ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

Оценка показателей сохраняемости цифровых устройств релейной защиты. Захаров О.Г.

Оценка показателей сохраняемости   цифровых устройств релейной защиты. Захаров О.Г.

Согласно действующей нормативной документации для изделий устанавливают показатели сохраняемости [1], а также определяют условия и режимы хранения (транспортирования) по [2], с учетом которых эти показатели заданы.

средний срок сохраняемости – Тс.ср;
гаммапроцентный срок сохраняемости Тс.γ.

Для выбора одного из двух показателей сохраняемости в стандарте [1] рекомендовавно оценивать «возможные последствия достижения предельного состояния или отказа при хранении и (или) транспортировании».
Если отказ (достижение предельного состояния) изделия при хранении (транспортировании) изделия не приводит к катастрофическим последствиям, то стандарт рекомендует использовать показатель Тс.ср.
В том случае, когда после отказа или достижения предельного состояния изделия возможны катастрофические последствия, используют показатель Тс.γ.
В последнем случае предполагается, что техническое состояние изделий можно контролировать.
Не смотря на то, что в документе [3] требования к показателям сохраняемости не установлены, некоторые изготовители микропроцессорных устройств релейной защиты приводят их. Например, в технических условиях [4] требования к хранению зафиксированы так:
«Срок хранения блока в упаковке и консервации изготовителя – 2 года со дня упаковывания».
Условия хранения блоков заданы по ГОСТ 23216 – 79 [2] как в части воздействия механических (условия С), так и климатических факторов (нижнее значение температуры – минус 450С, верхнее значение температуры плюс 600С).
Фактически в документе [4] установлен назначенный срок хранения [5] изделий в заводской упаковке.
Ряд организаций, проводящих аттестацию продукции или экспертизу документации на них, требуют включать в технические условия помимо назначенного срока хранения оба показателя сохраняемости и даже закрепляют это требование в отраслевом документе, например в [6].
Для экспериментальной оценки этих показателей был выбран метод непосредственного хранения, установленный стандартом [7]. Аналогичный метод рекомендован и в других стандартах, например в [8, 9] и ряде других документов.
Данный метод предполагает закладку на длительное хранение испытываемых изделий на складе заводаизготовителя изделий.

среднего срока сохраняемости


гаммапроцентного срока сохраняемости

Буквами в планах испытаний обозначены:
N объем выборки;
U – изделия в случае отказа не восстанавливают и не заменяют;
T – продолжительность испытаний;
r число отказов или отказавших объектов.
Из описания планов испытаний [NUT] и [NUr] видно, что их принципиальное отличие от метода испытаний [NМS], использовавшегося для оценки наработки этих же изделий на отказ [11], заключается в том, что в последнем случае изделия испытывались последовательно, а отказавшие изделия ремонтировались.
В связи с тем, что стандарт [7] рекомендует хранить изделия на складе изготовителя, были проверены складские остатки по состоянию на день начала испытаний, что позволило выявить 14 изделий, переданных на хранение сразу после прохождения приемосдаточных испытаний (табл. 1).

Таблица 1 Информация об изделиях, хранившихся на складе
изготовителя на день начала испытаний

Тип изделия

Количество

Срок хранения

А

5

16 месяцев

3

38 месяцев

Ж

1

44 месяца

5

32 месяца

Все снятые с хранения блоки, указанные в табл. 1, были проверены по программе приемосдаточных испытаний, результаты которых показали, что после хранения все контролируемые параметры и характеристики этих изделий соответствуют требованиям технических условий.
Как указано в стандарте [7], при непосредственном методе хранения продолжительность испытаний, т.е. фактически время хранения, должна быть не менее срока сохраняемости, который составляет 24 месяца [12] .
Поэтому для подтверждения срока сохраняемости, указанного в технических условиях, все изделия были возвращены на хранение (линия Д на
рис. 1). В соответствии с рекомендациями стандарта [7] последующие испытания этих изделий будут проводиться 1 раз в квартал до тех пор, пока срок хранения 5 изделий типа А не превысит 24 месяца значения установленного в технических условиях (линия К на рис. 1).

Рис. 1. Определение продолжительности испытаний на сохраняемость

Такая процедура контроля технического состояния хранящихся изделий позволяет обеспечить выполнение главного условия выбранных планов испытаний [NUT] и [NUr] – одновременность испытаний всех N объектов, причем время испытаний отсчитывается от момента закладки на хранение 5 изделий типа А (линия Е на рис. 1), а не от момента закладки на хранения 1 блока
типа Ж.
Изделия типа А и Ж изготавливают по одному и тому технологическому процессу, состоят из одинаковых модулей и имеют одно и то же функциональное назначение. Для изготовления изделий этого типа применяют одни и те же материалы и комплектующие электрорадиоэлементы.
Все это позволяет распространить результаты испытаний изделий типа А на изделия типа Ж и рассматривать всю совокупность испытываемых изделий как выборку из 14 блоков.
NUr] согласно [10] служат:
выборочные значения срока сохраняемости t1, t2, tr;
число отказов r;
объем выборки N.
По результатам испытаний нам известны выборочные значения сроков сохраняемости каждого из изделий, т.е. t1 = t2 = tn = 16 месяцев.
Известно также и число отказов – r = 0. Известен и объем выборки,
т.е. N = 14. Попробуем оценить достаточность этого количества изделий для оценки одного из показателей надежности.
Как известно, стандарты дают разные рекомендации относительно объема выборки, причем стандарт [7] допускает уменьшать количество изделий в выборке, если её объем превышает 1% годового выпуска изделий.
При оценке гаммапроцентного срока сохраняемости и неизвестном законе распределения стандарт [7] рекомендует выбирать число отказов r по табличным данным, предполагая заданным число испытываемых объектов N
(табл. 2).

 

Таблица 1 . Фрагмент табл. 26 из [10]

       
В связи с тем, что объем выборки N = 14, можно выбрать одно из трёх значений r 0, 1 или 2. Для оценки показателей используем информацию, приведенную в табл. 1.
Если в результате испытаний данной выборки изделий методом непосредственного хранения (через 9 месяцев после даты Д) не будет выявлено отказаввших изделий или будет выявлен один отказ, то с доверительной вероятностью q = 0,95 можно предположить, что гаммапроцентый срок сохраняемости изделий составляет 24 месяца при γ = 0,80.
Если же во время хранения произойдет отказ двух блоков, значение гамма–процентного срока сохраняемости останется неизменным, но доверительная вероятность уменьшится до 0,80.
Риск потребителя при любом исходе испытаний составит ß= 1q = 0,05.
Опытное значения γпроцентов по формуле (1), приведенной в стандарте [7], при нулевом количестве отказов r при любом объеме выборки N результат будет одно и то же, т.е. γ = 100%.

(1)

Результаты вычислений γпроцента по формуле (1) при трёх значениях
r и оценки, сделанные на основании табличных данных сведены в табл. 2.

Таблица 2. Сравнение опытных и табличных значений γпроцентов

Источник

γпроцент при r

0

1

2

Формула (1)

100,0

92,8

85,7

Таблица 1

80,0

80,0

80,0

Отметим, что увеличение количества хранящихся изделий до 15, повысит табличное значение гаммапроцента до 90 (при доверительной вероятности
q = 0,8), если за время хранения откажет не более одного изделия.
Расчетное значение этой же величины, найденное по формуле (1), при
r = 1 и N =15 будет γ = 93,3%.
Помимо испытаний изделий, хранящихся на складе предприятияизготовителя, было принято решение для дополнительной оценки этого показателя провести аналогичные испытания изделий, хранящихся на складе у потребителя.
Проведенные ранее исследования [11] показали, что средний срок ввода изделий в эксплуатацию (в зависимости от типа и исполнения блока) составляет в среднем не более 10ти месяцев со дня отгрузки, т.е. большинство изделий на складе у потребителя хранится не более этого срока, что не позволяет использовать эти изделия для испытаний на сохраняемость изза небольшого срока хранения у потребителя.
Для уточнения информации был проанализирован весь массив «уведомления о вводе в эксплуатацию», поступивших в 2011 – 2012 годах. Срок ввода изделий определялся как разность между датой отгрузки и датой ввода в эксплуатацию.
При анализе отбирались блоки, поступившие на один и тот же объект и хранившиеся в одинаковых условиях.
В табл. 3 приведена информация о среднем сроке ввода в эксплуатацию наибольшей по количеству изделий выборки (81 изделие), поставленных на один и тот же объект сведены в табл. 2.

Табл. 3 Сроки ввода в эксплуатацию изделий

Тип
изделия

Срок ввода в эксплуатацию, месяцев

Среднее
значение

1

3

4

5

6

7

9

12

13

14

Б

5

6

17

5

3

4

1

 

1

1

4,4 мес

Д

 

 

12

13

10

 

 

1

2

 

5,6 мес

Отметим, что 74% поставленных изделий (заштрихованные графы в
табл. 2) были введены в эксплуатацию в срок от 4х до 6ти месяцев (рис. 1) после отгрузки их потребителю.


Рис. 1 Диаграмма ввода  изделия в эксплуатацию

Данное исследование подтвердило:
наличие тенденции сокращения срока ввода в эксплуатацию изделий;
невозможность использования выборки из 81 изделия для испытаний
на сохраняемость изза небольшого срока их хранения у потребителя.
В результате анализа всего массива «уведомлений о вводе в эксплуатацию», полученных изготовителем в 2011 2012 годах, были выявлены 15 блоков типа А, поставленных потребителю в 2006, 2007 и 2008 годах тремя партиями на один и тот же объект и хранившиеся до момента их ввода в эксплуатацию не менее 24 месяцев:
– 12 блоков (Поставка 2006 года, от отгрузки 17.11.2006 до ввода в эксплуатацию прошло 66 месяцев.);
– 1 блок (Поставка 2007 года, от отгрузки 04.10.2007 до ввода в эксплуатацию прошло 56 месяцев.);
– 2 блока (Поставка 2008 года, от отгрузки 25.03.2008 до ввода в эксплуатацию прошло 50 месяцев.).
Эти блоки у потребителя хранились на складе потребителя в течение срока, превышающего 24 месяца в условиях, заданных в документации на них.
Всё сказанное позволяет использовать эти 15 изделий для проведения испытаний на сохраняемость.
При определении срока хранения в качестве определяющего был выбран
наименьший срок хранения – 50 месяцев и из него исключена продолжительность логистической задержки [5], составляющей 2 месяца (стандарт [7] допускает длительность такой задержки до 3 месяцев).
Таким образом, срок хранения 15 блоков составил 48 месяцев, т.е. удвоенному сроку, зафиксированному в технических условиях [12].
Приемосдаточные испытания 15ти блоков типа А после снятия их с хранения (см. линию К на рис. 2) проводились в условиях эксплуатирующего

Рис. 2 Определение срока хранения блоков у потребителя

предприятия с участием специалистов изготовителя.
В результате испытаний установлено, что все контролируемые параметры и характеристики соответствуют требованиям технических условий на изделия типа А, а количество отказавших изделий равно нулю, т.е. r = 0. На основании
этого можно утверждать, что сделанные ранее выводы по результатам испытаний на сохраняемость при хранении на складе изготовителя остаются в силе.
Значение γпроцента на основании табличных данных для этих 15 блоков равно 0,90 при доверительной вероятности q = 0,8, как при r = 0, так и при
r = 1.
Для оценки показателей сохраняемости изделий была выбрана ещё одна группа изделий, из числа возвращенных изготовителю. Не смотря на то, что к этим изделиям потребителем были предъявлены замечания, все они касались только их внешнего вида и не влияли на их электрические характеристики. В соответствии с рекомендациями, изложенными в п. 2.2.3 стандарта
ГОСТ 2149376, все они были допущены к испытаниям на сохраняемость.
Для испытаний были отобраны девять изделий типа К, которые до
возвращения изготовителю хранились на складе потребителя в течение 17 месяцев.
Используя данные из табл. 1, принимаем для девяти изделий типа К значение γпроцента равным 0,8 при доверительной вероятности q = 0,8 и r = 0.
Обратимся теперь к оценке срока сохраняемости 14 изделий типов А и Ж.
После хранения этих 14 изделий в течение 16 месяцев (см. линии Е и Д на
рис. 1) ни одного отказа не наступило и все изделия сохранили работоспособность.
В соответствии с рекомендациями, изложенными в [10] для плана испытаний [NUT] необходима такая исходная информация:
выборочные значения срока сохраняемости t1, t2, td;
продолжительности испытаний Т;
объем выборки N.
Выборочные значения срока сохраняемости для всех испытываемых изделий одинаковы, т.е t1 = t2 = tn = 16 месяцев.
Продолжительность испытаний Т = 16 месяцев, а объем выборки N1 = 14.
Воспользуемся табл. 28 из стандарта [10] при известном значении N (табл. 4).

Таблица 4 . Фрагмент табл. 28 из [10]

        Стандарт [10] рекомендует вычислять точечные оценки показателей надежности только при r>5. В связи с тем, что в нашем случае отказы изделий при хранении не зафиксированы, то для оценки используем нижнюю доверительную границу вероятности P (T).
При объёме выборки N1= 14 (изделия, хранящиеся на складе изготовителя), q = 0,9 и d = 0 для срока хранения Т = 16 месяцев можно принять значение P (T) = 0, 85.
Для этой выборки суммарный срок хранения TΣ1 = 16·14 = 224 месяца, что составляет более 150 000 часов
Для изделий, хранившихся у потребителя (N2 = 15) при q = 0,8 и d = 0 для срока хранения Т = 48 месяцев можно принять значение P (T) = 0, 9.
Суммарный срок хранения этой выборки составил TΣ2  = 15·48 = 720 месяцев или более 500000 часов.

 

Выводы:
1. По результатам хранения изделий на складах изготовителя и потребителей выполнена оценка двух показателей сохраняемости изделий, установленных стандартом [1].
2. Для получения более точных оценок необходимо продолжить испытания на сохраняемость выборки из 14 изделий в условиях склада
изготовителя.

Литература
1. ГОСТ 27.00390 Надежность в технике. Состав и общие правила задания
требований по надежности.
2. ГОСТ 231678. Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита. Упаковка. Общие требования и методы испытаний.
3. РД 34.35.31097. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: ОРГРЭС, 1997
4. ДИВГ.648228.001 ТУ. Блоки микропроцессорные релейной защиты БМРЗ.
Технические условия.
5. ГОСТ 27.00289. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения
6. ОТТ20.020.00КТН00810.
7. ГОСТ 2149376 Изделия электронной техники. Требования по сохраняемости и методы испытаний.
8. ГОСТ 258392 Батареи из цилиндрических марганцевоцинковых элементов с солевым электролитом Технические условия.
9. РД 5070791. Руководящий документ по стандартизации. Методические указания. Изделия медицинской техники. Требования к надежности. Правила и методы контроля показателей надежности
10. РД 5069089 Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным. Методические указания.
11. Гондуров С.А., Захаров О.Г. Определение наработки на отказ по результатам эксплуатации. // Материал размещен здесь:  http://rza.org.ua/article/read/OpredelenienarabotkinaotkazporezultatamekspluatatsiiGondurovSAZaharovOG_77.html  
12. СТО ДИВГ0502012. Блоки микропроцессорные релейной защиты БМРЗ.
Технические условия.
13. ГОСТ Р 5137299 Методы ускоренных испытаний на долговечность и сохраняемость при воздействии агрессивных и других специальных сред для технических изделий, материалов и систем материалов. Общие положения

 

 

 

См. также материал, размещенный здесь: http://rza.org.ua/news/read/NoviystandartorganizatsiitehnicheskieusloviyanablokiBMRZdlyazheleznihdorogproizvodstvaNTTSMehanotronika_1919.html.

7 Ноябрь, 2012              6593              ]]>Печать]]>
6 / 30 ( Отлично )

Последние комментарии : 4

Асмашина             Добавлен: 8 Ноябрь, 2012 04:23       Ответить
А если крыша на складе прохудилась, как статистику анализировать?
Maxim arsenev             Добавлен: 8 Ноябрь, 2012 05:13       Ответить
Изделия, находящиеся на хранении, находится под постоянным наблюдением. Исправность изделий проверяют по программе ПСИ, в которую входит и оценка внешнего вида, соответствия его (вида) эталону. Любые внешние повреждения фиксируют и принимаю решение о возможности использования таких изделий для испытаний.
Захаров О.Г.             Добавлен: 24 Декабрь, 2012 03:47       Ответить
Здесь опубликован вариант статьи , подготовленной для публикации в журнале СТА (Системы и технология автоматизации) Сайт журнала www.cta.ru
Maxim Arsenev       Дата регистрации 26 Июль, 2011       Добавлен: 14 Февраль, 2013 11:48       Ответить
В январе 2013 года 14 блоков, входящих в первую выборку, были сняты с хранения и подвергнуты ПСИ по программе, применяемой для новых изделий. Результаты испытаний подтвердили соответствие 14 изделий требованиям технических условий. В соответствии со сказанным в статье, следующее испытание будет проведено в апреле 2013 года. Косвенным подтверждением правильности выбранного подхода может служить блок типа А, возвращенный от потребителя через 31 месяц после отгрузки для проверки и восстановления утраченных документов. Испытания этого блока по программе ПСИ подтвердили его исправность и соответствие требованиям технических условий [12] (нумерация литературы дана по списку, приведенному в статье).

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)


Вверх страницы