Для того чтобы в количественной мере определить повышение или понижение уровня надежности, приходится брать за базу технические параметры свойств надежности.
Оценка уровня и выбор путей повышения надежности и долговечности изделий тесно связаны с количественной мерой. Для этих целей используется система показателей, каждый из которых обеспечивает измерение той или иной стороны надежности. Количественные меры разных сторон этого свойства качества и последствий его изменений имеют не однозначный, а вероятностный характер. В этой связи напомним основные вероятностные характеристики надежности изделий.
Вероятность безотказной работы — это показатель того, что в определенных условиях эксплуатации в пределах заданной продолжительности работы изделия отказ (неисправность) не произойдет с определенной степенью вероятности. Вероятность безотказной работы зависит от многих факторов и отражает способность изделия выполнять заданную функцию. За пределами этого отрезка времени исправная работа изделия не гарантируется.
В общем случае при увеличении наработки вероятность исправной работы имеет тенденцию к уменьшению. Для исчисления этой вероятности используется ряд методов. Наиболее широкое распространение получил закон экспоненциального распределения, по которому вероятность исправной работы рассчитывается по формуле (1):
где e — основание натуральных логарифмов;
λ — интенсивность отказов (неисправностей).
Интенсивность отказов для многих изделий в течение времени использования изменяется так, как это показано на рис. 9.1.
Во многих случаях для практических решений приходится допускать, что λ = const, т. е. интенсивность неисправностей им еет постоянный характер. Тогда (2):
где t — суммарная наработка изделия;
T* — наработка на одну неисправность.
Учет вероятности исправной работы изделий имеет значение для объективной оценки реальных возможностей машин, механизмов, систем или отдельных устройств и их элементов. Как это делается?
При расчетах, например, производительности транспортных машин, пользуются произведением (3):
где Q — полный объем транспортной работы за плановый период времени;
Gк — вес коммерческой нагрузки транспортного средства;
v — средняя скорость движения;
T — продолжительность планируемого рабочего периода.
Уравнениями типа (3) широко пользуются для экономической оценки техники, планирования производительности оборудования и определения других технико-экономических показателей.
ТI — период устранения скрытых, необнаруженных дефектов, период приработки;
TII — период, когда надежность сохраняет устойчивый уровень;
TIII — период роста неисправностей в силу физического износа и старения
Нетрудно заметить, что уравнение (3) составлено без учета вероятности исправной работы транспортного средства или в предположении, что эта вероятность всегда равна единице. В жизни на работу изделия обязательно оказывают влияние факторы, характер действия которых или неизвестен, или изучен недостаточно. Влияние этих факторов приводит к возникновению случайных отказов, а следовательно, и к непредвиденным перерывам в работе, что, как уже говорилось, уменьшает объем полезной отдачи.
Таким образом, если подходить с позиций реальности, производительность и эффективность изделий должны рассчитываться с учетом вероятности исправной работы. Исходя из этого, уравнение (3) надо переписать, включив в него множитель, учитывающий надежность (4):