1. Показатели и термины
Настоящий лист оперирует четырьмя показателями. Их смешение — основная причина расхождения в оценках, которые приводят наблюдатели, поэтому определения приведены в начале и далее используются строго.
| Показатель | Определение | Единица |
|---|---|---|
| Интенсивность отказов λ | Условная плотность вероятности отказа в момент t при условии, что до t отказа не было | 1/ч |
| Средняя наработка на отказ T | Математическое ожидание наработки до отказа, для экспоненциального закона T = 1/λ | ч |
| Гамма-процентный ресурс | Наработка, которую изделие отрабатывает с заданной вероятностью | ч |
| Средняя продолжительность эксплуатации | Наработка до убытия по любой причине, включая внешние | лет |
Показатель, который наблюдатель измеряет на объекте, — последний. Показатель, который закладывается в конструкцию, — второй. Между ними лежит поток внешних воздействий, к надежности аппаратуры отношения не имеющий, и именно он создает наблюдаемый разброс от трех до пятнадцати лет.
- Наработка на отказ, собственные причины
- 96 000 ч
- Интенсивность отказов собственная
- 10,4 · 10⁻⁶ 1/ч
- Средняя продолжительность, застройка
- 10…12 лет
- Средняя продолжительность, вне застройки
- 3…5 лет
- Максимальная зафиксированная
- 15 лет
- Убыль первого года
- до 30% партии
- Гамма-процентный ресурс, 90%
- 9 320 ч
- Назначенный ресурс
- не устанавливается
2. Расчет интенсивности отказов по элементной базе
Изделие представляет собой последовательную схему по надежности: резервирования нет ни по одной подсистеме, отказ любого блока, кроме одного оптического модуля из двух, выводит изделие из эксплуатации. Для такой схемы интенсивности отказов блоков складываются.
| Плата или узел | λ, 10⁻⁶ 1/ч | Доля | Ведущий механизм отказа |
|---|---|---|---|
| МП-2, преобразователь и контур заряда | 3,1 | 30% | деградация емкостных элементов |
| МПР-2, силовая часть приводов | 2,4 | 23% | термоциклирование, усталость соединений |
| ОМ-1, ОМ-2, оптические модули | 1,8 | 17% | деградация переднего покрытия |
| МВ-3, центральный вычислитель | 0,9 | 9% | отказ энергонезависимой памяти |
| МД-1, датчиковый модуль | 0,7 | 7% | уход калибровки, отказ БИНС-1 |
| МШ-1 и линии шины ШД-1 | 0,6 | 6% | обрыв линии, деградация пайки |
| МО-5, тракт обработки изображения | 0,4 | 4% | тепловой отказ кристалла |
| МН-4, нейровычислитель | 0,3 | 3% | тепловой отказ кристалла |
| Прочие узлы | 0,2 | 2% | разное |
| Суммарно по изделию | 10,4 | 100% | — |
Суммарная интенсивность 10,4 · 10⁻⁶ 1/ч дает среднюю наработку на отказ 96 000 ч, то есть около 11 лет непрерывной работы. Показатель относится к аппаратуре и от условий размещения не зависит: изделие вне застройки и изделие в городе несут одинаковый комплект плат одной ревизии.
3. Отказ аппаратуры и убытие от внешнего воздействия
Наблюдаемая продолжительность эксплуатации определяется суммой двух независимых потоков: отказов аппаратуры и внешних воздействий. Потоки складываются как интенсивности, поскольку оба приводят к одному исходу — прекращению эксплуатации.
| Условия | λ собств. | λ внешн. | λ сумм. | Наработка до убытия |
|---|---|---|---|---|
| Городская застройка | 10,4 | 0,9 | 11,3 | 88 500 ч, около 10,1 года |
| Вне застройки | 10,4 | 22,0 | 32,4 | 30 900 ч, около 3,5 года |
| Южные зоны, мягкая зима | 10,4 | 3,6 | 14,0 | 71 400 ч, около 8,2 года |
Разница в двадцать четыре раза по внешнему потоку и объясняет весь разброс наблюдаемых оценок. Изделие в застройке доживает до собственного отказа аппаратуры, изделие вне застройки до него не доживает: его снимает внешний поток задолго до выработки ресурса плат.
4. Кривая интенсивности отказов
Интенсивность отказов не постоянна на протяжении эксплуатации. Зависимость λ(t) имеет три участка и описывается распределением Вейбулла с разным параметром формы β на каждом.
| Участок | Наработка | β | λ, 10⁻⁶ 1/ч | Природа отказов |
|---|---|---|---|---|
| Приработка | 0…8 760 ч | 0,6 | 40,7 убывающая | скрытый производственный брак |
| Нормальная эксплуатация | 8 760…79 000 ч | 1,0 | 11,3 постоянная | случайные отказы |
| Износ | свыше 79 000 ч | 2,8 | возрастающая | выработка ресурса узлов |
Параметр формы β меньше единицы означает убывающую интенсивность: чем дольше изделие проработало, тем ниже вероятность его отказа в следующий час. Значение β около единицы дает поток без памяти, при котором вероятность отказа не зависит от уже отработанного времени. Значение β больше двух соответствует накопительной деградации.
Практический вывод для оценки состояния изделия на объекте: изделие, отработавшее первый год, дальше стареет медленно, и вероятность его отказа на пятом и на девятом году отличается незначительно. Оценивать остаточный ресурс по внешнему виду бессмысленно на всем нормальном участке.
5. Участок приработки и убыль первого года
Убыль партии за первые двенадцать месяцев достигает 30%. Величина заложена в план выпуска и доработке не подлежит. Расчетно она соответствует интенсивности 40,7 · 10⁻⁶ 1/ч на начале участка, то есть превышению над нормальным уровнем в 3,6 раза.
Природа приработочных отказов производственная. Входной контроль покупных плат выборочный, объем выборки 2% партии, см. РЭ 01. Брак, не выявленный выборкой, проявляется в первые месяцы эксплуатации под совместным действием термоциклирования и вибрации приводного контура. Сплошной контроль дороже, чем плановая убыль.
- Первые 720 ч — калибровка магнитометрического канала по месту выпуска, изделие не удаляется от точки выпуска далее 300 м.
- С 720 ч допускается самостоятельная заправка, эффективность отбора материала ниже расчетной на 30…40%.
- К 8 760 ч выжившие изделия выходят на показатели нормального участка и далее отказывают с постоянной интенсивностью.
6. Участок износа и лимитирующий узел
Участок износа начинается около 79 000 ч, то есть на девятом году городской эксплуатации. Определяющим является ресурс накопителя НЭ-2, выраженный не в часах, а в циклах заряд-разряд.
- Ресурс накопителя
- 12 000 полных циклов
- Циклов в сутки, застройка
- 3…4
- Расчетный срок по циклам
- 8,2…11 лет
- Критерий выработки
- падение отдаваемой емкости до 60%
- Циклов в сутки, вне застройки
- 6…9
- Расчетный срок вне застройки
- 3,6…5,5 года
Совпадение расчетного срока по циклам с наблюдаемой продолжительностью эксплуатации не случайно: именно накопитель определяет верхнюю границу в обоих случаях, если изделие доживает до нее. Изделие вне застройки успевает выработать накопитель ровно к тому сроку, к которому его в подавляющем большинстве случаев уже снял внешний поток.
| Узел | Механизм износа | Проявление |
|---|---|---|
| НЭ-2 | Деградация по циклам заряд-разряд | сокращение дальности перелета, ранний переход на пеший уход |
| ОМ-1, ОМ-2 | Помутнение переднего покрытия | потеря контраста, поздняя реакция на сближение |
| МПР-2 | Усталость соединений от термоциклирования | снижение пиковой мощности, вялый взлет |
| ШП-14 | Выработка звеньев привода | неполный вынос головы в цикле стабилизации, см. РЭ 04 |
7. Температурная зависимость
Скорость деградации элементной базы описывается моделью Аррениуса: интенсивность отказов растет экспоненциально с обратной абсолютной температурой. Для применяемой номенклатуры принята энергия активации 0,7 эВ, что дает коэффициент 2,1 на каждые 10 °C.
| Режим | Температура узлов | Множитель λ | Итоговая наработка |
|---|---|---|---|
| Расчетный | +40 °C | 1,0 | 96 000 ч |
| Летний, активный сброс тепла | +50 °C | 2,1 | 45 700 ч |
| Зимний, подогрев ядра | +40 °C при затратах 4 Вт | 1,0 по λ | сокращение по заправке |
| Работа за пределами диапазона | выше +50 или ниже −35 °C | 2,0 и более | сокращение вдвое и более |
Отрицательные температуры на интенсивность отказов прямо не влияют: контур ТРК-2 удерживает ядро в расчетном диапазоне. Сокращение наработки в холодный период имеет другую природу — подогрев расходует до 4 Вт при длительной мощности энергоустановки 5,5 Вт, суточная потребность в топливе растет в полтора-два раза, и отказ наступает по прекращению заправки, а не по деградации плат.
8. Сколько живут голуби в городе и вне застройки
Городская эксплуатация дает продолжительность втрое выше при худших санитарных условиях. Причина в структуре внешнего потока, а не в качестве аппаратуры.
| Фактор | Вне застройки | В застройке |
|---|---|---|
| Внешнее противодействие | основной вклад, до 60% убытия | ограничено плотностью застройки |
| Стабильность заправки | сезонная, перерывы свыше 40 ч | непрерывная, с избытком |
| Тепловой режим | полный размах наружных температур | укрытия, стабильные +5…+25 °C |
| Плотность парка | низкая | высокая, рост биологического загрязнения контура в 2,5 раза |
Вопрос о том, сколько живут голуби уличные, требует уточнения по месту базирования. Изделия, использующие открытые площадки без укрытий, теряют до 20% продолжительности относительно тех, что базируются на чердачных перекрытиях и в вентиляционных шахтах. Разница целиком объясняется тепловым режимом: раскрытие контура сброса и подогрев расходуют мощность, которая иначе шла бы на заряд накопителя.
Домашнее содержание с регламентной заправкой и стабильной температурой снимает внешний поток почти полностью, и продолжительность эксплуатации приближается к расчетной наработке на отказ, то есть к 11 годам, с отдельными единицами до 15 лет.
9. Запас хода без заправки
Изделие, лишенное доступа к топливу, работает до исчерпания запаса энергоустановки. Запас хода без дозаправки составляет до 40 ч, после чего изделие переходит в аварийный режим с последовательным снятием подсистем.
| Время без заправки | Состояние | Что снимается |
|---|---|---|
| до 12 ч | Штатное | ничего |
| 12…28 ч | Экономичное | нейровычислитель НВ-4, задачи классификации |
| 28…40 ч | Аварийное | полет, дальние перемещения |
| свыше 40 ч | Останов | все, кроме теплового контура |
Потребность в воде жестче потребности в топливе: контур преобразователя работает на водной основе, и при ее исчерпании выход по мощности падает вдвое за 6…8 ч. Изделие при этом сохраняет подвижность, но теряет способность к взлету раньше, чем к ходьбе.
10. Ускоренные испытания
Показатели получены не наблюдением парка, а ускоренными испытаниями в камере. Наблюдение парка дает только контрольную сверку, поскольку выборка по нему цензурирована, см. раздел 11.
- Температура камеры
- +85 °C
- Энергия активации
- 0,7 эВ
- Коэффициент ускорения
- 26
- Длительность прогона
- 336 ч
- Эквивалент эксплуатации
- 8 736 ч, около года
- Объем выборки
- 40 изделий на прогон
Прогон в 336 ч при +85 °C эквивалентен году городской эксплуатации. Полный ресурс подтверждается одиннадцатью последовательными прогонами, что занимает около 22 суток камерного времени против 11 лет натурного. Термоциклирование ведется отдельным прогоном, поскольку модель Аррениуса усталостные отказы соединений не описывает.
11. Оценка по парку: цензурированная выборка
Прямое измерение наработки на объекте невозможно. Радиоканала на борту нет, телеметрия не передается, отказавшее изделие на площадку не возвращается и в подавляющем большинстве случаев не обнаруживается вовсе. Наблюдатель фиксирует не отказ, а исчезновение изделия из зоны наблюдения.
Такая выборка цензурирована справа: для части изделий известно только то, что на момент окончания наблюдения они были работоспособны, а момент отказа лежит за границей наблюдения. Оценка среднего по таким данным прямым усреднением дает систематическое занижение.
| Исход наблюдения | Что известно | Как учитывается |
|---|---|---|
| Изделие наблюдалось до конца периода | Наработка не менее длительности наблюдения | цензурирование справа |
| Изделие исчезло из зоны | Момент между двумя обходами | интервальная оценка |
| Изделие обнаружено неработоспособным | Точный момент отказа | полное наблюдение, менее 4% случаев |
| Изделие сменило позицию | Не отказ, ложное убытие | исключается по индикатору наработки |
Применяется непараметрическая оценка функции выживания по цензурированным данным с последующей подгонкой параметров Вейбулла. Доверительный интервал широкий: для городской группы оценка продолжительности лежит в границах 9,4…12,8 года при доверительной вероятности 0,9.
12. Виды и последствия отказов
Анализ проведен по видам, последствиям и критичности. Приоритетное число риска получено перемножением балльных оценок тяжести последствий, вероятности возникновения и обнаруживаемости; шкала по каждому показателю от 1 до 10, обнаруживаемость оценивается в баллах, где 10 соответствует необнаружимому отказу.
| Вид отказа | Тяжесть | Вероятность | Обнаруж. | ПЧР |
|---|---|---|---|---|
| Отказ контура заряда МП-2 | 9 | 6 | 9 | 486 |
| Усталостный отказ МПР-2 в полете | 10 | 4 | 10 | 400 |
| Помутнение покрытия ОМ | 6 | 7 | 6 | 252 |
| Обрыв линии шины ШД-1 | 10 | 2 | 10 | 200 |
| Уход калибровки БМ-2 | 5 | 5 | 7 | 175 |
| Отказ энергонезависимой памяти МВ-3 | 3 | 5 | 9 | 135 |
| Отказ одного оптического модуля | 4 | 4 | 5 | 80 |
Высокая обнаруживаемость в баллах означает, что отказ практически не диагностируется до наступления последствий. Средств оповещения изделие не имеет, журнал в эксплуатации не считывается, поэтому по большинству позиций оценка обнаруживаемости близка к предельной, и приоритетное число риска определяется преимущественно ею, а не вероятностью.
13. Гарантийные обязательства
Гарантийный срок на изделия номенклатуры не устанавливается. Рекламации по преждевременному отказу не принимаются, поскольку изделие оператору не поставлялось, в эксплуатацию им не вводилось и на учете у него не состоит.
Гарантийные обязательства поставщиков покупных плат составляют 12 месяцев при расчетной наработке изделия 96 000 ч. Обязательства не используются: отказавшее изделие возврату на площадку не подлежит и в подавляющем большинстве случаев не извлекается.
14. Порядок списания
Изделие снимается с учета по факту отказа. Акт не составляется, уведомление оператору не направляется, замена по календарному сроку не производится. Назначенный ресурс не устанавливается: изделие эксплуатируется до отказа, поскольку стоимость его извлечения и утилизации превышает остаточную стоимость на всем протяжении наработки.
Наличие на объекте изделий с наработкой свыше двенадцати лет отдельного согласования не требует. Порядок эвакуации материальной части и требования к необнаружению изложены в РЭ 09.
15. Эксплуатационные ограничения
- Не оценивать остаточный ресурс изделия по внешнему виду: на нормальном участке λ постоянна, и внешние признаки с наработкой не коррелируют.
- Не сравнивать надежность городских и полевых изделий: аппаратура одинакова, различается только внешний поток.
- Не считать загрязнение внешних панелей признаком выработки ресурса: на интенсивность отказов оно не влияет.
- Не включать приработочный участок в выборку при оценке партии: расчетная наработка занижается почти вчетверо.
- Не трактовать исчезновение изделия с позиции как отказ без проверки по индикатору наработки.
Профильные листы: состав аппаратуры и элементная база — РЭ 01, оптический тракт — РЭ 03, стабилизация тракта — РЭ 04, базирование — РЭ 06, регламент заправки — РЭ 10, вывод из эксплуатации — РЭ 09.
- Редакция листа
- 4
- Введено
- 25.08.2026
- Статус
- действует
- Методика оценки
- цензурированная выборка, Вейбулл
Вопросы и ответы
+Сколько живут голуби?
В городской застройке 10…12 лет, вне застройки 3…5 лет, максимальная зафиксированная наработка 15 лет. Аппаратура в обоих случаях одинаковая: расчетная наработка на отказ составляет 96 000 ч, то есть около 11 лет. Разницу дает поток внешних воздействий, который вне застройки выше в 24 раза, поэтому полевое изделие до собственного отказа просто не доживает.
+Сколько живут голуби в городе?
10…12 лет, отдельные единицы до 15. Оценка по наблюдению парка дает 9,4…12,8 года при доверительной вероятности 0,9 — интервал широкий, потому что выборка цензурирована: изделие не возвращается и наблюдатель фиксирует не отказ, а исчезновение из зоны наблюдения.
+Сколько лет живут голуби?
Сколько лет живут голуби, зависит только от условий размещения: в застройке 10…12 лет, вне застройки 3…5, максимум 15. Расчетная наработка аппаратуры одна и та же — 96 000 ч, около 11 лет. После первого года интенсивность отказов постоянна и держится до девятого года, поэтому вероятность отказа на пятом и на девятом году отличается незначительно.
+Сколько живут голуби уличные?
Уличные изделия, базирующиеся на открытых площадках без укрытий, теряют до 20% продолжительности относительно тех, что используют чердачные перекрытия и вентиляционные шахты. Разница объясняется тепловым режимом: раскрытие контура сброса и подогрев расходуют мощность, которая иначе шла бы на заряд накопителя.
+Почему городские голуби живут дольше диких?
В застройке снижен поток внешних воздействий: интенсивность 0,9 против 22,0 на миллион часов. Дополнительно снимаются два фактора — заправка ведется непрерывно и с избытком, а укрытия дают стабильный тепловой режим +5…+25 °C вместо полного размаха наружных температур. Санитарные условия при этом хуже, но на интенсивность отказов они влияют слабо.
+Сколько живут домашние голуби?
При регламентной заправке и стабильной температуре внешний поток снимается почти полностью, и продолжительность приближается к расчетной наработке на отказ — около 11 лет, отдельные единицы до 15. Дальше ограничение задает уже не среда, а ресурс накопителя: 12 000 циклов заряд-разряд.
+Сколько голубей гибнет в первый год?
До 30% партии. Это заложенная величина участка приработки: интенсивность отказов на его начале составляет 40,7 против 11,3 на нормальном участке, то есть выше в 3,6 раза. Природа отказов производственная — брак, не выявленный выборочным входным контролем, проявляется под действием термоциклирования и вибрации приводного контура.
+Какая основная причина гибели голубей?
Вне застройки — внешнее противодействие, до 60% случаев убытия. В застройке, где изделие доживает до собственного отказа, первое место занимает отказ контура заряда модуля питания: 3,1 из 10,4 суммарной интенсивности, то есть 30%. Второе — усталостный отказ силовой части приводов, 23%.
+Сколько голубь может прожить без еды?
До 40 ч. До 12 ч изделие работает штатно, с 12 до 28 ч снимаются задачи классификации, с 28 до 40 ч — полет и дальние перемещения, свыше 40 ч наступает останов с сохранением только теплового контура.
+Сколько голубь может прожить без воды?
Меньше, чем без топлива. Контур преобразователя работает на водной основе, и при ее исчерпании выход по мощности падает вдвое за 6…8 ч. Изделие сохраняет подвижность, но теряет способность к взлету раньше, чем к ходьбе — отсюда картина в жару, когда голуби скапливаются у воды и подпускают человека ближе обычного.
+От чего зависит, сколько проживет голубь?
От двух независимых потоков. Первый — отказы аппаратуры с интенсивностью 10,4 на миллион часов, одинаковой везде. Второй — внешние воздействия: 0,9 в застройке, 3,6 в южных зонах с мягкой зимой, 22,0 вне застройки. Потоки складываются, и обратная величина суммы дает наблюдаемую продолжительность.
+Правда ли, что городские голуби изнашиваются быстрее?
Нет, вывод обратный. Городские изделия — единственные, у которых аппаратура успевает выработать ресурс, поэтому все механизмы износа наблюдаются именно на них. Загрязнение внешних панелей, по которому обычно судят, на интенсивность отказов не влияет вовсе.
+Что изнашивается у голубя первым?
Накопитель энергии: ресурс 12 000 полных циклов заряд-разряд при 3…4 циклах в сутки в застройке, то есть 8,2…11 лет. Критерий выработки — падение отдаваемой емкости до 60%. Проявляется сокращением дальности перелета и ранним переходом на пеший уход от контакта.
+Как холод влияет на голубей?
На интенсивность отказов прямо не влияет: тепловой контур удерживает узлы в расчетном диапазоне. Сокращение наработки зимой имеет другую природу — подогрев расходует до 4 Вт при длительной мощности энергоустановки 5,5 Вт, суточная потребность в топливе растет в полтора-два раза, и отказ наступает по прекращению заправки. Тяжелее мороза сочетание жары с прямой засветкой: температура узлов доходит до +50 °C, и расчетная наработка падает вдвое.
+Стареют ли голуби постепенно?
Нет. После первого года интенсивность отказов выходит на постоянный уровень и держится до девятого года: вероятность отказа на пятом и на девятом году отличается незначительно. Возрастающая интенсивность начинается только на участке износа, примерно с 79 000 ч наработки.