1. основные понятия надёжности технических систем
 Скачать 364.88 Kb.
|
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЁЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМОбеспечение надёжности систем охватывает самые различные аспек- ты человеческой деятельности. Надёжность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем. С развитием и усложнением техники углубилась и развилась про- блема её надёжности. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надёжности изделий и способов контроля надёжности, методов расчётов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надёжности – являются предметом исследований надёжности. Если в результате анализа требуется определить параметры, характе- ризующие безопасность, необходимо в дополнение к отказам оборудова- ния и нарушениям работоспособности системы рассмотреть возможность повреждений самого оборудования или вызываемых ими других повреж- дений. Если на этой стадии анализа безопасности предполагается возмож- ность отказов в системе, то проводится анализ риска для того, чтобы оп- ределить последствия отказов в смысле ущерба, наносимого оборудова- нию, и последствий для людей, находящихся вблизи него. Наука о надёжности является комплексной наукой и развивается в тесном взаимодействии с другими науками, такими как физика, химия, математика и др., что особенно наглядно проявляется при определении надёжности систем большого масштаба и сложности. При изучении вопросов надёжности рассматривают самые разнооб- разные объекты – изделия, сооружения, системы с их подсистемами. На- дёжность изделия зависит от надёжности его элементов, и чем выше их надёжность, тем выше надёжность всего изделия. Надёжность – свойство объекта сохранять во времени в установ- ленных пределах значения всех параметров, характеризующих способ- ность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Недостаточная надёжность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электро- энергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответ- ственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономически- ми потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертва- ми. Чем меньше надёжность машин, тем большие партии их приходится изготовлять, что приводит к перерасходу металла, росту производствен- ных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию. Надёжность объекта является комплексным свойством, её оценивают по четырём показателям – безотказности, долговечности, ремонтопригод- ности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств. Безотказность – свойство объекта сохранять работоспособность не- прерывно в течение некоторого времени или некоторой наработки. Это свойство особенно важно для машин, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни людей. Безотказность свойственна объекту в лю- бом из возможных режимов его существования, в том числе при хранении и транспортировке. Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное со- стояние до наступления предельного состояния при установленной систе- ме технического обслуживания и ремонта. Показатели безотказности:вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пре- делах заданной наработки отказ объекта не возникает; средняя наработка до отказа – математическое ожидание нара- ботки объекта до первого отказа; средняя наработка на отказ – отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его от- казов в течение этой наработки; интенсивность отказов – условная плотность вероятности воз- никновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматри- ваемого момента времени отказ не возник. Этот показатель относится к невосстанавливаемым изделиям. Показатели долговечностиКоличественные показатели долговечности восстанавливаемых из- делий делятся на две группы. Показатели, связанные со сроком службы изделия: срок службы – календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или её возобновление после ремонта до пе- рехода в предельное состояние; средний срок службы – математическое ожидание срока службы; срок службы до первого капитального ремонта агрегата или уз- ла – это продолжительность эксплуатации до ремонта, выполняемого для восстановления исправности и полного или близкого к полному восста- новления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его час- тей, включая базовые; срок службы между капитальными ремонтами, зависящий пре- имущественно от качества ремонта, т.е. от того, в какой степени восста- новлен их ресурс; суммарный срок службы – это календарная продолжительность работы технической системы от начала эксплуатации до выбраковки с учётом времени работы после ремонта; гамма-процентный срок службы – календарная продолжитель- ность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью γ, выраженной в процентах. Показатели долговечности, выраженные в календарном времени ра- боты, позволяют непосредственно использовать их в планировании сро- ков организации ремонтов, поставки запасных частей, сроков замены обо- рудования. Недостаток этих показателей заключается в том, что они не позволяют учитывать интенсивность использования оборудования. Показатели, связанные с ресурсом изделия: ресурс – суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или её возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние; средний ресурс – математическое ожидание ресурса; для техниче- ских систем в качестве критерия долговечности используют технический ресурс; назначенный ресурс – суммарная наработка, при достижении ко- торой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния; гамма-процентный ресурс – суммарная наработка, в течение ко- торой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятно- стью γ, выраженной в процентах. Единицы для измерения ресурса выбирают применительно к каждой отрасли и к каждому классу машин, агрегатов и конструкций отдельно. В качестве меры продолжительности эксплуатации может быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта (для самолётов и авиационных двигателей естест- венной мерой ресурса служит налёт в часах, для автомобилей – пробег в километрах, для прокатных станов – масса прокатанного металла в тон- нах). Если наработку измерять числом производственных циклов, то ре- сурс будет принимать дискретные значения. |