Интенсивность отказов

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

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:

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

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

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

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:

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

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

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

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

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