Интенсивность отказов как основная характеристика надежности элементов

При расчете показателей надежности аппаратуры надо рас­полагать данными о показателях надежности элементов.

Основной характеристикой надежности элементов, приво­димой в справочниках (технических условиях и других норма­тивно-технических документах), является интенсивность отказов. Выбор этой характеристики в качестве основной объясняется сле­дующим.

Экспериментально было установлено, что время до отказа элементов хорошо описывается экспоненциальной моделью

где л — параметр экспоненциальной модели.

Как отмечалось выше, в случае экспоненциальной модели вероятность безотказной работы за время t определяется вы­ражением

Ранее также отмечалось, что величины щ(t) Р(t) и л(t) свя­заны соотношением

Тогда в случае экспоненциального распределения времени безотказной работы получим

(2.1)

Из выражения (2.1) видно, что при экспоненциальном рас­пределении времени до отказа интенсивность отказов постоянна и численно равна параметру экспоненциального распределения. По­этому интенсивность отказов и параметр экспоненциального рас­пределения обозначены одной и той же буквой — л. Таким обра­зом, стало возможным в справочниках задать надежность элементов одним числом — значением интенсивности отказов.

Интенсивность отказов элементов определяют обычно опыт­ным путем для номинального электрического режима работы эле­ментов при нормальных условиях эксплуатации (лабораторных условиях). При этом в инженерной практике часто пользуются планом испытаний типа [N, V, Т]. Этот план означает, что испы­тывается N элементов, фиксируются отказы V, а испытания про­водятся в течение времени Т. Оценку интенсивности отказов даютв этом случае с помощью формулы

(2.2)

где t_i — время до отказа i-го элемента из числа отказавших;

V — количество отказавших элементов.

Чтобы не совершить большую ошибку при оценке л*, значе­ние V должно быть не менее 5-10.

Знаменатель формулы (2.2), примерно равный N • Т, назы­вают количеством отработанных приборо-часов (элементо-часов).

Нетрудно установить, что для того, чтобы подтвердить экс­периментально значение л = 10^-6 1/ч, значение величины N • Т должно быть равным 10⁷.

Предположим, что N = 1000, тогда Т = 10000 ч, что состав­ляет более года. Поэтому на практике используют ускоренные (обычно форсированные) испытания, позволяющие получить ту же информацию о надежности, но за более короткий срок. В на­стоящее время ускорение испытаний может достигать 50... 100 и даже более единиц.

В настоящее время для высоконадежных видов элементов при определении значений величины л используют расчет и прогнозирование, принимая при этом во внимание структурную сложность нового типа элемента и данные из опыта эксплуатации аналогичных элементов.

Интенсивность отказов современных элементов занимает примерно диапазон 10^-10...10^-5 1/ч (прил.).

Размерность интенсивности отказов [л] = 1/ч = ч^-1.

За рубежом в качестве размерности величины А. используют также процент на 1000 ч работы, что равносильно введению мно­жителя 10⁵.