Каждый радиоэлектронный аппарат и узел состоит из отдельных элементов, которые подразделяются на электроэлементы и механические элементы – элементы конструкции.
Электроэлементами или просто элементами называются детали и изделия, имеющие самостоятельное обозначение на монтажной либо принципиальной электрических схемах и входящих в электрические цепи, например, резисторы, конденсаторы, радиолампы, трансформаторы, реле.
К элементам конструкции относятся детали и узлы механических устройств (шестерни, валы, корпуса, шасси и т. п.).
Понятие «элемент системы» служит для обозначения составной части, входящей в систему. Например, катод радиолампы – это элемент лампы, а радиолампа – элемент блока (усилительный каскад, выпрямитель), блок – элемент устройства, устройство – элемент системы. Кроме того, в теории надежности пользуются термином «изделие», понимая под этим элемент, блок, прибор, устройство и т. п., являющееся предметом исследования или расчета надежности.
В процессе эксплуатации системы (изделия) может произойти неисправность с каким-нибудь элементом, т. е. произойдет отказ элемента.
Отказ – это такой вид неисправности, без устранения которого дальнейшее исполнение изделием всех или одной из его функций невозможно. Отказ может быть из-за основной неисправности, т. е. несоответствия хотя бы одному из требований к основным параметрам изделия.
Неисправность не считается отказом, если изменяются только второстепенные параметры изделия, но сохраняется его работоспособность. Основными параметрами изделия называются параметры, которые характеризуют нормальное исполнение заданных им функций (для усилительного устройства это номинальная выходная мощность при допустимом коэффициенте гармоник, допустимом уровне помех и т. д.).
Второстепенные параметры характеризуют у изделия: его внешний вид, удобство эксплуатации, органы управления и сигнализации, независимо от состояния, которых изделие может выполнять свои основные функции. Отказы классифицируют по следующим видам:
1. Внезапный отказ – это отказ, наступающий из-за резкого изменения параметров какого-нибудь элемента изделия. Внезапные отказы происходят по причине скрытых производственных дефектов, износа или старения элемента.
2. Постепенный отказ появляется из-за длительного изменения параметров элемента изделия. Очевидно, постепенные отказы могут быть предвидены при профилактических проверках изделия.
3. Полный отказ – это отказ, при котором изделие перестает выполнять все свои функции.
4. Частичный отказ, если изделие не выполняет только одну или несколько своих основных функций, но работает и выполняет другие функции. Например, обрыв конденсатора фильтра выпрямителя приводит к увеличению пульсации, но выпрямленное напряжение поступает к потребителю.
5. Независимый отказ – отказ, который появляется независимо от других отказов. Например, уменьшение выпрямленного напряжения из-за потери эмиссии катода кенотрона не связано с одновременно происшедшим обрывом конденсатора фильтра.
6. Зависимый отказ – отказ, происшедший в зависимости от другого отказа. Отказ кенотрона из-за короткого замыкания выпрямителя – это зависимый отказ.
7. Перемежающийся отказ – это внезапно возникающий и так же внезапно исчезающий отказ. Причиной такого отказа обычно являются плохие контакты. Это часто встречающийся и трудно обнаруживаемый отказ.
8. Очевидный отказ – отказ, сопровождающийся внешним проявлением. Прекращение звука работавшего усилителя или появление дыма и запаха при сгорании обмотки электродвигателя – это внешние признаки очевидного отказа.
9. Скрытый отказ не имеет внешних проявлений. Например, изменение сопротивления резистора утечки сетки лампы вызывает изменение ее режима работы без внешних проявлений. Скрытый отказ может быть обнаружен только при профилактическом ремонте изделия.
Надежностью называется свойство изделия или его элементов выполнять свои функции в данных условиях эксплуатации. Можно сказать, что это способность изделия работать безотказно, т. е. без основных неисправностей в данных условиях эксплуатации. Надежность изделий характеризуется: исправностью работоспособностью, долговечностью и ремонтопригодностью.
Исправность – это такое состояние, при котором изделие в рассматриваемый момент времени является соответствующим всем требованиям, которые установлены как для основных, так и второстепенных параметров. Если одно из двух устройств хорошо работает, но имеет повреждения по лицевой панели, а другое совершенно не работает, но внешнее состояние его хорошее, то оба устройства являются неисправными.
Работоспособностью называют такое состояние, когда изделие соответствует в текущий момент времени всем требованиям, которые были установлены в отношении главных параметров, являющихся характеризующими нормальное исполнение изделием заданных функций. Усилительное устройство имеющее некоторые неисправности, не влияющие на его основные параметры, считается работоспособным.
Долговечностью называют такое свойство изделия, когда оно может длительное время, с перерывами на ремонт, сохранять свою работоспособность в нужных режимах, а также условиях эксплуатации до своего разрушения или иного предельного состояния (моральный износ). Долговечность оценивается сроком службы, т. е. суммарным рабочим или календарным временем от начала эксплуатации до собственного разрушения либо иного предельного состояния.
Под ремонтопригодностью понимают свойство изделия, выражающееся в качестве приспособленности восстанавливать исправность с помощью обнаружения, устранения, предупреждения неисправностей, а также отказов. Изделие, не подлежащее или не поддающееся восстановлению в случае отказа, называется невосстанавливаемым.
Для ремонтопригодности количественная оценка осуществляется по формуле:
где tп – время вынужденного простоя изделия, необходимое для восстановления его работоспособности после отказа и для профилактического ремонта;
tи.р – время нормальной, работы изделия.
Очевидно, чем меньше Kр, тем выше ремонтопригодность изделия.