operatori;

livello di qualificazione del personale;

qualità del software utilizzato nella struttura;

tecnologia pianificata e organizzazione produttiva per la fabbricazione dell'oggetto.

4.4.2 La completezza dell'identificazione di un oggetto nella fase considerata del calcolo della sua affidabilità determina la scelta del metodo di calcolo appropriato che fornisce una precisione accettabile in questa fase in assenza o impossibilità di ottenere parte delle informazioni previste in 4.4.1 .

4.4.3 Le fonti di informazioni per l'identificazione di un oggetto sono la documentazione di progettazione, tecnologica, operativa e di riparazione dell'oggetto nel suo insieme, i suoi componenti e componenti nella composizione e i kit corrispondenti a questa fase del calcolo dell'affidabilità.

4.5 Metodi di calcolo

4.5.1 I metodi di calcolo dell’affidabilità si dividono in:

dalla composizione degli indicatori di affidabilità calcolati (RI);

secondo i principi base del calcolo.

4.5.2 In base alla composizione degli indicatori calcolati si distinguono le modalità di calcolo:

affidabilità,

manutenibilità,

durabilità,

preservazione,

indicatori di affidabilità complessi (metodi di calcolo dei fattori di disponibilità, utilizzo tecnico, mantenimento dell'efficienza, ecc.).

4.5.3 Secondo i principi di base per il calcolo delle proprietà che costituiscono l'affidabilità, o indicatori complessi dell'affidabilità degli oggetti, si distinguono:

metodi di previsione,

metodi di calcolo strutturale,

metodi di calcolo fisico.

I metodi di previsione si basano sull'uso di dati sui valori raggiunti e sulle tendenze identificate nei cambiamenti nel PN di oggetti simili o vicini a quello considerato in termini di scopo, principi di funzionamento, progettazione del circuito e tecnologia di produzione, base degli elementi e materiali utilizzati, condizioni e modalità per valutare il livello di affidabilità atteso di un oggetto funzionamento, principi e metodi di gestione dell'affidabilità (di seguito denominati oggetti analoghi).

I metodi di calcolo strutturale si basano sulla rappresentazione di un oggetto sotto forma di un diagramma logico (strutturale-funzionale) che descrive la dipendenza degli stati e delle transizioni dell'oggetto dagli stati e dalle transizioni dei suoi elementi, tenendo conto della loro interazione e delle funzioni eseguono nell'oggetto, con successiva descrizione del modello strutturale costruito con un adeguato modello matematico e calcolo PN di un oggetto secondo le note caratteristiche di affidabilità dei suoi elementi.

I metodi di calcolo fisico si basano sull'uso di modelli matematici che descrivono processi fisici, chimici e di altro tipo che portano al cedimento degli oggetti (al raggiungimento di uno stato limite) e sul calcolo del fattore di carico in base ai parametri noti del carico dell'oggetto, il caratteristiche delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto, tenendo conto delle caratteristiche delle sue tecnologie di progettazione e produzione.

Le caratteristiche dei metodi elencati e le raccomandazioni per il loro utilizzo sono riportate nell'Appendice A.

4.5.4 Il metodo per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico viene selezionato in base a:

scopi di calcolo e requisiti per l'accuratezza della determinazione del PN di un oggetto;

disponibilità e/o possibilità di ottenere le prime informazioni necessarie per applicare un determinato metodo di calcolo;

il livello di sofisticazione della tecnologia di progettazione e produzione dell'oggetto, il suo sistema di manutenzione e riparazione, che consente l'utilizzo di adeguati modelli di calcolo dell'affidabilità.

4.5.5 Quando si calcola l'affidabilità di oggetti specifici, è possibile utilizzare contemporaneamente vari metodi, ad esempio metodi per prevedere l'affidabilità di elementi elettronici ed elettrici con successivo utilizzo dei risultati ottenuti come dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità dell'oggetto nel suo insieme o nei suoi componenti utilizzando vari metodi strutturali.

4.6 Dati iniziali

4.6.1 I dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

dati a priori sull'affidabilità di oggetti, componenti e componenti analoghi dell'oggetto in questione sulla base dell'esperienza del loro utilizzo in condizioni simili o simili;

valutazioni degli indicatori di affidabilità (parametri delle leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità) delle parti componenti dell'oggetto e dei parametri dei materiali utilizzati nell'oggetto, ottenuti sperimentalmente o mediante calcolo direttamente durante lo sviluppo (produzione, funzionamento) dell'oggetto in questione e le sue componenti;

valutazioni calcolate e/o sperimentali dei parametri di carico dei componenti ed elementi strutturali utilizzati nell'oggetto.

4.6.2 Le fonti dei dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto possono essere:

norme e specifiche tecniche per i componenti dell'impianto, i componenti in esso utilizzati per uso intersettoriale, sostanze e materiali;

libri di consultazione sull'affidabilità degli elementi, proprietà di sostanze e materiali, standard per la durata (intensità di manodopera, costo) delle tipiche operazioni di manutenzione e riparazione e altro materiale informativo;

dati statistici (banche dati) sull'affidabilità degli oggetti analoghi, sui loro elementi costitutivi, sulle proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati in essi, sui parametri delle operazioni di manutenzione e riparazione, raccolti durante il processo di sviluppo, produzione, test e funzionamento;

risultati di calcoli di resistenza, elettrici, termici e di altro tipo dell'oggetto e dei suoi componenti, compresi i calcoli degli indicatori di affidabilità delle parti componenti dell'oggetto.

4.6.3 Se esistono più fonti di dati iniziali per il calcolo dell'affidabilità di un oggetto, nella metodologia di calcolo devono essere stabilite le priorità nel loro utilizzo o i metodi per combinare i dati provenienti da fonti diverse. Nel calcolo dell'affidabilità incluso nella documentazione di lavoro dell'impianto, dovrebbe essere preferibile utilizzare i dati iniziali delle norme e delle specifiche tecniche per componenti, elementi e materiali.

4.7.1 L'adeguatezza del metodo di calcolo selezionato e dei modelli di calcolo costruiti per gli scopi e i compiti del calcolo dell'affidabilità di un oggetto è caratterizzata da:

utilizzo completo nel calcolo di tutte le informazioni disponibili sull'oggetto, le sue condizioni operative, il sistema di manutenzione e riparazione, le caratteristiche di affidabilità dei suoi componenti, le proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto;

la validità delle ipotesi e delle ipotesi adottate nella costruzione dei modelli, il loro impatto sull'accuratezza e sull'affidabilità delle stime della PN;

il grado di corrispondenza del livello di complessità e accuratezza dei modelli di calcolo dell'affidabilità dell'oggetto con l'accuratezza disponibile dei dati iniziali per il calcolo.

4.7.2 Il grado di adeguatezza dei modelli e dei metodi di calcolo dell’affidabilità è valutato mediante:

confronto dei risultati dei calcoli e valutazione sperimentale del PT di oggetti analoghi, per i quali sono stati utilizzati modelli e metodi di calcolo simili;

studi sulla sensibilità dei modelli a possibili violazioni delle ipotesi e delle ipotesi adottate durante la loro costruzione, nonché ad errori nei dati iniziali per il calcolo;

esame e sperimentazione dei modelli e dei metodi applicati, effettuati secondo la procedura stabilita.

4.8 Requisiti per i metodi di calcolo

4.8.1 Per calcolare l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di calcolo standard sviluppati per un gruppo (tipo, tipo) di oggetti omogenei nello scopo e principi per garantire l'affidabilità, elaborati sotto forma di documenti normativi pertinenti (standard statali e di settore, standard aziendali, ecc.);

metodi di calcolo sviluppati per oggetti specifici, le cui caratteristiche di progettazione e/o condizioni d'uso non consentono l'uso di metodi di calcolo dell'affidabilità standard. Questi metodi, di norma, sono inclusi direttamente nei documenti di rendicontazione per i calcoli di affidabilità o sono redatti sotto forma di documenti separati inclusi nella serie di documentazione per la corrispondente fase di sviluppo della struttura.

4.8.2 La metodologia standard per il calcolo dell'affidabilità dovrebbe contenere:

caratteristiche degli oggetti a cui si applica la metodologia, in conformità con le regole per la loro identificazione stabilite da questo standard;

un elenco dei PN calcolati dell'oggetto nel suo complesso e dei suoi componenti, metodi utilizzati per calcolare ciascun indicatore;

modelli standard per il calcolo della PN e regole per il loro adattamento per il calcolo dell'affidabilità di oggetti specifici, algoritmi di calcolo corrispondenti a tali modelli e, se disponibile, software;

metodi e tecniche corrispondenti per valutare i parametri di carico delle parti componenti degli oggetti presi in considerazione nei calcoli di affidabilità;

requisiti per i dati di origine per il calcolo dell'affidabilità (fonti, composizione, accuratezza, affidabilità, forma di presentazione) o i dati di origine stessi, metodi per combinare dati di origine eterogenei per il calcolo dell'affidabilità, ottenuti da fonti diverse;

regole decisive per confrontare i valori PN calcolati con quelli richiesti, se i risultati del calcolo vengono utilizzati per monitorare l'affidabilità degli oggetti;

metodi di valutazione degli errori nel calcolo del PT, introdotti dalle ipotesi e dalle ipotesi adottate per i modelli e metodi di calcolo utilizzati;

metodi per valutare la sensibilità dei risultati dei calcoli alle violazioni delle ipotesi accettate e/o agli errori nei dati di origine;

requisiti per la forma di presentazione dei risultati del calcolo della PN e regole per proteggere i risultati del calcolo nei corrispondenti punti di controllo della PN e durante gli esami della progettazione dell'impianto.

4.8.3 La metodologia per calcolare l'affidabilità di un oggetto specifico deve contenere:

informazioni sull'oggetto, garantendo la sua identificazione per i calcoli di affidabilità in conformità con i requisiti della presente norma;

l'intervallo dei PN calcolati e i relativi valori richiesti;

modelli per il calcolo di ciascun PT, ipotesi e ipotesi adottate durante la loro costruzione, corrispondenti algoritmi per il calcolo di PT e software utilizzato, stime degli errori e sensibilità dei modelli selezionati (costruiti);

dati iniziali per il calcolo e fonti della loro ricezione;

metodi per valutare i parametri di carico di un oggetto e dei suoi componenti o valutare direttamente questi parametri con riferimenti ai risultati corrispondenti e metodi di calcolo della resistenza, termico, elettrico e di altro tipo dell'oggetto.

4.9 Presentazione dei risultati del calcolo

4.9.1 I risultati del calcolo dell'affidabilità di un oggetto sono redatti sotto forma di una sezione di una nota esplicativa al progetto corrispondente (bozza, tecnica) o sotto forma di un documento indipendente (RR secondo GOST 2.102, rapporto , ecc.) contenente:

obiettivi e metodologia (link alla metodologia standard corrispondente) di calcolo;

valori calcolati di tutte le PN e conclusioni sulla loro conformità ai requisiti di affidabilità stabiliti per la struttura;

individuato carenze nella progettazione della struttura e raccomandazioni per la loro eliminazione con valutazioni dell'efficacia delle misure proposte in termini di impatto sul livello di affidabilità;

elenco di componenti ed elementi che limitano l'affidabilità di un oggetto o per i quali non esistono dati necessari per il calcolo della PN, proposte per includere nella PN misure aggiuntive per migliorarne (approfondimento) l'affidabilità o per sostituirle con altre quelli affidabili (testati e comprovati);

conclusione sulla possibilità di passare alla fase successiva di sviluppo dell'oggetto una volta raggiunto il livello calcolato di affidabilità.

4.9.3 Stime calcolate di PN, conclusioni sulla loro conformità ai requisiti stabiliti e possibilità di passare alla fase successiva dei tipi di lavoro sullo sviluppo (messa in produzione) di un oggetto, raccomandazioni per modifiche al fine di aumentarne l'affidabilità sono incluso nel rapporto del test di accettazione se si decide di controllare l'oggetto dell'affidabilità tramite il metodo di calcolo.

APPENDICE A (per riferimento). METODI DI CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ E RACCOMANDAZIONI GENERALI PER LA LORO APPLICAZIONE

APPENDICE A
(Informativo)

1 Metodi di previsione dell'affidabilità

1.1 Vengono utilizzati metodi di previsione:

giustificare il livello richiesto di affidabilità degli oggetti durante lo sviluppo delle specifiche tecniche e/o valutare la probabilità di raggiungere la PN specificata durante lo sviluppo di proposte tecniche e l'analisi dei requisiti delle specifiche tecniche (contratto). Un esempio di metodi appropriati per prevedere la manutenibilità degli oggetti è contenuto in MP 252-87;

per una valutazione approssimativa del livello atteso di affidabilità degli oggetti nelle prime fasi della loro progettazione, quando non sono disponibili le informazioni necessarie per applicare altri metodi di calcolo dell'affidabilità. Un esempio di metodologia per prevedere l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche in base al suo scopo e al numero di elementi (gruppi di elementi attivi) utilizzati in essa è contenuto nello standard militare americano MIL-STD-756A;

calcolare i tassi di guasto degli elementi elettronici ed elettrici nuovi e prodotti in serie di vario tipo, tenendo conto del livello di carico, della qualità di produzione e delle aree di applicazione delle apparecchiature in cui vengono utilizzati gli elementi. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-217 e nei libri di riferimento nazionali sull'affidabilità dell'IET per scopi industriali generali e speciali;

calcolare i parametri delle attività tipiche e delle operazioni di manutenzione e riparazione di oggetti, tenendo conto delle caratteristiche strutturali dell'oggetto, che ne determinano la manutenibilità. Esempi di tecniche rilevanti sono contenuti nell'MP 252-87 e nel libro di riferimento militare americano MIL-HDBK-472.

1.2 Per prevedere l'affidabilità degli oggetti, utilizzare:

metodi di previsione euristica (valutazione di esperti);

metodi di previsione mediante modelli statistici;

metodi combinati.

I metodi di previsione euristica si basano sull'elaborazione statistica di stime indipendenti dei valori del PT atteso dell'oggetto sviluppato (previsioni individuali), fornite da un gruppo di specialisti qualificati (esperti) sulla base delle informazioni fornite loro sull'oggetto, le sue condizioni operative, la tecnologia di produzione prevista e altri dati disponibili al momento della valutazione. Un sondaggio di esperti e l'elaborazione statistica delle singole previsioni PI vengono effettuati utilizzando metodi generalmente accettati per la valutazione da parte di esperti di eventuali indicatori di qualità (ad esempio il metodo Delphi).

I metodi di previsione che utilizzano modelli statistici si basano sull'estrapolazione o sull'interpolazione di dipendenze che descrivono le tendenze identificate nei cambiamenti nella PN di oggetti analoghi, tenendo conto del loro design e delle caratteristiche tecnologiche e di altri fattori, di cui sono note o conosciute le informazioni per l'oggetto in fase di sviluppo possono essere ottenuti al momento della valutazione. I modelli di previsione sono costruiti sulla base di dati sulla PN e parametri di oggetti analoghi utilizzando metodi statistici ben noti (regressione multivariata o analisi fattoriale, metodi di classificazione statistica e riconoscimento di modelli).

I metodi combinati si basano sull'uso congiunto di metodi di previsione basati su modelli statistici e metodi euristici per prevedere l'affidabilità degli oggetti, seguiti dal confronto dei risultati. In questo caso vengono utilizzati metodi euristici per valutare la possibilità di estrapolazione dei modelli statistici utilizzati e per affinare la previsione della PN sulla base di essi. L'uso di metodi combinati è consigliabile nei casi in cui vi è motivo di aspettarsi cambiamenti qualitativi nel livello di affidabilità degli oggetti che non sono riflessi dai corrispondenti modelli statistici, o quando il numero di oggetti analoghi è insufficiente per applicare solo metodi statistici.

2 Metodi strutturali per il calcolo dell'affidabilità

2.1 I metodi strutturali sono i metodi principali per il calcolo degli indicatori di affidabilità, manutenibilità e PN complessa nel processo di progettazione di oggetti che possono essere disaggregati in elementi, le cui caratteristiche di affidabilità sono note al momento dei calcoli o possono essere determinate con altri metodi (previsione , fisici, dai dati statistici raccolti nel processo relativo al loro utilizzo in condizioni simili). Questi metodi vengono utilizzati anche per calcolare la durabilità e la conservabilità degli oggetti, i cui criteri di stato limite sono espressi attraverso i parametri della durabilità (stabilità) dei loro elementi.

2.2 Il calcolo del PN con metodi strutturali nel caso generale include:

rappresentazione di un oggetto sotto forma di diagramma strutturale che descrive le relazioni logiche tra gli stati degli elementi e l'oggetto nel suo insieme, tenendo conto delle connessioni strutturali e funzionali e dell'interazione degli elementi, della strategia di manutenzione adottata, delle tipologie e dei metodi di prenotazione e altri fattori;

descrizione del diagramma di affidabilità strutturale costruito (SSN) dell'oggetto con un modello matematico adeguato che consente, nell'ambito delle ipotesi e ipotesi introdotte, di calcolare il PN dell'oggetto sulla base dei dati sull'affidabilità dei suoi elementi nelle condizioni considerate condizioni del loro utilizzo.

2.3 I seguenti possono essere utilizzati come diagrammi a blocchi di affidabilità:

diagrammi a blocchi strutturali dell'affidabilità, che rappresentano un oggetto come un insieme di elementi collegati in un certo modo (in termini di affidabilità) (standard IEC 1078);

alberi dei guasti degli oggetti, che rappresentano una visualizzazione grafica delle relazioni di causa-effetto che causano determinati tipi di guasti (standard IEC 1025);

grafici (diagrammi) di stati e transizioni che descrivono i possibili stati di un oggetto e le sue transizioni da uno stato all'altro sotto forma di un insieme di stati e transizioni dei suoi elementi.

2.4 I modelli matematici utilizzati per descrivere il SSN corrispondente sono determinati dai tipi e dalla complessità delle strutture specificate, dalle ipotesi accettate relative ai tipi di leggi di distribuzione delle caratteristiche di affidabilità degli elementi, dall'accuratezza e dall'affidabilità dei dati iniziali per il calcolo e da altri fattori .

Di seguito vengono discussi i metodi matematici più comunemente utilizzati per il calcolo del PN, il che non esclude la possibilità di sviluppare e utilizzare altri metodi più adeguati alla struttura e ad altre caratteristiche dell'oggetto.

2.5 Metodi per calcolare l'affidabilità di oggetti non riparabili di tipo I (secondo la classificazione degli oggetti secondo GOST 27.003).

Di norma, per descrivere l'affidabilità di tali oggetti vengono utilizzati schemi a blocchi fail-safe, le cui regole per la compilazione e la descrizione matematica sono stabilite dalla norma IEC 1078. In particolare tale norma stabilisce:

metodi per il calcolo diretto della probabilità di funzionamento senza guasti di un oggetto (FBO) in base ai corrispondenti parametri di funzionamento senza guasti degli elementi per le più semplici strutture in serie parallele;

metodi per il calcolo degli FBG per strutture più complesse appartenenti alla classe delle monotone, compreso il metodo dell'enumerazione diretta degli stati, il metodo dei percorsi e delle sezioni minimi, il metodo dell'espansione rispetto a qualsiasi elemento.

Per calcolare indicatori come il tempo medio fino al guasto di un oggetto, i metodi specificati utilizzano il metodo di integrazione diretta o numerica della distribuzione del tempo fino al guasto di un oggetto, che rappresenta una composizione delle corrispondenti distribuzioni del tempo fino al guasto del suo elementi. Se le informazioni sulla distribuzione del tempo fino al cedimento degli elementi sono incomplete o inaffidabili, vengono utilizzate varie stime limite della capacità di carico dell'oggetto, note dalla teoria dell'affidabilità.

Nel caso particolare di un sistema non recuperabile con vari metodi di ridondanza e con una distribuzione esponenziale del tempo fino al guasto degli elementi, la sua mappatura strutturale viene utilizzata sotto forma di grafo di transizione e la sua descrizione matematica utilizzando il processo di Markov.

Quando utilizzate per descrivere strutturalmente l'affidabilità degli alberi dei guasti secondo IEC 1025, le probabilità dei guasti corrispondenti vengono calcolate utilizzando una rappresentazione booleana dell'albero dei guasti e il metodo dei tagli minimi.

2.6 Metodi per calcolare l'affidabilità e il PN complesso degli oggetti restaurati di tipo I

Un metodo di calcolo universale per oggetti di qualsiasi struttura e per qualsiasi sezione trasversale delle distribuzioni dei tempi di funzionamento tra guasti e tempi di ripristino degli elementi, per qualsiasi strategia e metodo di ripristino e prevenzione è il metodo della modellazione statistica, che in generale comprende:

sintesi di un modello formale (algoritmo) per la formazione di una sequenza di eventi casuali che si verificano durante il funzionamento di un oggetto (guasti, ripristini, passaggio in riserva, inizio e fine manutenzione);

sviluppo di software per l'implementazione informatica dell'algoritmo compilato e il calcolo del PN dell'oggetto;

condurre un esperimento di simulazione su un computer attraverso l'implementazione ripetuta di un modello formale che garantisce la precisione e l'affidabilità richieste del calcolo della PN.

Il metodo di modellazione statistica per il calcolo dell'affidabilità viene utilizzato in assenza di modelli analitici adeguati tra quelli discussi di seguito.

Per strutture sequenziali ridondanti con ripristino e metodi arbitrari di riserva di elementi, i modelli di Markov vengono utilizzati per descrivere i corrispondenti grafici di stato (diagrammi).

In alcuni casi, per oggetti con distribuzioni non esponenziali del tempo operativo e del tempo di recupero, il problema non-Markoviano del calcolo del carico operativo può essere ridotto a uno Markoviano introducendo in un certo modo stati fittizi dell'oggetto nel suo grafo di transizione .

Un altro metodo efficace per calcolare il PT degli oggetti con riserva si basa sulla rappresentazione del loro tempo di funzionamento tra guasti sotto forma di somma di un numero casuale di termini casuali e sul calcolo diretto del PT degli oggetti senza utilizzare metodi della teoria dei processi casuali.

2.7 Metodi per il calcolo degli indicatori di manutenibilità

I metodi per calcolare gli indicatori di manutenibilità nel caso generale si basano sulla rappresentazione del processo di manutenzione o riparazione di un certo tipo come un insieme di compiti individuali (operazioni), le cui probabilità e obiettivi sono determinati dagli indicatori di affidabilità (durabilità) degli oggetti e la strategia di manutenzione e riparazione adottata, e la durata (intensità di manodopera, costo). Il completamento di ogni attività dipende dall'adattabilità strutturale dell'oggetto alla manutenzione (riparazione) di questo tipo.

In particolare, quando si calcolano gli indicatori di manutenibilità degli oggetti durante le riparazioni non programmate in corso, la distribuzione del tempo (intensità di manodopera, costo) del suo restauro rappresenta una composizione delle distribuzioni dei costi per le singole attività di restauro, tenendo conto della probabilità attesa di completare ciascuna attività per un certo periodo di funzionamento dell'oggetto. Queste probabilità possono essere calcolate, ad esempio, utilizzando gli alberi dei guasti, e i parametri di distribuzione dei costi per l'esecuzione dei singoli compiti vengono calcolati utilizzando uno dei metodi stabiliti, ad esempio MP 252-87 (coefficienti normativi, modelli di regressione, ecc.).

Lo schema generale di calcolo prevede:

compilare (ad esempio, mediante metodi AVPKO secondo GOST 27.310) un elenco di possibili guasti agli oggetti e valutarne le probabilità (intensità);

selezione dall'elenco compilato utilizzando il metodo del campionamento casuale stratificato di un certo numero abbastanza rappresentativo di compiti e calcolo dei parametri delle loro distribuzioni di durata (intensità di lavoro, costo). La distribuzione normale o alfa troncata viene solitamente utilizzata come tale distribuzione;

costruire una distribuzione empirica dei costi per le riparazioni in corso di un oggetto aggiungendo, tenendo conto delle probabilità di guasti, le distribuzioni dei costi per le singole attività e livellandole utilizzando la corrispondente distribuzione teorica (log-normale o distribuzione gamma);

calcolo degli indicatori di manutenibilità degli oggetti in base ai parametri della legge di distribuzione selezionata.

2.8 Metodi per il calcolo degli indicatori di affidabilità degli oggetti di tipo II (secondo la classificazione GOST 27.003)

Per oggetti di questo tipo, viene utilizzato un PN del tipo “coefficiente di conservazione dell'efficienza” (), nel cui calcolo vengono preservati i principi generali del calcolo dell'affidabilità degli oggetti di tipo I, ma ogni stato di un oggetto, determinato da l'insieme degli stati dei suoi elementi o ciascuna possibile traiettoria nello spazio degli stati degli elementi, deve essere assegnato in base a un certo valore della quota di efficienza nominale mantenuta da 0 a 1 (per oggetti di tipo I, efficienza in qualsiasi stato può assumere solo due valori possibili: 0 o 1).

Esistono due principali metodi di calcolo:

il metodo di media sugli stati (analogo al metodo di enumerazione diretta degli stati), utilizzato per oggetti a breve termine che eseguono compiti la cui durata è tale che la probabilità di un cambiamento nello stato dell'oggetto durante il compito può essere trascurata e solo la sua iniziale lo stato può essere preso in considerazione;

metodo di media lungo le traiettorie, utilizzato per oggetti a lungo termine, la cui durata dei compiti è tale che la probabilità di un cambiamento negli stati degli oggetti durante la loro esecuzione non può essere trascurata a causa di guasti e ripristini di elementi. In questo caso, il processo di funzionamento dell'oggetto è descritto dall'implementazione di una delle possibili traiettorie nello spazio degli stati.

Esistono anche alcuni casi particolari di schemi di calcolo per la determinazione, utilizzati per impianti con determinati tipi di funzioni di efficienza, ad esempio:

sistemi con un indicatore di efficienza additivo, ciascun elemento del quale fornisce un certo contributo indipendente all'effetto di output derivante dall'uso del sistema;

sistemi con indicatore di efficienza moltiplicativo ottenuto come prodotto dei corrispondenti indicatori di efficienza dei sottosistemi;

sistemi con funzioni ridondanti;

sistemi che eseguono un compito in diversi modi possibili utilizzando diverse combinazioni di elementi coinvolti nell'esecuzione del compito da ciascuno di essi;

sistemi di ramificazione simmetrici;

sistemi con aree di copertura sovrapposte, ecc.

In tutti gli schemi sopra riportati, il sistema è rappresentato in funzione dei suoi sottosistemi o elementi PN.

Il punto più importante nei calcoli è la valutazione dell'efficienza del sistema in vari stati o quando si implementano varie traiettorie nello spazio degli stati, effettuata analiticamente, o mediante modellazione, o sperimentalmente direttamente sull'oggetto stesso o sulla sua scala reale modelli (modelli).

3 Metodi fisici per il calcolo dell'affidabilità

3.1 I metodi fisici vengono utilizzati per calcolare l'affidabilità, la durabilità e la conservazione degli oggetti per i quali sono noti i meccanismi del loro degrado sotto l'influenza di vari fattori esterni e interni, che portano a guasti (stati limite) durante il funzionamento (stoccaggio).

3.2 I metodi si basano sulla descrizione dei corrispondenti processi di degrado utilizzando adeguati modelli matematici che consentono di calcolare il PT tenendo conto della progettazione, della tecnologia di fabbricazione, delle modalità e delle condizioni operative dell'oggetto sulla base di riferimenti fisici e di altro tipo determinati sperimentalmente proprietà delle sostanze e dei materiali utilizzati nell'oggetto.

Nel caso generale, questi modelli, con un processo di degrado principale, possono essere rappresentati da un modello di emissioni di un processo casuale oltre i confini della regione consentita della sua esistenza, e i confini di questa regione possono anche essere casuali e correlati con il processo specificato (modello di non superamento).

In presenza di diversi processi di degrado indipendenti, ciascuno dei quali genera la propria distribuzione delle risorse (tempo al guasto), la distribuzione delle risorse risultante (tempo al guasto dell'oggetto) viene trovata utilizzando il modello dell'"anello più debole" (distribuzione del minimo di fattori casuali indipendenti variabili).

3.3 I componenti dei modelli di non superamento possono avere una natura fisica diversa e, di conseguenza, essere descritti da diversi tipi di distribuzioni di variabili casuali (processi casuali) e possono anche trovarsi in modelli di accumulo del danno. Ciò spiega l’ampia varietà di modelli di non superamento utilizzati nella pratica e solo in casi relativamente rari questi modelli consentono una soluzione analitica diretta. Pertanto, il metodo principale per calcolare l’affidabilità utilizzando modelli di non superamento è la modellazione statistica.

APPENDICE B (per riferimento). Elenco di libri di riferimento, documenti normativi e metodologici sui calcoli di affidabilità

APPENDICE B
(Informativo)

1 B.A. Kozlov, I.A. Ushakov. Manuale per il calcolo dell'affidabilità delle apparecchiature radio elettroniche e di automazione. M.: Radio sovietica, 1975. 472 p.

2 Affidabilità dei sistemi tecnici. Manuale ed. I.A.Ushakova. M.: Radio e comunicazione, 1985. 608 p.

3 Affidabilità ed efficienza nella tecnologia. Direttorio in 10 volumi.

T.2 ed. B.V. Gnedenko. M.: Ingegneria Meccanica, 1987. 280 p.;

T.5, ed. V.I.Patrushev e A.I.Rembeza. M.: Ingegneria Meccanica, 1988. 224 p.

4 B.F. Khazov, B.A. Didusev. Manuale per il calcolo dell'affidabilità della macchina in fase di progettazione. M.: Ingegneria Meccanica, 1986. 224 p.

5 Norma IEC 300-3-1 (1991) Gestione dell'affidabilità. Parte 3. Guide. Sezione 1. Rassegna dei metodi di analisi dell'affidabilità.

6 Norma IEC 706-2 (1991) Linee guida per garantire la manutenibilità delle apparecchiature. Parte 2, sezione 5. Analisi di manutenibilità in fase di progettazione.

7 Standard IEC 863 (1986) Presentazione dei risultati di previsione per affidabilità, manutenibilità e disponibilità.

8 Norma IEC 1025 (1990) Analisi dell'albero dei guasti.

9 Norma IEC 1078 (1991) Metodi per l'analisi dell'affidabilità. Metodo per il calcolo dell'affidabilità mediante diagrammi a blocchi.

10 Linee guida RD 50-476-84. Affidabilità nella tecnologia. Valutazione a intervalli dell'affidabilità di un oggetto tecnico sulla base dei risultati dei test dei suoi componenti. Disposizioni generali.

11 RD 50-518-84 Linee guida. Affidabilità nella tecnologia. Requisiti generali per il contenuto e le forme di presentazione dei dati di riferimento sull'affidabilità dei componenti per l'uso intersettoriale.

12 MR 159-85 Affidabilità nella tecnologia. Selezione dei tipi di distribuzioni di variabili casuali. Linee guida.

13 MR 252-87 Affidabilità nella tecnologia. Calcolo degli indicatori di manutenibilità durante lo sviluppo del prodotto. Linee guida.

14 R 50-54-82-88 Affidabilità nella tecnologia. Selezione delle modalità e dei metodi di prenotazione.

15 GOST 27.310-95 Affidabilità nella tecnologia. Analisi delle tipologie, conseguenze e criticità dei guasti. Disposizioni fondamentali.

16 Standard militare statunitense MIL-STD-756A. Modellazione e previsione del funzionamento senza guasti.

17 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-217E. Previsione dell'affidabilità degli elementi dell'apparecchiatura elettronica.

18 Manuale sugli standard militari statunitensi MIL-HDBK-472. Prevedere la manutenibilità.



Il testo del documento è verificato secondo:
pubblicazione ufficiale
Affidabilità nella tecnologia: sab. GOST. -
M.: Casa editrice degli standard IPK, 2002