Жизненный цикл машин. Изменение надежности изделия, страница 4

В период использования экстенсивных подходов к проведению испытаний доминировали полигонные и эксплуатационные испытания изделий в целом. По мере увеличения сложности и нагруженности техники сформировалась тенденция к проведению натурных испытаний по схеме «деталь - узел - агрегат - система - образец», при этом число испытаний уменьшается от начала схемы к ее концу. После оценки надежности элементов конструкции расчетно-теоретическими методами проводят стендовые и макетные испытания и отладку составных компонентов изделия. Стендовые испытания получают все более широкое распространение благодаря развитию их методологии и технологии, обеспечивающей возможность непрерывной и продолжительной регистрации процессов нагружения и параметров состояния техники при моделировании режимов эксплуатации.

Испытания, особенно конструкторско-доводочные, предварительные, квалификационные, позволяют выявить и по возможности устранить причины отказов, появляющихся при опытной эксплуатации образцов. Методы проведения испытаний, планирования сроков доводки, оценки потребного количества опытных образцов достаточно опробованы и традиционны, они базируются на опыте продолжительных экспериментальных работ по доводке обширной номенклатуры изделий и изложены в нормативно-технической документации.

Однако вопросы совершенствования методических основ организации, проведения и обработки результатов испытаний приобрели в последнее время особую актуальность вследствие требований интенсифицировать экспериментальные исследования для получения необходимой и достоверной информации о надежности изделий при минимальных объемах работ (наименьших сроках, наработках, количестве образцов, спектре условий, составе районов и др.). Помимо аспектов экономического плана эти задачи обусловлены рядом принципиальных подходов к использованию современной техники, связанных с уточнением принципов применения образцов, преобразованием модели их планируемой эксплуатации, изменением условий функционирования.

По результатам доводки образца на этапе испытаний окончательно формируется облик изделия и его конструктивно-компоновочной схемы вплоть до серийного варианта. Поэтому работы по обеспечению надежности, проводимые на этапе испытаний, имеют характер непосредственно доводочных и требуют полноты и завершенности с замыканием обратной связи отмеченных недостатков на усовершенствование изделия вплоть до кардинальных мер возврата техники на доработку. На этом этапе участвует весьма ограниченное количество опытных образцов, вследствие чего качество проведения работ гарантирует экономический эффект в случае финансового обеспечения требований нормативно-регламентной документации по испытаниям, поскольку устранение несовершенств техники проводить на единичных экземплярах несравнимо дешевле, чем при последующей доводке каждого изделия в процессе их серийного выпуска при организованном производственном цикле.

Изменение надежности изделия в процессе испытаний описывается апроксимирующей зависимостью:

 ,

где W - достигнутый уровень безотказности после доработок конструкции в течение испытаний суммарным объемом (наработкой) S; А - коэффициент безотказности изделия, равный начальному уровню параметра потока отказов опытных образцов; b - показатель роста надежности при доводке.

Причем если коэффициент А характерен для каждой конкретной модификации и может принимать значения в довольно широком диапазоне, то параметр b изменяется обычно в достаточно узких пределах, например для транспортной наземной техники 0,3-0,5, и характеризует систему организации и проведения испытаний. При оценке темпов результативности доводочных работ аналогия для численного значения b может быть проведена в сравнении с характеристиками доводки предыдущего образца, разработанного данным предприятием, и по степени отработанности применяемых в изделии комплектующих. Величина скачка А конструктивных и технологических отказов, оцениваемого по результатам исследовательских испытаний, относительно заданного уровня потока отказов описывает недоброкачественность или отсутствие прогнозирования надежности на этапе проектирования.