Технологическое обеспечение качества

Технологическое обеспечение качества тесно связано с понятием «надежность» и связано, прежде всего, с техникой. Его можно трактовать как «безотказность», «способность выполнять определенную задачу» или как «вероятность выполнения определенной функции или функций в течение определенного времени и в определенных условиях». Для оценки вероятности, как известно, применяются статистические характеристики.

Результаты измерения надежности должны включать данные об объеме выборок, о доверительных границах и о процедурах выборочного исследования.

В технике применяется также понятие «удовлетворительное выполнение». Точное определение этого понятия связано с определением его противоположности — «неудовлетворительного выполнения» или «отказа».

Отказы системы могут быть обусловлены конструкцией деталей, их изготовлением или эксплуатацией. В современных условиях большое внимание уделяется надежности электронного оборудования.

Общему понятию « надежность » противопоставляют понятие « собственно надежность » образца оборудования, которая представляет собой вероятность безотказной работы в соответствии с заданными техническими условиями при установленных проверочных испытаниях в течение требуемого промежутка времени. При испытаниях надежности измеряется «собственно надежность», которая представляет собой по существу « операционную надежность » оборудования и является следствием двух факторов: «собственно надежности» и «эксплуатационной надежности». Эксплуатационная надежность, в свою очередь, обусловлена соответствием аппаратуры ее использованию, порядком и способом оперативного применения и обслуживания, квалификацией персонала, возможностью ремонта различных деталей, факторами окружающей среды и т. д.

На каждую характеристику, подлежащую измерению, в технических условиях задается допуск, нарушение которого рассматривается как отказ. Допуск, определяющий отказ, должен быть шире нормального заводского допуска и равен оптимальному с необходимой надбавкой на износ. Именно поэтому заводские допуски устанавливают с учетом того, что детали со временем изнашиваются.

Основными понятиями, связанными с надежностью, являются:

• исправность– состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным как в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций, так и в отношении параметров второстепенных, характеризующих удобство эксплуатации, внешний вид и т. п.,

• неисправность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени не соответствует хотя бы одному из требований, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;

• работоспособность – состояние изделия, при котором оно в данный момент времени соответствует всем требованиям, установленным в отношении основных параметров, характеризующих нормальное выполнение заданных функций;

• отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утрате изделием его работоспособности;

• полный отказ – отказ, до устранения которого использование изделия по назначению становится невозможным;

• частичный отказ – отказ, до устранения которого остается возможность частичного использования изделия;

• безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого интервала времени;

• долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для технического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров, по условиям безопасности и т. п.;

• ремонтопригодность – свойство изделия, выражающееся в его приспособленности к проведению операций технического обслуживания и ремонта, т. е. к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностей и отказов;

• надежность (в широком смысле) – свойство изделия, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью самого изделия и его частей и обеспечивающее сохранение эксплуатационных показателей изделия в заданных условиях;

• восстанавливаемость – свойство изделия восстанавливать начальные значения параметров в результате устранения отказов и неисправностей, а также восстанавливать технический ресурс в результате проведения ремонтов;

• сохраняемость – свойство изделия сохранять исправность и надежность в определенных условиях и при транспортировке.

Для предвидения отказов в будущем необходимы фактические данные о частоте отказов за время использования оборудования по назначению.

При обработке информации используется величина, обратная частоте отказов, – «среднее время между отказами». Для исследования надежности используют достаточно сложные аналитические методики. Например, при изучении электронных систем инженер выбирает ряд ключевых характеристик, затем наиболее важную из них, после этого представляет варианты действий, останавливается на одном из них, изучает условия работы и оценивает их.

Причинами изготовления ненадежной продукции могут быть:

1. • отсутствие регулярной проверки соответствия стандартам;

2. • ошибки в применении материалов и некорректный контроль материалов в ходе производства;

3. • некорректный учет и отчетность по контролю, включая информацию об усовершенствовании технологии;

4. • не отвечающие стандартам схемы выборочного контроля;

5. • отсутствие испытаний материалов на их соответствие;

6. • невыполнение стандартов по приемочным испытаниям;

7. • отсутствие инструктивных материалов и указаний по проведению контроля;

8. • нерегулярное использование отчетов по контролю для усовершенствования технологического процесса.

Математические модели, применяемые для количественных оценок надежности, зависят от типа надежности. Современная теория выделяет три таких типа:

1. • надежность мгновенного действия (например, плавких предохранителей);

2. • нормальная эксплуатационная надежность (например, вычислительной техники). В исследованиях нормальной эксплуатационной надежности в качестве единицы измерения используют среднее время между отказами. Рекомендуемый на практике диапазон от 100 до 2000 ч;

3. • чрезвычайно продолжительная эксплуатационная надежность (например, космические корабли). Если требованием к сроку службы является временной интервал свыше 10 лет, то надежность таких изделий относят к чрезвычайно продолжительной эксплуатационной надежности.

При нормальной эксплуатационной надежности техническое предсказание надежности может быть теоретическим, экспериментальным и эмпирическим. Теоретически разрабатывают схему на надежность испытательной операции и проверяют соответствие схемы с помощью математической модели. Если схема не соответствует операции, вносятся уточнения до тех пор, пока соответствие не будет достигнуто.

Эмпирический подход заключается в выполнении необходимых измерений в отношении фактически выпускаемой продукции и выводах о надежности.

Экспериментальный подход занимает промежуточное положение между теоретическим и эмпирическим. При экспериментальном подходе используют и теорию, и измерения. При этом широко применяют методы математического моделирования процессов, получая на этой основе экспериментальные данные. Далее информация подвергается статистическому анализу с помощью современных средств вычислительной техники, что обеспечивает требуемую достоверность выводов

Любому виду испытания предшествует план эксперимента.

Поскольку надежность является вероятностной характеристикой, количественные оценки используются для оценки средней надежности, рассчитанной на основе выборок из всей совокупности, а также для предсказания будущей надежности. Указанная характеристика исследуется статистическими методами и уточняется с их помощью

Надежность многих изделий может быть выявлена в течение их эксплуатации. При этом используются научно обоснованные методы, которые позволяют обнаружить дефекты, обусловленные нарушениями технологического процесса производства.

Во избежание дефектов производитель должен:

1. • применять статистический контроль качества;

2. • проверять через определенные интервалы времени управляемость процессов;

3. • выпускать изделия в соответствии с требованиями заказчика. Анализ существующих определений надежности приводит к выводу о том, что под надежностью, как правило, понимают безотказную работу изделий при регламентированных условиях эксплуатации в течение определенного периода времени