Приложение 5 (рекомендуемое). Примеры планирования и оценки контрольных испытаний на надежность

Приложение 5
Рекомендуемое

Примеры планирования и оценки контрольных испытаний на надежность

1. Контрольные испытания по одноступенчатому методу при заданной наработке на отказ (до отказа) для экспоненциального распределения

1.1. Исходные данные планирования испытаний (для изделий серийного производства):

риск поставщика ;

риск потребителя ;

браковочное значение наработки , соответствующее значению показателя, нормированному в стандартах и ТУ на конкретные виды изделий;

приемочное значение наработки , определяемое по табл. 1 для выбранного плана испытаний.

Исходя из соотношения по табл. 2 определяют код и параметры плана испытаний; предельное число отказов , фиксирующее отрицательный результат испытаний, и соотношение .

Если объем выборки N и продолжительность испытаний не обеспечиваются условиями испытаний, то выбранное соотношение изменяют в пределах табл. 2.

В процессе испытаний регистрируют общее число отказов r.

Испытания прекращают при достижении одного из значений: или .

Таблица 2

	Код плана испытаний	Предельное число отказов
7,246		1	0,223
3,636		2	0,824
2,785		3	1,535
2,404		4	2,297
2,174		5	3,089
2,024		6	3,903
1,919		7	4,733
1,835		8	5,576
1,770		9	6,428
1,718		10	7,289

1.2. Оценка результатов испытаний

Изделия соответствуют требованиям безотказности, если , и не соответствуют, если .

1.3. При испытаниях без восстановления или без замены изделий новыми объем выборки должен быть не меньше предельного числа отказов.

1.4. При испытаниях с восстановлением или заменой объем выборки не регламентируют.

Допускается изменять число испытуемых образцов за счет длительности испытаний каждого образца в выборке при сохранении объема испытаний, необходимого для подтверждения требований к надежности при выбранном плане контроля.

2. Контрольные испытания по одноступенчатому методу при заданной вероятности безотказной работы, гамма-процента для заданного значения показателей типа Т

2.1. Исходные данные для планирования:

риск поставщика ;

риск потребителя ;

приемочный и браковочный уровни, приведенные в табл. 3.

2.2. По табл. 3 в соответствии с требованиями п. 3.2 методических указаний определяют , и параметры плана испытаний. Организуется n независимых наблюдений и в каждом наблюдении фиксируют наличие или отсутствие отказа. После n-го наблюдения принимают решение по результатам испытаний.

Таблица 3

		N
0,998	0,992 0,991 0,99	375 333 129	1 1 0
0,997	0,991 0,99 0,98	475 298 80	2 1 0
0,996	0,99 0,98	550 149	3 1
0,995	0,99 0,98 0,96 0,95 0,94	791 149 40 32 26	5 1 0 0 0
0,994	0,98 0,97 0,96 0,95 0,94	149 53 40 32 26	1 0 0 0 0
0,993	0,98 0,97 0,96 0,95 0,94	213 99 40 32 26	2 1 0 0 0
0,992	0,98 0,97 0,96 0,95 0,94	275 99 40 32 26	3 1 0 0 0
0,991	0,98 0,97 0,96 0,95 0,94	335 142 74 32 26	4 2 1 0 0
0,99	0,98 0,97 0,95 0,95 0,94 0,93	394 142 74 32 26 23	5 2 1 0 0 0
0,98	0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,9 0,88	196 109 71 42 37 33 16 13	5 3 2 1 1 1 0 0
0,97	0,94 0,93 0,92 0,91 0,9 0,88 0,86 0,85 0,8	131 78 53 47 29 26 21 10 8	5 3 2 2 1 1 1 0 0
0,96	0,93 0,92 0,91 0,9 0,89 0,88 0,87 0,86 0,85 0,8 0,7	161 98 60 42 38 24 22 21 19 8 5	8 5 3 2 2 1 1 1 1 0 0
0,95	0,9 0,89 0,88 0,86 0,85 0,8 0,75	78 49 45 30 19 14 6	5 3 3 2 1 1 0
0,94	0,87 0,86 0,85 0,8 0,75	51 39 28 14 6	4 3 2 1 0
0,93	0,8 0,75 0,7 0,65	22 11 5 4	2 1 0 0
0,92	0,8 0,7 0,65	27 9 4	3 1 0
0,91	0,8 0,75 0,65	33 16 8	4 2 1
0,9	0,8 0,7 0,65 0,6 0,5	40 9 8 3 2	5 1 1 0 0
0,89	0,8	44	6
0,88	0,8 0,6 0,5	61 7 3	9 1 0
0,87	0,55	6	1
0,86	0,7 0,65	17 12	3 2
0,85	0,7 0,65 0,6 0,5	22 16 11 5	4 3 2 1
0,8	0,6 0,55 0,5	16 12 8	4 3 2

2.3. Оценка результатов испытаний

Изделия соответствуют требованиям к безотказности, если

,

Изделия не соответствуют требованиям к безотказности, если

.

3. Контрольные испытания при заданной наработке на отказ и нормальном законе распределения

3.1. Планирование и оценку результатов испытаний следует проводить методом, указанным в п. 2 настоящего приложения, в последовательности, указанной ниже.

3.2. Исходя из заданной наработки и количества испытуемых образцов выбирают из табл. 4 продолжительность испытаний каждого образца и определяют соответствующее значение вероятности безотказной работы (при коэффициенте вариации V = 0,2).

Таблица 4

	0,46	0,59	0,65	0,67	0,69	0,72	0,74	0,79	0,83	0,9	0,95	1,0
	0,99	0,98	0,96	0,95	0,94	0,92	0,90	0,85	0,80	0,7	0,6	0,5

3.3. Принимая найденное значение за нормируемый показатель, заданный в ТУ, планирование испытаний проводят согласно пп. 2.2, 2.3 настоящего приложения.

3.4. При необходимости продолжительность испытаний изменяют, определяют по табл. 4 новое значение X и повторяют действия в соответствии с пп. 3.2, 3.3.

4. Планирование и проведение контрольных испытаний на ремонтопригодность при заданном среднем времени восстановления

4.1. Контроль среднего времени восстановления осуществляют методом одноступенчатого контроля для показателей типа Т в соответствии с планами табл. 5.

При этом заменены табл. 2 на . За принимается среднее время восстановления, заданное в НТД.

Таблица 5

	Код плана	Предельное число отказов (восстановлений)		Значения для значений , ч
				1	2	3	4	5
7,246		1	0,223	0,22	0,45	0,67	0,9	1,1
3,636		2	0,824	0,82	1,64	2,46	3,3	4,1
2,785		3	1,535	1,54	3,1	4,6	6,1	7,2
2,404		4	2,297	2,3	4,6	6,88	9,2	11,5
2,174		5	3,089	3,1	6,2	9,27	12,4	15,5
2,024		6	3,903	3,9	7,8	11,7	15,6	19,5
1,919		7	4,733	4,7	9,4	14,2	18,9	23,5
1,835		8	5,576	5,6	11,2	16,7	22,3	28,0

Испытания продолжают до получения отказов в процессе испытаний или путем моделирования отказов. Вычисляют .

Решение о соответствии требованиям принимают при условии, если , о несоответствии, - если .

4.2. Контроль среднего времени восстановления методом приближенных доверительных интервалов с моделированием отказов

Хронометрируют продолжительность восстановления работоспособности изделия после каждого отказа.

Определяют точечное значение среднего времени восстановления (среднее значение результатов хронометража) по формуле

.

Определяют верхнюю доверительную границу интервальной оценки среднего времени восстановления при доверительной вероятности по формуле

.

Результаты испытаний считают положительными, если верхняя доверительная граница интервальной оценки не превышает значения среднего времени восстановления, нормированного в технической документации, т.е. если

5. Испытания на средний срок службы или ресурс, а также средний срок сохраняемости методом одноступенчатого контроля для нормального закона распределения

5.1. Исходные данные планирования испытаний

браковочный уровень вероятности принимают равным 0,5

Продолжительность испытаний принимают равной заданному в стандартах и технических условиях на изделия конкретного типа показателю долговечности.

Риск изготовителя и риск потребителя принимают .

Параметры плана испытаний (число испытываемых образцов и допустимое число достижений предельных состояний ) определяют по табл. 3 данного приложения в зависимости от выбранного приемочного уровня вероятности .

5.2. Оценка результатов испытаний

Изделия соответствуют требованиям долговечности (сохраняемости), если общее число отрицательных исходов и не соответствует при .

5.3. Допускается по согласованию с заказчиком проводить ресурсные испытания в соответствии с п. 3 настоящего приложения, заменяя на .

6. Контроль показателей долговечности методом обработки статистической информации, полученной в условиях эксплуатации (ГОСТ 27.502, ГОСТ 27.503)

6.1. По статистическим данным рассчитывается точечная оценка среднего срока службы (ресурса):

.

6.2. Рассчитывается нижняя доверительная граница

,

где - квантиль нормированного нормального распределения, соответствующая двусторонней доверительной вероятности (для , )

6.3. Оценка результатов:

если , то изделие считается соответствующим заданным требованиям.

7. Испытания на назначенный срок службы (ресурс)

Контроль назначенного срока службы (ресурса) осуществляется как контроль гамма-процентных показателей (п. 2 настоящего приложения) по методике, разработанной в установленном порядке, с учетом специфики конкретных изделий медтехники

При этом принимается и однозначно устанавливается критерий предельного состояния.

8. Расчетно-экспериментальные методы контроля показателей надежности

Расчетно-экспериментальные методы основаны на вычислении показателей надежности по исходным данным, определяемым экспериментальными методами. Исходными данными для расчетно-экспериментального метода служат:

информация о надежности изделия, полученная в ходе предшествующих испытаний, эксплуатации;

экспериментальные значения единичных показателей надежности, определяющих контролируемый комплексный показатель надежности;

экспериментальные значения показателей надежности составных частей изделия, полученные при их автономных (поэлементных) испытаниях, а также в составе другого изделия;

экспериментальные значения параметров нагрузки, износостойкости и прочности изделия и его составных частей;

экспериментальные данные об изменении параметров, характеризующих работоспособное состояние изделий (ГОСТ 27.410, п. 1.5).

9. Испытания для контроля средней наработки на отказ последовательным методом

9.1. Планирование испытаний:

определяют отношение средней наработки на отказ (до отказа);

для заданных и определяют план контроля по табл. 6 настоящего приложения.

9.2. По параметрам плана контроля в прямоугольной системе координат строят график последовательных испытаний

1 - линия несоответствия ; 2 - линия соответствия ; - точка пересечения линии несоответствия с осью координат; - предельное число отрицательных исходов при усеченном последовательном контроле, - точка пересечения линии соответствия с осью абсцисс; - тангенс угла наклона линии соответствия или несоответствия на графике.

При отсутствии отказов графиком последовательных испытаний является прямая линия с началом в точке О, совпадающая с осью . При этом

9.3. При испытаниях без замены или без восстановления изделий минимальный объем выборки .

При испытаниях с восстановлением или заменой изделий объем выборки может быть любым

9.4. В процессе испытаний строят ступенчатую линию, у которой сумма отрезков, параллельных оси , численно равна отношению суммарной наработки изделий в данный момент времени испытаний t к значению ; а сумма отрезков, параллельных оси r, равна числу отказов к моменту времени испытаний t.

Суммарную наработку изделий в процессе испытаний определяют по формуле (если испытания проводятся с заменой или восстановлением изделий)

,

где - длительность восстановления или замены j-го из r отказавших изделий, и по формуле (если испытания проводят без восстановления или замены изделий)

9.5 Результаты испытаний считают положительными, если график испытаний достигает линию соответствия (линия 2) и отрицательными, если график испытаний достигает линию несоответствия (линия 1).

Планы контроля показателей типа T
по последовательному методу

Таблица 6

5,00	0,712	1	0,222	0,917
3,50	1,110	2	0,555	0,980
2,50	1,510	4	0,924	2,439
2,17	1,790	5	1,180	3,311
2,02	1,970	6	1,350	4,138
2,00	2,000	7	1,390	4,861
1,84	2,280	8	1,660	5,797
1,77	2,430	9	1,800	6,667
1,72	2,560	10	1,930	7,519
1,55	3,150	15	2,508	11,94