Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Показатели надёжности оборудования определены в ГОСТ 27.002-2015 «Надёжность в технике. Термины и определения» (действующий стандарт, заменивший ГОСТ 27.002-89). Стандарт разработан с учётом положений международного стандарта МЭК 60050(191).
MTBF (Mean Time Between Failures) — математическое ожидание наработки объекта между двумя последовательными отказами. Применяется для ремонтируемых (восстанавливаемых) объектов.
MTBF = Tраб.сумм / n
где Tраб.сумм — суммарная наработка (время безотказной работы) за период наблюдения, ч; n — число отказов за тот же период.
Насосный агрегат проработал за год (8760 ч): суммарная наработка в рабочем состоянии — 8400 ч, произошло 4 отказа.
MTBF = 8400 / 4 = 2100 ч
MTTF (Mean Time To Failure) — математическое ожидание наработки объекта до отказа. Применяется для неремонтируемых (невосстанавливаемых) объектов — таких, которые при отказе заменяются целиком (подшипники, лампы, предохранители, электронные компоненты).
MTTF = Tраб.сумм / n
Формула аналогична MTBF, но применяется к объектам, которые после отказа не ремонтируются, а заменяются.
MTTR (Mean Time To Repair / Mean Time To Restoration) — среднее время, необходимое для восстановления работоспособности объекта после отказа.
MTTR = Tрем.сумм / n
где Tрем.сумм — суммарное время ремонтов (восстановлений) за период наблюдения, ч; n — число ремонтов (отказов).
Согласно ГОСТ Р 27.013-2019, время ремонта включает непосредственно выполнение ремонтных работ. В расширенной трактовке MTTR может включать:
Для ремонтируемого объекта время между отказами складывается из времени безотказной работы и времени восстановления:
MTBF = MTTF + MTTR
На практике, если MTTR << MTTF (время ремонта значительно меньше времени работы), то MTBF ≈ MTTF. Например, для лампы с MTTF = 10 000 ч и временем замены MTTR = 1 мин (0,017 ч): MTBF = 10 000,017 ч — разница пренебрежимо мала.
Коэффициент готовности (Availability) — вероятность того, что объект в произвольный момент времени будет находиться в работоспособном состоянии.
Кг = MTBF / (MTBF + MTTR)
или эквивалентно:
Кг = Tраб / (Tраб + Tпростой)
Если система состоит из n последовательно соединённых элементов (отказ любого приводит к отказу системы):
Кг.сист = Кг1 × Кг2 × … × Кгn
Чем больше элементов в последовательной системе, тем ниже общий Кг. Для повышения Кг применяют резервирование (параллельное соединение).
Для двух параллельных элементов (горячий резерв):
Кг.пар = 1 − (1 − Кг1) × (1 − Кг2)
При экспоненциальном законе распределения наработки (постоянная интенсивность отказов — стационарный участок кривой Вейбулла):
λ = 1 / MTBF
где λ — интенсивность отказов, ч−1 (или отк./ч).
P(t) = e−λt = e−t/MTBF
где P(t) — вероятность того, что объект не откажет в течение времени t.
MTBF компрессора = 20 000 ч. Какова вероятность безотказной работы в течение 1000 ч?
λ = 1 / 20 000 = 5 × 10−5 ч−1
P(1000) = e−5×10−5×1000 = e−0,05 = 0,951 (95,1%)
Исходные данные: за 12 месяцев эксплуатации (8760 ч) насосный агрегат имел 6 отказов. Суммарное время ремонтов — 120 ч.
Расчёт:
Суммарная наработка: Tраб = 8760 − 120 = 8640 ч
MTBF = 8640 / 6 = 1440 ч
MTTR = 120 / 6 = 20 ч
Кг = 1440 / (1440 + 20) = 1440 / 1460 = 0,986 (98,6%)
λ = 1 / 1440 = 6,94 × 10−4 ч−1
Исходные данные: компрессор эксплуатируется 24/7. За 3 года (26 280 ч) зафиксировано 5 отказов. Суммарное время восстановления — 280 ч.
Tраб = 26 280 − 280 = 26 000 ч
MTBF = 26 000 / 5 = 5200 ч
MTTR = 280 / 5 = 56 ч
Кг = 5200 / (5200 + 56) = 5200 / 5256 = 0,989 (98,9%)
P(1000) = e−1000/5200 = e−0,192 = 0,825 (82,5%)
Дано: насос (Кг = 0,986) и электродвигатель (Кг = 0,995) соединены последовательно (отказ любого = отказ агрегата).
Кг.сист = 0,986 × 0,995 = 0,981 (98,1%)
Время простоя в год: (1 − 0,981) × 8760 = 166 ч
Для корректного расчёта показателей надёжности необходим систематический учёт отказов. Ниже приведена рекомендуемая форма журнала:
На основании журнала рассчитываются MTBF, MTTR и Кг для каждой единицы оборудования за отчётный период (месяц, квартал, год).
MTBF (Mean Time Between Failures) — средняя наработка между отказами для ремонтируемых объектов. Включает время работы и время ремонта. MTTF (Mean Time To Failure) — средняя наработка до отказа для неремонтируемых объектов (которые при отказе заменяются). Связь: MTBF = MTTF + MTTR. Если время ремонта пренебрежимо мало по сравнению со временем работы, MTBF ≈ MTTF.
Действующий стандарт — ГОСТ 27.002-2015 «Надёжность в технике. Термины и определения». Дополнительно применяются: ГОСТ Р 27.013-2019 (МЭК 62308:2006) — методы оценки показателей безотказности; ГОСТ Р 27.102-2021 — надёжность объекта; IEC 60050(191) — международный словарь терминов надёжности.
Кг = 1 означает, что MTTR = 0, т. е. восстановление происходит мгновенно. На практике это недостижимо. Кг всегда меньше 1. Для повышения Кг системы применяют: увеличение MTBF (повышение надёжности элементов), уменьшение MTTR (ускорение ремонта, наличие ЗИП), резервирование (параллельное соединение элементов).
Для последовательной системы (отказ любого элемента = отказ системы): Кг.сист = Кг1 × Кг2 × ... × Кгn. Для параллельной (резервированной) системы из двух элементов: Кг.пар = 1 − (1 − Кг1) × (1 − Кг2). Для сложных систем строится структурная схема надёжности (RBD) и Кг рассчитывается комбинированием формул.
Нет. MTBF — это статистический показатель, а не гарантированный ресурс. Вероятность безотказной работы в течение времени t = MTBF составляет P = e−1 ≈ 0,368 (36,8%) при экспоненциальном распределении. То есть при MTBF = 100 000 ч вероятность проработать 100 000 ч без отказа — всего ~37%.
Интенсивность отказов λ — условная плотность вероятности возникновения отказа объекта в единицу времени. При экспоненциальном распределении λ = 1/MTBF = const. Размерность: ч−1 (или часто выражается в единицах 10−6 ч−1, называемых FIT для электронных компонентов).
Три основных пути: 1) Увеличить MTBF — повысить надёжность элементов (качественные комплектующие, профилактическое обслуживание). 2) Уменьшить MTTR — ускорить ремонт (обучение персонала, наличие ЗИП на складе, стандартизация ремонтных процедур). 3) Применить резервирование — дублирование критичных элементов (горячий или холодный резерв).
Зависит от принятой методики. Согласно ГОСТ Р 27.013-2019, «время ремонта» (Repair Time) исключает время на организационные простои и обеспечение материальными ресурсами. Однако для расчёта эксплуатационного Кг рекомендуется включать всё время неработоспособности (от момента отказа до момента ввода в работу), включая ожидание запчастей — это даёт реальную картину доступности оборудования.
Отказ от ответственности. Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Приведённые формулы и примеры являются упрощёнными и применимы для экспоненциального закона распределения наработки. Для сложных систем с неэкспоненциальным распределением требуются более детальные методы анализа. Автор и редакция не несут ответственности за последствия использования информации из данной статьи.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.