Понятие и особенности свойства «надежность»

 

Надежность - это свойство объекта (изделия, оборудования, системы), заключающееся в его способности в определенных условиях и в течение некоторого временного периода выполнять свойственные ей функции без потери эффективности. Можно говорить, что надежность продукции проявляется в сохранении её качества в процессе эксплуатации и хранения. В этом определении, отражающим сущность надежности, качество является первичным понятием.

С чем связано понятие надежности? Прежде всего, с техническими изделиями (оборудование, установки, элементы машин и механизмов) и производственными системами. Объективной реальностью их эксплуатации в определенный период времени является переход изделия из состояния работы в состояние простоя, вызванное случайным отказом, который происходит по многочисленным причинам.

Графически переход работающего объекта из одного состояния в другое можно отобразить линейными графиками в виде временной диаграммы (рис. 1). На ней интервалы работы t₁, t₂, …, t_n и интервалы простоев  чередуются во времени. Отображенная на рис. 3.1 последовательность чередующих интервалов работы и простоя изделия, представляет собой случайный процесс, особенность которого состоит в отличие друг от друга, как интервалов времени работы, так и простоев. По оси ординат отложено число состояний объекта (или простой системы), где H₀ - состояние работоспособности; H₁ - объект (или система) находится в состоянии простоя по причине отказа.

Отказ изделия, то есть незапланированная неисправность изделия, случайное событие, которое происходит по причине множества факторов.

 

Временная диаграмма последовательности чередующихся интервалов времени работы и простоев объекта

 

Основные из них определяются качеством решения менеджментом следующих управленческих задач:

разработка оптимального графика проведения планово-предупредительных ремонтов (профилактических мероприятий), то - есть моментов(дат), определяющих выход изделия на ремонт и продолжительности этого ремонта;

определение объема профилактических работ при плановой остановке изделия;

адаптация изделий к разнообразным условиям эксплуатации;

установление скрытых дефектов, внесенных при изготовлении изделия или образуемых из-за некачественных материалов, используемых в изделиях;

отсутствие культуры технического обслуживания и эксплуатации;

управление нагрузкой изделий с критическим сроков службы.

По своей сущности отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта по причине неисправности самого объекта или взаимосвязанных с ним объектов.

 

Виды и определения отказов объектов

Вид отказа	Определение
Внезапный отказ	Скачкообразное изменение значения одного или нескольких основных параметров объекта
Постепенный отказ	Постепенное изменение значения одного или нескольких основных параметров объекта.
Зависимый отказ элемента	Отказ элемента, обусловленный повреждениями и отказами других элементов объекта
Полный отказ	Отказ, возникновение которого приводит к полной потери работоспособности объекта
Частичный отказ	Отказ, возникновение которого не исключает использование объекта по назначению, но при этом значения одного или нескольких основных параметров находится вне допустимых пределов
Сбой	Самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременной утрате работоспособности
Производственный отказ	Отказ, возникающий вследствие нарушения или несовершенства технологического процесса изготовления или ремонта объекта.
Эксплуатационный отказ	Отказ, возникающий вследствие нарушения правил эксплуатации или вследствие влияния внешних воздействия
Неисправность	Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.

 

Все объекты разделяются как восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Восстанавливаемый объект характеризуется тем, что в случае возникновения отказа работоспособность его подлежит восстановлению. В противном случае - объект невосстанавливаемый.

Примером невосстанавливаемых элементов служит электрическая лампочка, батарейка, ракета, снаряд, т.е. все то, что не подлежит восстановлению после отказа или потери работоспособности.

Невосстанавливаемый объект достигает предельного состояния при возникновении отказа или при достижении заранее установленного предельно допустимого значения срока службы или суммарной наработки.

Для восстанавливаемого объекта переход в предельное состояние определяется наступлением момента, когда дальнейшая эксплуатация невозможна или нецелесообразна вследствие следующих причин:

становится невозможным поддержание его безопасности, безотказности или эффективности на минимально допустимом уровне;

в результате изнашивания и (или) старения объект пришел в такое состояние, при котором ремонт требует недопустимо больших затрат или не обеспечивает необходимой степени восстановления исправности или ресурса.

Следует заметить, что один и тот же объект в зависимости от назначения может быть отнесен к тому или иному типу. Например, аппаратура метеоспутника во время полета считается невосстанавливаемой, а на земле восстанавливаемой.

 

Основные понятия, классификация свойств и показателей надежности

 

Объект, относительно которого можно говорить об оценке его надежности, может находиться в двух состояниях: работа и остановка работы (простой по различным причинам), иначе, работоспособном или неработоспособном состоянии. Работоспособность - состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения основных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Неработоспособность - состояние объекта, при котором он не способен нормально выполнять хотя бы одну из заданных функций.

Объект может работать непрерывно или дискретно, т.е. с перерывами.

Надежность - сложное свойство, которое оценивается группой показателей. Показатель - это количественная оценка проявления свойства надежности. Основные свойства, относящиеся к определению надежности: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Каждое из этих свойств оценивается рядом единичных показателей. Понятие и сущность каждого свойства, и показатели его оценки приведены в табл. 2.

Надежность системы или изделия имеет большое экономическое значение. Например массовый выпуск малонадежного оборудования, которое большую часть времени находится в ремонтах приводит к материальному ущербу по трем причинам:

) необходимость компенсации количества быстро изнашиваемого оборудования;

) дополнительные затраты на ремонт;

) дополнительные затраты на содержание резервного оборудования.

Важностью этого свойства системы с позиций ее экономики и безопасности объясняется создание фундаментальной теории оценки и оптимизации надежности систем. Исследование, оценка и разработка мероприятий для повышения надежности систем основывается на применении теории надежности систем.

Теория надежности базируется на математической статистике и теории вероятностей, теории случайных процессов, а также использует алгебру логики, математическое моделирование, экономическую оценку и методы оптимизации.

 

Основные свойства и показатели надежности объекта

Свойство	Показатель надежности
Безотказность - вероятность того, что в пределах заданной наработки или в заданном интервале времени от t1 до t2 отказ объекта не возникает. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в заданном интервале времени.	Вероятность безотказной работы Вероятность отказа Средняя наработка до первого отказа Средняя наработка между отказами Интенсивность отказов
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к выполнению его ремонтов и технического обслуживания	Вероятность восстановления Среднее время простоя Среднее время восстановления Интенсивность восстановления Коэффициент восстановления
Безотказность и ремонтопригодность	Коэффициент готовности Коэффициент простоя по причине отказа Коэффициент технического обслуживания
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов	Средний ресурс Средний суммарный ресурс Средний срок службы Средний срок службы до списания Средний межремонтный ресурс
Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять значения установленных показателей его качества в заданных пределах в процессе и после хранения, при транспортировании	Средний срок сохраняемости Интенсивность отказов при хранении Параметр потока отказов при хранении

При расчете показателей, определяющих свойства надежности, используются два метода: статистический и вероятностный. Статистический метод основывается на данных регистрации отказов изучаемых объектов.

Вероятностный метод основывается на хронометражных наблюдениях и статистической обработке собранных данных с использованием методов математической статистики и теории вероятностей.

Определение безотказности изделия рассмотрим раздельно для невосстанавливаемых и восстанавливаемых элементов.

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: