Способ контроля параметрической надежности изделий
( ф
«»
K. БАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4950371/24 (22) 26.06.91 (4б) 15.11М Бюл. и 41-42 (71) 8оенная академия им.ФЭдзержинского (72) Радаев Н.Н, (73) Радаев Николай Николаевич (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ
НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к способам автоматизации контрольных испытаний, и позволяет сократить необходимый для обеспечения заданной до-" стоверности объем испытаний при статистическом контроле параметрической надежности изделий.
Способ заключается в расчете продолжительности испытаний 1„, превышающей заданное время без{19) RU {н) 2ООЗХ73 С1
{5ЦЯ GОбС7 48 отказной работы t, отборе и образцов из приниз маемой партии объемом М, проведении испьпаний отобранных образцов в течение времени t и опреи . делении их годности, подсчете числа d отказавших образцов, принятии решения о надежности изделия на основе сравнения d с приемочным числом отказов. Новым является измерение начальных значе— ний информативных параметров у N образцов при— нимаемой партии, отбор в контролируемую выборку относительно менее надежных образцов, опреде— ление степейи усечения Р(Т> t )=(N-è+02)/(N+04) о распределения F (t). Продолжительность испытаний рассчитывают на основе условного распределеU ния F(t/т т ) c учетом Р(Т» t }. 1 ил. о о
2003173
1 — F(Uo, +0,5), — <О, Г dU
PP — to) =
F(Uo,i+0,5), — >0 (1)
n— - 0,3
К +0,4
Изобретение 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 па альтернативному признаку.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ статистического контроля надежности изделий методом однократной выборки по альтернативному признаку, заключающийся в onðåделении вида функции распределения и характеристики рассеивания наработки до отказа, расчета продолжительности испытаний Ь(Вт, у,п), превышающей заданное время безотказной работы t, где RT требуемое значение вероятности безотказной работы, p — достоверность ега подтверждения па результатам испытаний, отборе .случайным образом и образцов из принимаемой партии объемом N, проведении испытаний в течение времени t< и определении их годности, подсчете числа 6 отказавших образцов, принятий решения о надежности изделия на основе сравнения d с приемочным числом отказов С. За счет увеличения
% продолжительности испытаний на основе информации а-распределении наработки до отказа инфармативнасть повышается, благодаря чему снижается необходимый объем выборки.
Однако при реализации известного способа велика продолжительность испытаний, в результате чего необходимый для 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 жразцав 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
К<1 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 (— @=0,5 (кривая 2), при требуемом значении контролируемого показателя Вт=0,9 для случая,.когда наработка до отказа распределена по нормальному закону с средним квадратическим отклонением сг, причем v = о / !э=0,2.
Предлагаемый способ контроля параметрической надежности изделий может быть реализован следующим образом.
На стадии предварительных исследо10 ваний определяют вид функции распределения наработки да отказа F(t)=P {T Измеряют и фиксируют начальные значе20 ния информативных параметров Uo,л(п=1.Д.,N) у каждого из N образцов исходной выборки и по результатам индивидуального прогнозирования в контролируемую выборку объемом и отбирают менее надежные образцы. Таким образам, Uo,> — значение информативнога параметра у потенциально наи- более йадежного образца из числа отобранных в контролируемую выборку, 3аметим, что определение относительной на30 дежности не требует высокой точности методик прогнозирования и их калибровки па результатам испытаний образцов, Определяют степень усечения распределения генеральной совокупности образцов изделия Р(Т to), где to — точка усечения, при исключении из исходной выборки i=-N-n относительна более надежных образцов где P(Uo.п){п=1,...,N) эмпирическая функция распределения начального значения информативнога параметра Uo=U(t=0). Согласно (4), в случае малой выборки эмпирическая функция распределения при измеренном у и-го образца значении информативного параметра No,n, в вариацианном ряду Uo. KBK 2003173 Отсюда как для убывающей, так и для возрастающей функции U(t) согласно(1) получим P(T =и F (t)=© { ) /(1-Ф(-Q) . (2) На основе полученного распределения определяют коэффициент увеличения продолжительности испытаний Ки=тийз. Так как 30 M(tj 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 ® ожиданием Мт=М(Тт), определяемым иэ условия P(T В Ь }=Ят. Для приемочного числа отказов С=О необходимая величина Ки может быть определена иэ формулы (2), переписанной в виде 40 йт (Кита) P, (3) 1 где Р=(1-Я ". Для этого в левую часть неравенства (3) необходимо подставить выраже- 45 ние для соответствующей, усеченной. функции надежности RT (ти)=Р(Тт 1и) 1Рт (ти), где Т т — усеченная случайная величина требуемой наработки да отказа, распределен- 50 ная аналогично соответствующей случайной величине T, Так при F (t) распре- деленной в соответствии с выражением (2), получим 55 йт (ти)=1— При распределении наработки до отказа по. нормальному закону P(T&o}- Ф (-Я, где Ф() — функция Лапласа, g- нормиро- 10 ванная точка усечения, определяемая соотношением 4 = (to — }/а, если известно значение о; и g =- — — 1, если иэвест1 4о ч р но значение v. 16 Определяют условное распределение F (t)=F(t/t Подставляя (4) в (3), получим: Ки R 1+JR-2р ) v, (5) л где v-a/Ь. ZR и Zp — квантили нормального распределения уровней Ят и P Ð(1-Ф(-Ql+ Ф(-Й Еслй априори известен коэффициент вариации V, то 1 — Zp ÷ Ки 1 ZRY Определяют продолжительность испытаний Ь-Кидз. Проводят- в течение времени ти испытания и отобранных с помощью индивидуального прогнозирования образцов. Если читало отказавших образцов 0-0, то принимают решение о соответствии изделия предъявляемым 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). В этом случае коэффициент корреляции случайных величин Оо и Т p t. 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 которай 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 показателя Вт=0,9 Пусть начальное значение информативного параметра Оо 6М(Мп, 2003173 где 0 — показатель скорости изменения информативноГо параметра. Тогда при фиксированном контрольном допуске на изменение информативного параметра Т 6 N(M, o). Предложим, что по результатам предварительных исследований установлено значение v=0,2, а путем отбора и менее надежных из N образцов обеспечена с епень усечения Ф (-ф =0,5 (например, из 2 имевшихся образцов отобран 1). По формуле (5) определим необходимый коэффициент увеличения продолжительности исг1ытаний Кя, а приняв Ф (— Q =0 — значение Ки 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 испытываемых образцов снижается на 10...25%. Формула изобретения СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в отборе и образцов в контролируемую выборку из принимаемой партии из Й образцов (где n < N) 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 отбора элементов повышенной надежности по ин10 формативным. параметрам при ограниченных априорных данных. В сб, Вопросы контроля надежности изделий электронной техники. Рига: Зинанте, 1981, с. 3-40. Капур К„Ламберсон Л. Надежность и 15 проектирование систем. М,: Мир, 1980, разд. 2.6. Радаев Н. Н. Планирование смешанных испытаний аппаратуры по альтернативному и количественному признакам при ограни20 ченном обьеме выборки — Электрон. техника, сер. 8, 1990, вып, 2 (139) с. 62 — 65, Дружинин Г, B. Надежность автоматизированных производственных систем — М. Энергоатомиздат, 1986, разд. 7.1. 25 информационных параметров у N образцов принимаемой партии и отбирают в контролируемую выборку менее надежные образцы, рассчитывают продолжитель30 ность испытаний ъ отобранных и образцов на основе условного распределения F(t/t < то) наработки до отказа с учетом степени N-n+ 0,2) усечения Р1Т » to} = pacnpe(N+ 0,4) 35деления F(t) наработки до отказа, при отсутствии отказов образцов в контролируемой выборке делают вывод о соответствии пзртии предъявляемым требованиям 2003173 Тираж Подписное НпО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-Зб, Рэушскал на6., 4/б Заказ 3235 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. УЖгород. ул.Гагарина. 101 Составитель H. Горбунова Редактор В. Трубчеяко ТекредМ.Моргентал Корректор M. Самборская
