2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАСЧЁТА НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ

Расчёт надежности элементов и систем можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе должно быть осуществлено разделение рассматриваемой системы на отдельные элементы.

В качестве элементов здесь следует рассматривать первичные элементы, например, транзисторы, резисторы, конденсаторы, подшипники и т. д. Для систем в качестве элементов могут рассматриваться отдельные устройства, модули, блоки, показатели надёжности которых известны или должны определяться отдельно.

Для первичных элементов характеристики надежности определяются либо путем проведения специальных испытаний на надежность ,либо по данным эксплуатации. Следует отметить, что первичные элементы тоже могут быть разделены на составные части. Глубина декомпозиции определяется целями расчёта надёжности. Например, для резистора такими составными частями могут быть выводы, основание для токопроводящего слоя, токопроводящий слой и т. д.

На втором этапе формулируется понятие отказа для отдельных элементов и для системы в целом.

Вначале это понятие формулируется по внезапным отказам. Например, для конденсаторов и резисторов отказы могут проходить за счет обрывов и коротких замыканий, причем для конденсаторов - в основном за счёт коротких замыканий, а для резисторов - в основном за счёт обрывов. Для транзисторов внезапные отказы могут возникать как за счёт пробоя переходов, так и обрывов выводов.

Затем формулируется это понятие по постепенным отказам. В процессе эксплуатации параметры первичных элементов изменяются во времени (сопротивление у резисторов, ёмкость у конденсаторов, коэффициент передачи по току у транзисторов и т. д.). В результате расчёта схем определяются допустимые значения параметров первичных элементов, при достижении которых система отказывает. Отказ первичного элемента происходит при достижении предельных значений.

На третьем этапе составляется логическая или структурная схема расчета надежности.

При этом под структурной схемой надёжности понимается наглядное представление, графическое или в виде логических соотношений, условий, при которых система или объект находятся в работоспособном состоянии.

Метод структурной схемы надежности, определяемый ГОСТ Р51901. 14-2005 (МЭК 61078: 1991) является одним из методов, часто используемых в инженерной практике при анализе рисков технических и технологических систем. Метод позволяет строить модели технических систем и оценивать вероятности возможных благоприятных и неблагоприятных их состояний. Поэтому, этот метод часто применяется также в различных аналитических методах исследования надёжности.

На четвертом этапе проводится определение характеристик безотказности всех групп элементов, входящих в систему. Расчет характеристик безотказности производится раздельно для невосстанавливаемых и восстанавливаемых элементов, причем учитывается влияние нагрузки на надежность элементов, цикличность и периодичность их работы. Характеристики безотказности раздельно определяются по внезапным и постепенным отказам.

На пятом этапе осуществляется определение характеристик восстановления всех групп элементов, которые имеют основное соединение и в которых предусмотрено восстановление.

На шестом этапе осуществляется определение характеристик надежности восстанавливаемых элементов, которые имеют основное соединение, с учетом характеристик безотказности и восстанавливаемости.

На седьмом этапе осуществляется определение характеристик надежности с учетом резервирования, временной и структурной избыточности и т. д.

В зависимости от предъявляемых требований расчет характеристик

надежности на каждом этапе может быть разделен на две группы: предварительный расчет надежности и окончательный расчет надежности.

При предварительном расчете учитываются только основные факторы, влияющие на надежность.

При окончательном расчете учитываются все факторы, влияющие на надёжность.

Завершающим этапом расчёта надёжности является анализ результатов расчёта надёжности. Основные процедуры анализа надёжности определяются ГОСТом Р51901. 5-2005 «Менеджмент риска. Руководство по применению методов анализа надёжности».