ДСТУ 2864-94

ДСТУ 2864-94 Надійність техніки. Експериментальне оцінювання. Контроль надійності. Основні положення

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ НАДІЙНІСТЬ ТЕХНІКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОЦІНЮВАННЯ ТА КОНТРОЛЬ НАДІЙНОСТІ Основні положення НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОЦЕНИВАНИЕ И КОНТРОЛЬ НАДЕЖНОСТИ Основные положения INDUSTRIAL PRODUCT DEPENDABILITY RELIABILITY. EXPERIMENTAL DETERMINATING AND COMPLINATING Basic principiles ДСТУ 2864-94 Чинний від 01.01. 97 12-95 с.32 Цей стандарт поширюється на всі види продукції до яких належать технічні системи технічні засоби та елементи вищеназваних засобів. Стандарт установлює основні положення щодо експериментального оцінювання і контролю далі експериментального дослідження надійності техніки визначає види експериментального дослідження надійності показники якості результатів експериментального дослідження і порядок встановлення вимог до цих показників організацію і порядок проведення робіт з експериментального дослідження надійності. Прийняті в стандарті позначення наведено в додатку 1 терміни та їх визначення в додатку 2 основні принципи вибирання критерію оптимізації під час планування випробувань та експлуатаційних спостережень в додатку 3. Додаток 4 вміщує рекомендації щодо вибирання планів експериментального оцінювання надійності. 1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ 1.1. В залежності від мети експериментального дослідження розрізняють експериментальне оцінювання кількісне визначення та контроль якісне визначення надійності продукції. 1.1.1. Оцінювання надійності продукції проводять з метою визначення показників надійності ПН з потрібною точністю та вірогідністю для внесення в технічну документацію виявлення схемних та конструктивних недоліків і вироблення рекомендацій щодо їх усунення в разі необхідності для встановлення виду та параметрів закону розподілу терміну безвідмовної роботи тривалості відновлення терміну збережува-ності терміну експлуатації до граничного стану. Результати оцінювання надійності продукції можуть бути використані для визначення та корекції параметрів технічної експлуатації: частоти та обсягу технічного обслуговування норм витрати ЗІП запасних частин інструментів приладдя матеріалів складу експлуатаційного та ремонтного персоналу а також під час обгрунтування гарантійних зобов'язань розрахунку показників безпечності ефективності економічності продукції чи складних об'єктів складовою частиною яких є досліджувана продукція. 1.1.2. Контроль надійності проводять з метою перевірки відповідності вперше розроблюваної модернізованої продукції і продукції що випускається серійно вимогам нормативних документів НД з стандартизації а також технічних завдань з винесенням рішень про приймання чи забракування. 1.1.3. З техніко-економічних причин експеримеитально досліджують як правило частину партії продукції вибірку але прийняті за результатами експериментального дослідження рішення поширюють на всю партію. Обсяг експериментального дослідження визначають в процесі його планування таким чином щоб імовірність прийняття помилкових рішень була прийнятливою як для постачальника так і для споживача продукції. 1.1.4. Імовірність прийняття помилкових рішень можна знизити за рахунок збільшення обсягу експериментального дослідження шляхом обгрунтованого об'єднання двох і більше вибірок з різними ознаками належності до них. Ознаками належності зразка продукції до тієї чи іншої вибірки може бути: завод-виробник типорозміри час вироблення умови експлуатації наявність дороблення чи модерн і за ції тощо. Рішення про можливість об'єднання декількох вибірок в єдину приймають виходячи з рівня інформованості про фізику відмов і граничних станів на підставі методів математичної статистики. 1.2. Експериментальне дослідження може бути проведено: 1 шляхом організації визначальних чи контрольних випробувань на надійність; 2 шляхом організації експлуатаційних спостережень збиранням та обробленням статистичних даних про надійність продукції в умовах підконтрольної чи дослідної експлуатації дослідного чи промислового функціонування споживчого використання ; 3 комбінованим методом за якого використовують обидва вищеназвані напрямки разом. Для експериментального дослідження надійності необов'язково знати структуру об'єкту досліджень експлуатаційних спостережень . 1.3. Процес експериментального дослідження надійності складається з таких етапів: 1 встановлення вимог до якості результатів експерименту; 2 планування експерименту; 3 формування вибірки включаючи ідентифікацію кожного призначеного в її склад зразка продукції; 4 проведення самого експерименту тобто одержання його безпо-v середніх результатів; 5 оброблення безпосередніх результатів експерименту і прийняття рішень. 1.4. Встановлення вимог до якості результатів експерименту складається із: 1 вибирання номенклатури показників якості; 2 техніко-економічного обгрунтування значень норм вибраних показників; 3 уточнювання номенклатури та норм показників якості на підставі балансу інтересів як постачальника так і споживача. 1.5. Експеримент планують виходячи із установлених вимог до якості його результатів. Планування полягає у вибиранні плану визначенні його параметрів і складанні програм дослідження. Партія продукції являє'собою об'єкт експериментального дослідження вибірка об'єкт власне експерименту обсяг експерименту найважливіший з параметрів плану. 1.5.1. Зміст плану залежить від мети експериментального дослідження кількісне оцінювання ПН чи якісний контроль рівня надійності продукції відповідно до альтернативної ознаки . В загальному випадку план експерименту визначає: 1 обсяг експерименту кількість дослідів m чи сумарний наробіток всіх зразків вибірки ; 2 зміст одиничного досліду та ознаку його закінчення; 3 порядок проведення експерименту з відновленням та або заміною зразків які відмовили; без відновлення та або їх заміни ; 4 методи скорочення потрібного обсягу експерименту на підставі урахування апріорної інформації; 5 ознаки припинення експерименту; 6 вирішальне правило сукупність вказівок для формулювання висновку відносно надійності продукції згідно з результатами експерименту. Позначення та визначення планів згідно з ГОСТ 27.410 додаток 2 . Рекомендації відносно вибирання планів їх розроблення та реалізації приведено: стосовно оцінювання надійності в додатку 4; стосовно контролю в ГОСТ 27.410 додаток 7 . 1.5.2. Програма експериментального дослідження регламентує порядок його організації та проведення. Програма повинна містити в собі: назву продукції; досліджуваний ПН; вимоги до якості одержаних статистичних висновків; план проведення експерименту та його параметри; кількість зразків продукції я я>'т повинна бути досліджена; перелік параметрів за якими визначається стан зразка та періодичність їх перевірки під час проведення експериментального дослідження; порядок контролю роботоздатності та відновлення зразків; перелік випробувального устаткування та засобів вимірювання і вимоги до них; обсяг та періодичність технічного обслуговування; умови проведення експерименту величина тривалість та послідовність чинників що впливають чи їх комплексів ; методику експерименту чи посилання на неї якщо цю методику оформлено як самостійний документ чи вміщено в НД на продукцію стандартах технічних умовах ; порядок врахування та аналізу відмов зразків; порядок врахування часу необхідного для знаходження відмови та ремонту зразків; режим безперервний періодичний циклічний тощо експерименту; спосіб та порядок оброблення безпосередніх результатів експерименту; правила прийняття рішень за результатами експерименту в тому числі відносно порядку подальших дій якщо рівень надійності продукції за результатами контролю виявився нижчим за потрібний. Програма експериментального дослідження оформлюється у вигляді організаційно-методичного документу обов'язкового до виконання. 1.5.3. Під час призначення кількості досліджуваних зразків продукції ? виходять з потрібного обсягу експерименту з врахуванням таких чинників: 1 принципової можливості виконання на~одному зразку продукції який підлягає після відмови відновленню та в разі необхідності спеціальному технічному обслуговуванню більше одного досліду; 2 правомірності використання одного зразка продукції для проведення декількох дослідів якщо випадковий час безвідмовної роботи розподілено за експоненціальним законом чи після закінчення попереднього досліду буде проводитись спеціальне технічне обслуговування зразка яке забезпечує повне відновлення його надійніших властивостей за рахунок усунення наслідків зношування та старіння; 3 зростання загальної календарної тривалості експерименту під час збільшення кількості дослідів на одному зразку; 4 збільшення у випадку значущості індивідуальних особливостей зразків партії продукції послаблення в зв'язку з цим правомірності прилущення про рівнонадійність зразків і зростання з цієї причини ризиків постачальника і споживача. 1.5.4. Встановлені в методиці експериментального дослідження показники та норми точності засобів випробувань відтворення умов експерименту форми відображення даних контрольні нормативи та вирішальні правила повинні бути гармонізовані з загальними вимогами стандартів до продукції окремого виду групи вимогами загальних технічних умов типових програм та методик випробування з частковими вимогами стандартів виду технічних умов а також з міжнародними стандартами. 1.5.5. Програму експериментального дослідження розроблюють на підставі цього стандарту та чинних НД з урахуванням специфіки функціонування призначення умов експлуатації та конструктивних особливостей зразків продукції. 1.6. Формування вибірки для проведення експериментального дослідження полягає у відборі із складу досліджуваної партії продукції потрібної відповідно до програми кількості зразків ? та подальшої їх ідентифікації. Процедура ідентифікації складається з сукупності засобів щодо встановлення відповідності зразків вибірки вимогам конструкторської документації КД які впливають на оцінюваний ПН чи характер висновків про надійність партії продукції в цілому. 1.7. Проведення експериментального дослідження має за мету одержання відповідно до програми безпосередніх результатів експерименту необхідних та достатніх для однозначного висновку про надійність продукції. 1.7.1. В залежності від плану обсяг експериментального дослідження має вигляд: 1 сумарного наробітку зразків вибірки за час експериментального дослідження; 2 кількості m переходів n зафіксованих на зразках продукції від початкового характеристичного стану в альтернативний тобто сукупністю m ? n одиничних дослідів кожний з яких дозволяє одержати одну реалізацію досліджуваної випадкової величини часу безвідмовної роботи терміну збережуваності тривалості відновлення часу експлуатації до граничного стану . 1.7.2. Однорідність статистичної інформації про надійність продукції забезпечується: 1 проведенням всієї сукупності m одиничних дослідів в одній і тій самій атестованій випробувальній експлуатувальній організації; 2 дослідженням тих самих зразків в разі т>п чи зразків вилучених з однорідної партії продукції; 3 постійністю протягом всього експерименту методики та умов його проведення складу та становища виконавців засобів випробувань та вимірювання; 4 атестацією методик та засобів випробувань перевіркою засобів вимірювання; 5 стабільністю надійнісних властивостей зразків продукції яку випробують спостерігають . 1.8. Обробка безпосередніх результатів експерименту полягає в одержанні на їх підставі статистичних висновків відносно значення ПН та чи його відповідності встановленим нормам. 1.8.1. Обробка даних експерименту проводиться з використанням в разі необхідності апарату теорії імовірностей та математичної статистики. До неї входять: 1 контроль повноти інформації пошук та виключення невірогідних даних; 2 перевірка однорідності інформації не допускаються об'єднання і обробка даних одержаних в суттєво різних умовах ; 3 копіювання початкової інформації в разі необхідності ; 4 переклад змісту інформації на машинні носії; 5 аналіз та класифікація даних про зміни характеристичного стану зразків продукції для зіставлення з установленим контрольним нормативом; 6 визначення параметричним чи непараметричним методом тачкових та інтервальних оцінок шуканих ПН; 7 класифікація причин змін характеристичних станів зразків продукції за видами зв'язаними з виготовленням ремонтом експлуатацією та їх аналіз; 8 систематизація відомостей для розроблення заходів спрямованих на виявлення недоліків та підвищення надійності продукції; 9 додаткова математична обробка статистичних даних якщо експеримент не був реалізований у запланованому обсязі припинений достроково чи не зважаючи на реалізацію вибраного плану не досяг очікуваного ефекту наприклад не дозволив прийняти рішення ні про приймання ні про забракування продукції . Примітка. Контрольним нормативом під час оцінювання ПН є вимоги до точності та вірогідності результатів випробувань експлуатаційних спостережень а в разі контролю надійності деяке число яке являє собою один з параметрів плану граничне число відмов граничне значення відношення сумарної тривалості всіх випробувань до приймального рівня ПН який контролюється тощо . 1.8.2. Переходи від початкового характеристичного стану до альтернативного наприклад від роботоздатного стану до нероботоздатного причини яких наприклад відмови встановлено точно та вірогідно а прийняті технічно обгрунтовані заходи необхідні та достатні для виключення дії таких причин у майбутньому не враховуються. 1.8.3. Точкові оцінки ПН продукції обчислюють відповідно до їх визначень. Інтервальні оцінки ПН обчислюють використовуючи експериментальні дані про надійність об'єкта в цілому чи якщо такі відсутні за експериментальними даними про надійність складових частин об'єкта та інформації про його структуру. Математичну обробку даних для якісного висновку про рівень надійності контрольованої продукції наприклад про її відповідність чи невідповідність вимогам НД проводять згідно з ГОСТ 27.410 додатки 7 8 . 1.8.4. В процесі статистичної обробки даних оцінку шуканого ПН може бути одержано одним із методів: непараметричним без використання інформації про закон розподілу; параметричним з використанням інформації про закон розподілу часу безвідмовної роботи терміну збережуваності тривалості відновлення часу експлуатації до граничного стану . Примітка. В разі необхідності закон розподілу може бути одержано за результатами експерименту. 1.8.5. Непараметричний метод статистичної обробки використовують якщо: D закон розподілу досліджуваної випадкової величини невідомий і неможливо висунути прийняту гіпотезу про такий розподіл; 2 знання закону розподілу для оцінювання ПН відповідно до вибраного плану не потрібно. В усіх інших випадках статистичну обробку інформації проводять параметричним методом до якого входять: 1 висунення гіпотези про вид закону розподілу випадкової величини; 2 оцінювання параметрів розподілу; 3 перевірка погодженості емпіричного розподілу з обраним теоретичним якщо перевірку з техніко-економічних причин може бути здійснено ; 4 оцінювання ПН. 2. ВИДИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ НАДІЙНОСТІ 2.1. Ознаками класифікації видів експериментального дослідження надійності можуть бути: 1 мета експерименту; 2 спосіб одержання вихідних статистичних даних; 3 досліджувана складова надійності; 4 витрати часу на реалізацію програми експериментального дослідження; 5 математичний метод обробки зазначених результатів; 6 математична модель досліджуваного показника надійності. 2.2. В залежності від мети експериментального дослідження розрізняють такі експериментальні методи: 1 оцінювання ПН; 2 контроль ПН. Оцінювання ПН полягає у визначенні їх числових значень контроль ПН в якісній перевірці партій продукції на відповідність вимогам надійності. 2.3. За способами одержання вихідних статистичних даних відрізняють: 1 визначальні чи контрольні випробування на надійність; 2 експлуатаційні спостереження. Визначальні чи контрольні випробування на надійність проводять у тих випадках коли в процесі експериментального дослідження можуть бути забезпечені відповідний обсяг випробувань а також підтримання та контроль потрібних режимів та умов функціонування випробуваних зразків. Якщо організувати такі випробування технічно неможливо чи економічно недоцільно вихідні дані про надійність продукції отримують експлуатаційними спостереженнями в процесі підконтрольної чи дослідної експлуатації дослідного та промислового функціонування споживчого використання В разі необхідності припускається сумісне використання результатів випробувань та експлуатаційних спостережень. Для забезпечення безумовного визнання результатів контрольних випробувань на надійність як постачальником так і споживачем експериментальні методи контролю ПН можуть бути реалізовані в складі сертифікаційних випробувань. Сертифікаційні випробування являють собою дії незалежної від постачальника і споживача третьої сторони органа сертифікації включаючи контрольні випробування на надійність які доводять що належним чином ідентифікована продукція відповідає вимогам стандарту чи іншого НД. 2.4. В залежності від досліджуваної складової властивості надійності розрізняють експериментальне дослідження на безвідмовність ремонтопридатність збережуваність та довговічність ресурсні . 2.5. Відповідно до затрат часу на реалізацію програми експериментальне дослідження може'бути нормальним чи прискореним. 2.5.1. Нормальне експериментальне дослідження характеризується методами та умовами проведення які забезпечують одержання необхідного обсягу інформації про надійнісні властивості продукції за такий самий термін як і в передбачених умовами експлуатації. В обгрунтованих випадках з технічних організаційних чи економічних причин припускається проведення згідно з відповідними програмами скороченого експериментального дослідження. Скорочення реалізується шляхом цензурування припинення експерименту до досягнення запланованого значення критерійної характеристики. 2.5.2. Прискорене експериментальне дослідження характеризується методами та умовами проведення які забезпечують одержання інформації про надійнісні властивості продукції за термін менший ніж передбачено умовами експлуатації. 2.5.3. Відрізняють прискорене експериментальне дослідження надійності продукції в нормальному та форсованому режимах. Прискорення експериментального дослідження надійності в нормальному режимі досягається ущільненням робочих циклів або екстраполяцією за наробітком. Прискорення експериментального дослідження у форсованому режимі досягається інтенсифікацією деградаційних процесів які призводять до відмови граничного стану . Чинниками інтенсифікації деградаційних процесів можуть бути підвищена чи занижена температура вібрація радіаційне випромінювання тощо. 2.5.4. Вибирання принципу чи поєднання принципів прискорення експериментального дослідження надійності повинні забезпечувати максимально можливе скорочення тривалості експерименту з відтворенням відмов граничних станів у послідовності та номенклатурі відповідних до нормальної експлуатації. 2.5.5. Скорочення часу одержання безпосередніх результатів експерименту як правило полягає у використанні апріорних знань про надійність продукції яка оцінюється контролюється шляхом проведення попередніх досліджень випробувань . Згідно з даними цих досліджень випробувань розробляють моделі відмов граничних станів та визначають коефіцієнти функції перерахунку ПН які оцінюються без прискорення та з прискоренням. 2.6. В залежності від використаного інструментарію математичну обробку безпосередніх результатів експерименту реалізують параметричними чи непараметричними методами. 2.7. Відповідно до математичної моделі досліджуваного ПН розрізняють: 1 експериментальні методи для оцінювання контролю ПНтипу «імовірність»; 2 експериментальні методи для оцінювання контролю ПН типу «математичне очікування»; 3 експериментальні методи для оцінювання контролю ? ? типу «квантиля»; 4 експериментальні методи для оцінювання контролю ? ? типу «інтенсивність». 3 ВИМОГИ ДО ЯКОСТІ РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ НАДІЙНОСТІ 3.1. Якість результатів експериментального дослідження надійності продукції оцінюють: у всіх випадках показниками вірогідності і точності; у випадку необхідності показниками повторюваності збіжності відтворюваності зіставлюваносгі та показниками усіх видів затрат на підготовку експерименту та його проведення. 3.2. Якість результатів експериментального дослідження характеризується: за ступенем відповідності оцінок та висновків фактичному рівню надійності показниками вірогідності; за ступенем наближення результатіь експерименту до дійсних значень характеристик продукції в певних умовах експлуатації показниками точності; за ступенем наближення оцінок та висновків які одержані тією самою випробувальною експлуатувальною організацією з використанням неспівпадальних вибірок з однієї і тієї самої партії продукції показниками повторюваності збіжності ; за ступенем наближення оцінок та висновків які одержані різними організаціями наприклад постачальника та споживача з використанням неспівпадальних вибірок з однієї і тієї самої партії продукції показниками відтворюваності зіставлюваносгі . 3.3. Показником вірогідності результатів експериментального оцінювання ?? є одностороння чи двостороння довірча імовірність Q інтервальної оцінки ПН. Точність результатів експериментального оцінювання ПН характеризують граничною відносною довірчою помилкою ?пр. мірою ширини довірчого інтервалу який за заданої довірчої імовірності Q є функцією точкової оцінки ПН ? нижньої ан та верхньої ав довірчих меж: 1 3.3.1. За наявності достатніх підстав замість значення ?пр. використовують показник відносної довірчої помилки ? який визначається: для ПН значення яких під час збільшення надійності продукції збільшуються позитивних за формулою: ; 2 для ПН значення яких під час збільшення надійності зменшуються негативних за формулою: . 3 3.3.2. Для деяких груп продукції та видів техніки наприклад для засобів вимірювання та керування технологічними процесами відносну довірчу помилку оцінки ПН типу «імовірність» виражають співвідношенням: 4 яке для значень ПН наближених до 1 приймає вигляд: 5 3.4. Під час контролю надійності висновок про відповідність продукції поставленим вимогам приймають за двома рівнями ПН: приймальним а? та бракувальним а? які разом являють собою в цьому випадку показник точності. Величинам а? та а? відповідає пара показників вірогідності: приймальному рівню а? ризик постачальника а який має значення імовірності помилки першого роду та бракувальному рівню а? ризик споживача ? який має значення імовірності помилки другого роду. За наявності достатніх підстав припустимий контроль надійності продукції за одним бракувальним рівнем а? з використанням одного показника вірогідності ризика споживача ?. Примітка. Показники точності та вірогідності результатів експерименту які встановлені в п. 3.4 цього стандарту однаково можуть бути використані за всіх способів одержання вихідних статистичних даних в тому числі під час контролю надійності продукції методом довірчих меж згідно з ГОСТ 27.410 п. 1.11 . 3.5. Повторюваність збіжність та відтворюваність зіставлюва-ність результатів експерименту проведення якого виконується для оцінювання ПН характеризують модулем різниці оцінок ПН які одержані за даними первісних та повторних випробувань експлуатаційних спостережень . 3.6. До показників повторюваності збіжності та відтворюваності зіставлюваності результатів експерименту з метою контролю належать: 1 імовірність забракування під час повторного експериментального дослідження продукції яка визнана придатною на підставі первісного експериментального дослідження; 2 імовірність визнання придатною під час повторного експериментального дослідження продукції яка була забракована на підставі первісного експериментального дослідження. 3.7. Показники повторюваності збіжності та відтворюваності зі-ставлюваності використовують для визначення: 1 припустимих розбіжностей між результатом первісного та повторного експериментального дослідження та визначення норм цих розбіжностей; 2 однорідності продукції за показниками надійності; 3 нестабільності надійнісних властивостей продукції; 4 змін умов експериментального дослідження надійності. 3.8. Вимоги до якості результатів експериментального оцінювання та контролю надійності встановлюються з урахуванням: 1 специфіки досліджуваної продукції; 2 можливості реалізувати запланований обсяг випробувань експлуатаційних спостережень ; 3 збитків від невірогідності чи недостатньої точності результатів експериментального дослідження надійності. Вимоги до показників точності та вірогідності жорсткішають для продукції: 1 з підвищеними вимогами до безпеки для життя і здоров'я людей ступеню впливу на навколишнє середовище сумісності та взаємозамінності; 2 недорогої масового та серійного виробництва; 3 в міру переходу з урахуванням підпорядкованості від кінцевих виробів до складових частин а потім до вузлів та деталей; 4 в зв'язку із зниженням вартості та зменшенням габаритних розмірів виробів. Примітка. Для одержання більш точних та вірогідних оцінок ПН потрібно відповідно збільшувати обсяг експериментального дослідження надійності. За незмінного обсягу експериментальних досліджень більш точним оцінкам ПН відповідає менша вірогідність а відповідно більш вірогідним менша точність. 3.9. Загальні рекомендації значень щодо встановлення норм показників якості результатів експерименту наведено в таблиці 1. Конкретні значення цих показників встановлюють згідно з ГОСТ 27.410 п. 1.9 . Таблиця 1 Загальні рекомендації щодо вибору значень показників ? та Q Об'єкт випробування експлуатаційних спостережень Показник а? Показник Q Об'єкт у цілому складова частина об'єкта яка визначає його ергономічні характеристики 0 15-0 20 0 80-0 90 Агрегат 0 10-0 15 0 90 - 0 95 Базова чи основна частина об'єкта складові частини об'єкта які впливають на його безпечність 0 05 0 95 - 0 90 3.10. Основними шляхами підвищення якості результатів експериментального дослідження є: 1 оптимізація відомих планів експериментального дослідження; 2 розроблення нових планів; 3 використання апріорної інформації. В додатку 3 наведено рекомендації щодо вибирання цільової функції під час оптимального планування експериментального дослідження а також до вибирання кпитерію оптимізації правила висування вимог до якості експерименту під час визначення виду плану та його параметрів. 4. ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБІТ ЩОДО ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ НАДІЙНОСТІ 4.1. Роботи щодо експериментального дослідження надійності продукції виконують організації постачальника розробника виробника та споживача експлуатувальні а в разі необхідності наприклад з метою сертифікації і організації з третього боку не залежні як від постачальника так і від споживача. 4.1.1. Право проведення випробувань на надійність мають атестовані акредитовані випробувальні організації яким у встановленому порядку дозволено проведення всіх чи деяких видів випробувань у тому числі випробування на надійність певних груп продукції видів техніки чи виконання безвідносно до об'єкту досліджень певних видів випробувань зокрема на надійність . Як правило випробування на надійність дослідних зразків виконує розробник а випробування серійної продукції виробник. 4.1.2. Експлуатаційні спостереження здійснюють на підставі договорів з постачальником організації споживача експлуатувальні . 4.1.3. Програми випробувань на надійність розробляють організації які проводять випробування. Програми експлуатаційних спостережень розробляють організації постачальника як правило базові яким вищими головними організаціями надано право збирання та обробки експлуатаційних даних. 4.2. Експериментальному дослідженню надійності підлягає продукція для якої в договорі між постачальникрм та споживачем чи в НД стандарті технічних умовах встановлено нормативні значення ПН а способом підтвердження висунутих вимог вибрано експеримент випробування експлуатаційні спостереження . 4.3. На експериментальні дослідження подають зразки базової моделі модифікації продукції які пройшли приймалмю-здив.альні випробування та припрацювання якщо таке передбачено технічними умовами. 4.4. Вибірку комплектують з використанням способу подання продукції «ряд» «розсип» «в упаковці» «потік» та методу призначення зразка у вибірку з використанням випадкових чисел багатоступінчато-го «наосліп» систематичного які забезпечують її представництво. Порядок визначення базових моделей модифікацій продукції та комплектування вибірки для проведення випробувань на надійність встановлюють в НД на продукцію. 4.5. Рекомендовану послідовність етапів експериментального дослідження надійності продукції стосовно вибраного плану наведено в п. 1.З. 4.6. Підприємство-виробник проводить ідентифікацію зразків продукції які подано на експериментальне дослідження та підтверджує встановлену відповідність документально. Контроль вірогідності гарантій підприємства-виробника покладається на організацію яка уповноважена проводити експериментальне дослідження. 4.7. Організація самого експериментального дослідження складається з: 1 регламентації відповідно до обраного плану порядку та умов проведення випробувань на надійність та чи експлуатаційних спостережень; 2 забезпечення прийнятого порядку та умов які потребують безпосередньо під час експерименту; 3 визначення форми змісту та порядку ведення обліково-реєстраційних документів; 4 здійснення контролю за параметрами зразків продукції які спостерігаються; 5 фіксації переходів зразків продукції від початкового характеристичного стану в розумінні надійності до альтернативного та назад і реєстрації відповідно до цих переходів випадкових величин часу безвідмовної роботи терміну збережуваності і тривалості відновлення часу експлуатації до граничного стану тощо. 4.8. Умови та режим безперервний циклічний періодичний та ін. досліджень окрім прискорених та експлуатаційних спостережень повинні відповідати зазначеним у НД для яких пронормовані ПН. 4.9. В разі неможливості забезпечення вимог п. 4.8 допускається проведення експериментального дослідження в умовах та режимах які відрізняються від заданих в НД. В цьому випадку повинні використовуватись поправочні коефіцієнти для приведення значень ПН визначених під час експериментального дослідження до заданих умов. У методиці експериментального дослідження повинні бути зазначені способи визначення поправочних коефіцієнтів чи їхні значення які одержані під час експериментального дослідження чи експлуатації однотипових об'єктів в умовах які мають аналогічні відхилення від заданих. 4.10. В процесі експериментального дослідження забезпечують: 1 функціонування та технічне обслуговування зразків продукції відповідно до вимог експлуатаційної документації; 2 періодичний контроль функціонування зразків не рідше ніж за 24 год та параметрів які обумовлюють їх роботоздатність не менше ніж три рази за час експерименту . 4.11. Висновок про відповідність чи невідповідність надійності продукції встановленим вимогам приймають на підставі висновків за окремими ? ?. Висновок про відповідність приймають під час позитивних висновків за всіма ПН висновок про невідповідність за наявності хоча б одного негативного висновку. 4.11.1. Підставами до відхилення висновку та повторення експериментального дослідження можуть бути: 1 незадовільні значення показників точності та вірогідності результатів експерименту обумовлені недостатнім обсягом експериментального дослідження; 2 невідповідність методики та чи об'єкта досліджень умовам забезпечення повторюваності та відтворюваності одержуваних результатів. 4.11.2. Результати повторного експериментального дослідження є остаточними. Позитивний висновок підтверджує відповідність продукції установленим вимогам негативний зобов'язує постачальника розробити та реалізувати заходи щодо їх виконання. 4.12. Результати експериментального оцінювання та контролю надійності оформлюють документально протоколом. В разі необхідності складають звіт та акт з висновками і рекомендаціями. В експлуатаційній документації формулярі паспорті зразків продукції що була залучена до випробувань на надійність зазначають відповідні витрати ресурсу. 4.13. Перелік обліково-реєстраційних документів їхні форми правила заповнювання та кодування даних регламентуються в установленому порядку на галузевому рівні. 4.14. Зберігання матеріалів експериментального дослідження надійності програм методик документів про виконання процедури ідентифікації обліково-реєстраційних та звітних документів забезпечують в установленому порядку організації які проводили експериментальне дослідження. ДОДАТОК 1 Обов'язковий ПОЗНАЧЕННЯ ВИКОРИСТАНИХ ВЕЛИЧИН n кількість зразків продукції які представлені на випробування експлуатаційні спостереження ; обсяг вибірки m кількість дослідів на n зразках продукції; обсяг випробувань експлуатаційних спостережень сумарна тривалість всіх дослідів q-квантиля розподілу величини математичне очікування величини Q довірча імовірність точкова оцінка ПН ан нижня межа довірчого інтервалу оцінки ПН ав верхня межа довірчого інтервалу оцінки ПН ?пр. гранична максимальна відносна довірча помилка експериментального оцінювання ПН яка є функцією величин ан ав ?п відносна довірча помилка результату експериментального оцінювання позитивного ПН яка є функцією величин та ан ?н відносна довірча помилка результату експериментального оцінювання негативного ПН яка є функцією величин та ав ? ризик постачальника ? ризик споживача а? приймальний рівень контрольованого ПН а? бракувальний рівень контрольованого ПН ДОДАТОК 2 Довідковий ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ У ГАЛУЗІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ НАДІЙНОСТІ 2.1.Загальні поняття 2.1.1. Випробування на надійність Випробування які проводяться для оцінювання та чи контролю показників надійності в заданих умовах 2.1.2. Підконтрольна експлуатація Експлуатація заданої кількості зразків продукції відповідно до вимог технічної документації яка супроводиться контролем стану кожного зразка спеціально підготовленим персоналом з метою одержання додаткової інформації зокрема про показники та рівень надійності об'єктів експлуатаційних спостережень. Примітка. Умови експерименту режим роботи та висновки контролю фіксуються у формах обліку 2.1.3. Експлуатаційні спостереження Процес який забезпечує одержання необхідної та достатньої інформації про об'єкт експлуатаційних спостережень наприклад якісних та чи кількісних даних які характеризують його надійність 2.1.4. Характеристичний стан І Один із двох що взаємно виключають в розумінні надійності станів об'єкту випробувань експлуатаційних спостережень . Складовим надійності відповідають такі характеристичні стани: безвідмовності та ремонтопридатності роботоздатність та неробото-здатність; збережуваності збереженість та незбсрсжсність; довговічності дограничний стан та граничний. 2.1.5. Дослід Експеримент у процесі випробувань на надійність експлуатаційних спостережень над одним зразком продукції який містить в собі не більше ніж один перехід зразка від початкового характеристичного стану в альтернативний. Примітки: 1 . Ознакою закінчення досліду с перехід зразки продукції від початкового характеристичного стану в альтернативний чи закінчення фіксованого часу випро-увань експлуатаційних спостережень незалежно від ого чи відбувся перехід від початкового характеристич-юго стану в альтернативний чи не відбувся. 2. Дослід дозволяє отримати експериментальні дані у игляді однієї реалізації випадкової величини тому за-альна кількість реалізацій досліджуваної випадкової величини дорівнює кількості дослідів. 2.2. Планування та організаційно-методичне забезпечення експериментального дослідження 2.2.1. Планування експерименту випробувань експлуатаційних спостережень Вибирання плану та його параметрів які забезпечують в умовах заданих обмежень досягнення найкращого значення обраного критерію оптимальності плану. 2.2.2. План випробувань на надійність експлуатаційних спостережень Сукупність правил які встановлюють обсяг вибірки порядок проведення випробувань експлуатаційних спостережень критерій їх завершення та прийняття рішень за результатами випробувань експлуатаційних спостережень . 2.2.3. Обсяг випробувань на надійність експлуатаційних спостережень Характеристика плану випробувань на надійність експлуатаційних спостережень яка містить- в собі кількість випробуваних спостережуваних зразків сумарну тривалість випробувань експлуатаційних спостережень в одиницях наробітку та чи кількість серій випробувань експлуатаційних спостережень 2.2.4. Програма випробувань експлуатаційних спостережень Організаційно-методичний документ обов'язковий до виконання який встановлює об'єкт та цілі випробування експлуатаційних спостережень види послідовність та обсяг експериментів що проводяться порядок умови місце і термін проведення випробувань експлуатаційних спостережень забезпечення а звітність за ними а також відповідальність за забезпечення та проведення випробувань експлуатаційних спостережень . Примітка. Програма випробувань експлуатаційних спостережень повинна містити в собі методики випробувань експлуатаційних спостережень чи посилання на них якщо ці методики оформлено як самостійні документи 2.2.5. Методика випробувань експлуатаційних спостережень Організаційно-методичний документ обов'язковий до виконання який описує метод засоби та умови випробувань експлуатаційних спостережень відбирання зразків алгоритми виконання контрольних та інших операцій форми подання даних та оцінювання результатів експерименту вимог техніки безпеки охорони навколишнього середовища та метрологічного забезпечення. Примітка. Методика випробувань експлуатаційних спостережень регламентує за суттю технологічний процес їх проведення і може бути оформлена як самостійний документ входити до складу програми випробувань експериментальних спостережень чи нормативного документу на продукцію стандарт технічні умови . Методика випробувань експлуатаційних спостережень повинна бути атестована 2.2.6. Атестація методик випробувань експлуатаційних спостережень Визначення забезпечуваних методикою значень точності вірогідності у випадку необхідності повторюваності та відтворюва-ності результатів випробувань експлуатаційних спостережень та їх відповідність заданим вимогам 2.3. Якість експериментального дослідження та його результатів 2.3.1. Якість експерименту випробувань експлуатаційних спостережень Сукупність властивостей випробувань експлуатаційних спостережень які характеризують їх відповідність цілям проведення та висунутим до них вимогам 2.3.2. Результати експерименту випробувань експлуатаційних спостережень Значення величин наробітків об'єктів до відмови кількості відмов часу відновлення роботоздатності об'єктів які відмовили а також інших параметрів які фіксуються в процесі експерименту і використовуються для подальшої обробки 2.3.3. Точність результатів експерименту випробувань експериментальних спостережень Властивість випробувань експлуатаційних спостережень я:са характеризується наближенням результатів експерименту до дійсних значень характеристик об'єкту в певних умовах випробувань експлуатаційних спостережень 2.3.4. Вірогідність результатів експерименту випробувань експлуатаційних спостережень Властивість випробувань експлуатаційних спостережень яка характеризується ступенем збіжності висновку про стан об'єкту випробувань експлуатаційних спостережень дійсному його стану 2.3.5. Повторюваність збіжність результатів експерименту випробувань експлуатаційних спостережень Властивість випробувань експлуатаційних спостережень яка характеризується наближеністю взаємозалежних результатів випробувань експлуатаційних спостережень які проводяться в тій самій атестованій організації на однакових зразках продукції за тією самою атестованою методикою з використанням тих самих атестованих засобів випробувань перевірених засобів вимірювання одним і тим самим персоналом протягом досить короткого інтервалу часу на якому змінами умов випробувань експлуатаційних спостережень характеристик засобів випробувань стану випробувачів надійнісних властивостей зразків які випробуються і т. ін. можна було б нехтувати 2.3.6. ВідтворюванІсть зіставлюваність результатів експерименту випробувань експлуатаційних спостережень Властивість випробувань експлуатаційних спостережень яка характеризується наближеністю взаємозалежних результатів випробувань експлуатаційних спостережень які проводяться в різних атестованих організаціях на зразках взятих з однорідної партії продукції чи на тих самих зразках за тією самою атестованою методикою з використанням різних атестованих засобів випробувань перевірених засобів вимірювання різним складом виконавців протягом досить короткого інтервалу часу на якому можна гарантувати достатню стабільність надійніс-них властивостей зразків ДОДАТОК 3 Рекомендований ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ВИБИРАННЯ КРИТЕРІЮ ОПТИМІЗАЦІЇ ПІД ЧАС ПЛАНУВАННЯ ВИПРОБУВАНЬ ПРОДУКЦІЇ НА НАДІЙНІСТЬ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ 3.1. Задача оптимального планування може вирішуватись у «вузькому розумінні» та в «широкому розумінні». Під плануванням у «вузькому розумінні» мається на увазі вибір оптимальних параметрів в рамках одного плану. Планування в «широкому розумінні» припускає вибір оптимального плану серед припустимої множини планів з оптимальними параметрами [2 ]. 3.2. Планування повинно здійснюватись таким чином щоб за наявності обмежень на якість результатів експерименту мінімізувати всі види витрат на випробування експлуатаційні спостереження які в загальному випадку пропорційні сумарній тривалості дослідів . Як правило є випадковою величиною тому за критсрійну береться одна з числових характеристик розподілу . Під час вибирання критерійної характеристики береться до уваги Доречність обмеження чи середніх у випадку багаторазово повторюваних. випробувань експлуатаційних спостережень продукції масового виробництва чи максимальних сумарних витрат під час проведення випробувань експлуатаційних спостережень високояадійної продукції яка дорого коштує . Якщо в якомусь плані випробувань випадкова величина яка розглядається не має верхньої межі і мінімізувати її максимальне значення недоцільно критерійною характеристикою може бути q-квантиля розподілу . Таким чином як критерій оптимізації рекомендується одне із таких співвідношень: ; 1 ; 2 . 3 3.3. Цільова функція обрана критерійна характеристика як правило виразиться через параметри конкретних планів випробувань експлуатаційних спостережень кількість дослідів їх тривалість і т. ін. які виступають як змінні та через апріорні дані відносно ПН який оцінюється контролюється . Обмеженнями в цій оптимізаційній задачі планування виступають вимоги до якості результатів [1 ]. 3.4. Задача оптимального планування випробувань експлуатаційних спостережень вирішується таким чином: 3.4.1. Обирають критерій оптимізації. 3.4.2. Відповідно до обраного критерію та існуючих обмежень на проведення випробувань експлуатаційних спостережень складається перелік можливих планів випробувань експлуатаційних спостережень . 3.4.3. Для кожного з обраних планів вирішується задача планування у «вузькому розумінні» тобто відповідно до обраного критерію оптимізації визначаються оптимальні параметри кожного плану оптимальні перерізи планів . 3.4.4. Для кожного плану визначається критерійна характеристика. 3.4.5. Проводять порівняння оптимальних перерізів вибраних планів і серед них визначається найкращий в розумінні обраного критерію [3]. Примітка. Якщо критерійна характеристика.являє собою функцію від справжнього значення досліджуваного ПН то задачу планування може бути вирішено в двох випадках: 1 значення критерійної характеристики для одного з планів не перевищує відповідних значень для інших планів ні за будь-якого значення ПН який досліджується за всією областю його існування; 2 апріорна інформація дозволяє конкретизувати область існування значень ПН який досліджується і розв'язати задачу планування для цієї конкретної області. ЛІТЕРАТУРА 1. Аронов И. 3. Бодин Б. В. Лапидус В. А.. Надежность и эффективность в технике: Справочник специалиста. Том 6. Экспериментальная отработка и испытания. М. : Машиностроение 1989. 376 с. 2. Заренин Ю. Г. Хлобыстова О. А. Оптимальное планирование испытаний на надежность приборов и средств автоматизации // Приборы и системы управления. 1981. № 9. С. 13 15. 3. Заренин Ю. Г. Хлобыстова О. А. Графоаналитические методы решения задачи оптимального планирования испытаний на надежность // Надежность и контроль качества. 1981. № 11. С. 33 43. ДОДАТОК4 Рекомендований РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ВИБИРАННЯ ПЛАНІВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОЦІНЮВАННЯ НАДІЙНОСТІ Плани експериментального оцінювання надійності обирають відповідно до таблиці 1 в залежності від можливості відновлення роботоздат-ного стану шляхом ремонту оцінюваних ПН вимог до показників якості результатів експериментального дослідження та обмежень на його тривалість. Таблиця 1 Чинники які визначають план експериментального оцінювання надійності Можливість відновлення шляхом ремонту Оцінюваний ПН Означення плану Додаткові рекомендації Не передбачена Середній чи гамма-відсотковий наробіток до відмови [NUN] INUr] [NUz] [NUT] [NRr] [NRT] Плани [NRr ] [NRT ] використовують за наявності обмежень на тривалість експериментального випробування план [NUN ] для збільшення точності оцінювання Не передбачена Імовірність безвідмовної роботи [NUT] Передбачена Середній наробіток на відмову [NMr] [NMT] [?? ] План [NM ] має обмежене використання оскільки оцінка одержана внаслідок використання цього плану є зсунутою Середній чи гамма-від-сотковий ресурс термін служби [NUN] INUr] [NUT] [NUz] [NRr] [NRT] Розглядають стосовно граничних станів. Плани [NRr] [NRT] використовують за наявності обмежень на тривалість експериментального випробування план [NUN ] для збільшення точності Передбачена Середня тривалість відновлення [NMr] [NMT] [?? ] Розглядають стосовно відновлення роботоздатного стану План [??] має обмежене використання оскільки оцінка одержана внаслідок використання цього плану є зсунутою Коефіцієнт готовності [NMr] [NMT] [??] План [??] має обмежене використання оскільки оцінка одержана внаслідок використання цього плану є зсунутою Не підлягає обліку Середній термін збе-режуваності [NUT] Гамма-від-сотковий термін збе-режуваності [NUr] ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ 1 РОЗРОБЛЕНО 1 ВНЕСЕНО Асоціацією «Надійність машин та споруджень» РОЗРОБНИКИ: Ю. Г. Заренін докт. техн. наук керівник теми О. О. Бичков канд. техн. наук О. А. Хлобистова канд. техн. наук. 2 ЗАТВЕРДЖЕНО І ВВЕДЕНО В ДІЮ наказом Держстандарту України № 310 від 8 грудня 1994 р. 3 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ 4 НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ НА ЯКІ Є ПОСИЛАННЯ Позначення НТД на який є посилання Номер пункту підпункту ГОСТ 27.4 10 87 1.5.1; 1.8.3; 3.4; 3.9.