ГОСТ 27.502-83 Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

!гост

НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ

СИСТЕМА СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ. ПЛАНИРОВАНИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

ГОСТ 27.502-83 (СТ СЭВ 3944-82)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ

А. И. Кубарев, канд. техн, наук; И. 3. Аронов, канд. техн, наук; Б. Ф. Хазов, канд. техн, наук; Л. А. Егоров канд. техн, наук; К. К. Лопухов, канд. техн, наук; Э. П. Никитин, канд. техн, наук; Е. И. Бурдасов, канд. техн, наук; В. Ф. Шорохов, канд. техн, наук; Р. В. Кугель, д-р техн, наук (руководители темы); Е. Н. Агафонова; В. А. Суханов, канд. техн, наук; Л. А. Лифшиц; В. Н. Черепанова; М. М. Кузовлев; В. Т. Жигулев, канд. техн, наук; В. Б. Шулвтмков

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

Член Коллегии В. Н. Шахурин

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 июля 1983 г. № 3482

УДК 002.6:62—192:006.354 Группа Т51

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений

Industrial product dependability. System of collecting and processing of information Observation planning

Взамен ГОСТ 17510—79

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 мюля 1983 г. Н° 3482 срок введения установлен

с 01.07.84

Настоящий стандарт устанавливает методы определения минимального объема наблюдений за новыми и отремонтированными изделиями всех отраслей машиностроения и приборостроения, исследуемыми в условиях эксплуатации.

Настоящий стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3944—82.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• 1.1. Наблюдения в условиях эксплуатации представляют собой процесс, обеспечивающий получение достоверной информации о надежности наблюдаемых объектов

• 1.2. Цель планирования наблюдений заключается в определении требуемого объема наблюдений для получения оценок показателей надежности с заданной точностью и достоверностью.

1 3. Планирование наблюдений предусматривает выбор объектов и планов наблюдений, условий эксплуатации, и режимов работы изделий.

• 1.4. Объектами наблюдений являются однотипные технические объекты (выборка или несколько выборок, проба или несколько проб), не имеющие конструктивных или других различий, изготовленные по единой технологии и эксплуатирующиеся, использующиеся или испытывающиеся в идентичных условиях.

• 1.5. Выбор места проведения наблюдений должен обеспечивать наиболее характерные условия эксплуатации и режимы работы, предусмотренные стандартами и техническими условиями на конкретный вид продукции

Издание официальное

★

Стр. 2 ГОСТ 27.502—83

• 1.6. План наблюдений должен устанавливать число объектов наблюдений, порядок проведения наблюдений и критерии их прекращения.

• 1.7. Номенклатура объектов наблюдений, режимы работы и условия эксплуатации устанавливаются в техническом задании на проведение сбора информации. Содержание технического задания—по ГОСТ 16468—79.

• 1.8. Планы наблюдений, параметры, определяющие режим работы и способ их измерения, допустимая погрешность и требуемая достоверность определения оценок показателей надежности устанавливаются в рабочих методиках по сбору и обработке ‘информации.

1 ПЛАНЫ НАБЛЮДЕНИЙ

• 2.1. Предусмотрено семь планов наблюдений, обозначенных индексами [NUN], [NUr], [NUT], [NRr], [NRT], [AWr], [AWT]».

Характеристики планов проведения наблюдений — по ГОСТ 27.002—83.

• 2.2. При использовании планов наблюдений [WtW], [Af[/r] и [NUT] отказавшие объекты могут восстанавливаться, но данные об их отказах после восстановления не рассматривают.

• 2.3. Выбор планов наблюдений зависит от типа объекта, целей наблюдения, оцениваемых показателей надежности, условий эксплуатации с учетом экономической целесообразности и технической необходимости. Рекомендации по применению планов наблюдений приведены в справочном приложении 1.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО ОБЪЕМА НАБЛЮДЕНИЙ

• 3.1. Под объемом наблюдений следует понимать: число объектов наблюдений N — для плана [NUN];

число объектов наблюдений N и число отказов предельных состояний) наблюдаемых объектов г — для планов [NUr], [АГМГ];

число объектов наблюдений N и продолжительность наблюдений Т — для планов [AWT], [WT] и [АШТ].

• 3.2. Исходными данными для расчета минимального объема наблюдения для рассматриваемых планов служат:

доверительная вероятность у для оценки соответствующего показателя надежности.

Определение доверительной вероятности — по ГОСТ 15895—77. Доверительную вероятность у выбирают из ряда 0,80; 0,90; 0,95; 0,99.

¹ В нормативно-технической документация СЭВ приняты обозначения: T=t

Таблица 1

Число объектов наблюдений N для плана [jVL//V| при распределении ВеЙбулла (экспоненциальном при о*1)

Стр. 4 ГОСТ 27J02—83

предельная относительная ошибка б оценки соответствующего показателя надежности, представляющая собой меру точности оценки показателя надежности

_{! = тах}(Л^, _(1>

где А — оценка показателя надежности;

Л_н —нижняя граница одностороннего доверительного Интервала (Л_н, оо) при заданной доверительной вероятности у;

Л_в — верхняя граница одностороннего доверительного интервала (О, Л_в) при заданной доверительной вероятности У

Предельную относительную ошибку б выбирают из ряда. 0,05; 0,10; 0,15; 0,20.

Определение доверительного интервала — по ГОСТ 15895—77.

• 3.3. Определение объема наблюдений для плана [ATCWJ.

  • 3.3.1. Число объектов наблюдений W при оценке средних показателей надежности (средней наработки до отказа, среднего ресурса, среднего срока службы и т. д.) определяют по табл. 1—3 для распределений Вейбулла (экспоненциального), нормального в логарифмически нормального соответственно.

Таблица 2

Число объектов наблюдений W для плана [NUN] при нормальном распределении

Примечание. Знак <—» означает, что число объектов наблюдений Л^<3.

предельная относительная ошибка б; доверительная вероятность у;

предполагаемый коэффициент вариации

вид закона распределения исследуемой случайной работки до отказа, ресурса, срока службы и т. д.).

Определение коэффициента вариации

<

них показателей надежности (гамма-процентного ресурса, *гамма-процентпого срока службы) при нормальном распределении определяют по табл. 4. ^F

Исходные данные для расчета:

предельная относительная ошибка б; доверительная вероятность у;

регламентированная вероятность ;

предполагаемый коэффициент вариации о;

• 3.3.3. Число объектов наблюдений N при оценке гамма-процентных показателей надежности в случае распределения Вейбул-ла (экспоненциального) и логарифмически-нормальнопэ iron известных значениях б, у, v определяют в следующей последовательности:

задают вспомогательный коэффициент вариации t/(t/<0 4) и число N'\ '

2—995

Твблнаа 4

* ври я

50

80

100

Стр. 6 ГОСТ 27.Я2—W

20

25

50 ВО 125

125

200

250

32

30

65

400

500

500

Продолжение табл. 4

Примечание. Эжак «—> омачаат, что число объектов маблюдемм* <3.

Стр. 8 ГОСТ 27.502—83

по табл. 4 для заданных величин , у, o', N' находят вспомогательное значение б';

по табл. 2 для_заданных величин у, v', N^f находят вспомогательное значение б';

вычисляют предельную относительную ошибку б оценки среднего показателя надежности, соответствующую предельной относительной ошибке б, по формуле

(2)

Для найденного значения б и заданных значений уно для соответствующих законов распределений по табл. 1 и 3 определяют искомое число объектов наблюдений N.

• 3.3.4. Если по результатам наблюдений за N объектами получен коэффициент вариации больше заданного, то объем наблюдений пересчитывают для найденного коэффициента вариации (пп. 3.3.1— 3:3.3).

• 3.4. Определение объема наблюдений для плана [#£/<].

  • 3.4.1. Число объектов наблюдений N для оценки гамма-процентных показателей надежности или вероятности безотказной работы P(t) при неизвестном законе распределения определяют по табл. 5.

Исходные данные для расчета: доверительная вероятность у;

регламентированная вероятность или предполагаемое

значение P(t);

установленное число г отказов (предельных состояний).

• 3.4.2. Число отказов (предельных состояний) г для оценки гамма-процентных показателей надежности или вероятности безотказной работы P(t) определяют по табл. 5 в предположении, что число наблюдаемых объектов N задано.

• 3.4.3. Если по результатам наблюдений за N объектами получено значение вероятности безотказной работы больше заданного, то число отказов (предельных состояний) г пересчитывают по табл. 5 для найденного значения P(t) и наблюдения продолжают.

• 3.5. Определение объема наблюдений для плана [NUT].

  • 3.5.1. Число объектов наблюдений N при оценке средних показателей надежности Т для распределений Вейбулла (экспоненциального) и нормального определяют по табл. 6 и 7 соответственно.

Исходные данные для расчета: предельная относительная ошибка б; доверительная вероятность у;

предполагаемый коэффициент вариации о; предполагаемая величина х (отношение продолжительности наблюдения Т к оцениваемому показателю надежности Г);

вид закона распределения исследуемой случайной величины.

Если по результатам наблюдений за W объектами получено значение х меньше заданного, то число N пересчитывают для найденного значения х по табл. 6 и 7 соответственно и наблюдения продолжают.

• 3.5.2. Продолжительность наблюдений Т вычисляют по формуле

Г=х-7\ (3)

Величину х определяют по табл. 6 и 7 соответственно для распределений Вейбулла и нормального при следующих исходных данных:

предельной относительной ошибке б;

доверительной вероятности у; предполагаемом коэффициенте вариации и;

числе объектов наблюдений N; предполагаемом значении Т.

Значение продолжительности наблюдений Т округляют до ближайшего значения ряда /?70 по ГОСТ 11.001—73.

• 3.6. Для планов и [NAfr] число отказов г для оценки

средних показателей надежности определяют по табл. 8 в предположении экспоненциального закона распределения.

Таблица 8

Число отказов г для планов |Л^г/?г] и [JVAfr]

Исходные данные для расчета; предельная относительная ошибка б; доверительная вероятность у.

• 3.7. Для плана JWAfr] и неизвестного закона распределения наработок число отказов г при оценке коэффициента готовности определяют по табл. 9.

Стр. 14 ГОСТ 27302—03

Таблица 9

Число отказов г для плана [NMs] для оценки коэффициента готовности

Продолжение табл. 9

Продолжение табл. 9

Продолжение табл. 9

Стр. 16 ГОСТ 27302—83

Продолжение табл. 9

Продолжение табл. 9

Продолжение табл, 9

Примечание. Знак <—» означает, что число отказов г<3.

Исходные данные для расчета:

предельная относительная ошибка 6; доверительная вероятность у;

предполагаемый коэффициент вариации v распределения наработок между отказами;

предполагаемый коэффициент вариации и, распределения времени восстановления.

Если по результатам наблюдений за объектами получен коэффициент вариации v (при о_в) больше заданного, то число отказов г пересчитывают по табл. 9 для найденного коэффициента вариации и наблюдения продолжают.

• 3.8. Для планов и [NMT] продолжительность наблю

дений Т при оценке средних показателей надежности Т вычисляют по формуле

Величину х определяют по табл. 10 в предположении экспоненциального распределения.

Исходные данные для расчета: предельная относительная ошибка б; доверительная вероятность у;

Стр. 18 ГОСТ 27Л02—43

Значения Я для планов [М?Т] и [WAIT]

Таблица 10

Численное значение продолжительности наблюдений Т округляют до ближайшего значения ряда R70 по ГОСТ 11.001—73.

• 3.9. Формулы для определения минимального объема наблюдений приведены в справочном приложении 2. Примеры определения минимального объема наблюдений приведены в справочном приложении 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

Рекомендации по применению планов наблюдений

Стр. 20 ГОСТ 27J02—83

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

Формулы для определения минимального объема наблюдений

1. Минимальный объем наблюдений для оценки средних показателей надежности Т определяется по формулам таблицы.

Формулы таблицы получены по методу обращения доверительных интервалов. Например, при плане для средней наработки до отказа в случае экс

поненциального распределения верхнюю границу одностороннего доверительного интервала в соответствии с ГОСТ 27.503—ЗН вычисляют по формуле

2NA

^Л= X?_₇(2N) ’

В соответствии с формулой п. 3.2 настоящего стандарта

— А X?__T(2N)

¹--А-------’

откуда

-5------= »+ I-

X?_T(2N)

• 2. Минимальный объем наблюдений для оценки гамма-процентных показателей надежности при плане [AWr] вычисляют по формулам:

Л₁₌= 2(r+ 1), Л₃ = 2(ЛГ-г),

где f _т (£_ь fh) — квантиль ^-распределения с а £₃ степенями свободы, соответствующая вероятности у.

Стр. 22 ГОСТ 27.501—S3

• 3. Минимальный объем наблюдений для оценки коэффициента готовности Кг при плане [#Мг] вычисляют по формуле

^г=(т)¹⁽⁸⁺ⁱ>^,v’+

• 4. Для планов [#/?7] и [#Л47] формула приведена в п 3 8 настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

Примеры определения объема наблюдений

Пример 1. Для плана наблюдений [NUN] определить число N объектов на. блюдений, чтобы с доверительной вероятностью у=0,90 предельная относительная ошибка в определении среднего ресурса не превышала 0,10.

Ресурс распределен нормально с коэффициентом вариации о=0,20.

Решение. По табл. 2 для и=0,20, у=0,90 и б—ОДО находим #=8

По результатам наблюдений- за 8 объектами получен коэффициент вариации о, равный 0,30.

В соответствии с п. 3.3.4 определяем дополнительный объем наблюдений. Для о=0,30, у=0,90 и 6=0,10 по табд. 2 находим #=15. Следовательно, под наблюдение необходимо дополнительно поставить 7 объектов.

Пример 2. Для плана наблюдений [NUN] определить число N объектов наблюдений, чтобы с доверительной вероятностью у=0,90 предельная относительная ошибка б в определении 80 % ресурса не превышала 0,10. Ресурс имеет распределение Вейбулла с коэффициентом вариации о-0,5.

Решение. Число N объектов наблюдений определяем в соответствии с п. 3 3.3. Задаемся произвольным вспомогательным значением коэффициента вариация o'—ОДО и числом #'=15. Для заданных величин у%/100=0,80; о'=0,30; #'=15 в у—0,90 по табл. 4 находим вспомогательное значение б'=0,20.

Для заданных величия о'—0,30; #'—15 и у=0,90 по табл. 2 находим вспомогательное значение 6'=0,10.

Определяем относительную ошибку б, соответствующую заданной относительной ошибке 6=0,10;

Для найденного значения 6=0,05 и заданных у=0,90 и и=0,5 по табл. 1 на-кодям #=200.

Пример 3. Для плана наблюдений [#£/г] определить число N объектов наблюдений, чтобы с доверительной вероятностью у=0,80 определить 90 %-ный ре-суре объектов. Установленное число г предельных состояний равно 5.

V _%

Решение. По табл. 5 настоящего стандарта для —=0,90; у=0,80 и г=5

1

находим #=65.

Пример 4. Для плана наблюдений [NUT] определить продолжительность наблюдений Т за 25 объектами, чтобы с доверительной вероятностью у=0,95 предельная относительная ошибка б в определении средней наработки до отказа не превышала 0,15. Наработка до отказа распределена нормально с коэффициентом вариации о=0,2; предполагаемое значение средней наработки до отказа Г-400 ч.

Решение. В соответствии с п 3 4 2 продолжительность Т наблюдений равна Т~иТ.

Для заданных Af=25; у=0,95; 6=0,15 и о=0,2 по табл. 7 находим х=0.9. Тогда 7=0,9-400= 360 ч.

Полученное значение Т в соответствии с ГОСТ Н.001—73 округляем до ближайшего значения Г=400 ч.

Пример 5. Для плана наблюдений ^AfrJ определить число отказов г, чтобы с доверительной вероятностью у=0,90 предельная относительная ошибка б в определении средней наработки на отказ не превышала 0,20.

Решение. По табл. 8 для у—0,90 и 6=0,20 находим г=50

Пример 8. Для плана наблюдений [ALMr] определить число отказов г, чтобы с доверительной вероятностью у=0,80 предельная относительная ошибка 6 в определении коэффициента готовности не превышала 0,10. Коэффициент вариации распределения наработок между отказами равен 0,4; коэффициент вариации распределения времени восстановления равен 0,6.

Ретеине» По табл. 9 для у=0,80, 6=0,10, о=0,4 и и_в = 0,6 находим г=40.

Пример 7. Для плана [ЛГАГ7] .определить продолжительность наблюдений за 10 объектами, чтобы с доверительной вероятностью у=0,90 предельная относительная ошибка 6 в определении средней наработки на отказ не превышала 0,15-Поток отказов предполагается простейшим, предполагаемое значение средней наработки на отказ 7*= 100.

Решение. В соответствии с п. 38 продолжительность наблюдений равна

Для заданных у=0,90 и 6=0,15 по табл. 10 находим х— 114 Тогда

Полученное значение Т в соответствии с ГОСТ 11.001—73 округляем до ближайшего значения 7=1250 ч

Редактор Р. С, Федорова Технический редактор Н. П. Замолодчикова Корректор Б. А Мурадов

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. 123840. Москва. ГСП, НовопрескекскиЙ яер . 3

Тип «Московский печатник». Москва. Лялин пер.. 6. Зак. 995