"ГОСТ Р 27.404-2009. Надежность в технике. Планы испытаний для контроля коэффициента готовности"
(утв. Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2009 N 1245-ст)

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

1. Разработан Федеральным государственным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ФГУП "ВНИИНМАШ").

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 119 "Надежность в технике".

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1245-ст.

4. Введен впервые.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

Настоящий стандарт распространяется на восстанавливаемые (ремонтируемые) изделия, распределения наработок между отказами которых аппроксимируют экспоненциальным распределением, и устанавливает планы контрольных испытаний для проверки соответствия коэффициента готовности заданным требованиям. Требования стандарта применимы при испытании одного изделия.

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения.

Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1. В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1. План испытаний: совокупность правил, определяющих продолжительность испытаний и принятие решений в зависимости от суммарного учитываемого числа наблюдений (проб, опытов) и учитываемого числа отказов (неудач), достигнутых (накопленных) к данному моменту испытаний.

3.1.2. Приемочный уровень: пороговое значение коэффициента готовности для принятия решения о приемке изделий.

Примечание. Решение о приемке принимают, если истинное значение коэффициента готовности равно или более приемочного уровня.

3.1.3. Браковочный уровень: пороговое значение коэффициента готовности для принятия решения о браковке изделий.

Примечание. Решение о браковке принимают, если истинное значение коэффициента готовности равно или менее браковочного уровня.

3.1.4. Риск поставщика (изготовителя): вероятность принятия решения о браковке изделий при условии, что истинное значение коэффициента готовности равно приемочному уровню.

3.1.5. Риск потребителя: вероятность принятия решения о приемке изделий при условии, что истинное значение коэффициента готовности равно браковочному уровню.

3.2. В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- номинальный (заданный) риск поставщика;

- номинальный (заданный) риск потребителя;

- приемочный уровень;

- браковочный уровень;

- приемочный уровень коэффициента простоя; ;

- браковочный уровень коэффициента простоя; ;

D - разрешающий коэффициент; ;

Ac(r) - граница приемки в последовательных испытаниях;

Re(r) - граница браковки в последовательных испытаниях;

- критерий принятия решения;

- квантиль уровня нормированного нормального распределения;

- квантиль уровня F-распределения с степенями свободы;

- среднее время пребывания изделия в неработоспособном состоянии;

- наработка на отказ;

n - объем выборки; число отказов (восстановлений) изделия за время испытаний ограниченной продолжительности;

r - число отказов в последовательных испытаниях;

T - суммарное время пребывания изделия в работоспособном состоянии; ;

T* - продолжительность испытаний;

- наработка между отказами; j = 1, 2, 3, ...;

Y - суммарное время пребывания изделия в неработоспособном состоянии; ;

- время пребывания изделия в неработоспособном состоянии; j = 1, 2, 3, ...;

f(t), E(t), - плотность, математическое ожидание (среднее значение) и дисперсия распределений случайных величин;

гамма-распределение:

,

E(t) = p / s,

;

p - параметр формы;

s - параметр масштаба;

- гамма-функция:

; при целых p;

экспоненциальное распределение (частный случай гамма-распределения при p = 1):

,

E(t) = 1 / s,

.

4.1. Контролируемыми показателями готовности являются стационарный коэффициент готовности или стационарный коэффициент технического использования (далее - коэффициент готовности).

Методы контроля, установленные в настоящем стандарте, в качестве контролируемого показателя используют также коэффициент простоя, дополняющий значения коэффициента готовности и коэффициента технического использования до единицы.

4.2. По результатам испытаний в отношении контролируемого показателя принимают одно из следующих решений:

- соответствие установленным требованиям (приемка);

- несоответствие установленным требованиям (браковка).

4.3. При испытаниях высоконадежного изделия отказ может не наступить, поэтому не могут быть получены количественные данные о готовности изделия. В подобных случаях заинтересованные стороны должны прийти к согласованному решению.

4.4. Исходными данными для выбора плана испытаний являются номинальный риск поставщика и риск потребителя , а также приемочный и браковочный коэффициенты простоя (разрешающий коэффициент D).

4.5. Планы испытаний, установленные в настоящем стандарте, предназначены для непрерывно работающих изделий, готовность которых определяют относительно суммарного времени их эксплуатации.

При использовании планов испытаний для изделий с прерывающимся режимом работы должны быть приняты соответствующие решения в отношении учета числа восстановлений изделия в перерывах между рабочими периодами.

4.6. Методы испытаний, установленные в настоящем стандарте, применимы только для изделий, которые могут находиться в двух состояниях - работоспособном и неработоспособном.

Для сложных изделий могут быть установлены несколько режимов работы. В этом случае планы испытаний следует применять раздельно для каждого режима работы изделия. При получении противоречащих друг другу результатов контроля готовности для разных режимов работы должны быть установлены требования к принятию решений.

4.7. В зависимости от вида контролируемого показателя, составляющие времени пребывания изделия в неработоспособном состоянии подразделяют на учитываемые и неучитываемые. Классификация составляющих времени пребывания в неработоспособном состоянии должна быть установлена до начала испытаний.

5.1. Испытаниям подвергают работоспособное изделие. По истечении интервала времени возникает первый отказ и изделие переходит в неработоспособное состояние. После восстановления изделие возвращается в работоспособное состояние. Затем начинается новый цикл "работоспособность - отказ - неработоспособность - восстановление". Реализация этого процесса представлена на рисунке 1.

5.2. В основе планов испытаний лежит предположение, что наработка изделия между отказами представляют собой выборку из экспоненциального распределения, а продолжительность пребывания в неработоспособном состоянии - выборку из гамма-распределения. Значение параметра формы p определяют по согласованию между поставщиком и потребителем до начала испытаний (по результатам испытаний аналогичных изделий) или оценивают по статистическим данным, полученным в процессе испытаний.

Примечание. При отсутствии информации допускается по согласованию между поставщиком и потребителем принимать p = 1 (экспоненциальное распределение пребывания изделия в неработоспособном состоянии).

6.1. План испытаний с ограниченным числом отказов

Определяют число отказов n, которое должно быть получено в ходе испытаний как минимальное из возможных чисел, для которых выполняется неравенство

Вычисляют значение критерия принятия решения по формуле

По результатам испытаний после получения n отказов вычисляют значение Y/T.

Решение о приемке изделий принимают в случае, если .

В противном случае принимают решение о браковке.

Значения и приведены в таблице 1.

6.2. План испытаний с ограниченной продолжительностью (превышающей пятнадцатикратное значение наработки на отказ)

Определяют продолжительность испытаний T* по формуле

Значение критерия принятия решения вычисляют по формуле

По результатам испытаний вычисляют значения Y; T.

Решение о приемке принимают в том случае, если .

В противном случае принимают решение о браковке.

Значения и приведены в таблице 2.

6.3. План испытаний с ограниченной продолжительностью (U < 0,05)

Этот план применяют, если менее 0,05.

Продолжительность испытаний - T*.

Критерий принятия решения является функцией продолжительности испытаний и его значение определяют по таблице 3 с учетом соотношения между продолжительностью испытаний T* и разрешающим коэффициентом D.

По результатам испытаний определяют значения Y, T.

Решение о приемке принимают в том случае, если .

В противном случае принимают решение о браковке.

6.4. Последовательные испытания

Продолжительность испытаний изделий по этому плану зависит от коэффициента готовности. После очередного восстановления в соответствии с приведенными ниже правилами принимают решение о завершении испытаний или об их продолжении. Границы приемки и браковки зависят от числа циклов (отказов и восстановлений) изделия, произошедших на данный момент времени.

Изделие бракуют, если .

Изделие принимают, если .

Испытания продолжают, если .

Границы областей приемки и браковки рассчитывают по формулам:

, если и - в противном случае;

, если и - в противном случае,

где ,

.

Значения Ac(r) и Re(r) приведены в таблице 4.

Пример плана последовательных испытаний для исходных данных p = 1, D = 5, приведен на рисунке 2.

А.1. Пример 1

План с ограниченным числом отказов

Исходные данные для определения плана испытаний: ; ; ; ; p = 2.

Определяют необходимое число отказов изделия в соответствии с неравенством (1), в том числе:

- вычисляют значение ;

- вычисляют значения для различных значений n до получения неравенства (1).

Результаты вычислений приведены в таблице.

Например, для n = 10 в таблице

Таким образом, испытания изделия продолжают до наступления пятого отказа и последующего восстановления.

Вычисляют значение критерия принятия решения по формуле (2)

Если отношение Y/T, вычисленное по результатам испытаний, не превышает значение , то изделие принимают.

В противном случае изделие бракуют.

Пример 2

План с ограниченной продолжительностью испытаний

Исходные данные для определения плана испытаний: ; ; ; p = 1 (продолжительность неработоспособного состояния изделия предполагают распределенной экспоненциально). Вычисляют продолжительность испытаний T* по формуле (3) и таблице 2

и значение критерия принятия решения по формуле (4)

Если отношение Y/Y + T, вычисленное по результатам испытаний, не превышает , то изделие принимают.

В противном случае изделие бракуют.