Файл: Волков Е.Б. Основы теории надежности ракетных двигателей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 225
Скачиваний: 0
Если информация относительно t имеется и задана в виде i,G[0, D], где
оперативная характеристика в соответствии с выражением (3.7) имеет
вид
|
я(Р) = |
Bi (/(, Р, Л-Г1р) [Bi (и, Р, £))]-' > Bi (п, |
Р, л-пр). |
В этом |
случае |
из-за хорошей «наследственности» |
(£)<я) вероятность |
приемки (т. |
е. вероятность того, что в выборке число дефектных изделий бу |
дет не более, чем х,ч>) повышается.
3.2.2.Учет предварительной информации, заданной в виде fe[0, z] при определении корней уравнений
Клоппера— Пирсона
Пусть известно, что число возможных отказов t в я испыта ниях удовлетворяет соотношению /е[0, z], где z ^ n . Тогда со гласно выражению (3.7)
Bi (п , Р, х)
Р(* |
Bi (п, |
Р, г) ' |
|
|
|||
Функция Bi(«, Р, x )=J p( n — х, |
х-Ы) непрерывна и возра |
||
стает по Р. Следовательно, |
|
|
|
Э Р '> P = » P ( f < ■*)= !?!(я’ I' |
Х)= В i(n, Р', х), |
||
|
B i(п, |
Р, |
z) |
причем Р '= Р |
при z — n |
и Р '> Р V z<.n. Таким образом, |
схему |
испытаний на |
«сжатом» |
выборочном пространстве [0, z\ |
можно |
заменить на обычную схему испытаний на [0, я], но с большей вероятностью Р' успешного исхода в одном испытании. Отсюда вытекает, что для отыскания нижней границы может быть ис
пользовано уравнение 1— Y2= B :p i, Р. d), корень которого Р' = = / 8(д, af, Yj), Здесь, ввиду того что z<n, Р '^ Р , выполняется со отношение Уо<Л’2. где уг — односторонняя доверительная вероят
ность, при значении которой |
из уравнения 1— y2=B i(«, Р, |
d) |
находится «обычная» нижняя |
граница Р = f 2(n, d, у2) для |
Р. |
С целью отыскания уг воспользуемся тождеством |
|
|
Bi (я, Р = |
Р, d)= 1—у2. |
|
Тогда получаем |
|
|
Bi (я, Р', d) = 1—у2 =
Таким образом,
Bi (н, Р, d) |
1_ Y2 |
Bi [п, Р, г) |
Bi (/г, Р, г) |
Р' = /я (я , d, Ya); P '= / i ( « , d, y{).
Здесь
, |
, |
1 — у> |
’ |
Yl |
Y2 |
- ! |
Bi ( л , P, z) : |
— Bi(n. |
P, г) ; |
P = /a l« , d, y2); Р = / 1(я, d, уД
121
а соотношения для Р' |
и у / |
получаются аналогично изложенно |
|||||||||
му. При z = n , величины Р', |
Р' н Р, Р совпадают. |
|
|
|
|||||||
Пусть имеются следующие числовые данные. Проведено н =10 |
испытаний, |
||||||||||
в которых зарегистрирован один отказ |
(d=l). Заданы ■у1 = |
у2 = |
0,90. |
Тре |
|||||||
буется найти значения Р' и Р': а) |
|
если |
te[0, |
10] |
и б) |
если te[0, |
3]. |
|
|||
Для случая «а» из таблиц [31] |
находим |
P' = |
F>= |
0,6631; |
Р' = |
Р = |
0,9895. |
||||
.Для случая «б» при te[0, |
3] получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Vi = |
|
|
0,90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вi (10; |
n попе. оД ~ 0 , 9 0 ; |
|
|
|
|
||||||
|
0,9895; 3) |
|
|
|
|
|
|
||||
0,10 |
|
|
|
|
0,10 |
0,81; |
Р' = |
0,9895; |
|
||
Ya = 1■ Bi (10; 0,6630; |
3) |
|
|
0,5292 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Р' = |
/,(10, |
1, 0.81) =0,7292, |
|
|
|
|
|||||
Таким образом, имеющаяся информация в виде /е[0, г] может заметно |
|||||||||||
изменить числовое значение |
корней уравнений Клоппера — Пирсона, |
если |
|||||||||
г<_п. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. 2. 3. Учет предварительной информации, заданной в виде Ре[Ри, Рв]
В ряде задач вероятность Р успеха в одном испытании, вхо дящую в функцию распределения P(/s^x) =B i(n, Р, х), пред ставляют в виде
p = P(A) = P(t<y)=F(y),
где s — некоторая |
случайная |
величина; |
А — |
— событие, |
|
состоящее в успешном |
испытании, Так, если | |
— «нагрузка», |
|||
а у — постоянная |
величина, |
равная |
прочности |
системы, то |
|
Вi(/г, Р, x)=Bi[/z, |
F(y), |
х] |
является |
вероятностью события: |
не более чем в х из п испытываемых образцов произойдет раз рушение, т. е. величина | превысит у.
Покажем, что в последнем |
выражении вместо F (у) может |
быть использована функция |
распределения F (Р') = Р ( £ < Р ') |
случайной величины |, представляющей собой рандомизирован ный (в соответствии с работой [82]) параметр биномиального распределения. Для этого остановимся вначале на частном при мере.
Пусть в каждом испытании системы в случае ее отказа с по мощью восстанавливаемого органа отказ устраняется. После это го с вероятностью Р„ система заканчивает испытание успешно.
В |
случае, когда сама система не отказывает, |
с вероятностью |
Рв |
возможен отказ восстанавливающего органа |
(а вследствие |
этого и системы в целом). Тогда вероятность успешного исхода испытания системы
Р' = РРв—{—(1 _ Р ) Р н; Р' С= [Рн> |
Рв]> |
где Р*=[0, 1]— упомянутая вероятность без |
учета восстанов |
ления. |
|
122
Отсюда
О V Р' < Р „;
(3 .10>
где F{P' ) — функция равномерного распределения на [Рн, Рв]. Подставляя значение Р из последней формулы в стандарт ное выражение Bi(/г, Р, х), находим «обобщенную» функцию
биномиального распределения
Р ( / < х) = У |
F tP')«-* [ 1 - |
F (Р')]* = Bi [/*, F (Р'), х], |
|
|
(3.11 > |
где п — число испытаний системы |
(при отключении восстанав |
|
ливающего органа); |
|
I — возможное число отказов в п испытаниях.
В частном случае, когда Рп = 0 и Р„=1, находим Р = / ’(Р,) = = Р', а соотношение (3.11) и функция Bi(/z, Р, х) совпадают. Таким образом, с точки зрения метода рандомизации биноми альное распределение с функцией Bi (/г, Р, х) соответствует част ному случаю, когда параметр Р, рассматриваемый как случай ная величина, распределен равномерно на [0, 1].
Рассмотренная выше схема испытаний с восстановлением су щественна лишь в том отношении, что она иллюстрирует воз можный механизм сжатия интервала [0, 1] значений вероятности успешного исхода испытания в интервал [Рш Рв]. Вполне оче видно, что этот механизм может быть и другим, важен только сам факт отображения множества [0, 1] иа [Рп, Рв] и наличия информации Р'е[Р„, Рв]. Последнее, в свою очередь, может ис толковываться как мысленное оснащение системы восстанавли вающим органом.
Пусть опыт отработки до проведения п контрольных испы таний позволяет заключить, что в отличие от случая, когда ин формация относительно Р отсутствует (и можно лишь констати ровать тривиальный факт: Р<=[0, 1]), имеется информация: Ре[0, 5, 1]. Тогда это означает, что в результате проведения рас четных работ, доработок конструкции системы и технологии ее изготовления удалось добиться такого уровня «восстановления»,
которое |
заложено в саму |
систему, когда значения вероятности |
Р <0,5 |
исключены. При этом восстановление рассматривается по |
|
отношению к случаю Ре[0, |
1]. |
|
Рассмотрим теперь упоминавшиеся уже уравнения Клоппе- |
||
ра — Пирсона |
d)\ ЛЧ = Bi(«, Р, d — 1), |
|
|
1— Y2 = Bi(//., Р, |
где d — наблюденное число отказов в п испытаниях.
123
С учетом соотношений (3. 10) и |
(3. 11) запишем эти уравнения |
в виде |
|
1 — va==Bi [«, F[P'), d\, |
Yi= Bi [n, F (P'), o' — 1]. (3.12) |
Корин этих уравнений P i= /2(«, d, y2) и P = f l(n, d, yi) образуют доверительный интервал [P, P] для P при доверительной вероят
ности не меньшей, чем y = y i + Y2 — 1- При этом вследствие мо нотонности по Р' функции F(Р') получаем
P = F ( P ' ) = ^ ~ P" |
= / 2(п, |
d, |
YoJ; |
|
|
|||
P = F ( P ') = |
р'~1* |
= / , ( » , |
d, |
Yl), |
(3. |
13) |
||
|
|
|||||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
P ' = p „ + / 2i«, |
d, |
(.р »—Р„)=Рн+Р(Р»—р ,.'*; |
(3. |
14) |
||||
P' = PH+ /i( n , |
d, Y1HP„-P„) = P„ + P ( P . - P J , |
|||||||
|
|
где Р', Р' и Р, Р — границы доверительного интервала для веро
ятности успешного исхода в одном испытании соответственно с учетом и без учета информации Р&[РЛ, Рв]. Так, для исходных
данных /г = |
20, с?=1, у1= у2=0,95 при отсутствии предваритель |
|
ной информации (Р<=[0, 1]) из таблиц [63] находим: _Р = |
0,7839; |
|
Р = 0,9974. |
Пусть теперь известно, что Р&[0,5; 1]. Тогда |
из вы |
ражения (3.14) получаем |
|
|
|
Р'=0,8920 и Р'=0,9987. |
|
Есть основания считать, что в формуле (3. 11) в общем слу чае может использоваться не только равномерная, но и произ вольная функция распределения Е(Р).
3.3. КОМПЛЕКТАЦИЯ ПАРТИИ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ВЫБОРОЧНОМ КОНТРОЛЕ В УСЛОВИЯХ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Вопрос о комплектации партии при серийном изготовлении продукции имеет большое практическое значение, так как во многом предопределяет процедуру контроля, представительность выборки при контрольных испытаниях и качество принимаемой продукции. В связи с этим целесообразно построение некоторых приближенных моделей комплектации партии и на их основе изучение этой малоисследованной задачи.
Принципы комплектации партии могут быть различными. Так, «сырьевой» принцип исходит из необходимости обеспечения мак симальной однородности изделий в партии. В этом случае предъявляются такие требования: каждое изделие партии М дол жно быть изготовлено из одной и той же партии сырья, по одной и той же документации, на одном и том же оборудовании и
124
т. д. Пусть в результате реализации таких требований обеспе
чена такая «идеальная» однородность |
свойств изделий в пар |
||||||
тии, что если рассмотреть события /1,, |
состоящие |
в |
бездефект |
||||
ности /-го |
изделия |
(/=1, |
М), |
то условные |
Р |
вероятности |
|
Р(Л21А) = |
... = Р (Л |
[Л1) = 1, |
при |
Р(Л,)==т1п |
(Л;) (это |
эквивалентно следующему: A tc:A2j А ^ А з , . . АсдЛм). Тогда вероятность того, что в партии М не будет ни одного дефектно
го изделия, выражается равенством Р I f] A J = Р (Лх), т. е.
w = 1
совпадает с вероятностью отсутствия дефектов в «слабейшем» элементе партии.
Пусть партия |
изделий комплектуется таким |
образом, что |
|
A iczA2; АсгЛз;. |
. А \ ^ А М- Это |
при А\ = А2 — |
. . . = А М озна |
чает однозначную |
(достоверную) |
бездефектность |
всех изделий |
партии, если хотя бы одно из них бездефектно (партия с макси мально возможной однородностью свойств входящих в нее из делий). При A i c A2\ Лiс=Л3; . . А\С.АМ и выполнении хотя бы одного из соотношений А ^ фА 2, . . .; А {ф А м такой способ комп лектации означает достоверную бездефектность всех изделий партии, если бездефектно слабейшее, условно первое изделие Тогда из изложенного вытекает следующая весьма нетрадицион ная процедура контроля.
1. После комплектации партии объема М по упомянутому принципу из нее извлекается выборка в одну единицу. Такая
выборка является |
вполне достаточной, так как в рассматривае- |
/ м |
\ |
мом случае Р ( П |
А =Р(А)- В качестве извлекаемого изде- |
лия выбирается слабейший элемент партии, если выполняется хо
тя бы одно из соотношений А ]ф А 2, ...; А хф А м, |
и любой эле |
|||||||
мент партии, если А Х= А 2= |
... = А М- |
|
|
|
|
|||
2. Выбранное изделие проверяется. Если оно окажется безде |
||||||||
фектным, |
партия |
принимается, |
поскольку, |
как |
отмечалось, |
|||
М |
ч |
|
|
. .. = А М, |
а |
выбранное изде- |
||
П А, |
Лг ] = 1.Если Ai= A 2= |
|||||||
/= 2 |
I |
|
|
|
|
|
|
|
лие дефектно (неприемлемо для применения), то данное изделие |
||||||||
и все оставшиеся |
изделия |
в партии бракуются, |
так |
как при |
||||
А = А = |
. . . = А М имеем |
А \ — А 2— . . . — Ам |
и |
P (A |A ) = 1 |
||||
при г = 2, М. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Если |
А ^ А 2а А з а .. . с А м; |
А хф А 2; |
А2ф А 3; .. .; |
||||
. . .; Ам ^ ф Ам , то в случае, когда выбранное |
(первое) |
изделие |
оказалось дефектным, партия не бракуется, а на контроль по ставляется «слабейшее» из оставшихся (второе) изделие. Если и оно оказалось дефектным, извлекается следующее (третье — «слабейшее» из М—2 оставшихся) изделие и т. д. Товарная (или принимаемая) партия объема М — / — 1, где I — число забрако-
125