Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Основы теории надежности

Методы оценки показателей качества и надежности изделий на этапах их жизненного цикла

Как известно, важнейшими этапами жизненного цикла изделий являются этапы проектирования, производства и эксплуатации.

Статистические методы

Рассмотрим статистический метод применительно к изделию – интегральной схеме (ИС). Метод оценки интенсивности отказов ИС среднего уровня интеграции состоит из следующих этапов.

1. Экспериментальным путем определяются оценки интенсивности отказов элементов:

где п – количество отказавших элементов; N – объем выборки; t – время испытаний.

2. По заданным интенсивностям отказов элементов находится интенсивность отказов ИС:

Метод расчета интенсивности отказов сложных систем представлен блок-схемой (рис. 3.1). Расчет проводят по интенсивности λ, отказов элементов и подсистем или вероятности их безотказной работы, используя формулы для последовательных, параллельных и комбинированных схем структурной надежности [12, 33, 35, 49].

Если λис соответствует интенсивности отказов, заданной в ТЗ λΤ3, то конструктивно-технологические варианты изделий изготавливаются и испытываются. Отказы регистрируются. Априорный расчет проверяют апостериорным и при необходимости проводят коррекцию.

Упрощенная блок-схема выполнения на этапе проектирования расчета интенсивности отказов сложной системы

Рис. 3.1. Упрощенная блок-схема выполнения на этапе проектирования расчета интенсивности отказов сложной системы:

п – количество отказавших элементов; N – общее количество поставленных на испытания элементов; k – количество компонентов (элементов), входящих в иерархическую систему более высокого уровня; ί – время испытаний; ТЗ – техническое задание; КД – конструкторская документация; – обозначение операций пересечения и объединения

Качество изделий на этапе проектирования обеспечивается и оценивается двумя раздельными контурами, изображенными на рис. 3.1. Верхний контур служит для обеспечения качества изделий, при этом контролируются:

  • • электрические параметры и (или) внешний вид готовой продукции;
  • • операции технологического процесса в результате измерений электрофизических параметров.

По результатам контроля контур либо "замыкается", т.е. работает "на себя", либо наоборот – эффективно "размыкается", т.е. работает вовне ("для других"). Изделие принимается, причем его качество оценивается процентом выхода годных.

В то же время достигнутый уровень качества определяется (вследствие взаимосвязи качества изготовления и надежности) по результатам испытаний на основе оценок интенсивности отказов или вероятности безотказной работы. Тогда нижний контур регулируется аналогично верхнему контуру. При расчете интенсивности отказов изделия применяются два метода движения: сверху вниз или снизу вверх (см. рис. 3.1), используя принцип декомпозиции сложных систем.

Таким образом, методы оценки показателей качества изделий на этапах проектирования и производства имеют общую основу – статистическую модель. Рассмотрение отказов (брака, дефектов) как событий, подчиняющихся статистической закономерности (с допущением гипотезы справедливости того или иного закона распределения отказов и параметра потока отказов) компонентов как составляющих системы делает возможным оценку интенсивности отказов систем.

К достоинствам статистических методов оценки показателей качества изделий относятся простота и стандартность процедур расчета, особенно в предположении действия экспоненциального закона распределения отказов (E-закона).

Недостатки статистических методов оценки показателей качества изделий таковы.

  • • Чрезмерная (излишняя) абстрактность. Расчетные формулы не содержат конкретных характеристик (физических, технологических, электрических) изделия.
  • • Высокая стоимость. По данным работы [32], при заданной интенсивности отказов λ = 10-6 1/ч, приемочном числе (числе отказавших изделий) С = 0, объеме выборки N = 229 для проведения испытаний требуется 25 000 руб. (в ценах 1970-х гг.) или не менее 3 млн руб. в ценах 2010-х гг.
  • • Низкая эффективность. Как показывает накопленный опыт, для гарантии времени безотказной работы изделия в течение 10 лет и требуемого значения интенсивности отказов λ = 10-8 1/ч, необходимо 107 элементо-часов наработки.
  • • Некорректность. Необходимые элементо-часы набираются при допущении эквивалентности операций усреднения по множеству и по времени, что справедливо только для статистических ансамблей микрочастиц и составляет содержание Н-теоремы [33, 49].
  • • В принципе, непрогностичность в отношении параметрических отказов, поскольку не используются представления о природе и механизме отказа.
  • • Отсутствие динамических связей характеристик качества на этапах жизненного цикла изделий.

Статистические методы оценки показателей качества изделий образуют достаточно широкий класс методов, охватывающий статистические закономерности, определяющие качество изделий на этапах проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Указанному классу методов присуща статистическая модель, где отказы (т.е. брак) изделий рассматриваются как случайные события, вероятности которых основываются па комбинаторном, частотном или теоретико-множественном определении самого понятия вероятности.

На рис. 3.2 представлена блок-схема оценки качества и надежности изделий на этапе производства и испытаний.

Упрощенная блок-схема на этапе производства и испытаний оценки качества и надежности изделий

Рис. 3.2. Упрощенная блок-схема на этапе производства и испытаний оценки качества и надежности изделий:

п – количество отказавших элементов (изделий): N – общее количество поставленных на испытания элементов (изделий); t – время испытаний

Анализ качества систем можно проводить, дополняя статистический методологическим. Для этого используется алгебра логики, что прослеживается от одной из пионерских работ К. Э. Шеннона [39] до логико-статистического метода надежностного анализа современных сложных систем, таких как АСУТП [33]. К этому же классу методов принадлежат социологический и экспертный методы.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы