ТОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

9.1. Обобщенная структурная схема формирования результатов испытаний

При любых испытаниях, как известно, определяются характеристи­ки свойств продукции (объекта испытаний), т. е. параметры или (и) показатели качества: целевого применения, надежности, эргономи­ческие, технологические, экологические, безопасности и др. Но­менклатура показателей качества продукции детально представлена в ГОСТ 22851. При этом различают два вида параметров и показателей качества ОИ:

• измеряемые — физические величины и производные от них;

• неизмеряемые — плотность компоновки, удобство пользования, рациональность формы и др.

В качестве измеряемых, контролируемых и управляемых высту­пают параметры следующих видов: температура, давление и вакуум, влажность, линейные и угловые, световые и оптические, акустичес­кие, электрические и магнитные, электромагнитные и радиотехни­ческие, уровень, объем, расход, состав и концентрация физико­химических свойств вещества, сила, масса, скорость и ускорение, ионизирующее излучение, аэродинамические и комбинированные и др. (см. ГОСТ 26001).

Параметры ОИ могут быть постоянной величиной, случайной величиной, детерминированной функцией, случайной функцией. Как правило, техническое состояние ОИ характеризуется случайным век­тором показателя качества (параметров):

JV(t) = JV0(t) + 5 Ж,

где WQ — вектор номинальных значений; bW — вектор отклонений параметров от их номинальных значений W0 с ковариационной мат­рицей Кцг.

На W(i) ОИ устанавливают предельно допустимые значения — верхнее WB и нижнее Ww или допуски:

A W = WB-WH.

При этом, как правило, условиями годности изделия по резуль­татам контрольных испытаний являются:

W(t)e AfV; (9.1)

где Тн — установленное время безотказной работы, или наработки; /*_ — требуемая вероятность безотказной работы.

Известно, что испытания проводятся с целью получения (в нор­мированных и управляемых условиях) информации о фактическом качестве разрабатываемой и выпускаемой продукции и принятия на этой основе соответствующих решений. При этом (с точки зрения получаемых результатов) выполняются следующие процедуры (см. ГОСТ 15.001 и ГОСТ 24525.2):

• определение действительных значений показателей качества про­дукции (определительные и (или) исследовательские испытания);

• оценка соответствия качества продукции установленным требо­ваниям (контрольные испытания);

• оценка уровня качества и технического уровня продукции (сер­тификационные испытания);

• прогнозирование изменений показателей качества продукции при ее изготовлении и эксплуатации;

• выявление доли скрытых дефектов в продукции.

Испытаниям могут подвергаться отдельные образцы, в том числе

единичные, партия образцов, выборка из этой партии, тип образцов.

Рассмотрим обобщенную структурную схему формирования ре­зультатов испытаний, показанную на рис. 9.1.

В процессе испытаний на ОИ воздействуют:

• управляющие воздействия (задаваемые в пределах Ун-Ув)и посту­пающие от средств управления (СУ) на ОИ с погрешностью А[;

• испытательные воздействия, имитирующие эксплуатационные факторы (задаваемые в пределах И„ — Hg) и поступающие от имитаторов (И) с погрешностью Д2;

• воздействие на ОИ энергопитания (гидравлического, пневмати­ческого, электрического и др.), задаваемое в пределах Эн — Эв

Рис. 9.1. Обобщенная структурная схема формирования результатов испытаний

и поступающее от системы энергопитания (СЭП) с погрешно­стью A3;

• воздействия условий наземных испытаний (ВУНИ — температу­ры, влажности, загрязненности окружающего ИС или комп­лекс воздуха и др.), изменяющиеся в пределах Фн — Фв (могут быть измерены с погрешностью Д4 ).

Параметры ОИ У(ї), поступающие на вход средства измерений параметров (СИП) с помехой у, измеряются последними с по — грешностью А5. Получаемые при этом оценки V(t) параметров ОИ вместе с внешними данными для расчета оценок ВДРО (), извес­тными с некоторыми погрешностями Ag, являются основой для оп­ределения (оператор /) показателей качества ОИ (с допусти­мой погрешностью расчета Д7). Полученные оценки показателя

А

качества W(t) вместе с внешними данными для расчета результатов определительных испытаний ВДР fV0M, известными с некоторыми погрешностями Ag, в ряде случаев могут служить основой для опре­деления (оператор F2) показателей качества более сложного вида

Wi(t). При этом допускается погрешность расчета Д9 . Тогда оценка

А

W2 показателя качества ОИ будет известна с суммарной (доверитель­ной) погрешностью

A()l =’P(Al.^2>^3>^4>^5’^6>^7>^8-^9) • (9.2)

Так, при выполнении ряда предположений (независимость со­ставляющих, одновершинное распределение и др.) дисперсию по­грешности результата можно представить в виде:

где <*іі = (А/ — Ас/ )/ ta — дисперсия погрешности определения 1-х со­ставляющих; A j — доверительная погрешность определения /-х со­ставляющих; Kj — коэффициент весомости /-Й составляющей; ta — коэффициент для нахождения доверительных границ; Ас,- — система­тическая погрешность.

Л

Результат W±Aoi испытаний образца продукции в виде числа яв­ляется окончательным при определительных и (или) исследовательс-

А

ких испытаниях. При распространении результата W на выборку, партию и (или) тип продукции производится обобщение результатов испытаний отдельных образцов (оператор F-,), например вычисляется среднее арифметическое значение (WT) или выбирается наилучшее значение (sup Wr). При этом допускается методическая ошибка ±Ajo. В случае необходимости вычисляется (с ошибкой ±Ац) про­гнозируемое значение JVn показателя качества ОИ (оператор F^.

При контрольных испытаниях используются расчетные данные, известные с погрешностью Д|2, и внешние данные ВДР с по­грешностью Діз и выполняется логическая операция «И» — оценка W сравнивается с допуском A W на этот показатель, т. е. с его допу­стимыми значениями WH, WB (оператор F5). При этом, как извест­но, формируемые решения «ОИ соответствует ТУ» (Г) или «ОИ не соответствует ТУ» (НГ) будут известны с некоторой достоверностью (см. ГОСТ 19919), характеризуемой риском поставщика (изготови­теля) и риском потребителя (заказчика).

При распространении результата контрольных испытаний образ­ца на выборку, партию или тип продукции используется определен­ный алгоритм обобщения (оператор F6).

При сертификационных испытаниях полученные показатели ка­чества ОИ обязательно«должны сопровождаться регистрированными сведениями о том, при каких уровнях испытательных воздействий были зафиксированы показатели качества ОИ. Для этого в испыта­тельных стендах и комплексах предусматриваются средства измере­ний и анализа воздействий (СИВ). Измерительные преобразователи (ИП), например виброизмерительные преобразователи (ВИП), в за­висимости от целей испытаний могут располагаться либо непосред­ственно на имитаторе (например, платформе вибратора) и тогда со — ответсвующие контролируемые параметры поступают в СИВ с некоторой помехой £В1, либо располагаться на ОИ и тогда (как по­казано на рис. 9.1) соответствующие контролируемые параметры по­ступают в СИВ с некоторой помехой £В2.

Параметры воздействий (В), поступающие на вход СИВ, изме­ряются последними с погрешностью Д14. Получаемые оценки пара­метров воздействий вместе с внешними данными Z>3, известными с некоторыми погрешностями Ли, являются основой для определения (оператор Fj) точностных характеристик реализованных воздействий (ТХРВ). В данном случае допускается погрешность расчета.

В заключение отметим, что представленные на рис. 9.1 опера­ции измерений и контроля существенно отличаются друг от друга и от операций испытаний ОИ. Действительно:

• при измерениях оценивают физические параметры или их груп­пу (косвенные измерения), тогда как предметом оценки при испытаниях и контроле являются показатели качества объекта испытаний в целом;

• при измерениях получают результаты, характеризующие отдель­ные параметры образца продукции, в то время как при испыта­ниях формируют результаты, характеризующие партию и (или) тип продукции в целом;

• метод измерений предполагает обязательно средства измерений, тогда как при испытаниях и контроле оценку качества продук­ции и (или) ее технического уровня нередко формирует экс­перт или группа экспертов.

Как известно, при испытаниях помимо измерений используют измерительный и статистический контроль, а также расчетный, ор­ганолептический и регистрационный методы оценки качества ОИ. При этом результатами измерений являются количественные оценки значений параметров продукции, а при испытаниях, кроме того, получают альтернативные заключения и статистические выводы (в том числе и качественные).

С точки же зрения погрешностей и ошибок испытаний специ­фичным для сертификационных испытаний является:

• иерархическое обобщение погрешностей от параметров продук­ции до образца, выборки, партии и типа в целом;

• взаимосвязь точностных характеристик испытаний с показате­лями статистического контроля (ГОСТ 2073; ГОСТ 18242 и др.), технологических операций (ГОСТ 16305 и др.), экспертных ме­тодов оценки качества продукции.

Рассмотрим точностные характеристики результатов испытаний, базируясь на изложенной выше обобщенной структурной схеме их формирования (см. рис. 9.1) и на анализе отечественной и зарубеж­ной нормативной документации в области точностных характеристик испытаний.