Проблема надежности в машиностроении

Надежность - одна из составных частей качества любой технической системы. Про­грамма прогнозирования, нормирования и обеспечения надежности возни­кает в ма­шиностроении, энергетике, строительстве, на транспорте и т.п.

Под надежностью технического объекта понимают его свойство сохранять во вре­мени способность к выполнению требуемых функций при условии, что со­блюдены правила эксплуатации.

Теоретический анализ явлений, технических процессов и функционирования ма­шин и конструкций основан на выборе определенных моделей или расчетных схем. При этом выделяют существенные факторы и отбрасывают несуществен­ные, второ­степенные. Возможны два подхода к анализу: детерминистический и схоластический (вероятностный, статистический). При детерминистическом подходе все факторы, влияющие на поведение модели, считают вполне опреде­ленными. Однако выводы, основанные на детерминистических моделях, могут расходиться с разными опытами наблюдений, потому что поведение реальных систем в той или иной мере носит не­однозначный, случайный характер. В отли­чие от детерминистического подхода, схо­ластический подход к анализу явлений учитывает случайные факторы и дает пред­сказания, содержащие вероятност­ные оценки.

Методы описания сельскохозяйственных моделей и обеспечения на их ос­нове ве­роятностных выводов дает математическая дисциплина - теория вероят­ностей, в ос­нове которой лежит понятие случайного события.

Применение вероятностных методов для решения проблем надежности встре­чает существенное технически и психологические трудности, особенно по от­ношению к надежности уникальных систем и малосерийных объектов. Теория вероятности в значительной степени базируется на статистическом истолкова­нии теории вероятно­сти, применимой только к массовым событиям.

Тем не менее необходимость учета факторов случайности и неопределенности при рассмотрении вопросов надежности уже широко признана. Вероятностные подходы используются даже в гражданской авиации и атомной энергетике, где требования и надежность весьма высоки, рассматриваемые события и объекты нельзя признать массовыми.

В настоящее время инженеры, работающие в разных отраслях, находят сба­ланси­рованную точку зрения на теорию надежности как на дисциплину, осно­ванную на вероятностных моделях. Этому в немалой степени способствовал прогресс в области вычислительной техники. Для этого служит статистическое моделирование, назы­ваемое методом Монте-Карло, который основан на много­кратном, численном моде­лировании поведения объекта при исходных данных, которые являются выборочными значениями некоторых случайных величин и случайных функций. Статисти­ческая обработка дает оценку для показателей надежности.

В теории надежности существуют два направления, родственные по идеоло­гии и общей системе понятий, но отличающиеся по подходу. Первое направление - системная, статистическая или математическая теория надежности, вто­рое направление можно условно можно условно назвать физической теорией надежности.

Современные машины и системы машин содержат большое число немехани­ческих элементов и соединений. Это требует применения физических и сис­темных моделей в комплексе. Показатели надежности механических элементов и систем оценивают на основе физических моделей, в то время как для оценки показателей надежности машин в целом или систем машин чаще используются модели системной теории на­дежности.