Cтраница 3
Эта гипотеза базируется на положениях физики отказов объектов МН и, как показала проверка ее по принципу Геделя, непротиворечива. [31]
Можно установить, что, с одной стороны, МН является технологической системой, эксплуатирующейся в переменном режиме с зависимыми от режима условиями функционирования элементов. С другой стороны, согласно положениям физики отказов, рост дефектов зависит ( определенным образом) от уровня загрузки объектов МН, малоцикловые режимы ( которые можно связать с вариабельностью загрузки) также усиливают рост дефектов. Эти механизмы влияния ( невлияния) загрузки на надежность следует учитывать при постановке общей задачи. [32]
Аналогично вводится коэффициент нагрузки и при расчете вероятности безотказной работы. Интенсивно проводимые в настоящее время исследования физики отказов, связывающие характеристики надежности с условиями работы, дают все больше исходных данных для таких расчетов. [33]
Надежность тепловозов зависит от большого числа факторов, действие которых может привести к отказам. Изучение таких факторов, называемое анализом физики отказов [2], необходимо и обязательно для эффективного управления надежностью. Результаты таких анализов нужны на всех стадиях создания и использования новых типов тепловозов, а также при модернизации серийных локомотивов и элементов их оборудования. При этом под причиной отказа тепловоза следует понимать явления, процессы, события и состояния, обусловившие возникновение отказа, а под последствием - обусловленные возникновением отказа. [34]
Настоящая книга представляет собой опыт построения учебного пособия по курсу - Основы теории и расчета надежности для инженерных специальностей. В ней излагаются необходимые сведения по математическим вопросам теории надежности, физике отказов, особенностям отказов наиболее часто встречающихся видов электрических компонентов, основные сведения по структурной надежности, методам испытаний и оценке надежности по результатам эксплуатации. [35]
Иногда лучшие результаты достигаются тогда, когда все испытания проводятся строго и независимо от степени ухудшения образцов в результате испытаний. Прошедшие испытания образцы передаются в подразделение надежности для проведения граничных испытаний или испытаний до разрушения с целью изучения физики отказов или других факторов, относящихся к надежности. Частота отбора проб для оценочных испытаний производственного процесса изменяется в широких пределах, но она, как правило, устанавливается такой, чтобы элементы каждого типа испытывались по крайней мере один раз в месяц. Если выпуск элементов данного типа продолжается долго, то этот срок постепенно удлиняется до двух месяцев, при условии что производственный процесс будет стабильным и хорошо контролируемым. В качестве проверяемых параметров и используемых внешних факторов берутся те, которые оказались наиболее критическими при квалификационных испытаниях или испытаниях на этапе исследований и разработки, и особенно те, которые позволяют быстрее обнаружить ухудшения в производственном процессе. [36]
Функциональная зависимость, хотя и абстрагирует действительность и лишь с известной степенью приближения отражает физическую сущность процесса, но позволяет предсказывать возможный ход процесса при различных ситуациях. Так, например, подстановка в уравнение ( 1) средних значений аргументов дает представление о математическом ожидании случайной функции, описывающей процесс, а по дисперсии случайных аргументов можно оценить и дисперсию случайного процесса ( см. гл. Поэтому Физика отказов, которая изучает закономерности изменения свойств материалов в условиях их эксплуатации, является основой для изучения и оценки надежности машин. [37]
Приводятся методы расчета и экспериментальной оценки надежности радиоэлектронной аппаратуры, работающей в циклическом и непрерывном режимах работы. Рассматриваются влияние включений и приведены некоторые рекомендации по защите от влияния переходных процессов в устройствах. Излагаются вопросы физики отказов радиоэлектронной аппаратуры. [38]
Приведенный пример, а именно описание одной из подсистем ПГА - затвора, свидетельствует о необходимости привлечения к решению задач обеспечения надежности смежных научно-технических дисциплин и их приложений для создания действительно надежных и экономичных изделий. Изучение физических ( физико-химических) закономерностей, лежащих в основе причинно-следственной цепочки событий, приводящих к отказам, дает возможность использовать эту информацию как эффективный инструмент в работах по обеспечению надежности. При этом необходима такая методология изучения физики отказов, которая бы помогла: построить целостную картину исследуемых объектов, конструктивных исполнений и эксплуатационных условий; учитывать зависимость состояния объекта ( ПГА) от состояния его частей и наоборот; учитывать связь исследуемого объекта ( ПГА) с внешней средой [ наряду с системным понятием внешняя среда далее будут применены термины рабочая и окружающая среда; рабочая среда ( поток материалов) является внешней средой по отношению к ПГА как системе, управляющей средой; окружающая среда - это также внешняя среда, соприкасающаяся с ПГА с наружной стороны ], подразумевая под этим термином комплекс внешних воздействий, включая полезную функцию, выполняемую ПГА. [39]
Однако возрастающая функциональная сложность микроэлек-тронной аппаратуры, различные области применения микросхем, повышение степени интеграции элементов требуют повышения надежности микросхем. Технические пути повышения надежности могут быть различными: развитие научных основ проектирования изделий ( аппаратуры) с целью обеспечения заданных требований к надежности и долговечности и принятие ряда мер по совершенствованию методов конструирования, улучшение технологии, применение более надежных ( материалов и комплектующих изделий, использование специальных приемов, изучаемых теорией надежности ( например, резервирования), и др. Результаты испытаний микросхем на надежность и прогнозирование надежности показывают, что полезным инструментом для повышения надежности микросхем, особенно тех, которые должны иметь высокую надежность, является анализ отказов. Такой анализ на основе механизмов, возникающих при ускоренных испытаниях микросхем на надежность, требует понимания физики отказов. [40]
Это направление является ключевым для решения основных задач, связанных с оценкой надежности на стадии проектирования и наличия опытного образца машины. Для различных категорий машин необходимо дальнейшее развитие и воплощение идей о прогнозировании надежности на основе моделей отказов, которые базируются на закономерностях процессов повреждения ( физики отказов) с учетом их вероятностной природы. Перспективным является использование методов статистического моделирования, когда учитываются вероятностные характеристики режимов и условий работы машины, внешних воздействий и протекающих процессов старения. Особенно актуальны еще недостаточно разработанные методы прогнозирования надежности с учетом процессов изнашивания, которые являются основной причиной отказов многих машин. Особую проблему представляет изучение надежности комплексов машина - автоматическая система управления, так как взаимодействие механических и электронных систем порождает ряд новых аспектов теории надежности. [41]
Для количественного описания отказов вводятся математические модели - функции распределения вероятностей различных интервалов времени, отражающих процессы функционирования изделий и их элементов. В настоящее время используется небольшое число математических моделей отказов, внезапных и постепенных ( износовых), которые не охватывают всех, иногда даже и основных взаимосвязей ( с точки зрения надежности), имеющих место в аппаратуре. Однако без таких моделей построение содержательной и конструктивной теории вообще невозможно. Пригодность модели отражает уровень наших знаний о физике отказов. [42]
В то же время, как доказано экспериментально, функциональная сложность ИМС мало влия - - ет на их надежность, что обусловлено интегрально-групповой технологией изготовления микросхем. Этого также не учитывают рассмотренные методики расчета. И наконец, статистические методы расчета базируются на статистике фиксации отказов отдельных элементов ИМС без анализа механизмов и причин отказов. Поэтому они нуждаются в совершенствовании по мере изучения физики отказов ИМС. В настоящее время статистические методы расчета надежности применяются для сравнительной, ориентировочной оценки надежности альтернативных решений при выборе варианта проектируемой ИМС, а также для сравнения надежности проектируемой ИМС с имеющимися аналогами. При таких расчетах абсолютная ошибка расчета не играет большой роли и не предъявляется жестких требований к достоверности исходной информации о надежности ИМС, БИС, МСБ, их элементов и компонентов. [43]
На этапе производства обеспечивается применение прогрессивных методов технологии операционного и выходного контроля и отбраковочных испытаний, автоматизации производства и контроля. На этапе испытаний применяют более совершенные методы ускоренных и долгосрочных испытаний и анализа информации. На этапе эксплуатации основным фактором повышения надежности является правильное применение микросхем и организация периодической профилактики радиоэлектронной аппаратуры. Важнейшим средством обеспечения и повышения надежности на всех перечисленных этапах является изучение физики отказов. [44]