Интенсивность отказов

Типичная зависимость интенсивности отказов от времени: [math]\displaystyle{ I }[/math] — период приработки и отказов некачественных изделий; [math]\displaystyle{ II }[/math] — период нормальной эксплуатации, интенсивность отказов приблизительно постоянна; [math]\displaystyle{ III }[/math] — период старения (отказы вызваны износом деталей и/или старением материалов). Интенсивность отказов некоторых изделий (например, маломощных полупроводниковых приборов) не нарастает за всё время эксплуатации то есть, у них не наблюдается период старения, поэтому, иногда говорят, что их срок службы вечен.

Интенси́вность отка́зов — отношение числа отказавших объектов (образцов аппаратуры, изделий, деталей, механизмов, устройств, узлов и т. п.) в единицу времени к среднему числу объектов, исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие объекты не восстанавливаются и не заменяются исправными. Другими словами, интенсивность отказов численно равна числу отказов в единицу времени, отнесенное к числу узлов, безотказно проработавших до этого времени. Следующие определения интенсивности отказов эквивалентны:

[math]\displaystyle{ \lambda (t) = \frac {n(t)} {N_{cp} \Delta t} = \frac{n(t)}{ \left [N-n(t) \right ] \Delta t} = \frac {f(t)} {P(t)} }[/math]

где [math]\displaystyle{ N }[/math] — общее число рассматриваемых изделий;
[math]\displaystyle{ f(t) }[/math] — скорость отказов — количество изделий, отказавших к моменту времени [math]\displaystyle{ t }[/math] в единицу времени;
[math]\displaystyle{ P(t) }[/math] — количество изделий, не отказавших к моменту времени [math]\displaystyle{ t }[/math];
[math]\displaystyle{ n(t) }[/math] — число отказавших образцов в интервале времени от [math]\displaystyle{ t - (\Delta t/2) }[/math] до [math]\displaystyle{ t + (\Delta t/2) }[/math];
[math]\displaystyle{ \Delta t }[/math] — интервал времени;
[math]\displaystyle{ {N_{cp}} }[/math] — среднее число исправно работающих образцов в интервале [math]\displaystyle{ \Delta t }[/math]: [math]\displaystyle{ {N_{cp}} = \frac {N_i + N_{i+1}} {2} }[/math]

где [math]\displaystyle{ N_i }[/math] — число исправно работающих образцов в начале интервала [math]\displaystyle{ \Delta t }[/math];
[math]\displaystyle{ N_{i+1} }[/math] — число исправно работающих образцов в конце интервала [math]\displaystyle{ \Delta t }[/math].

Размерность интенсивности отказов обратна времени, обычно измеряется в 1/час.

Примеры

При испытании длительностью 3000 часов из 1000 изделий отказало 150. тогда интенсивность отказов этих изделий:

[math]\displaystyle{ \lambda (3000) = \frac{150}{\frac{1000+(1000 - 150)}{2} \cdot (3000-0)} \approx 5,4 \cdot 10^{-5} }[/math] 1/час.

Например, средние значения интенсивностей отказов в период нормальной эксплуатации составляют:

• для подшипников качения — [math]\displaystyle{ 1,5 \cdot 10^{-6} }[/math] 1/час или 0,01 1/год;
• для ременных передач — [math]\displaystyle{ 1,5 \cdot 10^{-5} }[/math] 1/час или 0,13 1/год.

Наиболее статистически надёжные данные по интенсивности отказов собраны для электронных компонентов.

• Дискретные резисторы: от [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-9} }[/math] до [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-8} }[/math] 1/час.
• Дискретные неэлектролитические конденсаторы: от [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-6} }[/math] до [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-8} }[/math] 1/час.
• Электролитические конденсаторы: от [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-3} }[/math] до [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-5} }[/math] 1/час.
• Полупроводниковые маломощные приборы (диоды, транзисторы) после приработки: от [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-6} }[/math] до [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-7} }[/math] 1/час.
• Интегральные микросхемы в период нормальной эксплуатации: от [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-5} }[/math] до [math]\displaystyle{ 1 \cdot 10^{-7} }[/math] 1/час.

См. также

• Наработка на отказ
• Показатели надежности
• Расчёт надёжности
• ГОСТ 27.002—89 (На викитеке)

Литература

• Половко А. М. Основы теории надежности — М.: Наука, 1964. — 446 с.
• Интенсивность отказов по ГОСТ 27.002-89 — восстановлен на территории РФ приказ № 1843-ст от 29.11.2012. (ИУС 3-2013).