Основные меры по обеспечению надежности

Меры по обеспечению надежности нормального функционирования изделия при его эксплуатации можно сгруппировать по следующим шести пунктам:

• 1. Разработка требований к надежности изделия.
• 2. Разработка программы обеспечения требуемой надежности, включая

проектирование изделия, его изготовление и транспортировку.

• 3. Оценка проектов обеспечения надежности с помощью испытаний .
• 4. Рост надежности.
• 5. Постоянный контроль надежности.
• 6. Постоянный анализ надежности.

В настоящей работе рассмотрим только обеспечение надежности с помощью испытаний. Проведение испытаний на надежность осуществляется в основном с целью верификации прогноза надежности. Эти испытания обычно проводятся в два этапа:

• ? испытания осуществляются в процессе проектно — конструкторского решения, разработки и изготовления узлов и прототипов моделей. Целью этих испытаний является раннее установление характера кривой отказов, который может быть в дальнейшем исправлен путем улучшения проектноконструкторского решения, использования деталей лучшего качества и, возможно, путем изменения технических условий. Важно организовать более ранний сбор данных обо всех отказов, и если это можно сделать, то испытания должны осуществляться независимой организацией или под ее наблюдением.
• ? испытаниям подвергаются завершенная продукция такого же стандарта, как и отгружаемая потребителю. Испытания могут быть как типовыми, так и ускоренными. Надо обращать внимание на правильное документирование испытательных процедур, на представительность выборок.

Типовые испытания продукции или его частей в нормальных условиях связаны с рядом трудностей, если проектно — конструкторское решение обеспечивает большую среднюю наработку на отказ. В этом случае требуется большая наработка для проверки прогноза показателей с удовлетворительной степенью точности.

Установлено, что большинство дефектов является результатом механических воздействий и химических реакций. Поэтому можно повысить интенсивность отказов, подвергая продукцию испытаниям в тяжелых условиях.

Практика показала, что результаты ускоренных испытаний достаточно хорошо коррелируются с результатами типовых испытаний. Ускоренные испытания позволяют значительно сократить сроки отработки изделия.

Процедура ускоренных испытаний охватывает несколько стадий с варьированием уровня перегрузок:

• ? испытания на условия среды (вибрация и температура) и переходные режимы. Целью испытаний на вибрацию является выявление дефектов, являющихся результатом недостаточно квалифицированного выполнения работ и дефектов проектирования, связанных с резонансом. Переходные режимы включения и выключения осуществляются для того, чтобы подвергнуть продукцию нормальным переходным процессам и заставить его «дышать», т. е. вызвать температурные циклы, под влиянием которых оборудование то «расширяется», то «сжимается» ;
• ? испытания на перегрузки. Перегрузки разделяются на четыре ступени: низшая, средняя, высокая, чрезвычайная, в зависимости от вида продукции и условий ее эксплуатации.

Особое внимание при испытаниях изделия необходимо обращать на выполнение требований технической документации по средней наработке изделий на отказ и их долговечности. В комплекс испытаний входят испытания: на завершенность конструкции, на завершенность технологических процессов, на долговечность.

Испытания конструкции на завершенность. Эти испытания проводятся на первых опытных образцах изделия. Их цель — показать, что конструкция изделия удовлетворяет требованиям по надежности. При этом не имеет значения, каким способом был построен опытный образец и какие усилия пошли на его отладку. Если требуемый уровень надежности изделия не достигнут, конструкция должна быть улучшена. Испытания продолжаются до тех пор, пока изделие не будет удовлетворять всем заданным требованиям.

Испытания техпроцессов на завершенность. На протяжении этих испытаний регистрируются отказы в начальный период эксплуатации изделия.

С помощью этих данных достигается полная согласованность между конструкцией изделия и процессами, необходимыми для его изготовления, и определяется объем испытаний, необходимых для достижения требуемой надежности при доставке изделия потребителям.

Испытания проводятся также на первых образцах изделий. Эти образцы работают в течение заданного периода (периода приработки). Характеристики их работы тщательно контролируются, измеряется убывающая интенсивность отказов. После периода приработки собираются опытные данные, позволяющие измерить и проверить показатели эксплуатационной надежности изделия и сравнить их с результатами, полученными при испытании изделия на завершенность. Наблюдения, проведенные во время этих испытаний, позволяют задать величину периода приработки изделия.

Испытания на долговечность. На протяжении этих испытаний регистрируются износовые отказы элементов изделия, и строится их распределение. Полученные данные используются для устранения причин тех отказов, возникновение которых приводит к неприемлемому снижению ожидаемого срока службы изделия. Испытания на долговечность ведутся на ряде образцов данного изделия. При этих испытаниях надо определить границу перехода от постоянной интенсивности отказов к возрастающей и построить распределение для каждого наблюдаемого вида отказов.

Часть II. Построение контрольной карты Шухарта.

управление качество статистический стратификация.

Задание: Контролируется содержание хрома в стальных отливках. Проводят замеры в четырех плавках. В соответствии с данными, приведенными в таблице 2, постройте контрольную карту Шухарта.

Решение: Поскольку уже заранее известно, какой тип карты необходимо построить, вычислим значения.

номер подгруппы.	Х1.	Х2.	Х3.	Х4.	R.
	0,65.	0,79.	0,72.	0,73.	0,723.	0,14.
	0,73.	0,74.	0,64.	0,89.	0,750.	0,25.
	0,67.	0,86.	0,86.	0,92.	0,828.	0,25.
	0,85.	0,76.	0,78.	0,87.	0,815.	0,11.
	0,74.	0,78.	0,66.	0,6.	0,695.	0,18.
	0,87.	0,66.	0,78.	0,78.	0,773.	0,21.
	0,81.	0,78.	0,64.	0,67.	0,725.	0,17.
	0,68.	0,95.	0,82.	0,87.	0,830.	0,27.
	0,77.	0,68.	0,76.	0,9.	0,778.	0,22.
	0,83.	0,71.	0,65.	0,78.	0,743.	0,18.
	0,73.	0,76.	0,86.	0,66.	0,753.	0,2.
	0,68.	0,86.	0,65.	0,89.	0,770.	0,24.
	0,78.	0,78.	0,67.	0,73.	0,740.	0,11.
	0,76.	0,69.	0,67.	0,88.	0,750.	0,21.
	0,68.	0,62.	0,89.	0,67.	0,715.	0,27.
				средние:	0,759.	0,201.

Следующим шагом будет вычисление, где, в соответствии с вышеуказанной схемой,.

а.

Теперь, имея, значения центральной линии, среднего значения показателя и среднего отклонения, найдем значения контрольных границ карт.

Для значений нижние и верхние контрольные границы определяются по формулам:

.

Где находится по таблице коэффициентов для вычислений линий контрольных карт и равно 0,729. Тогда UCL=0,905, LCL=0,612.

Для значений нижние и верхние контрольные границы определяются по формулам:

.

Где и находятся по таблице коэффициентов для вычислений линий контрольных карт и равны 0,000 и 2,282 соответственно. Тогда UCL=0,201*2,282=0,459 и LCL=0,201*0,000=0.

Построим контрольные карты для средних значений и размахов данной выборки, при помощи Excel:

Как мы можем удостовериться, контрольные карты не выявили неслучайные значения, выходы за контрольные границы, серии или тренды. Однако, график средних значений тяготеет к центральному положению, что может свидетельствовать как о неверно выбранных границах допуска, так и о ненормальности распределения и нестабильности процесса. Дабы удостоверится, вычислим индекс возможности процесса.

где можно вычислить как, по таблице коэффициентов, найдем значение, равное.

Так как, вычисленный индекс <1, что свидетельствует о неприемлемости возможностей процесса, его статистической неуправляемости и не стабильности. Необходимо провести усовершенствования процесса, установить контроль над его протеканием, с целью уменьшения влияния не случайных факторов.