Основные понятия и определения теории надежности

Глава 1.1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ.

1.1.1 Общие понятия и определения

Система – некоторый технический продукт производства (существующий или разрабатываемый) который удовлетворяет (будет удовлетворять) определенные потребности человека. Система может функционировать во взаимодействии с другими системами или входить в состав более общей системы. В этом случае считается, что система состоит из отдельных подсистем. (ПРИМЕР)

Это позволяет при исследовании конкретной ситуации

обобщение и объединение систем, их глобализация;

детализация структуры системы.

Любая система состоит из элементов.

Элемент – часть системы, которая выполняет определенные функции и является неделимой в данной (рассматриваемой) модели системы. (ПРИМЕР) Понятие элемента ограничивает степень детализации модели описывающей некоторую систему.

Сложная система – состоит либо из достаточно большого числа элементов, либо может находиться в достаточно большом числе состояний. Такое определение требует уточнения понятия достаточно большого числа. (Пример «куча апельсинов» - изменение определенного свойства). Будем считать систему сложной, если в модели учитывается ее структура и система не рассматривается как единое целое, как один элемент. Кроме к сложным отнесем системы  которые характеризуются избыточностью (наличие резервных элементов, контрольно – переключаемых устройств), неполнотой контроля (управления), техническим обслуживанием.

Совокупность элементов может образовывать подсистему или устройство.

Подсистема – часть системы, которая функционирует самостоятельно. (генератор)

Устройство – часть системы, которая выполняет определенное (относительно небольшое)число специфических функций.

Объект – обобщающее понятие и может включать в себя понятия от элемента до сложной системы.

Изделие – любой предмет или набор предметов производства. (Электроэнергия)

Основные три  этапа жизненного цикла любого технического объекта:

1 – разработка и конструирование;

2 – производство;

3 – эксплуатация, использование.

Виды основных работ на каждом их этапов жизненного цикла технического объекта, которые оказывают влияние на его надежность:

Этап 1.

-  Осознание новой задачи, изучение и прогнозирование соответствующих проблем;

-  Формулирование тактико-технических требований к объекту;

-  Непосредственная разработка, прогнозирование, для важных объектов проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Этап 2.

-  Подготовка и разработка производственного процесса;

-  Материально-техническое снабжение;

-  Непосредственное производство объекта;

-  Контроль технологических процессов;

-  Проведение испытаний объекта;

-  Консервация, хранение объекта.

Этап 3.

-  Реализация объекта;

-  Непосредственная эксплуатация объекта;

-  Техническое обслуживание объекта.

1.1.2 Основные факторы, влияющие на надежность объекта.

В течение всего жизненного цикла объекта существуют основные факторы, влияющие на его надежность и которые должны быть учтены разработчиком, изготовителем и эксплуатационником.

Перечислим эти факторы.

1. Факторы действующие при разработке:

Надежность комплектующих изделий (элементов).

Электрические, механические режимы использования и внешние (температура, влажность, давление, вибрация и т.п.) условия работы комплектующих изделий.

Схемное решение отдельных частей и объекта в целом.

Сложность объекта.

Конструкция объекта.

Применение схем внутреннего контроля (для сложных объектов).

Тщательность разработки объекта.

2. Факторы действующие при производстве:

Использование качественных материалов и комплектующих изделий.

Применение современного оборудования и прогрессивной технологии.

Контроль производственных операций, технологических процессов и монтажа.

Проведение испытаний (климатически, механических, электрических, на надежность).

Условия производства (чистота оборудования, рабочего места, воздуха и т.п.).

3. Факторы действующие при эксплуатации:

Применение объекта в соответствии с техническими условиями.

Тщательное, регулярное и хорошо организованное проведение профилактических (регламентных) работ.

Квалификация эксплуатирующего и обслуживающего персонала.

К перечисленным факторам можно добавить множество других факторов экономического, хозяйственного и организационного характера, которые влияют на надежность объекта на всех этапах его жизни.

1.1.3 Определение надежности и ее составных частей.

В ГОСТ 27.002-89. (Надежность в технике. Термины и определения.) установлены

следующие термины и определения:

	Термин (понятие)	Определение
1.	Надежность -	свойство объекта выполнять во времени заданные функции. Это не простое, а сложное свойство, которое может обуславливаться такими относительно более простыми свойствами как безотказность, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость.
2.	Безотказность -	свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение времени или наработки.
3.	Работоспособное состояние -	состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Работоспособное состояние  как событие является противоположным неработоспособному состоянию.
4.	Неработоспособное состояние -	состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
5.	Наработка -	продолжительность или объем работы объекта.
6.	Отказ -	событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния. (основополагающее понятие теории надежности)
В теории надежности рассматриваются не любые события, приводящие к нарушению работоспособности объекта, а только те, которые имеют внутренний по отношению объекта или системы характер. Общее определение отказа для каждого объекта конкретизируется, причем в технической документации на объект должны указываться критерии отказа.
7.	Критерий отказа -	признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния объекта, указанных в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
8.	Неисправное состояние -	состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
9.	Исправное состояние -	состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.
Неисправности, не влияющие на работоспособность объекта, рассматриваются отдельно и при расчете надежности (в моделях) не учитываются. Безотказность объекта в первую очередь зависит от схемы построения объекта (от его структуры) и от безотказности примененных комплектующих изделий.
10.	Ремонтопригодность-	свойство объекта характеризующее его приспособленность к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Определяется в первую очередь конструкцией объекта, наличием систем контроля, тестирования и сигнализации.
11.	Долговечность -	свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта имея в виду либо ресурс, либо срок службы.
12.	Предельное состояние-	состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Природа предельного состояния объекта различна и обуславливается, например, физическим износом, недопустимым снижением эффективности работы, требованиями безопасности эксплуатации, моральным старением.
13.	Ресурс -	суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.
14.	Срок службы-	календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние и равен ресурсу плюс время простоев объекта.
15.	Сохраняемость -	свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования.