ГОСТ Р 27.404-2009. Надежность в технике. Планы испытаний для контроля коэффициента готовности
(утв. Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2009 № 1245-ст)
Примечание
Отдельные положения данного документа включены в Перечень международных и региональных (межгосударственных) стандартов, а в случае их отсутствия — национальных (государственных) стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения требований технического регламента Евразийского экономического союза «О безопасности продукции, предназначенной для гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (ТР ЕАЭС 050/2021) и осуществления оценки соответствия объектов технического регулирования (Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии от 30.05.2023 № 78). Введен в действие с 1 сентября 2010 года.
от 15 декабря 2009 г. № 1245-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЛАНЫ ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ
Dependability in technics. Compliance test plans for steady-state availability
1 сентября 2010 года
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
1. Разработан Федеральным государственным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении» (ФГУП «ВНИИНМАШ»).
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 119 «Надежность в технике».
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 1245-ст.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.
Настоящий стандарт распространяется на восстанавливаемые (ремонтируемые) изделия, распределения наработок между отказами которых аппроксимируют экспоненциальным распределением, и устанавливает планы контрольных испытаний для проверки соответствия коэффициента готовности заданным требованиям. Требования стандарта применимы при испытании одного изделия.
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения.
Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного стандарта в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3. Термины, определения и обозначения
3.1. В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27.002, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1. План испытаний: совокупность правил, определяющих продолжительность испытаний и принятие решений в зависимости от суммарного учитываемого числа наблюдений (проб, опытов) и учитываемого числа отказов (неудач), достигнутых (накопленных) к данному моменту испытаний.
3.1.2. Приемочный уровень: пороговое значение коэффициента готовности для принятия решения о приемке изделий.
Примечание. Решение о приемке принимают, если истинное значение коэффициента готовности равно или более приемочного уровня.
3.1.3. Браковочный уровень: пороговое значение коэффициента готовности для принятия решения о браковке изделий.
Примечание. Решение о браковке принимают, если истинное значение коэффициента готовности равно или менее браковочного уровня.
3.1.4. Риск поставщика (изготовителя): вероятность принятия решения о браковке изделий при условии, что истинное значение коэффициента готовности равно приемочному уровню.
3.1.5. Риск потребителя: вероятность принятия решения о приемке изделий при условии, что истинное значение коэффициента готовности равно браковочному уровню.
3.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
\alpha — номинальный (заданный) риск поставщика;
\beta — номинальный (заданный) риск потребителя;
\text{А}_{0} — приемочный уровень;
U_{0} — приемочный уровень коэффициента простоя; U_{0} = 1 - A_{0} ;
U_{1} — браковочный уровень коэффициента простоя; U_{1} = 1 - A_{1} ;
D — разрешающий коэффициент; D = U_{1}/U_{0} ;
Ac(r) — граница приемки в последовательных испытаниях;
Re(r) — граница браковки в последовательных испытаниях;
U_{lim} — критерий принятия решения;
U_{1 - \alpha} — квантиль уровня (1 - \alpha) нормированного нормального распределения;
F_{1 - \alpha}(v_{1},v_{2}) — квантиль уровня (1 - \alpha) F-распределения с (v_{1},v_{2}) степенями свободы;
m_{\alpha} — среднее время пребывания изделия в неработоспособном состоянии;
n — объем выборки; число отказов (восстановлений) изделия за время испытаний ограниченной продолжительности;
r — число отказов в последовательных испытаниях;
T — суммарное время пребывания изделия в работоспособном состоянии; T = \sum t_{j} ;
T* — продолжительность испытаний;
t_{j} — наработка между отказами; j = 1, 2, 3, ...;
Y — суммарное время пребывания изделия в неработоспособном состоянии; Y = \sum y_{j} ;
y_{j} — время пребывания изделия в неработоспособном состоянии; j = 1, 2, 3, ...;
f(t), E(t), E(t^{2}) — плотность, математическое ожидание (среднее значение) и дисперсия распределений случайных величин;
f(t) = S(st)^{p - 1}exp( - st)/\Gamma(p) ,
\Gamma(p) = \int_{0}^{\infty} y^{p - 1}exp(- y)dy ; \Gamma(p) = (p - 1)! при целых p;
экспоненциальное распределение (частный случай гамма-распределения при p = 1):
4.1. Контролируемыми показателями готовности являются стационарный коэффициент готовности или стационарный коэффициент технического использования (далее — коэффициент готовности).
Методы контроля, установленные в настоящем стандарте, в качестве контролируемого показателя используют также коэффициент простоя, дополняющий значения коэффициента готовности и коэффициента технического использования до единицы.
4.2 По результатам испытаний в отношении контролируемого показателя принимают одно из следующих решений:
- соответствие установленным требованиям (приемка);
- несоответствие установленным требованиям (браковка).
4.3. При испытаниях высоконадежного изделия отказ может не наступить, поэтому не могут быть получены количественные данные о готовности изделия. В подобных случаях заинтересованные стороны должны прийти к согласованному решению.
4.4. Исходными данными для выбора плана испытаний являются номинальный риск поставщика \alpha и риск потребителя \beta , а также приемочный и браковочный коэффициенты простоя (разрешающий коэффициент D).
4.5. Планы испытаний, установленные в настоящем стандарте, предназначены для непрерывно работающих изделий, готовность которых определяют относительно суммарного времени их эксплуатации.
При использовании планов испытаний для изделий с прерывающимся режимом работы должны быть приняты соответствующие решения в отношении учета числа восстановлений изделия в перерывах между рабочими периодами.
4.6. Методы испытаний, установленные в настоящем стандарте, применимы только для изделий, которые могут находиться в двух состояниях — работоспособном и неработоспособном.
Для сложных изделий могут быть установлены несколько режимов работы. В этом случае планы испытаний следует применять раздельно для каждого режима работы изделия. При получении противоречащих друг другу результатов контроля готовности для разных режимов работы должны быть установлены требования к принятию решений.
4.7. В зависимости от вида контролируемого показателя, составляющие времени пребывания изделия в неработоспособном состоянии подразделяют на учитываемые и неучитываемые. Классификация составляющих времени пребывания в неработоспособном состоянии должна быть установлена до начала испытаний.
5. Распределения временных характеристик
5.1. Испытаниям подвергают работоспособное изделие. По истечении интервала времени возникает первый отказ и изделие переходит в неработоспособное состояние. После восстановления изделие возвращается в работоспособное состояние. Затем начинается новый цикл «работоспособность — отказ — неработоспособность — восстановление». Реализация этого процесса представлена на рисунке 1.

изделий при испытаниях в виде испытательных циклов
5.2. В основе планов испытаний лежит предположение, что наработка изделия между отказами представляют собой выборку из экспоненциального распределения, а продолжительность пребывания в неработоспособном состоянии — выборку из гамма-распределения. Значение параметра формы p определяют по согласованию между поставщиком и потребителем до начала испытаний (по результатам испытаний аналогичных изделий) или оценивают по статистическим данным, полученным в процессе испытаний.
Примечание. При отсутствии информации допускается по согласованию между поставщиком и потребителем принимать p = 1 (экспоненциальное распределение пребывания изделия в неработоспособном состоянии).
6.1 План испытаний с ограниченным числом отказов
Определяют число отказов n, которое должно быть получено в ходе испытаний как минимальное из возможных чисел, для которых выполняется неравенство
F_{1 - \alpha}(2pn;2n)F_{1 - \beta}(2n;2pn) \leq D(1 - U_{0})/(1 - DU_{0}) . (1)
U_{lim} = F_{1 - \alpha}(2pn;2n)U_{0}/(1 - U_{0}) . (2)
По результатам испытаний после получения n отказов вычисляют значение Y/T.
Решение о приемке изделий принимают в случае, если Y/T \leq U_{lim} .
В противном случае принимают решение о браковке.
Квантили F-распределения с (v_{1},v_{2}) степенями свободы
| V 2 | V 1 | |||||||||
| 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 120 | |
| 0,80 квантиля | ||||||||||
| 2 | 4,00 | 4,24 | 4,32 | 4,36 | 4,38 | 4,43 | 4,45 | 4,46 | 4,46 | 4,47 |
| 4 | 2,47 | 2,48 | 2,47 | 2,47 | 2,46 | 2,44 | 2,44 | 2,44 | 2,43 | 2,43 |
| 6 | 2,13 | 2,09 | 2,06 | 2,04 | 2,03 | 2,00 | 1,98 | 1,98 | 1,97 | 1,96 |
| 8 | 1,98 | 1,92 | 1,88 | 1,86 | 1,84 | 1,80 | 1,78 | 1,77 | 1,76 | 1,75 |
| 10 | 1,90 | 1,83 | 1,78 | 1,75 | 1,73 | 1,68 | 1,66 | 1,65 | 1,64 | 1,63 |
| 12 | 1,85 | 1,77 | 1,72 | 1,69 | 1,66 | 1,61 | 1,59 | 1,58 | 1,56 | 1,55 |
| 14 | 1,81 | 1,73 | 1,67 | 1,65 | 1,62 | 1,56 | 1,53 | 1,52 | 1,51 | 1,49 |
| 16 | 1,78 | 1,70 | 1,64 | 1,61 | 1,58 | 1,52 | 1,49 | 1,48 | 1,47 | 1,45 |
| 18 | 1,76 | 1,67 | 1,62 | 1,58 | 1,55 | 1,49 | 1,46 | 1,45 | 1,43 | 1,42 |
| 20 | 1,75 | 1,65 | 1,60 | 1,56 | 1,53 | 1,47 | 1,44 | 1,42 | 1,41 | 1,39 |
| 30 | 1,70 | 1,60 | 1,54 | 1,50 | 1,47 | 1,39 | 1,36 | 1,35 | 1,33 | 1,31 |
| 40 | 1,68 | 1,57 | 1,51 | 1,47 | 1,44 | 1,36 | 1,33 | 1,31 | 1,29 | 1,26 |
| 60 | 1,65 | 1,55 | 1,48 | 1,44 | 1,41 | 1,32 | 1,29 | 1,27 | 1,24 | 1,22 |
| 120 | 1,63 | 1,52 | 1,45 | 1,41 | 1,37 | 1,29 | 1,25 | 1,23 | 1,20 | 1,17 |
| 0,90 квантиля | ||||||||||
| 2 | 9,00 | 9,24 | 9,33 | 9,37 | 9,39 | 9,44 | 9,46 | 9,47 | 9,47 | 9,48 |
| 4 | 4,32 | 4,11 | 4,01 | 3,96 | 3,92 | 3,84 | 3,82 | 3,80 | 3,79 | 3,78 |
| 6 | 3,46 | 3,18 | 3,05 | 2,98 | 2,94 | 2,84 | 2,80 | 2,78 | 2,76 | 2,74 |
| 8 | 3,11 | 2,81 | 2,67 | 2,59 | 2,54 | 2,42 | 2,38 | 2,36 | 2,34 | 2,32 |
| 10 | 2,92 | 2,61 | 2,46 | 2,38 | 2,32 | 2,20 | 2,16 | 2,13 | 2,11 | 2,08 |
| 12 | 2,81 | 2,48 | 2,33 | 2,24 | 2,19 | 2,06 | 2,01 | 1,99 | 1,96 | 1,93 |
| 14 | 2,73 | 2,39 | 2,24 | 2,15 | 2,10 | 1,96 | 1,91 | 1,89 | 1,86 | 1,83 |
| 16 | 2,67 | 2,33 | 2,18 | 2,09 | 2,03 | 1,89 | 1,84 | 1,81 | 1,78 | 1,75 |
| 18 | 2,62 | 2,29 | 2,13 | 2,04 | 1,98 | 1,84 | 1,78 | 1,75 | 1,72 | 1,69 |
| 20 | 2,59 | 2,25 | 2,09 | 2,00 | 1,94 | 1,78 | 1,74 | 1,71 | 1,68 | 1,64 |
| 30 | 2,49 | 2,14 | 1,98 | 1,88 | 1,82 | 1,67 | 1,61 | 1,57 | 1,54 | 1,50 |
| 40 | 2,44 | 2,09 | 1,93 | 1,83 | 1,76 | 1,61 | 1,54 | 1,51 | 1,47 | 1,42 |
| 60 | 2,39 | 2,04 | 1,87 | 1,77 | 1,71 | 1,54 | 1,48 | 1,44 | 1,40 | 1,35 |
| 120 | 2,35 | 1,99 | 1,82 | 1,72 | 1,65 | 1,48 | 1,41 | 1,37 | 1,32 | 1,26 |
| 0,95 квантиля | ||||||||||
| 2 | 19,00 | 19,25 | 19,33 | 19,37 | 19,40 | 19,45 | 19,46 | 19,47 | 19,48 | 19,49 |
| 4 | 6,94 | 6,39 | 6,16 | 6,04 | 5,96 | 5,80 | 5,75 | 5,72 | 5,69 | 5,66 |
| 6 | 5,14 | 4,53 | 4,28 | 4,15 | 4,06 | 3,87 | 3,81 | 3,77 | 3,74 | 3,71 |
| 8 | 4,46 | 3,84 | 3,58 | 3,44 | 3,35 | 3,15 | 3,08 | 3,04 | 3,01 | 2,97 |
| 10 | 4,10 | 3,48 | 3,22 | 3,07 | 2,98 | 2,77 | 2,70 | 2,66 | 2,62 | 2,58 |
| 12 | 3,89 | 3,26 | 3,0 | 2,85 | 2,75 | 2,54 | 2,47 | 2,43 | 2,38 | 2,34 |
| 14 | 3,74 | 3,11 | 2,85 | 2,70 | 2,60 | 2,39 | 2,31 | 2,27 | 2,22 | 2,18 |
| 16 | 3,63 | 3,01 | 2,74 | 2,59 | 2,49 | 2,28 | 2,19 | 2,15 | 2,11 | 2,06 |
| 18 | 3,55 | 2,93 | 2,66 | 2,51 | 2,41 | 2,19 | 2,11 | 2,06 | 2,02 | 1,97 |
| 20 | 3,49 | 2,87 | 2,60 | 2,45 | 2,35 | 2,12 | 2,04 | 1,99 | 1,95 | 1,90 |
| 30 | 3,32 | 2,69 | 2,42 | 2,27 | 2,16 | 1,93 | 1,84 | 1,79 | 1,74 | 1,68 |
| 40 | 3,23 | 2,61 | 2,34 | 2,18 | 2,08 | 1,84 | 1,74 | 1,69 | 1,64 | 1,58 |
| 60 | 3,15 | 2,53 | 2,25 | 2,10 | 1,99 | 1,75 | 1,65 | 1,59 | 1,53 | 1,47 |
| 120 | 3,07 | 2,45 | 2,17 | 2,02 | 1,91 | 1,66 | 1,55 | 1,50 | 1,43 | 1,35 |
6.2 План испытаний с ограниченной продолжительностью (превышающей пятнадцатикратное значение наработки на отказ)
T^{*} = m_{u}(1 + p^{- 1})\{ \frac{U_{1 - \alpha} \sqrt{1 - U_{0}} + [\frac{U_{1 - \beta}(1 - DU_{0}) \sqrt{D}}{\sqrt{1 - U_{0}}}]}{(D - 1)} \}2 . (3)
U_{lim} = U_{0} \frac{U_{1 - \alpha}D(1 - U_{0}) + U_{1 - \beta} \sqrt{D} (1 - DU_{0})}{U_{1 - \alpha}(1 - U_{0}) + U \sqrt{D(1 - DU_{0})}} . (4)
По результатам испытаний вычисляют значения Y; T.
Решение о приемке принимают в том случае, если Y(Y + T) \leq U_{lim} .
В противном случае принимают решение о браковке.
Квантили нормированного нормального распределения
| 1 — альфа 1 — бета | U 1 — альфа U 1 — бета |
|---|---|
| 0,80 | 0,842 |
| 0,90 | 1,282 |
| 0,95 | 1,645 |
6.3 План испытаний с ограниченной продолжительностью (U < 0,05)
Этот план применяют, если m_{\alpha}m_{u} менее 0,05.
Продолжительность испытаний — T*.
Критерий принятия решения U_{lim} является функцией продолжительности испытаний и его значение определяют по таблице 3 с учетом соотношения между продолжительностью испытаний T* и разрешающим коэффициентом D.
По результатам испытаний определяют значения Y, T.
В противном случае принимают решение о браковке.
Разрешающие коэффициенты D и браковочные пределы U_{lim} для плана испытаний
| T*/m u | альфа = бета = 0,05 | альфа = бета = 0,10 | альфа = бета = 0,20 | |||
| D | U /U lim 0 | D | U /U lim 0 | D | U /U lim 0 | |
| p = 1 | ||||||
| 1,0 | 24,72 | 3,92 | 15,01 | 2,91 | 7,37 | 1,86 |
| 1,2 | 20,01 | 3,64 | 12,39 | 2,75 | 6,30 | 1,83 |
| 1,4 | 16,88 | 3,42 | 10,64 | 2,63 | 5,56 | 1,80 |
| 1,6 | 14,66 | 3,24 | 9,38 | 2,52 | 5,03 | 1,77 |
| 1,8 | 13,01 | 3,10 | 8,44 | 2,44 | 4,63 | 1,74 |
| 2,0 | 11,73 | 2,98 | 7,70 | 2,36 | 4,31 | 1,71 |
| 2,5 | 9,52 | 2,75 | 6,42 | 2,22 | 3,74 | 1,65 |
| 3,0 | 8,12 | 2,58 | 5,59 | 2,11 | 3,37 | 1,61 |
| 3,5 | 7,15 | 2,45 | 5,01 | 2,03 | 3,10 | 1,57 |
| 4,0 | 6,44 | 2,34 | 4,58 | 1,96 | 2,90 | 1,54 |
| 5,0 | 5,46 | 2,19 | 3,98 | 1,86 | 2,61 | 1,49 |
| 6,0 | 4,82 | 2,07 | 3,58 | 1,78 | 2,42 | 1,45 |
| 7,0 | 4,36 | 1,99 | 3,29 | 1,72 | 2,28 | 1,42 |
| 8,0 | 4,02 | 1,92 | 3,07 | 1,67 | 2,17 | 1,40 |
| 9,0 | 3,75 | 1,86 | 2,90 | 1,63 | 2,08 | 1,37 |
| 10,0 | 3,53 | 1,81 | 2,76 | 1,60 | 2,01 | 1,36 |
| 15,0 | 2,88 | 1,65 | 2,33 | 1,49 | 1,78 | 1,29 |
| 20,0 | 2,53 | 1,56 | 2,10 | 1,42 | 1,65 | 1,26 |
| p = 2 | ||||||
| 1,0 | 18,94 | 3,47 | 11,74 | 2,59 | 6,01 | 1,87 |
| 1,2 | 15,43 | 3,22 | 9,78 | 2,54 | 5,19 | 1,81 |
| 1,4 | 13,11 | 3,04 | 8,46 | 2,42 | 4,63 | 1,76 |
| 1,6 | 11,45 | 2,89 | 7,52 | 2,33 | 4,22 | 1,72 |
| 1,8 | 10,22 | 2,77 | 6,80 | 2,25 | 3,91 | 1,69 |
| 2,0 | 9,26 | 2,67 | 6,25 | 2,18 | 3,66 | 1,66 |
| 2,5 | 7,62 | 2,47 | 5,28 | 2,06 | 3,22 | 1,60 |
| 3,0 | 6,56 | 2,33 | 4,65 | 1,96 | 2,93 | 1,55 |
| 3,5 | 5,83 | 2,22 | 4,20 | 1,89 | 2,72 | 1,51 |
| 4,0 | 5,29 | 2,13 | 3,84 | 1,83 | 2,56 | 1,48 |
| 5,0 | 4,54 | 2,00 | 3,40 | 1,74 | 2,33 | 1,44 |
| 6,0 | 4,05 | 1,91 | 3,09 | 1,67 | 2,17 | 1,40 |
| 7,0 | 3,70 | 1,84 | 2,87 | 1,62 | 2,06 | 1,37 |
| 8,0 | 3,43 | 1,78 | 2,70 | 1,58 | 1,97 | 1,35 |
| 9,0 | 3,22 | 1,73 | 2,56 | 1,54 | 1,90 | 1,33 |
| 10,0 | 3,06 | 1,69 | 2,45 | 1,51 | 1,84 | 1,31 |
| 15,0 | 2,54 | 1,56 | 2,10 | 1,42 | 1,65 | 1,26 |
| 20,0 | 2,26 | 1,48 | 1,92 | 1,36 | 1,55 | 1,22 |
| p = 5 | ||||||
| 1,0 | 15,37 | 3,14 | 9,64 | 2,52 | 5,05 | 1,83 |
| 1,2 | 12,72 | 2,93 | 8,19 | 2,38 | 4,48 | 1,77 |
| 1,4 | 10,87 | 2,77 | 7,15 | 2,27 | 4,04 | 1,72 |
| 1,6 | 9,54 | 2,64 | 6,38 | 2,19 | 3,71 | 1,68 |
| 1,8 | 8,55 | 2,54 | 5,80 | 2,11 | 3,45 | 1,61 |
| 2,0 | 7,78 | 2,45 | 5,36 | 2,05 | 3,25 | 1,61 |
| 2,5 | 6,47 | 2,28 | 4,57 | 1,94 | 2,89 | 1,55 |
| 3,0 | 5,62 | 2,16 | 4,06 | 1,85 | 2,65 | 1,51 |
| 3,5 | 5,03 | 2,07 | 3,70 | 1,79 | 2,47 | 1,47 |
| 4,0 | 4,59 | 1,99 | 3,43 | 1,73 | 2,34 | 1,44 |
| 5,0 | 3,98 | 1,88 | 3,04 | 1,65 | 2,15 | 1,40 |
| 6,0 | 3,58 | 1,80 | 2,79 | 1,60 | 2,02 | 1,36 |
| 7,0 | 3,29 | 1,73 | 2,60 | 1,55 | 1,92 | 1,34 |
| 8,0 | 3,07 | 1,68 | 2,46 | 1,51 | 1,84 | 1,32 |
| 9,0 | 2,90 | 1,64 | 2,34 | 1,48 | 1,78 | 1,30 |
| 10,0 | 2,76 | 1,61 | 2,25 | 1,46 | 1,73 | 1,28 |
| 15,0 | 2,32 | 1,49 | 1,96 | 1,37 | 1,57 | 1,23 |
| 20,0 | 2,09 | 1,42 | 1,80 | 1,32 | 1,48 | 1,20 |
6.4 Последовательные испытания
Продолжительность испытаний изделий по этому плану зависит от коэффициента готовности. После очередного восстановления в соответствии с приведенными ниже правилами принимают решение о завершении испытаний или об их продолжении. Границы приемки и браковки зависят от числа циклов (отказов и восстановлений) изделия, произошедших на данный момент времени.
Изделие бракуют, если Y/T>Re(r)U_{0}/(1 - U_{0}) .
Изделие принимают, если Y/T>Ac(r)U_{0}/(1 - U_{0}) .
Испытания продолжают, если Ac(r)U_{0}/(1 - U_{0}) \leq Y/T \leq Re(r)U_{0}/(1 - U_{0}) .
Границы областей приемки и браковки рассчитывают по формулам:
Ac(r) = \frac{D - H(r)}{p[H(r) - 1]} , если r> \frac{ln \frac{1 - \beta}{\alpha}}{lnD} и Ac(r) = 0 — в противном случае;
Re(r) = \frac{D - G(r)}{p[G(r) - 1]} , если r> \frac{ln \frac{1 - \alpha}{\beta}}{pln(D)} и Re(r) = \infty — в противном случае,
где G(r) = D^{1/(1 + p)}[\alpha/(1 - \beta)]^{1/(r + rp)} ,
H(r) = D^{1/(1 + p)}[(1 - \alpha)/\beta]^{1/(r + rp)} .
Значения Ac(r) и Re(r) приведены в таблице 4.
Пример плана последовательных испытаний для исходных данных p = 1, D = 5, \alpha = \beta = 0,1 приведен на рисунке 2.

Рисунок 2. Пример плана испытаний
Границы областей приемки Ac(r) и браковки Re(r) для последовательного плана испытаний
| r | альфа = бета = 0,05 | альфа = бета = 0,10 | альфа = бета = 0,20 | |||
| Ac(r) | Re(r) | Ac(r) | Re(r) | Ac(r) | Re(r) | |
| D = 2, p = 1 | ||||||
| 1 | 0,00 | - | 0,00 | - | 0,00 | - |
| 2 | 0,00 | - | 0,00 | - | 0,00 | - |
| 3 | 0,00 | - | 0,00 | - | 0,28 | 7,17 |
| 4 | 0,00 | - | 0,16 | 12,41 | 0,47 | 4,29 |
| 5 | 0,11 | 17,69 | 0,31 | 6,39 | 0,60 | 3,33 |
| 6 | 0,24 | 8,39 | 0,43 | 4,63 | 0,70 | 2,85 |
| 7 | 0,34 | 5,85 | 0,53 | 3,79 | 0,78 | 2,56 |
| 8 | 0,43 | 4,67 | 0,61 | 3,30 | 0,84 | 2,37 |
| 9 | 0,50 | 3,98 | 0,67 | 2,97 | 0,90 | 2,23 |
| 10 | 0,57 | 3,53 | 0,73 | 2,74 | 0,94 | 2,13 |
| 11 | 0,62 | 3,22 | 0,78 | 2,57 | 0,98 | 2,05 |
| 12 | 0,67 | 2,99 | 0,82 | 2,44 | 1,01 | 1,99 |
| 13 | 0,71 | 2,81 | 0,86 | 2,34 | 1,03 | 1,93 |
| 14 | 0,75 | 2,66 | 0,89 | 2,25 | 1,06 | 1,89 |
| 15 | 0,79 | 2,55 | 0,92 | 2,18 | 1,08 | 1,85 |
| 16 | 0,82 | 2,45 | 0,94 | 2,12 | 1,10 | 1,82 |
| 17 | 0,84 | 2,37 | 0,97 | 2,07 | 1,11 | 1,80 |
| 18 | 0,87 | 2,30 | 0,99 | 2,03 | 1,13 | 1,77 |
| 19 | 0,89 | 2,24 | 1,01 | 1,99 | 1,14 | 1,75 |
| 20 | 0,91 | 2,19 | 1,02 | 1,95 | 1,15 | 1,73 |
| D = 2, p = 2 | ||||||
| 1 | 0,00 | - | 0,00 | - | 0,00 | - |
| 2 | 0,00 | - | 0,11 | - | 0,35 | - |
| 3 | 0,17 | - | 0,32 | - | 0,56 | 5,75 |
| 4 | 0,32 | - | 0,47 | 9,68 | 0,71 | 3,58 |
| 5 | 0,44 | 13,64 | 0,59 | 5,17 | 0,81 | 2,86 |
| 6 | 0,53 | 6,66 | 0,68 | 3,84 | 0,89 | 2,50 |
| 7 | 0,61 | 4,76 | 0,75 | 3,21 | 0,95 | 2,29 |
| 8 | 0,68 | 3,87 | 0,81 | 2,84 | 0,99 | 2,14 |
| 9 | 0,73 | 3,35 | 0,86 | 2,60 | 1,03 | 2,04 |
| 10 | 0,78 | 3,02 | 0,91 | 2,42 | 1,06 | 1,96 |
| 11 | 0,82 | 2,78 | 0,94 | 2,30 | 1,09 | 1,90 |
| 12 | 0,86 | 2,61 | 0,97 | 2,20 | 1,12 | 1,85 |
| 13 | 0,89 | 2,47 | 1,00 | 2,12 | 1,14 | 1,82 |
| 14 | 0,92 | 2,36 | 1,03 | 2,05 | 1,15 | 1,78 |
| 15 | 0,95 | 2,28 | 1,05 | 2,00 | 1,17 | 1,76 |
| 16 | 0,97 | 2,20 | 1,07 | 1,96 | 1,18 | 1,73 |
| 17 | 0,99 | 2,14 | 1,09 | 1,92 | 1,20 | 1,71 |
| 18 | 1,01 | 2,09 | 1,10 | 1,88 | 1,21 | 1,69 |
| 19 | 1,03 | 2,04 | 1,12 | 1,86 | 1,22 | 1,68 |
| 20 | 1,05 | 2,01 | 1,13 | 1,83 | 1,23 | 1,66 |
| D = 2, p = 5 | ||||||
| 1 | 0,04 | - | 0,12 | - | 0,28 | - |
| 2 | 0,26 | - | 0,37 | - | 0,57 | - |
| 3 | 0,42 | - | 0,55 | - | 0,74 | 4,89 |
| 4 | 0,54 | - | 0,67 | 8,04 | 0,86 | 3,16 |
| 5 | 0,64 | 11,21 | 0,76 | 4,43 | 0,94 | 2,59 |
| 6 | 0,72 | 5,63 | 0,84 | 3,37 | 1,00 | 2,30 |
| 7 | 0,78 | 4,10 | 0,89 | 2,87 | 1,05 | 2,13 |
| 8 | 0,83 | 3,39 | 0,94 | 2,57 | 1,09 | 2,01 |
| 9 | 0,88 | 2,98 | 0,98 | 2,37 | 1,12 | 1,93 |
| 10 | 0,92 | 2,71 | 1,02 | 2,24 | 1,15 | 1,87 |
| 11 | 0,95 | 2,52 | 1,05 | 2,13 | 1,17 | 1,82 |
| 12 | 0,99 | 2,38 | 1,07 | 2,05 | 1,19 | 1,78 |
| 13 | 1,01 | 2,27 | 1,09 | 1,99 | 1,20 | 1,75 |
| 14 | 1,03 | 2,19 | 1,11 | 1,94 | 1,22 | 1,72 |
| 15 | 1,05 | 2,12 | 1,13 | 1,90 | 1,23 | 1,70 |
| 16 | 1,07 | 2,06 | 1,15 | 1,86 | 1,24 | 1,68 |
| 17 | 1,09 | 2,01 | 1,16 | 1,83 | 1,25 | 1,66 |
| 18 | 1,10 | 1,97 | 1,17 | 1,80 | 1,26 | 1,65 |
| 19 | 1,12 | 1,93 | 1,19 | 1,78 | 1,27 | 1,64 |
| 20 | 1,13 | 1,90 | 1,20 | 1,76 | 1,28 | 1,63 |
| D = 5, p = 1 | ||||||
| 1 | 0,00 | - | 0,00 | - | 0,15 | 32,89 |
| 2 | 0,09 | 55,32 | 0,39 | 12,75 | 0,85 | 5,86 |
| 3 | 0,51 | 9,84 | 0,80 | 6,27 | 1,20 | 4,16 |
| 4 | 0,79 | 6,31 | 1,06 | 4,72 | 1,41 | 3,54 |
| 5 | 1,00 | 5,01 | 1,24 | 4,03 | 1,55 | 3,23 |
| 6 | 1,15 | 4,34 | 1,37 | 3,64 | 1,65 | 3,03 |
| 7 | 1,27 | 3,93 | 1,48 | 3,39 | 1,72 | 2,90 |
| 8 | 1,37 | 3,65 | 1,56 | 3,21 | 1,78 | 2,81 |
| 9 | 1,45 | 3,45 | 1,62 | 3,09 | 1,83 | 2,74 |
| 10 | 1,51 | 3,30 | 1,67 | 2,99 | 1,86 | 2,68 |
| 11 | 1,57 | 3,18 | 1,72 | 2,91 | 1,90 | 2,64 |
| 12 | 1,62 | 3,09 | 1,76 | 2,84 | 1,92 | 2,60 |
| 13 | 1,66 | 3,01 | 1,79 | 2,79 | 1,94 | 2,57 |
| 14 | 1,70 | 2,95 | 1,82 | 2,75 | 1,96 | 2,55 |
| 15 | 1,73 | 2,89 | 1,84 | 2,71 | 1,98 | 2,52 |
| 16 | 1,76 | 2,85 | 1,87 | 2,68 | 2,00 | 2,50 |
| 17 | 1,78 | 2,81 | 1,89 | 2,65 | 2,01 | 2,49 |
| 18 | 1,80 | 2,77 | 1,91 | 2,62 | 2,02 | 2,47 |
| 19 | 1,82 | 2,74 | 1,92 | 2,60 | 2,03 | 2,46 |
| 20 | 1,84 | 2,71 | 1,94 | 2,58 | 2,04 | 2,45 |
| D = 5, p = 2 | ||||||
| 1 | 0,06 | - | 0,28 | - | 0,67 | 25,40 |
| 2 | 0,62 | 42,23 | 0,86 | 10,27 | 1,23 | 5,10 |
| 3 | 0,96 | 8,09 | 1,19 | 5,39 | 1,51 | 3,79 |
| 4 | 1,19 | 5,42 | 1,40 | 4,22 | 1,68 | 3,32 |
| 5 | 1,35 | 4,44 | 1,54 | 3,69 | 1,78 | 3,08 |
| 6 | 1,47 | 3,93 | 1,65 | 3,39 | 1,86 | 2,93 |
| 7 | 1,57 | 3,61 | 1,73 | 3,20 | 1,92 | 2,83 |
| 8 | 1,64 | 3,40 | 1,79 | 3,07 | 1,96 | 2,76 |
| 9 | 1,71 | 3,25 | 1,84 | 2,97 | 2,00 | 2,70 |
| 10 | 176 | 3,14 | 1,88 | 2,89 | 2,03 | 2,66 |
| 11 | 1,80 | 3,05 | 1,92 | 2,83 | 2,05 | 2,63 |
| 12 | 1,84 | 2,97 | 1,95 | 2,79 | 2,07 | 2,60 |
| 13 | 1,87 | 2,92 | 1,97 | 2,75 | 2,09 | 2,58 |
| 14 | 1,90 | 2,87 | 1,99 | 2,71 | 2,11 | 2,56 |
| 15 | 1,92 | 2,82 | 2,01 | 2,68 | 2,12 | 2,54 |
| 16 | 1,94 | 2,79 | 2,03 | 2,66 | 2,13 | 2,52 |
| 17 | 1,96 | 2,76 | 2,05 | 2,64 | 2,14 | 2,51 |
| 18 | 1,98 | 2,73 | 2,06 | 2,62 | 2,15 | 2,50 |
| 19 | 2,00 | 2,71 | 2,07 | 2,60 | 2,16 | 2,49 |
| 20 | 2,01 | 2,68 | 2,08 | 2,58 | 2,17 | 2,48 |
| D = 5, p = 5 | ||||||
| 1 | 0,50 | - | 0,70 | - | 1,04 | 20,91 |
| 2 | 0,99 | 34,38 | 1,20 | 8,80 | 1,51 | 4,65 |
| 3 | 1,28 | 7,05 | 1,48 | 4,88 | 1,74 | 3,60 |
| 4 | 1,47 | 4,91 | 1,65 | 3,94 | 1,88 | 3,21 |
| 5 | 1,61 | 4,11 | 1,77 | 3,52 | 1,97 | 3,02 |
| 6 | 1,71 | 3,70 | 1,85 | 3,27 | 2,03 | 2,90 |
| 7 | 1,79 | 3,45 | 1,92 | 3,12 | 2,08 | 2,82 |
| 8 | 1,85 | 3,28 | 1,97 | 3,01 | 2,11 | 2,76 |
| 9 | 1,90 | 3,16 | 2,01 | 2,93 | 2,14 | 2,71 |
| 10 | 1,94 | 3,06 | 2,04 | 2,87 | 2,17 | 2,68 |
| 11 | 1,98 | 2,99 | 2,07 | 2,82 | 2,19 | 2,64 |
| 12 | 2,01 | 2,93 | 2,10 | 2,78 | 2,20 | 2,63 |
| 13 | 2,03 | 2,89 | 2,12 | 2,75 | 2,22 | 2,61 |
| 14 | 2,06 | 2,85 | 2,14 | 2,72 | 2,23 | 2,59 |
| 15 | 2,08 | 2,81 | 2,15 | 2,70 | 2,24 | 2,58 |
| 16 | 2,10 | 2,78 | 2,17 | 2,68 | 2,25 | 2,57 |
| 17 | 2,11 | 2,76 | 2,18 | 2,66 | 2,26 | 2,56 |
| 18 | 2,13 | 2,74 | 2,19 | 2,64 | 2,26 | 2,55 |
| 19 | 2,14 | 2,72 | 2,20 | 2,63 | 2,27 | 2,54 |
| 20 | 2,15 | 2,70 | 2,21 | 2,62 | 2,28 | 2,53 |
| Примечание. Знак «-» в таблице означает, что принятие решения о браковке в данном случае невозможно. | ||||||
(справочное)
План с ограниченным числом отказов
Исходные данные для определения плана испытаний: U_{0} = 0,01 ; U_{1} = 0,05 ; \alpha = 0,10 ; \beta = 0,05 ; p = 2.
Определяют необходимое число отказов изделия в соответствии с неравенством (1), в том числе:
- вычисляют значение D(1 - U_{0})/(1 - DU_{0}) = 5(0,99)/0,95 = 5,2105 ;
- вычисляют значения F_{1 - \alpha}(2pn;2n)F_{1 - \beta}(2n;2pn) для различных значений n до получения неравенства (1).
Результаты вычислений приведены в таблице.
| n | 10 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|
| F_{1 - \alpha}(2pn;2n)F_{1 - \beta}(2n;2pn) | 3,15 | 6,40 | 5,17 |
Например, для n = 10 в таблице
F_{1 - \alpha}(2pn;2n)F_{1 - \beta}(2n;2pn) = F_{0,9}(40;20)F_{0,95}(40;20) = 1,71 \times 1,84 = 3,15 .
Таким образом, испытания изделия продолжают до наступления пятого отказа и последующего восстановления.
Вычисляют значение критерия принятия решения по формуле (2)
U_{lim} = F_{1 - \alpha}(2pn;2n)U_{0}/(1 - U_{0}) = F_{0,9}(20;10)U_{0}/(1 - U_{0}) = 2,20 \times 0,01/0,99 = 0,0222 .
Если отношение Y/T, вычисленное по результатам испытаний, не превышает значение U_{lim} = 0,0222 , то изделие принимают.
В противном случае изделие бракуют.
План с ограниченной продолжительностью испытаний
Исходные данные для определения плана испытаний: U_{0} = 0,10 ; U_{1} = 0,20(D = 2) ; \alpha = \beta = 0,05 ; p = 1 (продолжительность неработоспособного состояния изделия предполагают распределенной экспоненциально). Вычисляют продолжительность испытаний T* по формуле (3) и таблице 2
T^{*} = m_{u}(1 + 1^{- 1})\{ \frac{1,645 \sqrt{0,9} + [\frac{1,645 \times 0,8 \sqrt{2}}{\sqrt{0,9}}]}{2 - 1} \}^{2} = [\frac{1,5606 + 1,9618}{1}] = 24,8m_{u}
и значение критерия принятия решения U_{lim} по формуле (4)
U_{lim} = \frac{0,10[1,645 \times 2 \times (1 - 0,10) + 1,645 \sqrt{2} (1 - 2 \times 0,10)]}{1,645(1 - 0,10) + 1,645 \sqrt{2} (1 - 2 \times 0,10)} = 0,2288 .
Если отношение Y/Y + T, вычисленное по результатам испытаний, не превышает U_{lim} = 0,2288 , то изделие принимают.
В противном случае изделие бракуют.