Надежность и ее стороны

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств как для объекта, так и его частей.

Теория надежности исследует различные факторы, влияющие на уровень надежности, методы обеспечения и оценки надежности, а также закономерности изменения ее количественных характеристик. Надежность является частью более общего свойства изделия – качества. Технические характеристики объекта даются для некоторого момента времени – это ”точечные” характеристики. Надежность характеризует зависимость точечных характеристик от времени использования объекта.

Термины и определения установлены стандартами ГОСТ 27.002, 27.003 и другими. Стандарты предусматривают использование следующих основных понятий и определений:

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Свойство надежности может быть приписано различным компонентам объекта. При исследовании надежности часто ставится задача определить причины, приводящие к формированию той или другой стороны надежности для определения путей повышения надежности. Это приводит к делению надежности на разные виды:

Физическая надежность – обуславливается физическими и химическими свойствами, условиями работы, нагружением и т.д.

Схемная надежность – обуславливается уровнем физической надежности отдельных элементов и схемой их взаимосвязи. Схемная надежность может быть повышена за счет резервирования.

Аппаратная надежность – обуславливается состоянием аппаратуры.

Программная надежность – обуславливается состоянием и качеством программного обеспечения.

Функциональная надежность – надежность выполнения отдельных функций, возлагаемых на объект.

Надежность является комплексным свойством и включает в себя такие свойства, как:

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Наработка – временное понятие, характеризующее продолжительность или объем работы объекта (в часах, циклах, километрах пробега и др.).

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Невосстанавливаемое изделие – изделие, которое не может быть восстановлено потребителем и подлежит замене.

Восстанавливаемое изделие – изделие, которое может быть восстановлено потребителем.

Ремонтируемый объект– объект, ремонт которого возможен и предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Неремонтируемый объект – объект, ремонт которого невозможен или непредусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции в течение хранения и (или) транспортирования.

В каждом конкретном случае оценки или задания надежности изделия следует пользоваться теми сторонами и видами надежности, которые необходимы для характеристик надежности объекта с учетом его целевого назначения.

В прикладной теории надежности в понятие надежности могут включаться дополнительные свойства. Так, для характеристики надежности объектов, являющихся потенциальным источником опасности, используются свойства безопасности и живучести.

Безопасность – свойство в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды.

Живучесть – свойство объекта сохранять работоспособность (полностью или частично) в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормальными условиями эксплуатации.

2. Состояния объекта

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

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

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

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

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

Неисправное изделие может быть работоспособным, однако неработоспособное изделие всегда неисправно.

3. Отказы

В основе понятия надежности объекта лежит понятие его отказа.

Отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. По характеру возникновения отказы связаны либо с поломкой отдельных элементов при функционировании, либо с изменением параметров до недоступных пределов.

Отказ изделия – явление случайное, но причины, связанные с выявлением отказов, определяются физическими и физико-химическими процессами, происходящими в конструкции и материалах элементов в условиях эксплуатации и вследствие ошибок производства и проектирования.

Для различения отказов их классифицируют на: классификацию отказов математическую (вероятностную) и классификацию инженерную (физическую).

По причинам отказов можно разделить отказы на случайные и систематические. Случайные отказы могут быть вызваны перегрузками, дефектами материалов и изготовления, ошибками персонала, сбоями. Чаще всего проявляются в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Систематические отказы возникают по причинам, вызывающим постепенное накопление повреждений (время, температура, облучение). Выражаются в виде износа, старения, коррозии, залипания, утечки и т.д.

Отказы внезапные – поломки.

Отказы постепенные – износ, старение.

По причинам возникновения отказы бывают конструкционные, технологические, эксплуатационные. Отказы нельзя смешивать с дефектами.

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие объекта требованиям, установленным нормативной документацией. Этот термин применяем ко всем видам промышленной и непромышленной продукции.

Полный отказ ведет к полной потере работоспособности.

Частичный отказ ведет к частичной потере работоспособности.

Математическая классификация отказов:

Постепенные отказы развиваются во времени и связаны со старением, износом, усталостной прочностью и другими факторами изменения свойств материала.

Внезапные отказы – на вероятность их появления не влияет время предыдущей работы.

Совместные отказы – отказы элементов объекта, могущие одновременно появиться в количестве двух и более.

Несовместные отказы – отказы, из которых никакие два не могут появиться вместе.

По взаимосвязи между собой отказы делятся на:

Независимые отказы – вероятности их появления не зависят друг от друга.

Зависимые отказы – вероятность появления одного отказа связана с вероятностью появления другого.