Приложение А (справочное). Пояснения к терминам, приведенным в настоящем стандарте

Приложение А
(справочное)

Пояснения к терминам, приведенным в настоящем стандарте

А.1 Термин "надежность объекта" (см. пункт 5)

Термины в области надежности объекта распространяются на любые объекты - изделия, сооружения, системы, а также их подсистемы и составные части на этапах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации и ремонта. В качестве подсистем и составных частей могут рассматриваться сборочные единицы, детали, компоненты или элементы. При необходимости в понятие "объект" могут быть включены информация и ее носители, а также персонал (человеческий фактор), например, при рассмотрении надежности системы "человек-машина". Понятие "эксплуатация" включает в себя помимо применения по назначению техническое обслуживание, ремонт, хранение и транспортирование.

Термин "объект" может относиться к конкретному объекту и к одному из представителей совокупности, в частности к любому представителю серии, партии или статистической выборки однотипных объектов. На стадии разработки термин "объект" применяют по отношению к любому представителю генеральной совокупности объектов.

Границ понятия "надежность объекта" не изменяет следующее определение: надежность объекта - свойство объекта сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Это определение применяют, когда параметрическое описание нецелесообразно (например, для простейших объектов, работоспособность которых характеризуется по типу "да - нет") или невозможно (например, для систем "машина-оператор", т.е. таких систем, не все свойства которых могут быть охарактеризованы количественно).

К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят кинематические и динамические параметры, показатели конструкционной прочности, показатели точности функционирования, производительности, скорости и т.п. С течением времени значения этих параметров могут изменяться.

Надежность объекта - комплексное свойство, охватывающее в общем случае безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Например, для неремонтируемых объектов основным свойством может являться безотказность. Для ремонтируемых объектов одним из важнейших свойств может быть ремонтопригодность.

Следует подчеркнуть принципиальное отличие понятия "надежность объекта", приведенного в настоящем стандарте, от понятия "надежность выполнения задания", приведенного в ГОСТ Р 27.101. Эти термины относятся к различным понятиям.

"Надежность выполнения задания" зависит от надежности объекта, его восстанавливаемости, ремонтопригодности, обеспеченности техническим обслуживанием, а в некоторых случаях и от других характеристик, таких как безопасность.

"Надежность объекта" характеризует свойство объекта, а не возможность выполнения задания при его участии. "Надежность объекта" не зависит от готовности, восстанавливаемости, обеспеченности техническим обслуживанием.

Для объектов, которые являются потенциальным источником опасности, важными понятиями являются "безопасность" и "живучесть". Безопасность - свойство объекта при изготовлении и эксплуатации в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды. Хотя безопасность не входит в общее понятие надежности объекта, однако при определенных условиях она тесно связана с этим понятием, например если отказы могут привести к условиям, вредным для людей и окружающей среды сверх предельно допустимых норм.

Понятие "живучесть" занимает пограничное место между понятиями "надежность" и "безопасность" объекта. Под живучестью понимают свойство объекта, состоящее в его способности противостоять развитию критических отказов из дефектов и повреждений при установленной системе технического обслуживания и ремонта, или свойство объекта сохранять работоспособность при воздействиях, не предусмотренных условиями эксплуатации, или свойство объекта сохранять работоспособность при наличии дефектов или повреждений определенного вида, а также при отказе некоторых компонентов. При этом работоспособность может быть не полной. Примером служит сохранение несущей способности элементами конструкции при возникновении в них усталостных трещин, размеры которых не превышают заданных значений.

А.2 Термин "безотказность" (см. пункт 6)

Безотказность в той или иной степени свойственна объекту в любом из возможных режимов его существования. В основном безотказность рассматривают применительно к использованию объекта по назначению, но во многих случаях необходима оценка безотказности при хранении и транспортировании объекта.

Необходимо подчеркнуть, что показатели безотказности вводят либо по отношению ко всем возможным отказам объекта, либо по отношению к какому-либо одному виду отказов с указанием критерия отказа.

А.3 Термин "готовность объекта" (см. пункт 7)

Готовность объекта не является свойством надежности объекта. Надежность объекта и готовность объекта не зависят друг от друга, однако показатели готовности функционально связаны с показателями безотказности, ремонтопригодности и восстанавливаемости.

Готовность объекта зависит от обеспеченности объекта необходимыми для его работы внешними ресурсами (автомобиль при отсутствии бензина или запасного колеса переходит из состояния готовности в состояние неготовности).

Следует подчеркнуть принципиальное отличие понятия "готовность объекта", приведенного в настоящем стандарте, от понятия "готовность выполнения задания", приведенного в ГОСТ Р 27.101. В отличие от готовности выполнения задания готовность объекта не зависит от не предусмотренных проектом внешних воздействий, а также от административных, организационных и логистических факторов.

Оценка показателей готовности объекта осуществляется вне зависимости от того, функционирует объект или нет, и распространяется как на эксплуатируемый объект, так и на находящийся в резерве. В этом случае характеристиками готовности служат время восстановления (среднее время восстановления), коэффициент технического использования (Кти), коэффициент готовности (Кг), коэффициент оперативной готовности (Ког) и ВБР объекта.

А.4 Термин "ремонтопригодность" (см. пункт 8)

Термин "ремонтопригодность" традиционно трактуют в широком смысле. Этот термин эквивалентен международному термину "maintainability". Помимо ремонтопригодности в узком смысле это понятие включает в себя "обслуживаемость", т.е. приспособленность объекта к техническому обслуживанию, "контролепригодность" и приспособленность к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, а также причин, их вызывающих. Более общие понятия "обеспеченность техническим обслуживанием", "эксплуатационная технологичность" (maintenance support, supportability) включают в себя ряд технико-экономических и организационных факторов, например качество подготовки обслуживающего персонала.

А.5 Термин "долговечность" (см. пункт 10)

Объект может перейти в предельное состояние, оставаясь работоспособным, если, например, его дальнейшее применение по назначению станет недопустимым по требованиям безопасности, экономичности и эффективности.

А.6 Термины "сохраняемость" и "срок сохраняемости" (см. пункты 11, 30)

В процессе хранения и транспортирования объекты подвергаются неблагоприятным воздействиям, например колебаниям температуры, действию влажного воздуха, вибрациям и т.п. В результате после хранения и (или) транспортирования объект может оказаться в неработоспособном и даже в предельном состоянии. Сохраняемость объекта характеризуется его способностью противостоять отрицательному влиянию условий и продолжительности его хранения и транспортирования.

В зависимости от условий и режимов применения объекта требования к сохраняемости устанавливают по-разному. Для некоторых классов объектов может быть установлено требование того, чтобы после хранения объект находился в таком же состоянии, что и к моменту начала хранения. В этом случае объект должен удовлетворять требованиям безотказности, долговечности и ремонтопригодности, предъявляемым к объекту на момент начала хранения. В реальных условиях происходит ухудшение параметров, характеризующих работоспособность объекта, а также снижается его остаточный ресурс. В одних случаях достаточно потребовать, чтобы после хранения и (или) транспортирования объект оставался в работоспособном состоянии. В большинстве других случаев требуется, чтобы объект сохранял достаточный запас работоспособности, т.е. обладал достаточной безотказностью после хранения и (или) транспортирования. В тех случаях, когда предусмотрена специальная подготовка объекта к применению по назначению после хранения и (или) транспортирования, требование о сохранении работоспособности заменяется требованием того, чтобы технические параметры объекта, определяющие его безотказность и долговечность, сохранялись в заданных пределах. Очевидно, что все эти случаи охватывает приведенное в стандарте определение понятия сохраняемости.

Требования к показателям безотказности, долговечности и ремонтопригодности для объекта, подвергнутого длительному хранению, необходимо указывать в техническом задании, и в отдельных случаях они могут быть снижены относительно уровня требований к новому объекту, не находившемуся на хранении.

Следует различать сохраняемость объекта до ввода в эксплуатацию и сохраняемость объекта в период эксплуатации (при перерывах в работе). Во втором случае срок сохраняемости входит составной частью в срок службы.

В зависимости от особенностей и назначения объектов срок сохраняемости до ввода объекта в эксплуатацию может включать в себя срок сохраняемости в упаковке и (или) законсервированном виде, срок монтажа и (или) срок хранения на другом упакованном и (или) законсервированном более сложном объекте.

А.7 Термины "исправное состояние", "неисправное состояние", "работоспособное состояние", "неработоспособное состояние" (см. пункты 12-15)

Данные понятия охватывают основные технические состояния объекта. Каждое из них характеризуется совокупностью значений параметров, описывающих состояние объекта, а также качественных признаков, для которых не применяют количественные оценки. Номенклатуру этих параметров и признаков, а также допустимые пределы их изменений устанавливают в нормативной и технической документации.

Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям документации, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению. Работоспособный объект может быть неисправным, например, если он не удовлетворяет эстетическим требованиям, причем ухудшение внешнего вида объекта не препятствует его применению по назначению.

Для сложных объектов возможны частично неработоспособные состояния, при которых объект способен выполнять требуемые функции с пониженными показателями или способен выполнять лишь часть требуемых функций.

Для некоторых объектов признаками неработоспособного состояния, кроме того, могут быть отклонения показателей качества изготавливаемой ими продукции. Например, для некоторых технологических систем к неработоспособному состоянию может быть отнесено такое, при котором значение хотя бы одного параметра качества изготавливаемой продукции не соответствует требованиям нормативной, технической и (или) конструкторской (проектной) и технологической документации.

Переход объекта из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа. Переход объекта из исправного состояния в неисправное работоспособное состояние происходит из-за повреждений.

В работоспособном состоянии различают "рабочее состояние" (operating state) и "нерабочее состояние" (nonoperating state), при котором объект не функционирует.

В отраслевой документации допускается использование более детальной классификации состояний, не противоречащей приведенной в настоящем стандарте.

"Нерабочее состояние" допускается подразделять, в свою очередь, на состояние резервирования (standby state) и состояние планового простоя (idle, free state). Кроме того, различают:

- "внутреннее" неработоспособное состояние (internal disabled state), эквивалентное неработоспособному состоянию в соответствии с пунктом 15 настоящего стандарта;

- "внешнее" неработоспособное состояние (external disabled state), обусловленное отсутствием внешних ресурсов.

А.8 Термин "состояние готовности объекта" (см. пункт 16)

Состояние готовности объекта относится только к объекту и не характеризует состояние выполнения задания.

В состоянии готовности объект должен быть обеспечен внешними ресурсами, необходимыми для его работы. Например, при отсутствии бензина или запасного колеса автомобиль не может работать и, следовательно, не находится в состоянии готовности.

Термины "состояние готовности" и "готовность объекта" не являются синонимами.

А.9 Термины "предельное состояние" и "критерий предельного состояния" (см. пункты 19, 20)

Переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение эксплуатации объекта. При достижении предельного состояния объект должен быть снят с эксплуатации, направлен в средний или капитальный ремонт, списан, утилизирован или передан для применения не по назначению. Если критерий предельного состояния установлен из соображений безопасности, хранения и (или) транспортирования объекта, то при наступлении предельного состояния хранение и (или) транспортирование объекта должно быть прекращено. В других случаях при наступлении предельного состояния должно быть прекращено применение объекта по назначению.

Для неремонтируемых объектов имеет место предельное состояние двух видов. Первый вид совпадает с неработоспособным состоянием. Второй вид предельного состояния обусловлен тем обстоятельством, что начиная с некоторого момента дальнейшая эксплуатация еще работоспособного объекта оказывается недопустимой в связи с опасностью или высокими затратами эксплуатации. Переход неремонтируемого объекта в предельное состояние второго вида происходит до потери объектом работоспособности.

Для ремонтируемых объектов выделяют два или более видов предельных состояний. Например, для двух видов предельных состояний требуется отправка объекта в средний или капитальный ремонт, т.е. временное прекращение применения объекта по назначению. Третий вид предельного состояния предполагает окончательное прекращение применения объекта по назначению. Критерии предельного состояния каждого вида устанавливают в документации.

А.10 Термин "состояние резервирования" (см. пункт 23)

Допускается выделять также "состояние горячего резерва", когда резервный объект готов к работе сразу после запроса, и "состояние холодного резерва", когда для начала работы резервному объекту требуется после запроса некоторая подготовка.

А.11 Термины "отказ", "критерий отказа" (см. пункты 36, 40)

Если работоспособность объекта характеризуется совокупностью значений некоторых технических параметров, то признаком возникновения отказа является выход значений любого из этих параметров за пределы допусков. Кроме того, в критерии отказов могут входить также качественные признаки, указывающие на нарушение нормальной работы объекта.

Критерии отказов следует отличать от критериев повреждений. Под критериями повреждений понимают признаки или совокупность признаков неисправного, но работоспособного состояния объекта.

А.12 Термин "критичность отказа" (см. пункт 45)

Понятие критичности отказа введено для того, чтобы проводить классификацию отказов по значимости их последствий. Критерием классификации могут служить прямые и косвенные потери, вызванные отказами, затраты труда и времени на устранение последствий отказов, возможность и целесообразность ремонта силами потребителя или необходимость ремонта изготовителем или третьей стороной, продолжительность простоев из-за возникновения отказов, степень снижения производительности при отказе, приводящем к частично неработоспособному состоянию, и т.п. Классификацию отказов по их последствиям устанавливают в документации по согласованию между заказчиком и разработчиком (изготовителем). Для простых объектов эту классификацию не используют.

При классификации отказов по значимости последствий могут быть введены две, три и большее количество категорий отказов. Различают критические (critical) и некритические (noncritical) отказы. Последние подразделяют на существенные (major) и несущественные (minor) отказы. Границы между категориями отказов достаточно условны.

Отказ одного и того же объекта может трактоваться как критический, существенный или несущественный, в зависимости от того, рассматривают ли объект индивидуально или он является составной частью другого объекта. Несущественный отказ объекта, входящего в состав более ответственного объекта, может быть существенным и даже критическим в зависимости от последствий отказа сложного объекта. Для проведения классификации отказов по значимости последствий необходимо проведение анализа критериев, причин и последствий отказов и построение логической и функциональной связи между отказами.

Классификация отказов по значимости последствий необходима при нормировании надежности (в частности, для обоснованного выбора номенклатуры и численных значений нормируемых показателей надежности), а также при установлении гарантийных обязательств.

А.13 Термины "внезапный отказ" и "постепенный отказ" (см. пункты 47, 48)

Эти термины позволяют разделять отказы на две категории в зависимости от возможности прогнозирования момента возникновения отказа. В отличие от внезапного отказа появлению постепенного отказа предшествует непрерывное и монотонное изменение одного или нескольких параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции. Ввиду этого удается предупредить появление отказа или принять меры по устранению (локализации) его нежелательных последствий.

Четкой границы между внезапными и постепенными отказами, однако, провести не удается. Механические, физические и химические процессы, которые составляют причины отказов, как правило, протекают во времени достаточно медленно. Так, усталостная трещина в стенке трубопровода или сосуда давления, зародившаяся из дефекта, медленно растет в процессе эксплуатации; этот рост в принципе может быть прослежен средствами неразрушающего контроля. Однако собственно отказ (наступление течи) происходит внезапно. Если по каким-либо причинам своевременное обнаружение несквозной трещины оказалось невозможным, то отказ придется признать внезапным.

А.14 Термин "сбой" (см. пункт 51)

Отличительным признаком сбоя является то, что восстановление работоспособного состояния объекта может быть обеспечено без ремонта, например путем воздействия оператора на органы управления, устранением обрыва нити, магнитной ленты и т.п., коррекцией положения заготовки.

Характерным примером является сбой при выполнении компьютерной программы, устраняемый повторным пуском программы с места останова или ее перезапуском сначала.

А.15 Термины "конструктивный отказ", "производственный отказ", "эксплуатационный отказ" (см. пункты 54-56)

Классификация отказов по причинам возникновения введена с целью установления, на какой стадии создания или существования объекта следует провести мероприятия для устранения причин отказов.

Допускается выделять отказы покупных комплектующих изделий. Отказы составных частей также могут быть конструктивными, производственными и эксплуатационными. Классификация не является исчерпывающей, поскольку возможно возникновение отказов, вызванных двумя или тремя причинами.

А.16 Термин "деградационный отказ" (см. пункт 57)

При анализе надежности объекта различают ранние отказы, когда проявляется влияние дефектов, не обнаруженных в процессе изготовления, испытаний и (или) приемочного контроля, и поздние, деградационные отказы. Последние происходят на заключительной стадии эксплуатации объекта, когда вследствие естественных процессов старения, изнашивания, коррозии и т.п. объект или его составные части приближаются к предельному состоянию по условиям физического износа. В соответствии с определением деградационный отказ может иметь место только при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации объекта, возникновение деградационных отказов всегда происходит за пределами планируемого полного или межремонтного срока службы (ресурса). Возможность продолжения эксплуатации по истечении планового срока службы (ресурса), с учетом возможности появления деградационных отказов, обеспечивается расчетом на долговечность с учетом физики процессов, приводящих к деградационным отказам, а также надлежащей системы технического обслуживания и ремонта.

Можно практически исключить возникновение ранних отказов, если до передачи объекта в эксплуатацию провести приработку, обкатку, технологический прогон и т.п. При этом соответственно может измениться цена объекта.

А.17 Термин "наработка" (см. пункт 24)

Наработку объекта, работающего непрерывно, можно измерять в единицах календарного времени. Если объект работает с перерывами, то различают непрерывную и суммарную наработку. В этом случае наработку также можно измерять в единицах времени. Для многих объектов физическое изнашивание связано не только с календарной продолжительностью эксплуатации, но и с объемом работы объекта, и поэтому зависит от интенсивности применения объекта по назначению. Для таких объектов наработку обычно выражают через объем выполненной работы или число рабочих циклов.

Если трактовать понятие "время" в обобщенном смысле, как параметр, используемый для описания последовательности событий и смены состояний, то принципиальная разница между наработкой и временем отсутствует даже в том случае, когда наработка является целочисленной величиной (например, календарное время тоже отсчитывают в днях, месяцах и т.п.). Поэтому наработка и родственные ей величины (ресурс, остаточный ресурс) отнесены к категории временных понятий.

А.18 Термины "наработка до отказа", "наработка между отказами", "время восстановления", "ресурс", "срок службы", "срок сохраняемости", "остаточный ресурс" (см. пункты 25-30, 32)

Перечисленные понятия относятся к конкретному объекту. Имеется важное различие между величинами, определяемыми этими понятиями, и большинством величин, характеризующих механические, физические и другие свойства объекта. Например, геометрические размеры, масса, температура, скорость и т.д. могут быть измерены непосредственно. Наработка объекта до первого отказа, его наработка между отказами, ресурс и т.п. могут быть определены лишь после того, как наступил отказ или было достигнуто предельное состояние. Пока эти события не наступили, можно говорить лишь о прогнозировании этих величин с большей или меньшей достоверностью.

Ситуация осложнена тем, что безотказная наработка, ресурс, срок службы и срок сохраняемости зависят от большого количества факторов, часть которых не может быть проконтролирована, а остальные заданы с той или иной степенью неопределенности. Безотказная работа конкретного объекта зависит от качества сырья, материалов, заготовок и полуфабрикатов, от достигнутого уровня технологии и степени стабильности технологического процесса, от уровня технологической дисциплины, от выполнения всех требований по хранению, транспортированию и применению объекта по назначению. Многие объекты включают в себя комплектующие изделия, детали и элементы, изготовленные поставщиками. Перечисленные выше факторы, влияя на работоспособность составных частей объекта, определяют его работоспособность в целом.

Опыт эксплуатации объектов массового производства показывает, что как наработка до отказа, так и наработка между отказами обнаруживают значительный статистический разброс. Аналогичный разброс имеют также ресурс, срок службы и срок сохраняемости. Этот разброс может служить характеристикой технологической культуры и дисциплины, а также достигнутого уровня технологии. Разброс наработки до первого отказа, ресурса и срока службы можно уменьшить, а их значения можно увеличить путем надлежащей и экспериментальной отработки каждого объекта до передачи в эксплуатацию. Этот подход осуществляют для особо ответственных объектов. Целесообразность такого подхода для серийных объектов должна каждый раз подтверждаться технико-экономическим анализом.

Наработка до отказа вводится как для неремонтируемых (невосстанавливаемых), так и для ремонтируемых (восстанавливаемых) объектов. Наработка между отказами определяется объемом работы объекта от отказа k до отказа (k + 1), где k = 1, 2. Эта наработка относится только к восстанавливаемым объектам.

Технический ресурс представляет собой запас возможной наработки объекта. Для неремонтируемых объектов он совпадает с продолжительностью пребывания в работоспособном состоянии в режиме применения по назначению, если переход в предельное состояние обусловлен только возникновением отказа.

Поскольку средний или капитальный ремонт позволяет частично или полностью восстанавливать ресурс, то отсчет наработки при исчислении ресурса возобновляют по окончании такого ремонта, различая в связи с этим доремонтный, межремонтный, послеремонтный и полный (до списания) ресурс.

Ресурс до ремонта исчисляют до первого среднего (капитального) ремонта. Количество возможных видов межремонтного ресурса зависит от чередования капитального и среднего ремонта. Послеремонтный ресурс отсчитывают от последнего среднего (капитального) ремонта.

Полный ресурс отсчитывают от начала эксплуатации объекта до его перехода в предельное состояние, соответствующее окончательному прекращению эксплуатации.

Аналогичным образом выделяют виды срока службы и срока сохраняемости. При этом срок службы и срок сохраняемости измеряют в единицах времени. Соотношение значений ресурса и срока службы зависит от интенсивности использования объекта. Полный срок службы, как правило, включает продолжительности всех видов ремонта.

А.19 Термины "назначенный срок службы", "назначенный ресурс", "назначенный срок хранения" (см. пункты 33-35)

Цель установления назначенного срока службы и назначенного ресурса - принудительное заблаговременное прекращение применения объекта по назначению исходя из требований безопасности или технико-экономических соображений. Для объектов, подлежащих длительному хранению, может быть установлен назначенный срок хранения, по истечении которого дальнейшее хранение недопустимо, например, из требований безопасности.

При достижении объектом назначенного ресурса (назначенного срока службы, назначенного срока хранения) в зависимости от назначения объекта, особенностей эксплуатации, технического состояния и других факторов объект может быть списан, направлен в средний или капитальный ремонт, передан для применения не по назначению, переконсервирован (при хранении) или может быть принято решение о продолжении эксплуатации.

Назначенный срок службы и назначенный ресурс являются технико-эксплуатационными характеристиками и не относятся к показателям надежности (показателям долговечности). Однако при установлении назначенного срока службы и назначенного ресурса принимают во внимание прогнозируемые (или достигнутые) значения показателей надежности. Если установлено требование безопасности, то назначенный срок службы (ресурс) должен соответствовать значениям вероятности безотказной работы по отношению к критическим отказам, близким к единице. Из соображений безопасности может быть также введен коэффициент запаса по времени.

А.20 Термины "техническое обслуживание", "восстановление", "ремонт" (см. пункты 62, 65, 69)

Техническое обслуживание включает регламентированные в конструкторской (проектной) и (или) эксплуатационной документации операции по поддержанию работоспособного и исправного состояния. В техническое обслуживание входят контроль технического состояния, очистка, смазка и т.п.

Восстановление включает в себя идентификацию отказа (определение его места и вида), наладку или замену отказавшего элемента, регулирование и контроль технического состояния элементов объекта и заключительную операцию контроля работоспособности объекта в целом.

Перевод объекта из предельного состояния в работоспособное состояние осуществляется при помощи ремонта, при котором происходит восстановление ресурса объекта в целом. В ремонт могут входить разборка, поиск дефектов, замена или восстановление отдельных блоков, деталей и сборочных единиц, сборка и т.д. Содержание отдельных операций ремонта может совпадать с содержанием операций технического обслуживания.

А.21 Термины "обслуживаемый объект", "необслуживаемый объект", "восстанавливаемый объект", "невосстанавливаемый объект" (см. пункты 63, 64, 67, 68)

При разработке объекта предусматривают выполнение (или невыполнение) технического обслуживания объектов на протяжении срока их службы, т.е. объекты делят на технически обслуживаемые и технически необслуживаемые. При этом некоторые неремонтируемые объекты являются технически обслуживаемыми.

Деление объектов на ремонтируемые и неремонтируемые связано с возможностью восстановления работоспособного состояния путем ремонта, что предусматривают и обеспечивают при разработке и изготовлении объекта.

Понятия "восстанавливаемый объект" и "невосстанавливаемый объект" связаны с возможностью проведения восстановления объекта по условиям эксплуатации (наличия доступа к восстанавливаемому объекту). Объект может быть ремонтируемым, но невосстанавливаемым в конкретной ситуации.

А.22 Термин "показатель надежности" (см. пункт 78)

К показателям надежности относят количественные характеристики надежности, которые вводят согласно правилам статистической теории надежности. Область применения этой теории ограничена крупносерийными объектами, которые изготавливают и эксплуатируют в статистически однородных условиях и к совокупности которых применимо статистическое толкование вероятности. Примером служат серийные изделия машиностроения, электротехнической и радиоэлектронной промышленности.

Применение статистической теории надежности к уникальным и мелкосерийным объектам ограничено. Эта теория применима для единичных восстанавливаемых (ремонтируемых) объектов, в которых в соответствии с нормативной и технической документацией допустимы многократные отказы, для описания последовательности которых применима модель потока случайных событий. Теорию применяют также к уникальным и мелкосерийным объектам, которые в свою очередь состоят из объектов массового производства. В этом случае расчет показателей надежности объекта в целом проводят методами статистической теории надежности по известным показателям надежности составных частей и элементов.

Методы статистической теории надежности позволяют установить требования к надежности составных частей и элементов на основании требований к надежности объекта в целом.

Статистическая теория надежности является составной частью более общего подхода к расчетной оценке надежности технических объектов, при котором отказы рассматривают как результат взаимодействия объекта как физической системы с другими объектами и окружающей средой. Так, при проектировании строительных сооружений и конструкций учитывают в явной или неявной форме статистический разброс механических свойств материалов, элементов и соединений, а также изменчивость (во времени и в пространстве) параметров, характеризующих внешние нагрузки и воздействия. Большая часть показателей надежности полностью сохраняет смысл и при более общем подходе к расчетной оценке надежности. В простейшей модели расчета на прочность по схеме "параметр нагрузки - параметр прочности" вероятность безотказной работы совпадает с вероятностью того, что в пределах заданного отрезка времени значение параметра нагрузки ни разу не превысит значения параметра прочности. При этом оба параметра могут быть случайными функциями времени.

На стадии проектирования и конструирования показатели надежности трактуют как характеристики вероятностных или частично вероятностных математических моделей создаваемых объектов. На стадиях экспериментальной отработки, испытаний и эксплуатации используют статистические оценки соответствующих вероятностных характеристик.

В целях единообразия все показатели надежности, перечисленные в настоящем стандарте, определены как вероятностные характеристики. Это подчеркивает также возможность прогнозирования значения этих показателей на стадии проектирования.

Показатели надежности вводят по отношению к определенным режимам и условиям эксплуатации, установленным в документации.

А.23 Термины "единичный показатель надежности" и "комплексный показатель надежности" (см. пункты 79, 80)

В отличие от единичного показателя надежности комплексный показатель надежности количественно характеризует не менее двух свойств, составляющих надежность, например безотказность и ремонтопригодность. Примером комплексного показателя надежности служит коэффициент готовности (см. пункт 106) K _t, стационарное значение которого (если оно существует) определяют по формуле

,

(A.1)

где Т - средняя наработка между отказами (см. пункт 88);

- среднее время восстановления (см. пункт 100).

А.24 Термины "расчетная оценка показателя надежности", "экспериментальная оценка показателя надежности", "эксплуатационная оценка показателя надежности", "экстраполированная оценка показателя надежности" (см. пункты 81-84)

Такая классификация оценок показателей надежности зависит от способа их определения. Наличие этих понятий должно предупредить путаницу, которая может возникнуть на практике при анализе и обработке числовых данных, полученных разными способами и на разных стадиях жизненного цикла объекта.

А.25 Термин "вероятность безотказной работы" (см. пункт 85)

Вероятность безотказной работы определяют в предположении, что в начальный момент времени объект находился в работоспособном состоянии. Обозначим через t время или суммарную наработку объекта (далее - просто наработка). Возникновение первого отказа - случайное событие, а наработка от начального момента до возникновения этого события - случайная величина. Вероятность безотказной работы P(t) объекта в интервале от 0 до t включительно имеет вид:

.

(А.2)

Здесь Р{} - вероятность события, заключенного в скобках. Вероятность безотказной работы P(t) является функцией наработки t. Обычно эту функцию предполагают непрерывной и дифференцируемой.

Если способность объекта выполнять заданные функции характеризуется одним параметром v, то вместо формулы (А.2) можно записать:

,

(А.3)

где и - предельные по условиям работоспособности значения параметров (эти значения могут изменяться во времени).

Аналогично вводят вероятность безотказной работы в более общем случае, когда состояние объекта характеризуется набором параметров с допустимой по условиям областью значений этих параметров.

Вероятность безотказной работы P(t) связана с функцией распределения F(t) и плотностью распределения f(t) наработки до отказа:

.

(А.4)

Наряду с понятием "вероятность безотказной работы" часто используют понятие "вероятность отказа", которое определяется следующим образом: это вероятность того, что объект откажет хотя бы один раз в течение заданной наработки, будучи работоспособным в начальный момент времени. Вероятность отказа на отрезке от 0 до t определяют по формуле

.

(А.5)

Точечные оценки вероятности безотказной работы (t) от 0 до t и функции распределения наработки до отказа (t) дают формулы:

,

(А.6)

где N - количество объектов, работоспособных в начальный момент времени;

- количество объектов, отказавших на отрезке от 0 до t.

Для получения достоверных оценок объем выборки N должен быть достаточно велик.

Формулы (А.2) и (А.3) относятся к объектам, которые должны функционировать в течение некоторого конечного отрезка времени. Для объектов одноразового (дискретного) применения вероятность безотказной работы определяют как вероятность того, что при срабатывании объекта отказ не возникает. Аналогично вводят вероятность безотказного включения (например, в рабочий режим из режима ожидания).

А.26 Термины "гамма-процентная наработка до отказа", "гамма-процентный ресурс", "гамма-процентный срок службы", "гамма-процентное время восстановления", "гамма-процентный срок сохраняемости" (см. пункты 87, 96, 98, 101, 105)

Перечисленные показатели определяют как корни уравнения

,

(A.7)

где - функция распределения наработки до отказа (ресурса, срока службы).

В частности, гамма-процентную наработку до отказа определяют из уравнения

,

(A.8)

где - вероятность безотказной работы.

Как видно из формулы (А.7), гамма-процентные показатели равны квантилям соответствующих распределений. Если вероятности, отвечающие этим квантилям, выражают в процентах, то для показателей безотказности обычно задают значения 90; 95; 99; 99,5 % и т.д. Тогда вероятность возникновения отказа на отрезке [0; t] составляет 0,10; 0,05; 0,01; 0,005 и т.д. Задаваемые значения для критических отказов должны быть близки к 100 %, чтобы сделать критические отказы практически невозможными событиями. Для прогнозирования потребности в запасных частях, ремонтных мощностях, а также для расчета пополнения и обновления парков машин, приборов и установок могут потребоваться гамма-процентные показатели при более низких значениях , например при  = 50 %, что приближенно соответствует средним значениям.

Статистические оценки для гамма-процентных показателей могут быть получены на основе статистических данных либо непосредственно, либо после аппроксимации эмпирических функций подходящими аналитическими распределениями. Необходимо иметь в виду, что экстраполирование эмпирических результатов за пределы продолжительности испытаний (наблюдений) без привлечения дополнительной информации о физике процессов, приводящих к отказу, может привести к значительным ошибкам.

А.27 Термины "средняя наработка до отказа", "средний ресурс", "средний срок службы", "среднее время восстановления", "средний срок сохраняемости" (см. пункты 86, 95, 97, 100, 104)

Перечисленные показатели равны математическим ожиданиям соответствующих случайных величин наработки до отказа, ресурса, срока службы, времени восстановления, срока сохраняемости.

Среднюю наработку до отказа Т ₁ вычисляют по формуле

,

(А.9)

где - функция распределения наработки до отказа;

- плотность распределения наработки до отказа.

С учетом формулы (А.4) Т ₁ выражается через вероятность безотказной работы:

.

(А.10)

Оценка средней наработки до отказа имеет вид

,

(А.11)

здесь N - количество работоспособных объектов при t = 0;

- наработка до первого отказа каждого из объектов.

Формула (А.11) соответствует плану испытаний, при котором все объекты испытывают до отказа.

А.28 Термин "средняя наработка между отказами" (см. пункт 88)

Этот показатель применим к восстанавливаемым объектам, при эксплуатации которых допускаются многократно повторяющиеся отказы. Очевидно, что это должны быть несущественные отказы, не приводящие к серьезным последствиям и не требующие значительных затрат на восстановление работоспособного состояния. Эксплуатация таких объектов может быть описана следующим образом: в начальный момент времени объект начинает работать и продолжает работать до первого отказа; после отказа происходит восстановление работоспособности, и объект вновь работает до отказа и т.д. На оси времени моменты отказов образуют поток отказов, а моменты восстановлений - поток восстановлений. На оси суммарной наработки (когда время восстановления не учитывается) моменты отказов образуют поток отказов. Полное и строгое математическое описание эксплуатации объектов по этой схеме построено на основе теории восстановления.

Средней наработке между отказами Т соответствует следующая формула:

,

(А.12)

где t - суммарная наработка;

- количество отказов, произошедших в течение этой наработки;

- математическое ожидание r(t).

В общем случае средняя наработка между отказами оказывается функцией t. Для стационарных потоков отказов средняя наработка на отказ от t не зависит.

Оценку средней наработки между отказами вычисляют по формуле, аналогичной формуле (А.12)

.

(А.13)

В отличие от формулы (А.12) здесь r(t) - количество отказов, фактически произошедших за период суммарной наработки t.

Формула (А.13) допускает обобщение на случай, когда объединяют данные, относящиеся к группе однотипных объектов, которые эксплуатируют в статистически однородных условиях. Если поток отказов - стационарный, то в формуле (А.13) достаточно заменить t на сумму наработок всех наблюдаемых объектов и заменить r(t) на суммарное количество отказов этих объектов.

А.29 Термины "интенсивность отказов" и "интенсивность восстановления" (см. пункты 90, 102)

Интенсивность отказов (t) определяют по формуле

.

(А.14)

Для высоконадежных систем P(t)  1, так что интенсивность отказов приближенно равна плотности распределения наработки до отказа.

Статистическая оценка интенсивности отказов (t) имеет вид

,

(A.15)

где использованы те же обозначения, что и в формуле (А.6). Аналогично можно представить оценку интенсивности восстановлений.

А.30 Термины "параметр потока отказов" и "средний параметр потока отказов" (см. пункты 92, 93)

Параметр потока отказов (t) определяют по формуле

,

(А.16)

где - малый период наработки;

- количество отказов, возникших с начального момента времени до достижения наработки t.

Разность r(t + ) - r(t) представляет собой количество отказов на отрезке .

Наряду с параметром потока отказов в расчетах и обработке экспериментальных данных часто используют средний параметр потока отказов

.

(А.17)

По сравнению с формулой (А.16) здесь рассматривается количество отказов за период [t ₁, t ₂], причем t ₁  t  t ₂. Если поток отказов стационарный, то параметры, определяемые по формулам (А.16) и (А.17), от t не зависят.

Оценку параметра потока отказов (t) определяют по формуле

,

(А.18)

которая по структуре аналогична формуле (А.17). Для стационарных потоков можно применять формулу

,

(А.19)

где - оценка средней наработки между отказами [формула (А.12)].

А.31 Термины "коэффициент готовности", "коэффициент оперативной готовности", "коэффициент технического использования", "коэффициент сохранения эффективности" (см. пункты 106, 108, 109, 110)

Коэффициент готовности характеризует готовность объекта к применению по назначению только в отношении его работоспособности в произвольный момент времени. Коэффициент оперативной готовности характеризует надежность объекта, необходимость применения которого возникает в произвольный момент времени, после которого требуется безотказная работа в течение заданной продолжительности времени. Различают стационарный и нестационарный коэффициенты готовности, а также средний коэффициент готовности.

Коэффициент технического использования характеризует долю времени пребывания объекта в работоспособном состоянии относительно общей продолжительности эксплуатации. Коэффициент сохранения эффективности характеризует степень влияния отказов на эффективность его применения по назначению. Для каждого конкретного типа объектов содержание понятия эффективности и точный смысл показателя (показателей) эффективности устанавливают в техническом задании и вводят в нормативно-техническую и (или) конструкторскую (проектную) документацию.

А.32 Термин "резервирование" (см. пункт 121)

Резервирование - одно из основных средств обеспечения заданного уровня надежности объекта при недостаточно надежных составных частях и элементах. Цель резервирования - обеспечение безотказности объекта в целом, т.е. сохранение его работоспособности при возникновении отказа одного или нескольких элементов. Наряду с резервированием путем введения дополнительных (резервных) элементов находят широкое применение другие виды резервирования. Среди них временное резервирование (с использованием резервов времени), информационное резервирование (с использованием резервов информации), функциональное резервирование, при котором используется способность элементов выполнять дополнительные функции или способность объекта перераспределять функции между элементами, нагрузочное резервирование, при котором используется способность элементов воспринимать дополнительные нагрузки сверх номинальных, а также способность объекта перераспределять нагрузки между элементами.

А.33 Термины "нормирование надежности", "нормируемый показатель надежности" (см. пункты 111, 112)

При выборе номенклатуры нормируемых показателей надежности необходимо учитывать назначение объекта, степень его ответственности, условия эксплуатации, особенности отказов (внезапные, постепенные и т.п.), возможные последствия отказов, возможные типы предельных состояний. При этом целесообразно, чтобы общее количество нормируемых показателей надежности было минимально; нормируемые показатели имели простой физический смысл, допускали возможность определения расчетной оценки на этапе проектирования, статистической оценки и подтверждения по результатам испытаний и (или) эксплуатации.

При обосновании численных значений нормируемых показателей надежности необходимо руководствоваться принципом оптимального распределения затрат на повышение надежности, техническое обслуживание и ремонт.

Значения нормируемых показателей надежности учитывают при назначении гарантийного срока эксплуатации (гарантийной наработки, гарантийного срока хранения), которые являются технико-экономическими (отчасти коммерческими) характеристиками объекта и не относятся к показателям надежности. Гарантийные сроки, показатели надежности и цена объекта должны быть взаимоувязаны.

Длительность гарантийного срока эксплуатации (гарантийной наработки, гарантийного срока хранения) должна быть достаточной для выявления и устранения скрытых дефектов и определяется соглашением между потребителем (заказчиком) и поставщиком (изготовителем).

А.34 Термин "программа обеспечения надежности" (см. пункт 113)

Программа обеспечения надежности - важнейший документ, являющийся организационно-технической основой создания объектов, удовлетворяющих заданным требованиям по надежности. Программа должна охватывать все или отдельные стадии жизненного цикла объекта.

Программа обеспечения надежности включает, в частности, программу экспериментальной отработки, которая определяет цели, задачи, порядок проведения и необходимый объем испытаний или экспериментальной отработки, а также регламентирует порядок подтверждения показателей надежности на стадии разработки. Программа обеспечения надежности в части ремонтопригодности устанавливает комплекс взаимосвязанных организационно-технических требований и мероприятий, направленных на обеспечение заданных требований по ремонтопригодности и (или) повышение ремонтопригодности. Она разрабатывается одновременно с программой обеспечения надежности и является либо ее составной частью, либо самостоятельной программой.

А.35 Термин "испытания на надежность" (см. пункт 139)

Испытания на надежность относятся к числу важнейших составных частей работы по обеспечению и повышению надежности технических объектов. Эти испытания в зависимости от контролируемых (оцениваемых) свойств, составляющих надежность, могут состоять из испытаний на безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В частности, ресурсные испытания относятся к испытаниям на долговечность.

Планирование испытаний и обработку их результатов проводят с применением методов математической статистики. Оценку значений показателей надежности по результатам испытаний следует определять с заданной точностью (т.е. при заданной относительной погрешности) и с заданной достоверностью (т.е. с заданным уровнем доверительной вероятности). Аналогичные требования предъявляют к контрольным испытаниям. Ускорение (форсирование) испытаний не должно приводить к снижению точности и достоверности оценок.