Способ контроля параметрической надежности изделий

БРЕТЕН К. ПАТЕН ержинског МЕТРИЧЕСКО втоматике и вычиск способам автомаи позволяет сокраения заданной до-" при статистическом дежности изделий, продолжительности аданное время безКомитет Российской Федерации ИО ийтеитЙм и тОВЙрным ЗнЙкйм ОПИСАНЫ 21) 4 МОЗ 71 /24(73) Радаев Николай Николаеви(84) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАНАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ(87) Изобретение относится к алительной технике, в частноститизации контрольных испытанийтить необходимый для обеспечстоверности объем испытанийконтроле параметрической наСпособ заключается в расчетеиспытаний Ф, превышающей з(5 Ц Я б Об О 7 48 отказной работы 1, отборе и образцов из прини 3маемой партии объемом М, проведении испьпаний отобранных образцов в течение времени 1 и олреО делении их годности, подсчете числа б отказавших образцов, принятии решения о надежности изделия на основе сравнения о с приемочным числом отказов. Новым является измерение начальных значе - ний информативных параметров у И образцов при - нимаемой партии, отбор в контролируемую выборку относительно менее надежных образцов, опреде - ление степейи усечения Р(Т 1 )=(Н-и+02)/(И+0.4)ораспределения Г (т). Продолжительность испытанийрассчитывают на основе условного распределецния Ц 1/Ы ) с учетом Р(Т 1 ). 1 ил,о оИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к способам автоматизации контрольных испытаний, и может быть использовано при статистическом контроле параметрической надежности изделий методом однократной выборки по альтернативному признаку,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ статистического контроля надежности изделий методом однократной выборки по альтернативному признаку, заключающийся в определении вида функции распределения и характеристики рассеивания наработки до отказа, расчета продолжительности испытаний Ь(йт, у,п), превышающей заданное время безотказной работы Ь, где Йт требуемое значение вероятности безотказной работы, у- достоверность его подтверждения по результатам испытаний, отборе случайным образом и образцов из принимаемой партии объемом й, проведении испытаний в течение. времени ти и определении их годности, подсчете числа б отказавших образцов, принятий решения о надежности изделия на основе сравнения б с приемочным числом отказов С, За счет увеличения%продолжительности испытаний на основе информации о-распределении наработки до отказа инфармативнасть повышается, благодаря чему снижаьтся необходимый объем выборки.Однако при реализации известного способа велика продолжительность испытаний, в результате чего необходимый дпя обе" печения заданной доставеонасти объем испытаний (числа образцов и продолжительность их испытаний) не уменьшается.Целью предлагаемого способа является сокращение необходимого для обеспечения заданной достоверности объема испытаний за счет привлечения дополнительной информации об относительной надежности юразцав исходной выборки и проведения испытаний направленной выборки из менее надежных образцов,Способ поясняется чертежом,На чертеже изображен график зависимости необходимого для обеспечения достоверности у =0,9 коэффициента увеличения продолжительности испытаний Ки ат объема контролируемой работы и при случайном отборе образцов (кривая 1) и целенаправленном отборе относительна менее надежных образцов, обеспечивающем степень усечения распределения наработки до отказа Ф ( - Я=0,5 (кривая 2), при требуемом значении контролируемого показателя йт=0,9 для случая,.когда. наработка до отказа распределена по нормальному закону с средним квадратическим отклонением 0; причем ч=о/тэ=0,2Предлагаемый способ контроля параметрической надежности изделий может быть реализован следующим образом.На стадии предварительных исследо ваний определяют вид функции распределения наработки до отказа Р(т)=Р (Тт) и ее характеристики рассеивания (например, среднее квадратическое отклонение 0; коэффициент вариации ч), выявляют ин формативные параметры, значения которых, измеренные до испытаний образца, позволя ют сп рогн аэиравать его надежность.Измеряют и фиксируют начальные значе ния информативных параметров О 0,д(п=1.,.,М)у каждого из У образцов исходной выборки и по результатам индивидуального прогнозирования в контролируемую выборку объемом и отбирают менее надежные образцы.Таким образом, Ос,г - значение информативнога параметра у потенциально наиболее йадежного образца из числаотобранных в контролируемую выборку, Заметим, что определение относительной на дежности не требует высокой точностиметодик прогнозирования и их калибровки по результатам испытаний образцов,Определяют степень усечения распределения генеральной совокупности образ цов изделия Р(Тт 0), где Ь - точкаусечения, при исключении из исходной выборки =-И-и относительно более надежных образцов где Р(О 0,п)(п=1.К) - эмпирическая функция распределения начального значения информативнога параметра Оо=О(1=0).Согласно (4), в случае малой выборки эмпирическая функция распределения при измеренном у и-го образца значении информативного параметра Мо в вариацианном ряду Оо,1 О 0,2.Оо,оОо,и оценивается как2003173 Р(Т аг 0 нормально- Р Р(1-Ф(риори известено- Ерчи1 -Еяч йт(Кигз) 1/д Дл ) необхо соотве надежн где Р=(1-Ивенства (3ние дляфункции-Ет (ги),где Тт - убуемой наная анслучайнойделеннойполучим еченнаработкиалогичвеличиВ СООТВ. Вт=0,9.ПуСть нтивного парСИМ ОСТЬквазидетерм форма- а завируетсявида чальное значение 2 и метра Оо 6 М(Мп, оп 0(г) дппроксим нированной функцией(4 т (ги)=1 -0(г)= Отсюда как для убывающей, так и для возрастающей функции 0(г) согласно(1) пол- учим При распределении наработки до отказа по.нормальному закону Р(Тго)- Ф Я, где Ф( ) - функция Лапласа, ф- нормиро ванная точка усечения, определяемая соотношением= (Ь - )/а, если известно значение о; и= --- 1 , если иэвест 1 гоч,ино значение ч, 18Определяют условное распределение Р(г)=Р(г/гго) наработки до отказа для части совокупности образцов иэделия, содержащей направленную выборку из относительно менее надежных образцов, которое для 20 нормально распределенной генеральной совокупности записывается следующим образом; УНа основе полученного распределения определяют коэффициент увеличения продолжительности испытаний Ки=ги/гз. Так как ЗО МЯ неизвестно, то при планировании контроля используем случайную величину требуемой наработки до отказа Тт, распределенную по тому же закону и с теми же характеристиками рассеивания, но с математическим Зб ожиданием Мт=М(Тт определяемым иэ условия Р(ТТ В Ь )=йт. Для приемочного числа отказов С=О необходимая величина Ки может быть определена из формулы (2), переписанной в виде40 я этого в левую часть нерадимо подставить выражетствующей, усеченной.ОСТИ Вт(ги)=Р(ТТфги) 1 я случайная величина треда отказа, распределен но соответствующей не Т, Так при Р(г), распреетствии с выражением (2),Б Подставляя (4) в (3), получим: Ки1+Дв-Ер) ч,лгде ч" о/гз. Ев и Ер - квантили го распределения уровней Ят и -В+ ф(-ЙЕслй апк вариации ч, т Определяют продолжительность испытаний ги"Кигэ. Проводят в течение времени ги испытания и отобранных с помощью индивидуального прогнозирования образцов. Если число отказавших образцов д, то принимают решение о соответствии изделия предьявлявмым требованиям, если б 0 - то о несоответствии.Предлагаемый способ может быть использован для контроля надежности изделий по параметрическим отказам.Использование способа наиболее эффективно для иэделий, у которых вероятностные характеристики механо-физико-химических процессов деградации, протекающих внутри изделий под действием внешних условий и времени. определяются в основном разбросом конструктивно-технических характеристик, т. е, качеством изготовления образцов, и слабо зависят от вариации внешних условий (6). 8 этом случае коэффициент корреляции случайных величин Оо и Т/Р 1,Кроме того, предлагаемый способ может быть использован при испытаниях изделий в соответствии с моделью нагруэка - несущая способность (на прочность, радиационную стойкость и т. д,), применительно к оторай распределение несущей способности полностью определяется начальным качеством образцов.Оценим необходимую продолжительность испытаний для обеспечения достоверности у =0,9 контроля в заявляемом техническом решении и прототипе по результатам испытаний одинакового числа образцов, если требуемое значение контролируемого показателягде 0 - показатель скорости изменения ин. формативноГо параметра, Тогда при фиксированном контрольном допуске на изменение информативного параметра Т 6 й(М, сР), Предложим, что по результатам предварительных исследований установлено значение ч=0,2, а путем отбора и менее надежных из й образцов обеспечена сепень усечения Ф (-ф =0,5 (например, из 2 имевшихся образцов отобран 1). По формуле (5) определим необходимый коэффициент увеличения продолжительности испытаний Ки а приняв Ф ( - Я =0 - значение К при случайном отборе образцов в контролируемую выборку.На чертеже показаны графики, характеризующие зависимость необходимого коэффициента увеличения продолжительности испытаний от и. Сравнение кривых 1 и 2 показывает, что для принятых исходных данных продолжительность испытаний при одинаковом числе испытывземых образцов снижается нз 1025.Формула изобретенияСПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в отборе и образцов в контролируемую выборку из принимаемой партии из Й образцов (где ий) и в отборе информативных параметров, значения которых, измеренные до испытаний образца, позволяют опрогнозировать его надежность, проведении испытаний отобранных образцов в течение времени Ь и подсчете числа отказавших образцов, отличающийся тем, что измеряют начальные значения(56) Скрипник В, М., Гречин А, Л. Альтернативные испытания малых выборок на надежность, М.; Наука и техника, 1986, разд, 3.1(аналог).5 Переверзев Е. С, Нздежность и испытания технических систем, К,: Наук. думка,1990, разд. 6.5 (прототип),Финкельштейн Е. Я, Вопросы отбораэлементов повышенной надежности по ин 10 форьативным. параметрам при ограниченных априорных данных. В сб, Вопросыконтроля надежности изделий электроннойтехники. Рига: Зинанте, 1981, с, 3-40.Капур КЛамберсон Л. Надежность и15 проектирование систем, ММир, 1980,разд. 2.6,Радаев Н. Н. Планирование смешанныхиспытаний аппаратуры по альтернативномуи количественному признакам при ограни 20 ченном обьеме выборки - Электрон, техника, сер. 8, 1990, вып, 2 (139) с. 62 - 65,Дружинин Г, В. Надежность автоматизированных производственных систем - М.Энергоатомиздат, 1986, разд, 7.1.25информационных параметров у й образцов принимаемой партии и отбирают вконтролируемую выборку менее надежныеобразцы, рассчитывают продолжитель 30 ность испытаний ъ отобранных и образцовна основе условного распределения Ятйа 9 наработки до отказа с учетом степениИ-и+ 0,2)усечения РТь =распре(й+ 0,4)35 деления Е(1) наработки до отказа, при отсутствии отказов образцов вконтролируемой выборке делают вывод осоответствии пзртии предъявляемым тре- бованиям