Что такое наработка до отказа
Наработка до отказа
Наработка на отказ — технический параметр, характеризующий надёжность РЕМОНТИРУЕМОГО прибора или устройства. Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами. Выражается обычно в часах.
Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.
Наработка до отказа — эквивалентный параметр для не ремонтируемого устройства. Поскольку устройство не ремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.
Измеряется статистически, путём испытания множества приборов или вычисляется методами Теории надёжности
Содержание
Опредление по ГОСТ 27002-89
ГОСТ определяет данные параметры следующим образом:
Наработка на отказ англ. Operating time between failures — Наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.
Наработка до отказа англ. Operating time to failure — Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.
Зарубежная терминология
В английской литературе MTBF — англ. Mean time between failures — среднее время между отказами.
Среднее время безотказной работы системы
Среднее время безотказной работы (средняя наработка на отказ) T0 — для невосстанавливаемых (неремонтируемых) систем это математическое ожидание времени работы системы до отказа:
.
Проинтегрировав выражение для T0 по частям, получим:
Графически полученое выражение для T0 представлено на рисунке как площадь под графиком вероятности безотказной работы Р(T) от времени T. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность P(T) равна нулю.
Здесь 
— случайное время работы системы до отказа или наработка на отказ для невостанавливаемого элемента или системы.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Наработка до отказа» в других словарях:
наработка до отказа — Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа. [ГОСТ 27.002 89] Тематики надежность, основные понятия EN operating time to failure … Справочник технического переводчика
Наработка до отказа — 4.2. Наработка до отказа Operating time to failure Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа Источник: ГОСТ 27.002 89: Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
наработка до отказа — vidutinė trukmė iki gedimo statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. mean time to failure; MTTF vok. mittlere Zeit bis zum ersten Ausfall, f; MTTF rus. наработка до отказа, f pranc. temps moyen avant défaillance, m; T.M.A.D … Automatikos terminų žodynas
Наработка до отказа — English: Operating time to failure Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа (по ГОСТ 27.002 89) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник … Строительный словарь
Наработка до отказа — 1. Наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. Употребляется в документе: Утверждены ПриказомГоскомсвязи Россииот 19 октября 1998 г. № 187 … Телекоммуникационный словарь
Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия) — Наработка между отказами 5.8.2. Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия) Наработка режущего инструмента (лезвия) от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа Источник: ГОСТ 25751 83: Инструменты режущие. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
наработка до отказа режущего инструмента (лезвия) — Наработка режущего инструмента (лезвия) от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. [ГОСТ 25751 83 (CT СЭВ 6506 88)] Тематики обработка резанием … Справочник технического переводчика
наработка до отказа, распределённая по экспоненциальному закону — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN exponential failure time … Справочник технического переводчика
Средняя наработка до отказа — 6.10 Средняя наработка до отказа Mean operating time to failure Математическое ожидание наработки объекта до первого отказа Источник: ГОСТ 27.002 89: Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Гамма-процентная наработка до отказа — 6.9. Гамма процентная наработка до отказа Gamma percentile operating time to failure Наработка, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью g, выраженной в процентах Источник: ГОСТ 27.002 89: Надежность в технике. Основные понятия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Как вычисляется среднее время до отказа и вероятность безотказной работы?
Понятиям MTTF (Mean Time To Failure — среднее время до отказа) и другим терминам теории надежности посвящено большое количество статей, в том числе на Хабре (см., например, тут). Вместе с тем, редкие публикации «для широкого круга читателей» затрагивают вопросы математической статистики, и уж тем более они не дают ответа на вопрос о принципах расчета надежности электронной аппаратуры по известным характеристикам ее составных элементов.
В последнее время мне довольно много приходится работать с расчетами надежности и рисков, и в этой статье я постараюсь восполнить этот пробел, отталкиваясь от своего предыдущего материала (из цикла о машинном обучении) о пуассоновском случайном процессе и подкрепляя текст вычислениями в Mathcad Express, повторить которые вы сможете скачав этот редактор (подробно о нем тут, обратите внимание, что нужна последняя версия 3.1, как и для цикла по machine learning). Сами маткадовские расчеты лежат здесь (вместе с XPS- копией).
1. Теория: основные характеристики отказоустойчивости
Вроде бы, из самого определения (Mean Time To Failure) понятен его смысл: сколько (конечно, в среднем, поскольку подход вероятностный) прослужит изделие. Но на практике такой параметр не очень полезен. Действительно, информация о том, что среднее время до отказа жесткого диска составляет полмиллиона часов, может поставить в тупик. Гораздо информативнее другой параметр: вероятность поломки или вероятность безотказной работы (ВБР) за определенный период (например, за год).
Для того чтобы разобраться в том, как связаны эти параметры, и как, зная MTTF, вычислить ВБР и вероятности отказа, вспомним некоторые сведения из математической статистики.
Ключевое понятие теории надежности — это понятие отказа, измеряемое, соответственно, интервальным показателем
Q(t) = вероятность того, что изделие откажет к моменту времени t.
Соотвественно, вероятность безотказной работы (ВБР, в английской терминологии «reliability»):
P(t) = вероятность того, что изделие проработает без отказа от момента t0=0 до момента времени t.
По определению, в момент t0=0 изделие находится в работоспособном состоянии, т.е. Q(0)=0, а P(0)=1.
Оба параметра — это интервальные характеристики отказоустойчивости, т.к. речь идет о вероятности отказа (или наоборот, безотказной работы) на интервале (0,t). Если отказ рассматривать, как случайное событие, то, очевидно, что Q(t) — это, по определению, его функция распределения. А точечную характеристику можно определить, как
p(t)=dQ(t)/dt = плотность вероятности, т.е. значение p(t)dt равно вероятности, что отказ произойдет в малой окрестности dt момента времени t.
И, наконец, самая важная (с практической точки зрения) характеристика: λ(t)=p(t)/P(t)=интенсивность отказов.
Это (внимание!) условная плотность вероятности, т.е. плотность вероятности возникновения отказа в момент времени t при условии, что до этого рассматриваемого момента времени t изделие работало безотказно.
Измерить параметр λ(t) экспериментально можно путём испытания партии изделий. Если к моменту времени t работоспособность сохранило N изделий, то за оценку λ(t) можно принять процент отказов в единицу времени, происходящих в окрестности t. Точнее, если в период от t до t+dt откажет n изделий, то интенсивность отказов будет примерно равна
λ(t)=n/(N*dt).
Именно эта λ-характеристика (в пренебрежении ее зависимостью от времени) и приводится чаще всего в паспортных данных различных электронных компонент и самых разных изделий. Только сразу возникает вопрос: а как вычислить вероятность безотказной работы и при чем здесь среднее время до отказа (MTTF).
2. Экспоненциальное распределение
В терминологии, которую мы только что использовали, пока не было никаких предположений о свойствах случайной величины — момента времени, в который происходит отказ изделия. Давайте теперь конкретизируем функцию распределения значения отказа, выбрав в качестве нее экспоненциальную функцию с единственным параметром λ=const (смысл которого будет ясен через несколько предложений).
Дифференцируя Q(t), получим выражение для плотности вероятности экспоненциального распределения: ,
а из него – функцию интенсивности отказов: λ(t)=p(t)/P(t)=const=λ.
Что мы получили? Что для экспоненциального распределения интенсивность отказов – есть величина постоянная, причем совпадающая с параметром распределения. Этот параметр и является главным показателем отказоустойчивости и его часто так и называют λ-характеристикой.
Мало того, если теперь посчитать среднее время до первого отказа – тот самый параметр MTTF (Mean Time To Failure), то мы получим, что он равен MTTF=1/ λ.
Но это еще не все, потому, что для экспоненциального распределения особенно легко делать расчет систем, состоящих из множества элементов. Но об этом – в следующей статье (продолжение следует).
Наработка на отказ
Наработка на отказ — технический параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемого прибора, устройства или технической системы.
Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами, то есть показывает, какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается обычно в часах.
Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.
Наработка до отказа — эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.
Наработка — продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклов включений и др.
Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.
где ti — наработка i-го объекта между отказами; m — число отказов.
Содержание
Определение по ГОСТ
ГОСТ 27.002-89 определяет данные параметры следующим образом:
Зарубежная терминология
Системы, связанные с обеспечением безопасности, можно условно подразделить на две категории:
IEC 61508 (англ.) русск. количественно определяет эту классификацию, устанавливая, что частота запросов на работу системы обеспечения безопасности не превышает одного раза в год в режиме низкой частоты запросов, и более раза в год в режиме высокой частоты запросов (непрерывной работы).
Значение SIL (англ.) русск. для систем обеспечения безопасности с низкой частотой запросов непосредственно зависит от диапазонов порядков средней вероятности того, что она не сможет удовлетворительно выполнить свои функции по обеспечению безопасности по запросу, или, проще говоря, от вероятности отказа при запросе (PFD). Значение SIL для систем обеспечения безопасности, работающих в режиме высокой частоты запросов (непрерывно) непосредственно зависит от вероятности возникновения опасного отказа в час (PFH).
PFD (Probability of Failure on Demand, Вероятность отказа при запросе) — средняя вероятность того, что система не выполнит свою функцию по запросу. PFH (Probability of Failure per Hour, Вероятность возникновения отказа за час) — вероятность возникновения в системе опасного отказа в течение часа. MTTR (Mean Time to Restoration, Среднее время до восстановления работоспособности) — среднее время, необходимое для восстановления нормальной работы после возникновения отказа. DC (Diagnostic Coverage, Диагностическое покрытие) — отношение количества обнаруженных отказов к общему числу отказов.
В свою очередь, λ = частота отказов = 1/ MTBF
Среднее время безотказной работы системы
Пределы несобственного интеграла изменяются от 0 до ∞, так как время не может быть отрицательным; 
— есть плотность вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента. 
— есть вероятность безотказной работы в интервале времени 
. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность равна нулю. Вероятность связана с плотностью вероятности возникновения отказов системы или её невосстанавливаемого элемента следующим образом:
.
Проинтегрировав выражение для 
по частям, получим:
Графически полученное выражение для представлено на рисунке как площадь под графиком вероятности безотказной работы Р(T) от времени T. В начальный момент вероятность Р(T) равна единице. В конце времени работы системы вероятность P(T) равна нулю.
Здесь 
— случайное время работы системы до отказа или наработка на отказ для невосстанавливаемого элемента или системы.
Наработка до отказа
4.2. Наработка до отказа
Operating time to failure
Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа
наработка до отказа: Наработка арматуры от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.
3.6.18 наработка до отказа : Наработка энергообъекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.
Наработка до отказа
Наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения отказа.
79 наработка до отказа: Наработка, накопленная от первого использования изделия или от его восстановления до отказа.
79 наработка до отказа : Наработка, накопленная от первого использования изделия или от его восстановления до отказа.
Наработка до отказа
Календарная продолжительность эксплуатации сооружения до возникновения отказа
Продолжительность эксплуатации пролетного строения до допустимого снижения P(t)
Смотри также родственные термины:
Наработка между отказами
5.8.2. Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия)
Наработка режущего инструмента (лезвия) от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа
5.8.2. Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия)
Полезное
Смотреть что такое «Наработка до отказа» в других словарях:
Наработка до отказа — Наработка на отказ технический параметр, характеризующий надёжность РЕМОНТИРУЕМОГО прибора или устройства. Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами. Выражается обычно в часах. Для программных продуктов обычно подразумевается… … Википедия
наработка до отказа — Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа. [ГОСТ 27.002 89] Тематики надежность, основные понятия EN operating time to failure … Справочник технического переводчика
наработка до отказа — vidutinė trukmė iki gedimo statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. mean time to failure; MTTF vok. mittlere Zeit bis zum ersten Ausfall, f; MTTF rus. наработка до отказа, f pranc. temps moyen avant défaillance, m; T.M.A.D … Automatikos terminų žodynas
Наработка до отказа — English: Operating time to failure Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа (по ГОСТ 27.002 89) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник … Строительный словарь
Наработка до отказа — 1. Наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. Употребляется в документе: Утверждены ПриказомГоскомсвязи Россииот 19 октября 1998 г. № 187 … Телекоммуникационный словарь
Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия) — Наработка между отказами 5.8.2. Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия) Наработка режущего инструмента (лезвия) от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа Источник: ГОСТ 25751 83: Инструменты режущие. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
наработка до отказа режущего инструмента (лезвия) — Наработка режущего инструмента (лезвия) от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. [ГОСТ 25751 83 (CT СЭВ 6506 88)] Тематики обработка резанием … Справочник технического переводчика
наработка до отказа, распределённая по экспоненциальному закону — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN exponential failure time … Справочник технического переводчика
Средняя наработка до отказа — 6.10 Средняя наработка до отказа Mean operating time to failure Математическое ожидание наработки объекта до первого отказа Источник: ГОСТ 27.002 89: Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Гамма-процентная наработка до отказа — 6.9. Гамма процентная наработка до отказа Gamma percentile operating time to failure Наработка, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью g, выраженной в процентах Источник: ГОСТ 27.002 89: Надежность в технике. Основные понятия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Что такое наработка до отказа
НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ
Термины и определения
Industrial product dependability. General concepts.
Terms and definitions
Дата введения 1990-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Институтом машиноведения АН СССР, Межотраслевым научно-техническим комплексом «Надежность машин» и Государственным Комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.11.89 N 3375
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который даны ссылки
Вводная часть, 5.1, 5.3
Настоящий стандарт устанавливает основные понятия, термины и определения понятий в области надежности.
Термины, устанавливаемые настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу действия стандартизации или использующих результаты этой деятельности.
Настоящий стандарт должен применяться совместно с ГОСТ 18322.
1. Стандартизованные термины с определениями приведены в табл.1.
2. Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Применение терминов-синонимов стандартизованного термина не допускается.
2.1. Для отдельных стандартизованных терминов в табл.1 приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.
2.2. Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значение используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.
2.3. В случаях, когда в термине содержатся все небходимые и достаточные признаки понятия, определение не приведено и в графе «Определение» поставлен прочерк.
2.4. В табл.1 в качестве справочных приведены эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.
3. Алфавитные указатели содержащихся в стандарте терминов на русском языке и их английских эквивалентов приведены в табл.2-3.
5. В приложении даны пояснения к терминам, приведенным в настоящем стандарте.
1.1. Надежность
Reliability, dependability
Свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Примечание. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств
1.2. Безотказность
Reliability, failure-free operation
Свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
1.3. Долговечность
Durability, longevity
Свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта
1.4. Ремонтопригодность Maintainability
Свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта
1.5. Сохраняемость
Storability
Свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования
2.1. Исправное состояние
Исправность
Good state
Состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации
2.2. Неисправное состояние Неисправность
Fault, faulty state
Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации
2.3. Работоспособное состояние Работоспособность
Up state
Состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации
2.4. Неработоспособное состояние
Неработоспособность
Down state
Состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Примечание. Для сложных объектов возможно деление их неработоспособных состояний. При этом из множества неработоспособных состояний выделяют частично неработоспособные состояния, при которых объект способен частично выполнять требуемые функции
2.5. Предельное состояние Limiting state
Состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно
2.6. Критерий предельного состояния
Limiting state criterion
Признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией.
Примечание. В зависимости от условий эксплуатации для одного и того же объекта могут быть установлены два и более критериев предельного состояния
3. ДЕФЕКТЫ, ПОВРЕЖДЕНИЯ, ОТКАЗЫ
Событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния
Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта
3.4. Критерий отказа
Failure criterion
Признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации
3.5. Причина отказа
Failure cause
Явления, процессы, события и состояния, вызвавшие возникновение отказа объекта
3.6. Последствия отказа
Failure effect
Явления, процессы, события и состояния, обусловленные возникновением отказа объекта
3.7. Критичность отказа
Failure criticality
Совокупность признаков, характеризующих последствия отказа.
Примечание. Классификация отказов по критичности (например по уровню прямых и косвенных потерь, связанных с наступлением отказа, или по трудоемкости восстановления после отказа) устанавливается нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией по согласованию с заказчиком на основании технико-экономических соображений и соображений безопасности
3.8. Ресурсный отказ
Marginal failure
Отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния
3.9. Независимый отказ
Primary failure
Отказ, не обусловленный другими отказами
3.10. Зависимый отказ
Secondary failure
Отказ, обусловленный другими отказами
3.11. Внезапный отказ
Sudden failure
Отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта
3.12. Постепенный отказ
Gradual failure
Отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров объекта
3.13. Сбой
Interruption
Самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора
3.14. Перемежающийся отказ
Intermittent failure
Многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера
3.15. Явный отказ
Explicit failure
Отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования при подготовке объекта к применению или в процессе его применения по назначению
3.16. Скрытый отказ
Latent failure
Отказ, не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики
3.17. Конструктивный отказ
Design failure
Отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования
3.18. Производственный отказ
Manufacturing failure
Отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии
3.19. Эксплуатационный отказ
Misuse failure, mishandling failure
Отказ, возникший по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации
3.20. Деградационный отказ
Wear-out failure, ageing failure
Отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления в эксплуатации
4. ВРЕМЕННЫЕ ПОНЯТИЯ
4.1. Наработка
Operating time
Продолжительность или объем работы объекта.
Примечание. Наработка может быть как непрерывной величиной (продолжительность работы в часах, километраж пробега и т.п.), так и целочисленной величиной (число рабочих циклов, запусков и т.п.).
4.2. Наработка до отказа
Operating time to failure
Наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа
4.3. Наработка между отказами
Operating time between failures
Наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа
4.4. Время восстановления
Restoration time
Продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта