Состояние объекта и события, характеризующие надежность

2.2.1. Состояние объекта

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособность состояния – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Предельное состояние определяется с помощью специального критерия.

Критерии предельного состояния – признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Следует отметить принципиальное различие терминов: исправное и работоспособное состояния, неисправное и неработоспособное состояния.

Работоспособное состояние объекта характеризуют лишь те параметры, от которых зависит выполнение заданных функций. Исправным же состояние объекта считается тогда, когда все требования, а следовательно, и все параметры соответствуют нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Так, транспортное средство, способное выполнять все свои функции, находится в работоспособном состоянии. Но по характеристикам исправности оно может одновременно находиться в неисправном состоянии. Например, это транспортное средство имеет дефекты и повреждения: нарушение лакокрасочного покрытия корпуса, трещины в смотровых стеклах, вмятины в элементах корпуса, трещины в резиновых деталях (уплотнителях, соединительных шлангах). Таким образом, заданные функции объект выполнять может, т.е работоспособен, но всем требованиям документации не соответствуют, т.е. неисправен.

По аналогии с изложенным можно сделать вывод, что неисправное состояние – более широкое понятие, чем неработоспособное состояние; неработоспособное состояние более конкретно отражает неисправное состояние, так как устанавливает соответствие параметров объекта возможностям выполнять им свои функции.

Таким образом, можно одновременно характеризовать объект следующими состояниями:

1. Исправное, работоспособное (так как по определению исправное состояние характеризуется удовлетворением всем требованиям документации, а следовательно, и способности выполнять заданные функции);

2. Неисправное и работоспособное;

3. Неисправное, неработоспособное (уточненное неисправное).

Обычно эта терминология используется так:

а) для оценки работоспособности объекта применяются лишь термины: «работоспособное состояние», «неработоспособное состояние»;

б) для уточнения работоспособного состояния применяются еще термины: «исправное состояние», “неисправное состояние”.

Таким образом, имеем структурную схему терминов (рис.2.2).

Состояния

Работоспособное Неработоспособное

Исправное Неисправное Предельное

Рис.2.2. Структура состояний, характеризующих объект

В отношении термина предельное состояние целесообразно заметить следующее:

а) недопустимость применения объекта объясняется очевидной его неработоспособностью такого уровня, что даже при её восстановлении велик риск применения из-за аварий и материального ущерба (поэтому объект подлежит списанию);

б) нецелесообразность применения объекта объясняется низким уровнем полезного эффекта из-за ненадежности (это также приводит к списанию объекта);

в) невозможность восстановления объекта может быть объяснена его конструктивными особенностями;

г) нецелесообразность восстановления объясняется экономическими факторами.

В других случаях наступление предельного состояния может означать невозможность применения, но возможность восстановления путем средних и капитальных ремонтов.

Сущность изложенных терминов становится более понятной после рассмотрения событий, характеризующих надежность.

2.2.2. События, характеризующие надежность

Основным из таких событий является отказ.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Основные классификационные признаки и соответствующие им виды отказов представим в виде табл. 2.1.

Поясним перечисленные виды отказов.

Отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров, называется внезапным (например, остановка транспортного средства в результате неработоспособности топливного насоса энергетической установки).

Отказ, характеризующийся постепенным изменением заданных параметров, называется постепенным (например, потеря мощности энергетической установки транспортного средства из-за недопустимой величины зазора между внутренней стенкой цилиндра и внешней поверхностью поршня в поршневом двигателе). Постепенные отказы могут быть предотвращены путем осмотров объекта или контроля его состояния.

Таблица 2.1

В случае, если после возникновения отказа использование объекта по назначению невозможно до восстановления его работоспособности, отказ является полным (например, спущено одно из колес автомобиля, троллейбуса). Отказ, наступивший в результате ухода параметра (параметров) за установление пределы, но не приводящий к полной утрате объектом способности выполнять требуемые функции, считается частичным (двигатель работает не на всех цилиндрах).

Перемежающийся отказ – это отказ объекта, проявляющийся в течение ограниченного интервала времени, после чего объект восстанавливает свою работу без проведения какого-либо корректирующего мероприятия извне (движение автомобиля на разбавленном топливе).

Такой отказ является самоустраняющимся и чаще всего – повторяющимся.

Независимый отказ – отказ, возникающий в результате любой причины, кроме другого отказа, а в противном случае – зависимый.

Отказ, возникающий вследствие несовершенства принятых методов проектирования или ошибок конструкторов, – конструктивный, вследствие нарушения установленного процесса производства (изготовление, ремонт) объекта – производственный, а вследствие нарушения установленных правил и (или) условий эксплуатации – эксплуатационный.

По времени появления различают отказы во время работы и хранения. Причем время работы обычно разбивают на три интервала: приработка, нормальная эксплуатация, износ (старение). Для подавляющего большинства узлов, деталей, элементов количество отказов в интервалах приработки и износа значительно больше, чем на интервале нормальной эксплуатации.

В случае, если объект отказал и его работоспособность может быть восстановлена прибывшей ремонтной бригадой, цена отказа – простой.

Если же объект (например, транспортное средство) в результате отказа отбуксируется на ремонтную базу с перерывом рейса, цена отказа – невыполнение задачи.

Критерий отказа – признак или совокупность признаков работоспособного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Другим событием, характеризующим надежность, является повреждение.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.