Record Details

Regarding the planning of testing scope for new equipment samples

Dependability

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Regarding the planning of testing scope for new equipment samples
К вопросу планирования объема испытаний образцов новой техники.
 
Creator A. Antonov V.; Obninsk Institute for Nuclear Power engineering (Branch of National Research Nuclear University MEPhI), Obninsk, Kaluga Region
V. Chepurko A.; Obninsk Institute for Nuclear Power engineering (Branch of National Research Nuclear University MEPhI), Obninsk, Kaluga Region
V. Chekhovich E.; State scientific center of the Russian Federation - Institute for Physics and Power Engineering named after A. I. Leypunsky, Obninsk, Kaluga Region
V. Ukraintsev F.; State scientific center of the Russian Federation - Institute for Physics and Power Engineering named after A. I. Leypunsky, Obninsk, Kaluga Region
А. Антонов В.; Обнинский институт атомной энергетики, Обнинск
В. Чепурко А.; Обнинский институт атомной энергетики, Обнинск
В. Чехович Е.; Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт им. А.И.Лейпунского, Обнинск
В. Украинцев Ф.; Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт им. А.И.Лейпунского, Обнинск
 
Subject planning of scope of tests; duration of a test-run; probability of reliable opera¬tion; failure rate; lower bound of probability of reliable operation; confidence probability level
планирование объема испытаний; длительность эксперимента; вероятность безотказной работы; интенсивность отказа; нижняя оценка вероятности безотказной работы; уровень доверительной вероятности
 
Description Purpose. This article describes the issues of planning testing scope for high-reliable objects. The development and manufacture of new samples of equipment is accompanied by a task to define their reliability characteristics. It is based on the fact that there are requirements related to the necessity to specify the above mentioned characteristics in certificates and technical descriptions of the products supplied to the market. The most objective way to define reliability characteristics of the products is a field test. But under the manufacture of complex expensive objects there is no opportunity to introduce a batch with lots of finished products for testing. Thus there is a task to define the duration of field testing and scope of products to be tested, provided there are requirements for the accuracy of estimations related to the objects’ reliability characteristics obtained as the result of testing. Planning of the scope is based on the requirements of a manufacturer related to a necessity to confirm the value of lower bound of reliable operation probability with a predefined confidence level. Two tasks are solved in this work. The first task is to define the scope of testing of a batch with finished products N0 for a time moment t0, for which a customer’s requirement would be fulfilled related to the achievement of the lower bound of probability of reliable operation, specified with a confidence probability 1 - α. This task is solved using a поп-parametric approach. The second task is to define a required scope of test Nt1 of the equipment of this type for the time moment different from the moment of first studies t1 ≠ t0. Here one solves the question: how are Nt0 and Nt1 correlated? The scope of tests Nt1 is defined based on the determination of confidence levels providing with the same accuracy of indices as in point t0. This task is solved with a semiparametric approach. When solving the second task, the parameterization of mean time to failure distribution is used. Three types of distribution are studied: exponential law, Weibull distribution and distribution with linear function of a failure rate. The considered types of distribution laws help to study the behavior of the objects with a decreasing, constant and increasing function of failure rate. Methods. The formulas for calculation of test scope for different durations of a test-run are derived. Dependence of scope on the duration of a test-run and on a real level of probability of reliable operation is studied as well. Scope planning and respective studies are carried out for different behavior models of a failure rate of the product. Conclusion. Obtained results give the basis for a well-reasoned approach to the planning of scope of tests of high-reliable objects. The study results showed that the longer a test-run is, the fewer objects are required to be introduced for a test. Dependence is non-linear; it is specified by the parameterization of the failure rate function. Analogous dependence was also obtained for the probability of reliable operation: the higher the PRO is, the fewer objects are required to be tested.
ЦЕЛЬ. В статье рассматриваются вопросы планирования объема испытаний высоконадежных объектов. В процессе разработки и изготовления новых образцов техники возникает задача определения их характеристик надежности. Это обусловлено тем, что существуют требования о необходимости представления указанных характеристик в паспортах и технических описаниях на поставляемую на рынок продукцию. Наиболее объективным способом определения характеристик надежности изделий является проведение натурных испытаний. Но при изготовлении сложных, дорогостоящих объектов нет возможности поставить на испытания партию готовой продукции большого объема. Таким образом, возникает задача определения времени проведения натурных испытаний и объема изделий, подлежащих испытаниям, при условии задания требований к точности получаемых в результате испытаний оценок характеристик надежности объектов. Планирование объема осуществляется на основании требований изготовителя о необходимости подтвердить значение нижней оценки вероятности безотказной работы с заданной доверительной вероятностью. В работе решаются две задачи. Первая задача исследования состоит в определении объема испытаний партии готовой продукции N0 для момента времени t0, для которого выполнялось бы требование заказчика о достижении значения нижней доверительной границы вероятности безотказной работы, заданной с доверительной вероятностью 1 - α. Данная задача решена с помощью непараметрического подхода. Вторая задача состоит в определении необходимого объема испытаний Nt1оборудования данного типа для момента времени, отличного от момента первоначальных исследований t1 ≠ t0. При этом решается вопрос: как соотносятся Nt0 и Nt1? Объем испытаний Nt1 определяется на основе задания доверительных границ, обеспечивающих ту же точность показателей, что и в точке t0. Данная задача решается с помощью семипараметрического подхода. При решении второй задачи используется параметризация распределения наработки до отказа. Исследуется три распределения наработки: экспоненциальный закон распределения, распределение Вейбулла и распределение с линей ной функцией интенсивности. Рассмотренные виды законов распределения позволяют исследовать поведение объектов, имеющих убывающую, постоянную и возрастающую функцию интенсивности отказов. МЕТОДЫ. В работе получены формулы расчета объема испытаний для разных длительностей проведения эксперимента. Исследован вопрос зависимости объема от длительности эксперимента и от реального уровня вероятности безотказной работы. Планирование объема и соответствующие исследования проведены для различных моделей поведения интенсивности отказов изделия. ВЫВОДЫ. Полученные результаты, позволяют обоснованно подходить к планированию объема испытаний высоконадежных объектов. Результаты исследования показали, что чем больше длительность эксперимента, тем меньше изделий требуется поставить на испытания. Зависимость нелинейная, обусловлена параметризацией функции интенсивность отказа. Аналогичная зависимость получилась и для вероятности безотказной работы: чем выше вероятность безотказной работы изделия, тем меньше объектов требуется испытывать.
 
Publisher LLC Journal Dependability
 
Contributor —
—
 
Date 2016-09-01
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://www.dependability.ru/jour/article/view/158
10.21683/1729-2646-2016-16-3-3-7
 
Source Dependability; Том 16, № 3 (2016); 3-7
Надежность; Том 16, № 3 (2016); 3-7
2500-3909
1729-2646
10.21683/1729-2646-2016-16-3
 
Language rus
eng
 
Relation http://www.dependability.ru/jour/article/view/158/313
http://www.dependability.ru/jour/article/view/158/315
Антонов А.В. Теория надежности. Статистические модели: Учеб. пособие/ Антонов А.В., Никулин М.С., Никулин А.М., Чепурко В.А. - М.: ИНФРА-М, 2015. - 576 с.
Антонов А.В. Статистические модели в теории надежности: Учеб. пособие/ Антонов А.В., Никулин М.С. - М.: Абрис, 2012. - 390 с.
Надежность технических систем: Справочник. Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, В.В. Болотин и др.; Под ред. И.А. Ушакова. - М.: Радио и связь, 1985. - 608 с, ил.
Определительные испытания на надежность. Ю.Г. Заренин, И.И. Стоянова. - М.: Изд-во Стандартов, 1978. - 168 с.
Крамер Г. Математические методы статистики. - М.: Мир, 1975. - 648 с.
Антонов А.В. Системный анализ: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 2008. - 454 с.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).