ZESTAW 1
1. PRZEDSTAW POJ臉CIE NIEZAWODNO艢CI OBIEKTU
Obecnie niezawodno艣膰 rozumiana jest jako niezawodno艣膰 techniczna.
Niezawodno艣膰 obiektu - to jego w艂a艣ciwo艣膰 okre艣lona przez warto艣ci istotnych w okre艣lonych przypadkach wielko艣ci charakteryzuj膮cych zdolno艣膰 obiektu do spe艂nienia wymaga艅.
Obiekt - wyr贸b, samoch贸d, proces produkcji.
Spe艂nienie wymaga艅 - prze偶ycie okre艣lonego okresu czasu, wykonanie okre艣lonej pracy, wykonanie okre艣lonej liczby czynno艣ci, zachowanie zdolno艣ci do pe艂nienia okre艣lonych funkcji.
Niezawodno艣膰 jest jedn膮 z nieod艂膮cznych cech stanowi膮cych o jako艣ci obiektu
Niezawodno艣膰 jako:
- prawdopodobie艅stwo spe艂nienia wymaga艅:
Prawdopodobie艅stwo, 偶e obiekt b臋dzie sprawny w przedziale czasu (t1, t2) b膮d藕 (0, t).
Prawdopodobie艅stwo, 偶e warto艣ci parametr贸w okre艣laj膮cych istotne w艂asno艣ci obiektu nie przekrocz膮 w ci膮gu okresu (t1, t2) dopuszczalnych granic w okre艣lonych warunkach 偶ycia obiektu
Prawdopodobie艅stwo poprawnego wykonywania przez obiekt ustalonych zada艅, kt贸re maj膮 by膰 realizowane w okre艣lonych warunkach i w okre艣lonym czasie
Chwile powstawania uszkodze艅, czasy napraw i okresy u偶ytkowania maj膮 charakter przypadkowy mog膮 by膰 rozpatrywane jako zmienne losowe
- 艣rednia d艂ugo艣膰 okres贸w sprawno艣ci:
Obiekt mo偶e poddawa膰 si臋 naprawie po utracie sprawno艣ci st膮d mo偶na m贸wi膰 o okresach sprawno艣ci obiektu. 艢rednia d艂ugo艣膰 okres贸w sprawno艣ci, poprawnego funkcjonowania, warto艣ci wykonanej pracy, liczby wykonanych czynno艣ci, d艂ugo艣ci przebytej drogi ... mo偶e by膰 miar膮 niezawodno艣ci obiektu. 艢redni czas do utraty sprawno艣ci.
2. WSKAZA膯 R脫呕NICE MI臉DZY DYSTRYBUANT膭 ZMIENNEJ LOSOWEJ NIEZAWODNO艢CI A FUNKCJ膭 ZAWODNO艢CI
R贸偶nica mi臋dzy dystrybuant膮 zmiennej losowej niezawodno艣ci a funkcj膮 zawodno艣ci .
Funkcja zawodno艣ci:
T - zmienna losowa oznaczaj膮ca czas zdatno艣ci obiekt贸w z pewnej populacji
Je偶eli dodatkowo F(t) spe艂nia warunek F(t)=0 dla t
0 to F(t) jest dystrybuant膮 zmiennej losowej T opisuj膮cej niezawodno艣膰 obiektu.
Zak艂ada si臋, 偶e funkcja F(t) jest ci膮g艂a dla t >0.
4. NA CZYM POLEGA REZERWOWANIE
Rezerwowanie polega na wprowadzeniu dodatkowych element贸w do struktury pe艂ni膮cej rol臋 elementu rezerwowego dla zwi臋kszenia niezawodno艣ci dzia艂ania systemu.
Rezerwa obci膮偶ona - gor膮ca
Odpowiada w艂膮czeniu do systemu r贸wnoleg艂ych element贸w. Elementy te obci膮偶one s膮 od pocz膮tku pracy systemu.
Dla 2-elementowego systemu czas zdatno艣ci:
T=max(T1,T2)
Niezawodno艣膰 systemu z elementami rezerwowymi Ri
Dla rozk艂adu wyk艂adniczego
Rezerwa nieobci膮偶ona - zimna
Elementy rezerwowe nie pracuj膮 w艂膮czane s膮 w momentach uszkodze艅. Zak艂ada si臋 偶e w艂asno艣ci niezawodno艣ciowe rezerwy nie zmieniaj膮 si臋 podczas eksploatacji.
Dla 2-elementowego systemu czas zdatno艣ci
T = T1 + T2
Dla rozk艂adu wyk艂adniczego intensywno艣膰 uszkodze艅 maleje n-krotnie
Rezerwa cz臋艣ciowo obci膮偶ona - ciep艂a
W艂asno艣ci niezawodno艣ciowe elementu rezerwowego ulegaj膮 zmianie w okresie eksploatacji. Czas zdatno艣ci zale偶y od stopnia zmniejszenia zdatno艣ci w chwili podmiany
5. NA CZYM POLEGA FMECA
FMECA (Failure Mode Effects and Criticality Analysis) polega na oszacowaniu ryzyka i pojawienia si臋 wad i b艂臋d贸w, ocenie ich znaczenia (konsekwencji) i mo偶liwo艣ci wczesnego wykrywania i proponowaniu na tej podstawie rozwi膮za艅 preferencyjnych lub koryguj膮cych z uwzgl臋dnieniem krytyczno艣ci wad/b艂臋d贸w.
Metod polega na analitycznym ustaleniu zwi膮zk贸w przyczynowo - skutkowych powstania potencjalnych wad oraz uwzgl臋dnieniu w analizie czynnika krytyczno艣ci (ryzyka).
Identyfikacja potencjalnych uszkodze艅 w systemie i klasyfikacja stopnia wp艂ywu na funkcjonowanie.
I - okre艣lenie potencjalnych miejsc i rodzaj贸w uszkodze艅 i ich znaczenia dla dzia艂ania systemu FMEA (Failure Mode Effects Analysis).
II - klasyfikacja i ocena zagro偶e艅 powodowanych przez okre艣lone w I uszkodzenia.
Algorytm post臋powania
zdefiniowanie systemu b臋d膮cego przedmiotem analizy,
konstrukcja schematu zale偶no艣ci (blokowego),
wskazanie miejsc i rodzaj贸w mo偶liwych uszkodze艅,
przypisanie zagro偶e艅 uszkodzeniom,
ocena i klasyfikacja zagro偶e艅,
raportowanie,
formu艂owanie wniosk贸w odno艣nie zmiany projektu systemu i sposob贸w utrzymania w ruchu.
ZESTAW 2
1. POR脫WNA膯 W艁ASNO艢CI STRUKTUR OBIEKTU
Struktura obiektu
Dla z艂o偶onych obiekt贸w 艂atwiej jest analizowa膰 zagadnienia niezawodno艣ci gdy zostan膮 rozpatrzone jako obiekty sk艂adaj膮ce si臋 z element贸w stanowi膮cych struktur臋
Struktura „k z n” (k/n) k/n
Dla obiektu sk艂adaj膮cego si臋 z n element贸w jest sprawny gdy co najmniej k jego element贸w jest sprawne.
Struktura z redundancj膮 k <n
Z nadmiarem mo偶na wyr贸偶ni膰 elementy, kt贸re przejmuj膮 zadania uszkodzonych.
Struktura szeregowa k=n (n/n) n/n
Najcz臋艣ciej spotykana wypadkowa niezawodno艣膰 Rn/n
Rn/n =醽 Ri
Struktura r贸wnoleg艂a k=1 (1/n) 1/n
R1/n =1- 醽(1- Ri)
rezerwowanie
2. PRZEDSTAWI膯 W艁ASNO艢CI ROZK艁ADU WYK艁ADNICZEGO
Opisuje czas zdatno艣ci obiektu, kt贸rego intensywno艣膰 uszkodze艅 jest sta艂a niezale偶na od czasu
位(t) = 位 const
S膮 to obiekty, kt贸rych w艂asno艣ci nie zmieniaj膮 si臋 podczas u偶ywania, nie starzej膮 si臋, nie ulegaj膮 zm臋czeniu, nie koroduj膮. Podlegaj膮 tylko przypadkowym uszkodzeniom, kt贸re uniemo偶liwiaj膮 dalsze dzia艂anie lub zmieniaj膮 ich w艂asno艣ci, cechy.
Brak pami臋ci - nie uszkodzony obiekt jest tak samo zawodny jak obiekt nowy.
W艂asno艣ci rozk艂adu wyk艂adniczego:
Zmienna losowa jest zmienn膮 ci膮g艂膮 jednowymiarow膮,
Niezawodno艣膰 R(t) = exp(- 位t),
Zawodno艣膰 F(t) = 1- exp(- 位t),
G臋sto艣膰 f(t) = 位 exp(- 位t),
Skumulowana intensywno艣膰 螞(t) = 位t,
Oczekiwany czas zdatno艣ci ET = 1/ 位,
Wariancja Var T = 1/ 位2,
Entropia H(T) = log2(e/ 位),
Prawdopodobie艅stwo pozostawania w stanie zdatrno艣ci przez czas t po up艂ywie czasu s poprawnej pracy jest iloczynem zdatno艣ci R(s) i R(t): R(s+t) = R(s) * R(t).
ROZK艁AD WYK艁ADNICZY
3. NA CZYM POLEGA REZERWOWANIE
Rezerwowanie polega na wprowadzeniu dodatkowych element贸w do struktury pe艂ni膮cej rol臋 elementu rezerwowego dla zwi臋kszenia niezawodno艣ci dzia艂ania systemu.
Rezerwa obci膮偶ona - gor膮ca
Odpowiada w艂膮czeniu do systemu r贸wnoleg艂ych element贸w. Elementy te obci膮偶one s膮 od pocz膮tku pracy systemu.
Dla 2-elementowego systemu czas zdatno艣ci:
T=max(T1,T2)
Niezawodno艣膰 systemu z elementami rezerwowymi Ri
Dla rozk艂adu wyk艂adniczego
Rezerwa nieobci膮偶ona - zimna
Elementy rezerwowe nie pracuj膮 w艂膮czane s膮 w momentach uszkodze艅. Zak艂ada si臋 偶e w艂asno艣ci niezawodno艣ciowe rezerwy nie zmieniaj膮 si臋 podczas eksploatacji.
Dla 2-elementowego systemu czas zdatno艣ci
T = T1 + T2
Dla rozk艂adu wyk艂adniczego intensywno艣膰 uszkodze艅 maleje n-krotnie
Rezerwa cz臋艣ciowo obci膮偶ona - ciep艂a
W艂asno艣ci niezawodno艣ciowe elementu rezerwowego ulegaj膮 zmianie w okresie eksploatacji. Czas zdatno艣ci zale偶y od stopnia zmniejszenia zdatno艣ci w chwili podmiany
4. CO TO JEST HIPOTEZA ZEROWA
Hipoteza zerowa (H0) - (Jest to hipoteza poddana procedurze weryfikacyjnej, w kt贸rej zak艂adamy, 偶e r贸偶nica mi臋dzy analizowanymi parametrami lub rozk艂adami wynosi zero.) Hipoteza formu艂owana na pocz膮tku, a nast臋pnie sprawdzana testem zgodno艣ci np. 偶e dana populacja ma rozk艂ad wyk艂adniczy.
Jest ona okre艣lana wraz z hipotez膮 alternatywn膮 w pierwszym punkcie budowy testu istotno艣ci.
H0 odrzuca si臋 dla liczonego poziomu istotno艣ci 伪 (alfa), je艣li zn - obliczona warto艣膰 pr贸by nale偶y do obszary krytycznego, natomiast nie ma podstaw do odrzucenia H0 dla liczonego poziomu istotno艣ci 伪 (alfa), je艣li zn le偶y poza obszarem krytycznym.
5. NA CZYM POLEGA FMECA
FMECA (Failure Mode Effects and Criticality Analysis) polega na oszacowaniu ryzyka i pojawienia si臋 wad i b艂臋d贸w, ocenie ich znaczenia (konsekwencji) i mo偶liwo艣ci wczesnego wykrywania i proponowaniu na tej podstawie rozwi膮za艅 preferencyjnych lub koryguj膮cych z uwzgl臋dnieniem krytyczno艣ci wad/b艂臋d贸w.
Metod polega na analitycznym ustaleniu zwi膮zk贸w przyczynowo - skutkowych powstania potencjalnych wad oraz uwzgl臋dnieniu w analizie czynnika krytyczno艣ci (ryzyka). Identyfikacja potencjalnych uszkodze艅 w systemie i klasyfikacja stopnia wp艂ywu na funkcjonowanie.
I - okre艣lenie potencjalnych miejsc i rodzaj贸w uszkodze艅 i ich znaczenia dla dzia艂ania systemu FMEA (Failure Mode Effects Analysis).
II - klasyfikacja i ocena zagro偶e艅 powodowanych przez okre艣lone w I uszkodzenia.
Algorytm post臋powania
zdefiniowanie systemu b臋d膮cego przedmiotem analizy,
konstrukcja schematu zale偶no艣ci (blokowego),
wskazanie miejsc i rodzaj贸w mo偶liwych uszkodze艅,
przypisanie zagro偶e艅 uszkodzeniom,
ocena i klasyfikacja zagro偶e艅,
raportowanie,
formu艂owanie wniosk贸w odno艣nie zmiany projektu systemu i sposob贸w utrzymania w ruchu.
ZESTAW 3
1. OPISZ TEST ZGODNO艢CI 蠂2
Jeden z najstarszych test贸w zaproponowany przez K.Pearsona na pocz膮tku XX wieku. Statystyka s艂u偶膮ca do budowy obszaru krytycznego ma graniczny rozk艂adu 蠂2.
Z populacji o dystrybuancie F(t) wybrano n-elementow膮 pr贸b臋 prost膮 n-kilkadziesi膮t.
Wyniki grupowane po ni w r klasach. Otrzymano szereg wynik贸w pr贸by tzw. rozk艂ad empiryczny.
„Sprawdzi膰 zgodno艣膰 rozk艂adu empirycznego z okre艣lonej postaci rozk艂adem teoretycznym.”
Inaczej zweryfikowa膰 hipotez臋 H0:F(t)=F0(t) wobec hipotezy H1:F(t)醾笷0(t) gdzie F0(t) jest zadan膮
hipotetyczn膮 dystrybuant膮
Tok post臋powania:
1.Z rozk艂adu hipotetycznego wyznacza si臋 dla ka偶dej klasy prawdopodobie艅stwa
2.Dla ka偶dej klasy wyznacza si臋 liczebno艣ci teoretyczne npi , kt贸re powinny wyst膮pi膰 w n-elementowej pr贸bie, gdyby rozk艂ad by艂 zgodny z hipotez膮 H0
3. Oblicza si臋 warto艣膰 statystyki
Du偶e warto艣ci statystyki 艣wiadcz膮 przeciwko hipotezie zerowej
4. Buduje si臋 obszar krytyczny oparty na rozk艂adzie granicznym 蠂2
Gdzie jest odczytan膮 z tablicy rozk艂adu 蠂2 o r-1 stopniach swobody warto艣ci膮 krytyczn膮 dla przyj臋tego poziomu istotno艣ci 伪 tj
5. Sprawdza si臋 czy warto艣膰 statystyki le偶y w obszarze Q je偶eli tak hipotez臋 odrzuca si臋 przeciwnie nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy
2. W艁ASNO艢CI ROZK艁ADU NORMALNEGO (LAPLACE'A, GAUSSA)
Modeluje zjawiska eksploatacji zale偶ne od wielu czynnik贸w jednocze艣nie, uszkodzenia powodowane s膮 stopniowo zachodz膮cymi nieodwracalnymi zmianami np.. starzenie
W艂asno艣ci rozk艂adu normalnego:
Zmienna losowa jest zmienn膮 ci膮g艂膮 jednowymiarow膮 przyjmuj膮c膮 dowolne warto艣ci rzeczywiste z przedzia艂u (-鈭,+鈭),
Posta膰 funkcji g臋sto艣ci:
Rozk艂ad normalny, co wynika z powy偶szego wzoru, jest okre艣lony przez 2 parametry : 渭 oraz 蟽, gdzie: 渭=ET - warto艣膰 oczekiwana czasu zdatno艣ci, 蟽2=var
T - wariancja czasu zdatno艣ci,
Zwykle korzysta si臋 z tablic standaryzowanego rozk艂adu normalnego f0(t) (渭=0,蟽 =1).
Standaryzowany rozk艂ad jest symetryczny:
I f(t) mo偶na wyrazi膰:
Funkcja niezawodno艣ci:
Gdzie:
Intensywno艣膰 uszkodze艅:
3. OPISZ DRZEWO USZKODZE艃
Drzewo uszkodze艅
Drzewo uszkodze艅
Dzia艂ania:
1) Okre艣lenie granicznych warunk贸w dzia艂ania systemu.
2) Analiza stan贸w pracy, kt贸re mog膮 doprowadzi膰 do niebezpiecznego dzia艂ania systemu.
3) Okre艣lenie zdarze艅 do okre艣lenia relacji.
4) Rysowanie drzewa - budowane jest od g贸ry.
Drzewo
-pora偶enie pierwotne,
-pora偶enie wt贸rne,
-pora偶enie inicjowane.
Analiza za pomoc膮 drzewa uszkodze艅 jest technik膮 analizy niezawodno艣ci. Drzewa awarii mog膮 by膰 pomocne w szczeg贸艂owym okre艣leniu
ci膮gu zdarze艅, normalnych i dotycz膮cych awarii, kt贸re prowadz膮 do analizowanej awarii lub niepo偶膮danego
zdarzenia na poziomie elementu (analiza „od g贸ry do do艂u”). Niezawodno艣膰 jest obliczana przez konwersj臋
pe艂nego drzewa uszkodze艅 na odpowiedni uk艂ad r贸wna艅. Mo偶na to zrobi膰, wykorzystuj膮c algebr臋 zdarze艅 nazywan膮 r贸wnie偶 algebr膮 Boolowsk膮. Podobnie jak w przypadku analizy FMEA, dane dotycz膮ce prawdopodobie艅stwa potrzebne do oblicze艅 mog膮 by膰 trudne do uzyskania.
4. CO TO JEST STRUMIE艃 ODNOWY.
Strumie艅 odnowy
Odnowa polega na naprawie, przywr贸ceniu w艂asno艣ci, wymianie na nowy obiekt, regulacji i kalibracji.
Przedzia艂y czasowe zdatno艣ci Ti i niezdatno艣ci 胃i - odnowy (naprawy) s膮 realizacjami zmiennych losowych: T1, 胃1 ,T2, 胃2 ,T3, 胃3 ,T4, ... Ti ....
Proces odnowy natychmiastowy z zerowym czasem odnowy:
Proces odnowy rzeczywisty alternatywny:
Mo偶na r贸wnie偶 okre艣li膰 strumie艅 odnowy natychmiastowy przez ci膮g sum zmiennych losowych
Sn = T1 + T2 + T3 + T4 +...+ Tn dla n=1,2,3...
Analogicznie dla rzeczywistego alternatywnego strumienia odnowy
胃(n)=(T1+胃1)+(T2+胃2)+...+(Tn+胃n)
Alternatywny strumie艅 odnowy - czasy mi臋dzy odnowami
Alternatywny strumie艅 uszkodze艅 - czasy mi臋dzy uszkodzeniami (strumie艅 z艂o偶ony)
5. FUNKCJA ZAWODNO艢CI
Zawodno艣膰 obiektu nieodnawialnego jest prawdopodobie艅stwem zdarzenia przeciwnego okre艣lana jest przez funkcj臋
, gdzie
T - zmienna losowa oznaczaj膮ca czas zdatno艣ci obiekt贸w z pewnej populacji charakteryzuje dwustanowy proces stochastyczny - model niezawodno艣ci obiektu.
Prawdopodobie艅stwo uszkodzenia si臋 obiektu do chwili t
Przedzia艂 czasu (0 - t) czas zdatno艣ci, lub trwa艂o艣膰 obiektu.
Je偶eli dodatkowo F(t) spe艂nia warunek F(t)=0 dla t <= 0 to
F(t) jest dystrybuant膮 zmiennej losowej T opisuj膮cej niezawodno艣膰 obiektu.
Zak艂ada si臋 偶e funkcja F(t) jest ci膮g艂a dla t >0.
Dopuszcza si臋 nieci膮g艂o艣膰 w t=0 wtedy R0 =1 okre艣lan膮 jako wadliwo艣膰 pocz膮tkow膮 dla obiekt贸w kt贸re rozpoczynaj膮c prac臋 ulegaj膮 awarii.
Niezawodno艣膰 pocz膮tkowa R(0) = P(T=0) prawdopodobie艅stwo przej艣cia w stan niezdatno艣ci w chwili t=0 Zawodno艣膰 pocz膮tkowa.
ZESTAW 4
1. WYMIENI膯 LICZBOWE WSKA殴NIKI NIEZAWODNO艢CI.
Liczbowe wska藕niki niezawodno艣ci:
Pierwszy moment - warto艣膰 oczekiwana:
oczekiwany czas do uszkodzenia.
Wariancja:
Entropia:
Mediana: jest to warto艣膰 (zmiennej losowej T) czasu zdatno艣ci, dla kt贸rej R(t)=1/2.
Moda: warto艣膰 zmiennej losowej, dla kt贸rej funkcja g臋sto艣ci osi膮ga najwi臋ksz膮 warto艣膰.
Kwanty: rz臋du p zmiennej losowej T jest to warto艣膰 spe艂niaj膮ca r贸wnanie: R(t)=p (forma tego r贸wnania - nie wiem, czy jest poprawna).
2. SCHARAKTERYZOWA膯 SPOSOBY ZWI臉KSZENIA NIEZAWODNO艢CI.
Rezerwowanie dla zwi臋kszenia niezawodno艣ci dzia艂ania systemu wprowadza si臋 dodatkowy element do struktury pe艂ni膮cej rol臋 elementu rezerwowego. (WI臉CEJ W PUNKCIE 1.4)
3. CZYM R脫呕NI膭 SI臉 METODY WNIOSKOWANIA PARAMETRYCZNEGO I NIEPARAMETRYCZNEGO
Wnioskowanie parametryczne:
Warunkiem stosowania jest znajomo艣膰 rozk艂adu prawdopodobie艅stwa badanej cechy populacji (dystrybuanty F(t)).
Weryfikacja hipotez statystycznych co do warto艣ci parametr贸w rozk艂adu cechy T
Estymacja nieznanych parametr贸w cechy T badanej populacji (statystyk populacji)
Rozr贸偶ni膰 mo偶na metody
- graficzne - siatki funkcyjne,
- analityczne
Metody nieparametryczne
Testy nieparametryczne stosowane:
Rozmiar pr贸by du偶y,
Pr贸ba prosta (losowanie niezale偶ne),
Poziom ufno艣ci nie mniejszy od 0,01
Polega na badaniu zgodno艣ci uzyskanego w pr贸bie rozk艂adu z rozk艂adem hipotetycznym okre艣lonym w weryfikowanej hipotezie H0.
Wa偶ne jest sprawdzenie czy pr贸ba jest losowa. Przeprowadza si臋 testy losowo艣ci.
4. PODA膯 PRZYK艁AD GENERATORA LOSOWEGO.
Generatorami losowymi nazywamy urz膮dzenia lub programy, kt贸re podaj膮 na swoje wyj艣cie ci膮g liczb losowych, np. czarna skrzynka generuj膮ca liczby losowe.
Przyk艂ady:
螤 (3,1415926535), e - ci膮gi liczb maj膮 bardzo dobre w艂a艣ciwo艣ci,
LCG - liniowy generator losowy: np. mieszanyx+1=(axn+b)modM-(231-1,16807,0,x0),
Generatory oparte na rejestrach przesuwanych:
bi=(ai bi-1+…+ ak bi-1)mod2,
Fibonacciego: xn =(xn-r + xn-s)modM,
Generatory nieliniowe:
ICG: xn+1=(ax-1+bx)modM.
Zastosowanie generator贸w losowych:
1. przygotowanie reprezentatywnej pr贸bki populacji
2. zadania numeryczne (np. rozwi膮zywanie r贸wna艅 r贸偶niczkowych)
3. symulacja i modelowanie zjawisk
4. kryptografia
5. telekomunikacja.
ZESTAW 5
1. PRZYK艁ADY ROZK艁AD脫W S艁U呕膭CYCH DO MODELOWANIA W艁ASNO艢CI OBIEKT脫W
ROZK艁ADY
Najcz臋艣ciej stosowane rozk艂ady do modelowania niezawodno艣ci obiekt贸w
WYK艁ADNICZY - modelowanie uszkodze艅 nag艂ych, modelowanie obci膮偶enia i wytrzyma艂o艣ci, modelowanie struktur niezawodno艣ciowych progowych,
WEIBULLA - modelowanie uszkodze艅 stopniowych, modelowanie problem贸w wytrzyma艂o艣ci, zw艂aszcza wytrzyma艂o艣ci zm臋czeniowej, modelowanie struktur niezawodno艣ciowych szeregowych i szeregowo-r贸wnoleg艂ych,
NORMALNY - modelowanie obci膮偶e艅 statycznych i problem贸w wytrzyma艂o艣ci modelowanie struktur niezawodno艣ciowych szeregowych,
LOGNORMALNY - modelowanie zu偶ycia tribologicznego, modelowanie problem贸w wytrzyma艂o艣ci i obci膮偶enia,
GUMBELA - modelowanie uszkodze艅 katastroficznych, zu偶ycia zm臋czeniowego, modelowanie struktur niezawodno艣ciowych szeregowych i szeregowo-r贸wnoleg艂ych,
FRECHETA - modelowanie zu偶ycia korozyjnego, uszkodze艅 katastroficznych, obci膮偶enia, modelowanie struktur niezawodno艣ciowych r贸wnoleg艂ych,
RAYLEIGHA - modelowanie problem贸w obci膮偶e艅,
GAMMA - modelowanie problem贸w wytrzyma艂o艣ci,
R脫WNOMIERNY - problem贸w eksploatacji,
PODW脫JNIE WYK艁ADNICZY - modelowanie uszkodze艅 wywo艂ywanych przez pitting i skojarzone procesy erozyjno-korozyjne
2. HIPOTEZA ZEROWA
Hipoteza zerowa (H0) - (Jest to hipoteza poddana procedurze weryfikacyjnej, w kt贸rej zak艂adamy, 偶e r贸偶nica mi臋dzy analizowanymi parametrami lub rozk艂adami wynosi zero.) Hipoteza formu艂owana na pocz膮tku, a nast臋pnie sprawdzana testem zgodno艣ci np. 偶e dana populacja ma rozk艂ad wyk艂adniczy.
Jest ona okre艣lana wraz z hipotez膮 alternatywn膮 w pierwszym punkcie budowy testu istotno艣ci.
H0 odrzuca si臋 dla liczonego poziomu istotno艣ci 伪 (alfa), je艣li zn - obliczona warto艣膰 pr贸by nale偶y do obszary krytycznego, natomiast nie ma podstaw do odrzucenia H0 dla liczonego poziomu istotno艣ci 伪 (alfa), je艣li zn le偶y poza obszarem krytycznym.
3. W JAKI SPOS脫B GENERUJE SI臉 ZMIENNE LOSOWE O ROZK艁ADZIE LOSOWYM Z U呕YCIEM GENERATORA O ROZK艁ADZIE R脫WNOMIERNYM.
Odwracanie dystrybuanty. (Je偶eli funkcja posiada tak膮 odwrotn膮 funkcj臋, zaproponowa膰 now膮 zmienna losow膮, kt贸ra zostanie potraktowana t膮 odwrotn膮)
Rozk艂ad r贸wnomierny
X=F-1(R) F(R)- dystrybuanta
Wystarczy znale藕膰 funkcje odwrotn膮 i wed艂ug niej zrobi膰 zmienne, kt贸re b臋d膮 mia艂y zadany rozk艂ad.
Rozk艂ad wyk艂adniczy: F(x)=1-e-x
F-1(n)=-ln(1-r) (obliczaj膮c t臋 funkcj臋 dostajemy dane o rozk艂adzie)
4. W JAKI SPOS脫B GENERUJE SI臉 ZMIENNE LOSOWE O ROZK艁ADZIE LOSOWYM Z U呕YCIEM GENERATORA O ROZK艁ADZIE NIER脫WNOMIERNYM
W jaki spos贸b generuje si臋 zmienne losowe o rozk艂adzie nier贸wnomiernym:
R - zmienna losowa o rozk艂adzie nier贸wnomiernym (0,1)
F - dystrybuanta
Definiuje si臋: x=F-1(R)
P[x
X]=P{ F-1(R)
x}=P{R
F(x)}
F(x)=1-e-x
F-1(x)=-ln(1-n)=x
5. NA CZYM POLEGA REZERWOWANIE
Rezerwowanie polega na wprowadzeniu dodatkowych element贸w do struktury pe艂ni膮cej rol臋 elementu rezerwowego dla zwi臋kszenia niezawodno艣ci dzia艂ania systemu.
Rezerwa obci膮偶ona - gor膮ca
Odpowiada w艂膮czeniu do systemu r贸wnoleg艂ych element贸w. Elementy te obci膮偶one s膮 od pocz膮tku pracy systemu.
Dla 2-elementowego systemu czas zdatno艣ci:
T=max(T1,T2)
Niezawodno艣膰 systemu z elementami rezerwowymi Ri
Dla rozk艂adu wyk艂adniczego
Rezerwa nieobci膮偶ona - zimna
Elementy rezerwowe nie pracuj膮 w艂膮czane s膮 w momentach uszkodze艅. Zak艂ada si臋 偶e w艂asno艣ci niezawodno艣ciowe rezerwy nie zmieniaj膮 si臋 podczas eksploatacji.
Dla 2-elementowego systemu czas zdatno艣ci
T = T1 + T2
Dla rozk艂adu wyk艂adniczego intensywno艣膰 uszkodze艅 maleje n-krotnie
Rezerwa cz臋艣ciowo obci膮偶ona - ciep艂a
W艂asno艣ci niezawodno艣ciowe elementu rezerwowego ulegaj膮 zmianie w okresie eksploatacji. Czas zdatno艣ci zale偶y od stopnia zmniejszenia zdatno艣ci w chwili podmiany
ZESTAW 6
1. OKRE艢LI膯 FUNKCJ臉 RYZYKA
Funkcja ryzyka - Zale偶no艣膰 okre艣laj膮ca zdolno艣膰 do spe艂niania wymaga艅
醽(t) - prawdopodobie艅stwo niespe艂nienia wymaga艅 w chwili (t+dt), ryzyko, intensywno艣膰 ubywania lub intensywno艣膰 uszkodze艅
Funkcja 醽 - funkcja intensywno艣ci, warto艣膰 醽(t) - intensywno艣膰
Gdy warto艣膰 醽(t) maleje w艂asno艣ci niezawodno艣ciowe polepszaj膮 si臋
Najcz臋艣ciej spotykany przebieg 醽(t) to przebieg typu U (wannowy)
2. OKRE艢L STRUMIE艃 ODNOWY
Strumie艅 odnowy
Odnowa polega na naprawie, przywr贸ceniu w艂asno艣ci, wymianie na nowy obiekt, regulacji i kalibracji.
Przedzia艂y czasowe zdatno艣ci Ti i niezdatno艣ci 胃i - odnowy (naprawy) s膮 realizacjami zmiennych losowych: T1, 胃1 ,T2, 胃2 ,T3, 胃3 ,T4, ... Ti ....
Proces odnowy natychmiastowy z zerowym czasem odnowy:
Proces odnowy rzeczywisty alternatywny:
Mo偶na r贸wnie偶 okre艣li膰 strumie艅 odnowy natychmiastowy przez ci膮g sum zmiennych losowych
Sn = T1 + T2 + T3 + T4 +...+ Tn dla n=1,2,3...
Analogicznie dla rzeczywistego alternatywnego strumienia odnowy
胃(n)=(T1+胃1)+(T2+胃2)+...+(Tn+胃n)
Alternatywny strumie艅 odnowy - czasy mi臋dzy odnowami
Alternatywny strumie艅 uszkodze艅 - czasy mi臋dzy uszkodzeniami (strumie艅 z艂o偶ony)
3. SPOS脫B PRZEPROWADZANIA TEST脫W ZGODNO艢CI
Polega na badaniu zgodno艣ci uzyskanego w pr贸bie rozk艂adu z rozk艂adem hipotetycznym okre艣lonym w weryfikowanej hipotezie H0 Wa偶ne jest sprawdzenie czy pr贸ba jest losowa. Przeprowadza si臋 testy losowo艣ci.
Dla przeprowadzenia weryfikacji pr贸b臋 dzieli si臋 na 2 cz臋艣ci
1-sza do obliczenia statystyki
2-ga do sprawdzenia hipotezy
Przebieg:
1. Okre艣lenie hipotezy zerowej H0 i hipotezy alternatywnej H1,
2. Przyj臋cie poziomu istotno艣ci (alfa) im wy偶szy poziom istotno艣ci tym wi臋ksza szansa odrzucenia hipotezy (alfa=0,1; 0,05; 0,001)
3. Wylosowanie n-elementowej pr贸by i wyznaczenie statystyki Zn, kt贸rej rozk艂ad jest znany przy za艂o偶eniu prawdziwo艣ci hipotezy zerowej.
4. Wyb贸r obszaru krytycznego w zale偶no艣ci od hipotezy alternatywnej.
5. Obliczenie z pr贸by warto艣ci zn statystyki Zn i sprawdzenie czy nale偶y do obszaru krytycznego.
4.
5. CECHY KOMPUTEROWEGO OPROGRAMOWANIA W WSPOMAGANIU
CECHY FMECA (Failure Mode Effects and Criticality Analysis):
Ci膮g艂e rozwijanie od lat 60. i zastosowanie w coraz to nowszych dziedzinach;
Mo偶liwe wykorzystanie do proces贸w bardzo z艂o偶onych zar贸wno w produkcji masowej jak i jednostkowej;
Posiada miary oceny, kt贸re mi臋dzy innymi bior膮 pod uwag膮 znaczenie wady dla klienta;
Mo偶na stosowa膰 w r贸偶nych fazach powstania:
-Koncepcji produktu,
-Przed wdro偶eniem do produkcji,
-W czasie wdra偶ania produktu na skal臋 masow膮,
-Produkcji,
-Eksploatacji;
Mo偶liwe zastosowanie dla:
-Ca艂ego wyrobu,
-Pojedynczego podzespo艂u lub elementu
konstrukcyjnego,
-Ca艂ego procesu technologicznego,
-Jego dowolnej operacji.
FUNKCJA NIEZAWODNO艢CI
Niezawodno艣膰 obiektu nieodnawialnego okre艣lana jest przez funkcj臋
T - zmienna losowa oznaczaj膮ca czas zdatno艣ci obiekt贸w z pewnej populacji charakteryzuje dwustanowy proces stochastyczny - model niezawodno艣ci obiektu
Prawdopodobie艅stwo nie uszkodzenia si臋 obiektu co najmniej do chwili t
Przedzia艂 czasu (0 - t) czas zdatno艣ci, lub trwa艂o艣膰 obiektu.
Je偶eli funkcja niezawodno艣ci jest ci膮g艂a to mo偶na przedstawi膰 j膮 w postaci:
EMPIRYCZNA FUNKCJA NIEZAWODNO艢CI
Funkcja niezawodno艣ci w rozk艂adzie Weibulla