Наработка на отказ

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.

Наработка на отказ — технический параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемого прибора, устройства или технической системы.

Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается обычно в часах.

Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.

Наработка до отказа — эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклов включений и др.

Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.

Т = 1/m * Σt_i

где t_i — наработка i-го объекта между отказами; m — число отказов.

Определение по ГОСТ

ГОСТ 27.002-89 определяет данные параметры следующим образом:

• Наработка на отказ (или средняя наработка на отказ) англ. Mean operating time between failures — отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.
• Наработка до отказа англ. Operating time to failure — Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Зарубежная терминология

В английской литературе MTBF (англ. Mean time between failures), среднее время между отказами, наработка на отказ) — среднее время между возникновениями отказов.^[1]; термин обычно касается работы оборудования. Единица размерности - час.

Системы, связанные с обеспечением безопасности, можно условно подразделить на две категории:

• работающие в режиме низкой частоты запросов
• и в режиме высокой частоты запросов (непрерывно).

IEC 61508 (англ.)русск. количественно определяет эту классификацию, устанавливая, что частота запросов на работу системы обеспечения безопасности не превышает одного раза в год в режиме низкой частоты запросов, и более раза в год в режиме высокой частоты запросов (непрерывной работы).

Значение SIL (англ.)русск. для систем обеспечения безопасности с низкой частотой запросов непосредственно зависит от диапазонов порядков средней вероятности того, что она не сможет удовлетворительно выполнить свои функции по обеспечению безопасности по запросу, или, проще говоря, от вероятности отказа при запросе (PFD). Значение SIL для систем обеспечения безопасности, работающих в режиме высокой частоты запросов (непрерывно) непосредственно зависит от вероятности возникновения опасного отказа в час (PFH).

PFD (Probability of Failure on Demand, Вероятность отказа при запросе) — средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу.

PFH (Probability of Failure per Hour, Вероятность возникновения отказа за час) — вероятность возникновения в системе опасного отказа в течение часа.

MTTR (Mean Time to Restoration, Среднее время до восстановления работоспособности) — среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа.

DC (Diagnostic Coverage, Диагностическое покрытие) — отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов.

В свою очередь, λ = частота отказов = 1/ MTBF

Среднее время безотказной работы системы

Среднее время безотказной работы (средняя наработка на отказ) $T_0$ — для невосстанавливаемых (неремонтируемых) систем - это математическое ожидание времени работы системы до отказа:

$T_0 = M = \int\limits_0^\mathcal {1} t \cdot f(t) dt = - \int\limits_0^\mathcal {1} t dP(t)$

Пределы несобственного интеграла изменяются от 0 до ∞, так как время не может быть отрицательным; $f(t)$ - есть плотность вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента. $P(T)$ - есть вероятность безотказной работы в интервале времени $0 < t < T$. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность $P(T)$ равна нулю. Вероятность $P(T)$ связана с плотностью вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента следующим образом:

$f(t) = - \frac{d P(t)}{dt}$.

Проинтегрировав выражение для $T_0$ по частям, получим:

$T_0 = \int\limits_0^\mathcal {1} P(t) dt$

Графически полученное выражение для $T_0$ представлено на рисунке как площадь под графиком вероятности безотказной работы Р(T) от времени T. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность P(T) равна нулю.

Здесь $T \ge 0$ — случайное время работы системы до отказа или наработка на отказ для невосстанавливаемого элемента или системы.

Примечания

1. ↑ Использование ControlLogix в приложениях SIL2. Справочное руководство по обеспечению безопасности Rockwell Automation. Публикация 1756-RM001C-EN-P- Апрель 2004

См. также

Показатели надежности

Ссылки

• Гамма-процентная наработка до отказа по ГОСТ 27.002-89
• ГОСТ 27002-89
• Калькулятор MTBF
• Статья: MTBF (наработка на отказ) и гарантия в мире компьютеров. Что важно?