Интенсивность отказов

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:

Типичная зависимость интенсивности отказов от времени: ${\displaystyle I}$ — период приработки и отказов некачественных изделий; ${\displaystyle II}$ — период нормальной эксплуатации, интенсивность отказов приблизительно постоянна; ${\displaystyle III}$ — 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.

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

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

где ${\displaystyle N_{i}}$ — число исправно работающих образцов в начале интервала ${\displaystyle \Delta t}$;
${\displaystyle N_{i+1}}$ — число исправно работающих образцов в конце интервала ${\displaystyle \Delta t}$.

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:

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

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

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

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

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