Авиационный стандарт. Надежность изделий авиационной техники. Методы распределения показателей безотказности изделия между его составными частями

Для служебного пользования
Экз. №
УДК 629.7.017.1

АВИАЦИОННЫЙ СТАНДАРТ

НАДЕЖНОСТЬ ИЗДЕЛИЙ

АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Методы распределения
•показателей безотказности изделия
между его составными частями

1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на изделия авиационной техники: самолеты, вертолеты и их составные.части (комплексы, системы, агрегаты, узлы и др.).
Стандарт устанавливает основные методы распределения показателей безотказности изделия между его составными частями, которые следует использовать заказчикам, разра­ботчикам, изготовителям и организациям, заказывающим авиационную технику, при обосно­вании количественных требований к безотказности составных частей и комплектующих эле­ментов изделий на всех стадиях создания, производства и эксплуатации изделий.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ В 20436-88..Изделия авиационной техники. Общие требования к комплексным программам обеспечения безопасности полета, надежности, контролепригодности, эксплуа­тационной и ремонтной технологичности
ГОСТ В 20570-88. Изделия авиационной техники. Порядок нормирования и контроля по­казателей безопасности полета, надежности, контролепригодности, эксплуатационной и ре­монтной технологичности
ГОСТ В 23743-88. Изделия авиационной техники. Номенклатура показателей безопас­ности полета, надежности, контролепригодности, эксплуатационной и ремонтной техно­логичности
ОСТ 1 00132-97. Надежность изделий авиационной техники. Методы количественного анализа безотказности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов
3 Общие положения
3.1 Заданные уровни показателей безотказности изделия, устанавливаемые согласно ГОСТ В 20570 и ГОСТ В 20436 в тактико-техническом задании (ТТЗ) или техническом зада­нии (ТЗ) на его разработку либо в спецификациях, должны обеспечиваться соответствую­щими уровнями показателей безотказности его составных частей.
С целью обоснования количественных требований к безотказности составных частей, обеспечивающих выполнение заданных требований к безотказности изделия в целом, ис­пользуют методы распределения показателей безотказности изделия между его составными частями.,
3.2 Требования к безотказности изделий авиационной техники устанавливают с целью обеспечения заданных требований к уровням безопасности полетов, эффективности приме­нения, готовности (регулярности вылета), экономической эффективности. Показатели ука­занных свойств задают и определяют в соответствии с ГОСТ В 20570 и ГОСТ В 23743.
3.3 Распределение требований по безотказности изделия является многоэтапным про­цессом. На каждом этапе решается задача обоснования требований к показателям безот­казности, связанным с одним из указанных выше свойств. Очередность решения задач оп-
3.4
ределяется приоритетом свойств, обусловленным назначением изделия. Как правило, вна­чале распределяются требования к безотказности, обеспечивающие безопасность поле­тов, затем - показатели, определяющие эффективность применения, далее - готовность и экономическую эффективность.
Задачи распределения требований к показателям безотказности для обеспечения каж­дого из указанных свойств решаются с помощью одних й тех же методов, но при этом рас­пределяются различные показатели безотказности, связанные с обеспечением соответст­вующего свойства.
Согласование результатов распределения безотказности по всем свойствам осуществ­ляется с помощью итераций. Результаты распределения на предыдущих этапах уточняются при необходимости на последующих этапах (например, при получений дополнительных ре­зультатов оценки показателей, проведении оптимизации по техническим или экономическим критериям).
3.5 Основными методами распределения требований к показателям безотказности яв­ляются:
• метод пропорционального распределения;
• метод оптимального распределения.
Метод пропорционального распределения позволяет распределять требования к безот­казности на основе сохранения соотношений значений показателей безотказности состав­ных частей и изделия в целом.
Метод оптимального распределения позволяет определять значения показателей без­отказности составных частей, для обеспечения которых требуется минимум суммарных за­трат. Для решения задачи оптимального распределения используются математические ме­тоды оптимизации.
В отдельных случаях могут использоваться другие методы распределенйя, которые учитывают конструктивные особенности и специфику создания изделия, например, когда новая составная часть не имеет аналога или прототипа, и поэтому нельзя применить метод пропорционального распределения.
3.6 Исходными данными для распределения показателей безотказности изделия по его составным частям являются:
• показатели безотказности изделия, установленные в технических требованиях: ТТЗ (ТЗ) и спецификациях;
• функциональные зависимости показателей безотказности изделия от показателей безотказности его составных частей;
• ориентировочные значения показателей безотказности составных частей изделия (на­чальные значения, диапазоны ожидаемых значений);-
• сведения о безотказности отечественных и зарубежных изделий - аналогов и прототи­пов;
• сведения о целевых функциях, используемых для оптимизации требований по безот­казности составных частей.
Функциональные зависимости показателей безотказности изделия от показателей его составных частей определяются при проектировании изделия. ■
Ориентировочные значения показателей безотказности составных частей изделия оп­ределяются на основе результатов статистической обработки результатов эксплуатации и испытаний изделий, расчета ожидаемых уровней безотказности составных частей, дейст­вующих норм безотказности изделий, оценки ожидаемого повышения уровней безотказности при внедрении мероприятий, направленных на повышение безотказности, и с учетом тен­денции роста показателей безотказности последующих поколений изделий по отношению к предыдущим поколениям.
3.7 Ориентировочные значения показателей безотказности составных частей представ­ляются двумя способами.
При первом способе определяются только начальные значения показателей без зара­нее установленных ограничений. Эти значения в процессе распределения могут повышать­ся, если распределяется показатель безотказности (вероятность безотказной работы, нара­ботка на отказ), или уменьшаться, если распределяется вероятность отказа, параметр пото­ка отказов, интенсивность отказа.
При втором способе определяется диапазон возможных (реализуемых) значений пока­зателей: от начального (наихудшего) до максимально (минимально) возможного (наилучше­го). Если в процессе распределения достигается максимальное (минимальное) значение, то оно принимается в качестве требуемого для рассматриваемой составной части и при даль­нейшем распределении по остальным составным частям не изменяется.
3.8 Составные части изделия являются высоконадежными объектами. В связи с этим при выполнении расчетов в процессе распределения требований недостаточно наглядно и удобно оперировать такими показателями, как вероятность безотказной работы и наработка на отказ.
Поэтому для удобства вычислений при распределении требований к безотказности ис­пользуются показатели, которые наиболее чувствительны к изменению уровня безотказно­сти объекта исследования. Такими показателями являются:
• вероятность отказа изделия Q;
• параметр потока отказов w (для восстанавливвемых изделий);
• интенсивность отказов X (для невосстанавливаемых изделий).
Если заданы требуемые значения вероятности безотказной работы Рт или средней на­работки до отказа Тт, то переход к требуемым значениям показателей QT, wT и Хт при экспо­ненциальном распределении наработки до отказа осуществляется по формулам:

QT = 1-PT; (1)

t
QT = ; (2)
Тт

1
wT= ; (3)
Тт
Хт = QT/1, (4)
где t- наработка изделия в типовом цикле работы (например, в одном полете).
3.9 Если изделие имеет ГП видов отказов, последствия которых различны, и установ­лены требования к безотказности, связанные с этими последствиями (нарушения безопас­ности, эффективности, готовности и др.), то распределяются требуемые значения вероятно­стей Q/ ,Q2T QfT QmT соответствующих видов отказов f в отдельности.
3.10 Функциональная зависимость вероятности отказа изделия Q от вероятностей отка­зов qb q21..., q і qn его составных частей (і = 1,2„..,п) находится с помощью методов количественного анализа показателей безотказности изделий авиационной техники при про­ектировании, изложенных в ОСТ 1 00132 и других действующих методических документах. В общем случае функция вероятности отказа изделия имеет вид
Q=F(qb q2r...1qil...1qn). (5)
%
Для вероятностей видов отказов изделия Qb Ch,..., Qf,..., Qm необходимо определять соответствующие функциональные зависимости. В общем случае они представляют выра­жения вида
Qr=G(qi, q2,..., qf qn), f=1,2,...,m. (6)
В тех случаях, когда вероятность отказа изделия Q представлена в виде функциональ­ной зависимости
Q = L (Xi, Хг,..., Xj,...,Xn; t), (7)
где X і - интенсивность отказа і составной части,
с помощью замены q । = X 11 получим функцию (5).
3.11 Распределение показателей безотказности изделия между его составными частя­ми выполняется в несколько этапов. При этом могут применяться оба метода распределе­ния. Вначале производится предварительное распределение пропорциональным методом. Затем по мере поступления результатов уточненного анализа и оценки ожидаемого уровня безотказности составных частей и изделия в цепом, а также получения сведений о парамет­рах функций затрат выполняется оптимизация показателей составных частей с помощью методов оптимального распределения.
3.12 Математические расчеты при распределении, как правило, дают значения показа­телей безотказности, которые необходимо округлять до значений так называемых рекомен­дуемых или стандартных рядов нормативных значений (например, рекомендуется норма­тивные значения средней наработки до отказа и повреждения выбирать из ряда чисел с ша­гом в 5 единиц в пределах первой сотни, с шагом 10 - в пределах второй сотни и т.д.).

После математического решения задачи п