Uzticamības teorijas noteikumi. Uzticamības teorijas pamatjēdzieni un definīcijas
4.1. Uzticamības teorijas pamatjēdzieni
Iepriekšējas piezīmes.
Saraksts ir balstīts uz GOST 27.002-89 "Drošība tehnoloģijā. Pamatjēdzieni. Termini un definīcijas", kurā formulēti zinātnē un tehnoloģijā lietotie termini un definīcijas uzticamības jomā. Tomēr norādītais GOST neattiecas uz visiem terminiem, tāpēc atsevišķos punktos tiek ieviesti papildu termini, kas atzīmēti ar zvaigznīti (*).
Objekts, elements, sistēma
Uzticamības teorijā tiek izmantoti objekta, elementa un sistēmas jēdzieni.
Objekts- tehnisks produkts konkrētam mērķim, ņemot vērā projektēšanas, ražošanas, testēšanas un ekspluatācijas periodus.
Objekti var būt dažādas sistēmas un to elementi, jo īpaši: konstrukcijas, instalācijas, tehniskie izstrādājumi, ierīces, mašīnas, aparāti, instrumenti un to daļas, mezgli un atsevišķas detaļas.
Sistēmas elements ir objekts, kas pārstāv atsevišķu sistēmas daļu. Pats elementa jēdziens ir nosacīts un relatīvs, jo jebkuru elementu, savukārt, vienmēr var uzskatīt par citu elementu kopumu.
Jēdzienu sistēma un elements tiek izteikti viens ar otru, jo viens no tiem ir jāpieņem kā sākotnējais, postulēts. Šie jēdzieni ir relatīvi: objektu, kas vienā pētījumā tiek uzskatīts par sistēmu, var uzskatīt par elementu, ja tiek pētīts objekts lielākā mērogā. Turklāt pats sistēmas dalījums elementos ir atkarīgs no apsvēruma rakstura (funkcionālie, strukturālie, ķēdes vai darbības elementi), no nepieciešamās pētījuma precizitātes, no mūsu ideju līmeņa, no objekta kopumā. .
Cilvēks Operators pārstāv arī vienu no cilvēka-mašīnas sistēmas saitēm.
Sistēma ir objekts, kas ir elementu kopums, kas savstarpēji saistīti ar noteiktām attiecībām un mijiedarbojas tā, lai nodrošinātu, ka sistēma veic kādu diezgan sarežģītu funkciju.
Sistemātiskuma pazīme ir sistēmas struktūra, tās sastāvdaļu savstarpējā saistība, visas sistēmas organizācijas pakļaušana noteiktam mērķim. Sistēmas darbojas telpā un laikā.
Objekta stāvoklis
Apkalpojamība- objekta stāvoklis, kurā tas atbilst visām normatīvajā un tehniskajā dokumentācijā (NTD) noteiktajām prasībām.
Nepareiza darbība- objekta stāvoklis, kurā tas neatbilst vismaz vienai no normatīvajā un tehniskajā dokumentācijā noteiktajām prasībām.
Performance- objekta stāvoklis, kurā tas spēj veikt noteiktas funkcijas, saglabājot galveno parametru vērtības normatīvās un tehniskās dokumentācijas noteiktajās robežās.
Galvenie parametri raksturo objekta darbību, veicot uzticētos uzdevumus, un ir noteikti normatīvajā un tehniskajā dokumentācijā.
Nelietojamība- objekta stāvoklis, kurā vismaz viena noteikta parametra vērtība, kas raksturo spēju veikt noteiktas funkcijas, neatbilst normatīvajā un tehniskajā dokumentācijā noteiktajām prasībām.
Apkalpojamības jēdziens ir plašāks nekā veiktspējas jēdziens. Ekspluatācijas objekts, atšķirībā no ekspluatējamā, atbilst tikai tām tehniskās un tehniskās dokumentācijas prasībām, kas nodrošina tā normālu funkcionēšanu, veicot uzdotos uzdevumus.
Kopumā darbspēja un nelietojamība var būt pilnīga vai daļēja. Pilnībā funkcionējošs objekts noteiktos apstākļos nodrošina maksimālu tā izmantošanas efektivitāti. Daļēji funkcionējoša objekta izmantošanas efektivitāte tādos pašos apstākļos ir mazāka par maksimālo iespējamo, taču tā rādītāju vērtības joprojām ir robežās, kas noteiktas šādai funkcionēšanai, kas tiek uzskatīta par normālu. Daļēji nestrādājošs objekts var darboties, bet efektivitātes līmenis ir zem pieļaujamā līmeņa. Pilnīgi nestrādājošu objektu nevar izmantot paredzētajam mērķim.
Daļējas darbspējas un daļējas nedarbojamības jēdzieni galvenokārt tiek attiecināti uz sarežģītām sistēmām, kurām raksturīga iespēja atrasties vairākos stāvokļos. Šie stāvokļi atšķiras pēc sistēmas efektivitātes līmeņiem. Dažu objektu darbspēja un nelietojamība var būt pilnīga, t.i. viņiem var būt tikai divi stāvokļi.
Efektīvam objektam atšķirībā no ekspluatējamā ir jāatbilst tikai tām tehniskās dokumentācijas prasībām, kuru izpilde nodrošina objekta normālu izmantošanu paredzētajam mērķim. Taču tas var neapmierināt, piemēram, estētiskās prasības, ja objekta izskata pasliktināšanās netraucē tā normālu (efektīvu) funkcionēšanu.
Ir skaidrs, ka funkcionāls objekts var būt bojāts, taču novirzes no tehniskās un tehniskās dokumentācijas prasībām nav tik būtiskas, lai tiktu traucēta normāla darbība.
Robežstāvoklis - objekta stāvoklis, kurā tā turpmāka izmantošana paredzētajam mērķim ir jāpārtrauc sakarā ar neatgriezenisku drošības prasību pārkāpumu vai noteikto parametru nelabojamu novirzi ārpus noteiktajām robežām, nepieņemama ekspluatācijas izmaksu pieauguma vai nepieciešamības dēļ. kapitālajam remontam.
Robežstāvokļa pazīmes (kritērijus) nosaka attiecīgā objekta normatīvā un tehniskā dokumentācija.
Neatjaunojams objekts sasniedz robežstāvokli, kad notiek kļūme vai tiek sasniegta iepriekš noteikta maksimālā pieļaujamā kalpošanas laika vai kopējā darbības laika vērtība, kas noteikta ekspluatācijas drošības apsvērumu dēļ saistībā ar neatgriezenisku lietošanas efektivitātes samazināšanos zem pieļaujamā. vai saistībā ar atteices koeficienta pieaugumu, kas ir dabisks šāda veida objektiem pēc noteikta ekspluatācijas perioda.
Restaurētiem objektiem pāreju uz robežstāvokli nosaka brīdis, kad turpmākā darbība nav iespējama vai nepraktiska šādu iemeslu dēļ:
Kļūst neiespējami uzturēt tā drošību, uzticamību vai efektivitāti minimāli pieņemamā līmenī;
Nodiluma un (vai) novecošanas rezultātā objekts ir sasniedzis stāvokli, kurā remonts prasa nepieņemami lielas izmaksas vai nenodrošina nepieciešamo darbspējas vai resursu atjaunošanas pakāpi.
Dažiem restaurējamiem objektiem ierobežojošais stāvoklis tiek uzskatīts par tādu, kad nepieciešamo darbspējas atjaunošanu var panākt tikai ar kapitālo remontu.
Režīma vadāmība* ir objekta īpašība ar vadības palīdzību uzturēt normālu režīmu, lai uzturētu vai atjaunotu normālu tā darbības režīmu.
Objekta pāreja uz dažādiem stāvokļiem
Bojājumi- notikums, kas sastāv no objekta ekspluatācijas pārkāpuma, saglabājot tā darbspēju.
Atteikums- notikums, kas sastāv no objekta darbības traucējumiem.
Kļūmes kritērijs ir atšķirīga pazīme vai pazīmju kopums, pēc kura tiek konstatēts kļūmes fakts.
Bojājumu pazīmes (kritērijus) nosaka attiecīgā objekta normatīvā un tehniskā dokumentācija.
Atjaunošana ir kļūmes (bojājumu) atklāšanas un novēršanas process, lai atjaunotu tā funkcionalitāti (apkalpojamību).
Atgūstams objekts- objekts, kura darbība atteices gadījumā ir jāatjauno saskaņā ar aplūkotajiem nosacījumiem.
Neatkopjams objekts- objekts, kura darbību atteices gadījumā nevar atjaunot aplūkojamos apstākļos.
Analizējot uzticamību, īpaši izvēloties objekta uzticamības rādītājus, būtiska nozīme ir lēmumam, kas jāpieņem objekta atteices gadījumā. Ja aplūkojamajā situācijā dotā objekta darbspējas atjaunošana tā kļūmes gadījumā kāda iemesla dēļ tiek uzskatīta par nepraktisku vai nepraktisku (piemēram, sakarā ar to, ka nav iespējams pārtraukt izpildāmo funkciju), tad šāds objekts šī situācija ir neatgriezeniska. Tādējādi vienu un to pašu objektu, atkarībā no īpašībām vai darbības posmiem, var uzskatīt par atjaunojamu vai neatjaunojamu. Piemēram, laikapstākļu satelīta aprīkojums uzglabāšanas posmā tiek klasificēts kā atjaunojams, bet lidojuma laikā kosmosā nav atjaunojams. Turklāt pat vienu un to pašu objektu var klasificēt vienā vai citā veidā atkarībā no tā mērķa: dators, ko izmanto neoperatīviem aprēķiniem, ir atkopjams objekts, jo kļūmes gadījumā var atkārtot jebkuru darbību, un tas pats dators kontrolē sarežģītu tehnoloģisko procesu ķīmijā, ir neatgūstams objekts, jo kļūme vai nepareiza darbība rada neatgriezeniskas sekas.
Negadījums* ir notikums, kas saistīts ar objekta pāreju no viena veiktspējas vai relatīvā funkcionēšanas līmeņa uz citu, ievērojami zemāku, ar būtisku objekta darbības režīma traucējumu. Negadījums var izraisīt daļēju vai pilnīgu objekta iznīcināšanu, radot bīstamus apstākļus cilvēkiem un videi.
Objekta temporālās īpašības
Darbības laiks- objekta darba ilgums vai apjoms. Objekts var darboties nepārtraukti vai ar pārtraukumiem. Otrajā gadījumā tiek ņemts vērā kopējais darbības laiks. Darbības laiku var izmērīt laika vienībās, ciklos, izvades vienībās un citās vienībās. Ekspluatācijas laikā tiek izšķirts ikdienas, mēneša darbības laiks, darbības laiks līdz pirmajai atteicei, darbības laiks starp atteicēm, norādītais darbības laiks utt.
Ja objekts tiek darbināts dažādos slodzes režīmos, tad, piemēram, darba laiku gaismas režīmā var atdalīt un ņemt vērā atsevišķi no darbības laika pie nominālās slodzes.
Tehniskais resurss- objekta darbības laiks no tā darbības sākuma līdz robežstāvokļa sasniegšanai.
Parasti tiek norādīts, kurš tehniskais resurss ir domāts: līdz vidējam, kapitāls, no kapitāla līdz tuvākajam nesējam utt. Ja konkrētas instrukcijas nav ietvertas, tad resurss ir domāts no ekspluatācijas sākuma līdz robežstāvokļa sasniegšanai pēc visiem (vidējiem un lieliem) remontdarbiem, t.i. līdz norakstīšanai tehniskā stāvokļa dēļ.
Kalpošanas laiks- objekta ekspluatācijas kalendārais ilgums no tā sākuma vai atsākšanas pēc kapitālā vai vidēja remonta līdz robežstāvokļa iestāšanās brīdim.
Ar priekšmeta ekspluatāciju saprot tā pastāvēšanas stadiju patērētāja rīcībā, ievērojot objekta izmantošanu paredzētajam mērķim, kas var mijas ar uzglabāšanu, transportēšanu, apkopi un remontu, ja to veic patērētājs.
Derīguma termiņš- objekta glabāšanas un (vai) transportēšanas kalendārais ilgums noteiktos apstākļos, kura laikā un pēc kura noteikto rādītāju vērtības (ieskaitot uzticamības rādītājus) tiek uzturētas noteiktās robežās.
Uzticamības definīcija
Jebkuras tehniskās sistēmas darbību var raksturot ar tās efektivitāti (4.1.1. att.), kas tiek saprasta kā īpašību kopums, kas nosaka sistēmas spēju veikt noteiktus uzdevumus tās izveides laikā.
Rīsi. 4.1.1. Tehnisko sistēmu pamatīpašības
Saskaņā ar GOST 27.002-89 ar uzticamību saprot objekta spēju noteiktās robežās laika gaitā saglabāt visu parametru vērtības, kas raksturo spēju veikt nepieciešamās funkcijas noteiktos lietošanas režīmos un apstākļos, apkope, remonts, uzglabāšana un transportēšana.
Tādējādi:
1. Uzticamība- objekta īpašība laika gaitā saglabāt spēju veikt nepieciešamās funkcijas. Piemēram: elektromotoram - nodrošināt vajadzīgo griezes momentu uz vārpstu un ātrumu; elektroapgādes sistēmai - nodrošināt strāvas uztvērējus ar nepieciešamās kvalitātes enerģiju.
2. Nepieciešamās funkcijas jāveic ar parametru vērtībām noteiktajās robežās. Piemēram: elektromotoram - nodrošināt nepieciešamo griezes momentu un apgriezienu skaitu, kad motora temperatūra nepārsniedz noteiktu robežu, sprādziena avota neesamība, ugunsgrēks utt.
3. Spēja veikt nepieciešamās funkcijas jāsaglabā noteiktos režīmos (piemēram, ar pārtraukumiem); noteiktos apstākļos (piemēram, putekļi, vibrācija utt.).
4. Objektam ir jābūt īpašībai saglabāt spēju veikt nepieciešamās funkcijas dažādās tā dzīves fāzēs: ekspluatācijas, apkopes, remonta, uzglabāšanas un transportēšanas laikā.
Uzticamība- svarīgs objekta kvalitātes rādītājs. To nevar pretstatīt vai sajaukt ar citiem kvalitātes rādītājiem. Piemēram, informācija par attīrīšanas iekārtas kvalitāti būs nepārprotami nepietiekama, ja būs zināms tikai tas, ka tai ir noteikta produktivitāte un noteikts attīrīšanas koeficients, bet nav zināms, cik konsekventi šīs īpašības tiek uzturētas tās darbības laikā. Ir arī bezjēdzīgi zināt, ka iekārta stabili saglabā tai raksturīgās īpašības, taču šo raksturlielumu vērtības nav zināmas. Tāpēc uzticamības definīcija ietver noteiktu funkciju veikšanu un šīs īpašības saglabāšanu, kad objekts tiek izmantots paredzētajam mērķim.
Atkarībā no objekta mērķa tas var ietvert uzticamību, izturību, apkopi un uzglabāšanu dažādās kombinācijās. Piemēram, neatjaunojamam objektam, kas nav paredzēts glabāšanai, uzticamību nosaka tā bezatteices darbība, ja to izmanto paredzētajam mērķim. Informācija par ilgstoši uzglabāšanā un transportēšanā esošu atjaunota produkta bezatteices darbību pilnībā nenosaka tā uzticamību (ir jāzina gan par apkopi, gan uzglabājamību). Vairākos gadījumos ļoti svarīga kļūst produkta spēja uzturēt darbspēju līdz ierobežojošā stāvokļa iestāšanās brīdim (ekspluatācijas pārtraukšana, nodošana vidējam vai lielam remontam), t.i. nepieciešama informācija ne tikai par objekta uzticamību, bet arī par tā izturību.
Tehnisku raksturlielumu, kas kvantitatīvi nosaka vienu vai vairākas īpašības, kas veido objekta uzticamību, sauc par uzticamības indikatoru. Tas kvantitatīvi raksturo to, cik lielā mērā konkrētam objektam vai noteiktai objektu grupai piemīt noteiktas īpašības, kas nosaka uzticamību. Uzticamības indikatoram var būt dimensija (piemēram, vidējais laiks līdz atkopšanai) vai arī tā nav (piemēram, bezatteices darbības varbūtība).
Vispārīgā gadījumā uzticamība ir sarežģīts īpašums, kas ietver tādus jēdzienus kā uzticamība, izturība, apkope un uzglabājamība. Konkrētiem objektiem un to darbības apstākļiem šīm īpašībām var būt atšķirīga relatīvā nozīme.
Uzticamība ir objekta īpašība nepārtraukti darboties noteiktu darbības laiku vai kādu laiku.
Uzturamība ir objekta īpašība, kas pielāgojama kļūmju un bojājumu novēršanai un konstatēšanai, ekspluatācijas un ekspluatācijas atjaunošanai apkopes un remonta procesā.
Izturība ir objekta īpašība darboties, līdz iestājas robežstāvoklis ar nepieciešamo apkopes un remonta pārtraukumu.
Uzglabājamība ir objekta īpašība, lai uzglabāšanas un (vai) transportēšanas laikā (un pēc tam) pastāvīgi uzturētu ekspluatācijas un darba stāvokli.
Uzticamības rādītājiem tiek izmantoti divi prezentācijas veidi: varbūtības un statistiskā. Varbūtības forma parasti ir ērtāka a priori analītiskiem ticamības aprēķiniem, savukārt statistiskā forma ir ērtāka tehnisko sistēmu uzticamības eksperimentālajiem pētījumiem. Turklāt izrādās, ka daži rādītāji ir labāk interpretējami varbūtības izteiksmē, bet citi ir labāk interpretēti statistikas izteiksmē.
Uzticamības un apkopes rādītāji
Skrien līdz neveiksmei- varbūtība, ka noteiktā darbības laikā objekta kļūme nenotiks (ja tas darbojas sākotnējā brīdī).
Uzglabāšanas un transportēšanas veidiem var izmantot līdzīgi definētu terminu “atteices rašanās varbūtība”.
Vidējais laiks līdz kļūmei ir matemātiski sagaidāms objekta nejaušais darbības laiks pirms pirmās atteices.
Vidējais laiks starp kļūmēm ir matemātiski sagaidāms objekta nejaušais darbības laiks starp kļūmēm.
Parasti šis indikators attiecas uz līdzsvara stāvokļa darbības procesu. Principā vidējais laiks starp atteicēm objektos, kas sastāv no elementiem, kas laika gaitā noveco, ir atkarīgs no iepriekšējās atteices skaita. Tomēr, palielinoties atteices skaitam (t.i., palielinoties darbības ilgumam), šai vērtībai ir tendence uz kādu nemainīgu vai, kā saka, tās stacionāro vērtību.
Vidējais laiks starp atteicēm ir atjaunotā objekta darbības laika attiecība noteiktā laika periodā pret matemātisko paredzamo kļūdu skaitu šajā darbības laikā.
Šo terminu īsumā var saukt par vidējo laiku līdz atteicei un vidējo laiku starp kļūmēm, kad abi rādītāji sakrīt. Lai pēdējie sakristu, ir nepieciešams, lai pēc katras kļūmes objekts tiktu atjaunots tā sākotnējā stāvoklī.
Norādītais darbības laiks- darbības laiks, kura laikā objektam jādarbojas, nepildot savas funkcijas.
Vidējais dīkstāves laiks- nejauša objekta piespiedu neregulētas uzturēšanās laika matemātiskā sagaidīšana nelietojamības stāvoklī.
Vidējais atveseļošanās laiks- darbspējas atjaunošanas (pats remonta) nejaušā ilguma matemātiskā cerība.
Atgūšanas varbūtība ir iespējamība, ka faktiskais objekta darbspējas atjaunošanas ilgums nepārsniegs norādīto.
Darbības tehniskās efektivitātes rādītājs- objekta faktiskās funkcionēšanas kvalitātes mērs vai objekta izmantošanas iespējamība noteiktu funkciju veikšanai.
Šis rādītājs tiek kvantificēts kā objekta izejas efekta matemātiskā cerība, t.i. atkarībā no sistēmas mērķa tas iegūst noteiktu izteiksmi. Bieži darbības rādītājs tiek definēts kā kopējā varbūtība, ka objekts paveiks uzdevumu, ņemot vērā iespējamo tā darba kvalitātes samazināšanos daļēju kļūmju rašanās dēļ.
Efektivitātes saglabāšanas līmenis- indikators, kas raksturo uzticamības pakāpes ietekmi uz šī rādītāja maksimālo iespējamo vērtību (t.i., atbilstošo visu objekta elementu pilnīgas darbības stāvokli).
Nestacionāras pieejamības faktors- iespējamība, ka objekts darbosies noteiktā brīdī, skaitot no darba sākuma (vai no cita stingri noteikta laika punkta), kuram ir zināms šī objekta sākotnējais stāvoklis.
Vidējais pieejamības koeficients- nestacionārās pieejamības faktora vērtība, kas aprēķināta vidēji noteiktā laika intervālā.
Stacionāras pieejamības faktors(pieejamības koeficients) - iespējamība, ka atjaunotais objekts darbosies patvaļīgi izvēlētā brīdī stabilā darbības procesā. (Pieejamības koeficientu var definēt arī kā laika attiecību, kurā objekts atrodas darba stāvoklī, pret kopējo aplūkojamā perioda ilgumu. Tiek pieņemts, ka tiek apsvērts līdzsvara stāvokļa darbības process, matemātiskais modelis kas ir stacionārs gadījuma process Pieejamības faktors ir robežvērtība, līdz kurai gan nestacionārajiem, gan vidējiem pieejamības faktoriem ir tendence palielināties, palielinoties aplūkojamajam laika intervālam.
Bieži tiek izmantoti indikatori, kas raksturo vienkāršu objektu - tā sauktie atbilstošā tipa dīkstāves koeficienti. Katru pieejamības faktoru var saistīt ar noteiktu dīkstāves faktoru, kas skaitliski vienāds ar atbilstošā pieejamības faktora pievienošanu vienam. Attiecīgajās definīcijās veiktspēja būtu jāaizstāj ar nelietojamību.
Nestacionārais darba gatavības koeficients ir iespējamība, ka objekts, atrodoties gaidstāves režīmā, darbosies noteiktā laika brīdī, skaitot no darba sākuma (vai no cita stingri noteikta laika) un no šī brīža strādāt bez neveiksmēm noteiktu laiku.
Vidējais operatīvās gatavības koeficients- nestacionārās darbības gatavības koeficienta vērtība, kas aprēķināta vidēji noteiktā intervālā.
Stacionāras darbības gatavības koeficients(darba gatavības koeficients) - varbūtība, ka atjaunotais elements darbosies patvaļīgā brīdī un no šī brīža darbosies bez traucējumiem noteiktā laika intervālā. Tiek pieņemts, ka tiek aplūkots līdzsvara stāvokļa darbības process, kuram kā matemātisks modelis atbilst stacionārs gadījuma process.
Tehniskās izmantošanas līmenis- objekta vidējā darbības laika attiecība laika vienībās noteiktam darbības periodam pret darbības laika, apkopes dēļ dīkstāves un remonta laika vidējo vērtību summu vienā un tajā pašā darbības periodā.
Neveiksmju rādītājs- nelabojama objekta atteices nosacītā varbūtības blīvums, kas noteikts aplūkotajam laika brīdim, ar nosacījumu, ka bojājums nav noticis pirms šī brīža. Bojājuma plūsmas parametrs ir atjaunotā objekta atteices rašanās varbūtības blīvums, kas noteikts aplūkotajam laika momentam. Bojājumu plūsmas parametru var definēt kā attiecību starp objekta atteices gadījumu skaitu noteiktā laika intervālā pret šī intervāla ilgumu parastā atteices plūsmā.
Atveseļošanās intensitāte- objekta darbspējas atjaunošanas nosacītais varbūtības blīvums, kas noteikts konkrētajam laika brīdim, ar nosacījumu, ka atjaunošana līdz šim brīdim nav pabeigta.
Izturības un uzglabāšanas rādītāji
Gamma procentuālais resurss- darbības laiks, kura laikā objekts nesasniedz robežstāvokli ar doto varbūtību 1-?.
Vidējais resurss- resursa matemātiskā cerība.
Piešķirtais resurss- objekta kopējais darbības laiks, kuru sasniedzot darbība jāpārtrauc neatkarīgi no tā stāvokļa.
Vidējais remonta ilgums- vidējais resurss starp blakus esošajiem objekta kapitālremontiem.
Vidējais mūžs pirms norakstīšanas- objekta vidējais resurss no ekspluatācijas sākuma līdz tā ekspluatācijas pārtraukšanai.
Vidējais resurss pirms kapitālā remonta ir vidējais resurss no objekta darbības sākuma līdz pirmajam lielajam remontam.
Gamma procentuālais mūžs- kalpošanas laiks, kura laikā objekts nesasniedz robežstāvokli ar varbūtību 1-?.
Vidējais kalpošanas laiks- matemātiskā paredzamā kalpošanas laika.
Vidējais kalpošanas laiks starp kapitālremontiem- vidējais kalpošanas laiks starp blakus esošajiem objekta kapitālremontiem.
Vidējais kalpošanas laiks pirms kapitālā remonta- vidējais kalpošanas laiks no objekta ekspluatācijas sākuma līdz pirmajam lielajam remontam.
Vidējais kalpošanas laiks pirms ekspluatācijas pārtraukšanas- vidējais kalpošanas laiks no objekta ekspluatācijas sākuma līdz tā ekspluatācijas pārtraukšanai.
Gamma procentuālais glabāšanas laiks- uzglabāšanas ilgums, kura laikā objekts saglabā noteiktos rādītājus ar doto varbūtību 1-?.
Vidējais glabāšanas laiks- glabāšanas laika matemātiskā prognoze.
Uzticamības veidi
Iekārtu un sistēmu daudzfunkcionālais mērķis rada nepieciešamību izpētīt noteiktus uzticamības aspektus, ņemot vērā iemeslus, kas veido objektu uzticamības īpašības. Tas noved pie nepieciešamības iedalīt uzticamību tipos.
Ir:
Aparatūras uzticamība ierīču stāvokļa dēļ; savukārt to var iedalīt strukturālajā, ķēdes, ražošanas un tehnoloģiskajā uzticamībā;
Funkcionālā uzticamība, kas saistīta ar noteiktas funkcijas (vai funkciju kopas) izpildi, kas piešķirta objektam vai sistēmai;
Ekspluatācijas uzticamība, pateicoties lietošanas un apkopes kvalitātei;
Programmatūras uzticamība programmatūras kvalitātes dēļ (programmas, darbības algoritmi, instrukcijas utt.);
Sistēmas “cilvēks-mašīna” uzticamība ir atkarīga no cilvēka operatora objekta apkalpošanas kvalitātes.
Neveiksmes raksturojums
Viens no uzticamības teorijas pamatjēdzieniem ir kļūmes jēdziens (objekts, elements, sistēma). Objekta kļūme ir notikums, kurā objekts pilnībā vai daļēji pārtrauc veikt noteiktas funkcijas. Ar pilnīgu veiktspējas zudumu notiek pilnīga kļūme, ar daļēju atteici rodas daļēja kļūme. Katru reizi pirms uzticamības analīzes ir skaidri jāformulē pilnīgas un daļējas atteices jēdzieni, jo no tā ir atkarīgs uzticamības kvantitatīvais novērtējums.
Atkarībā no kļūmju rašanās iemesliem noteiktā vietā tos izšķir:
atteices konstrukcijas defektu dēļ;
kļūmes tehnoloģisku defektu dēļ;
kļūmes ekspluatācijas defektu dēļ;
kļūmes pakāpeniskas novecošanas (nolietošanās) dēļ.
Neveiksmes konstrukcijas defektu dēļ rodas dizaina nepilnību rezultātā, kas radušās projektēšanas laikā. Šajā gadījumā visizplatītākā ir "maksimālo" slodžu nenovērtēšana, materiālu ar zemām patērētāja īpašībām izmantošana, ķēdes "iztrūkumi" utt. Šīs grupas atteices ietekmē visas produkta, objekta, sistēmas kopijas.
Neveiksmes tehnoloģisko defektu dēļ rodas produktu ražošanas pieņemtās tehnoloģijas pārkāpuma rezultātā (piemēram, atsevišķu īpašību novirze pārsniedz noteiktos ierobežojumus). Kļūmes šajā grupā ir raksturīgas atsevišķām produktu partijām, kuru izgatavošanas laikā tika novēroti ražošanas tehnoloģijas pārkāpumi.
Kļūmes ekspluatācijas defektu dēļ rodas, ja netiek ievēroti nepieciešamie ekspluatācijas nosacījumi un apkopes noteikumi faktiskajiem. Kļūmes šajā grupā ir raksturīgas atsevišķām produktu vienībām.
Bojājumi pakāpeniskas novecošanas (nolietošanās) dēļ, ko izraisa neatgriezenisku izmaiņu uzkrāšanās materiālos, kas izraisa stiprības (mehāniskās, elektriskās) pārrāvumus un objekta daļu mijiedarbību.
Kļūmes, kuru pamatā ir cēloņsakarības, tiek iedalītas šādās grupās:
kļūmes ar momentānu rašanās modeli;
kļūmes ar pakāpenisku rašanās modeli;
neveiksmes ar relaksācijas modeli;
neveiksmes ar kombinētiem parādīšanās modeļiem.
Atteices ar momentānu iestāšanās modeli raksturo tas, ka atteices laiks nav atkarīgs no iepriekšējās darbības laika un objekta stāvokļa atteices moments notiek nejauši, pēkšņi. Šādas shēmas ieviešanas piemēri var būt produkta atteices maksimālās slodzes ietekmē elektrotīklā, mehāniska iznīcināšana svešas ārējās ietekmes ietekmē utt.
Bojājumi ar pakāpenisku rašanās modeli rodas, pakāpeniski uzkrājoties bojājumiem materiālu fizikāli ķīmisko izmaiņu dēļ. Šajā gadījumā dažu “izšķirošo” parametru vērtības pārsniedz pieļaujamās robežas, un objekts (sistēma) nespēj veikt noteiktās funkcijas. Pakāpeniskas rašanās shēmas ieviešanas piemēri var būt kļūmes izolācijas pretestības samazināšanās, kontaktu elektriskās erozijas utt.
Kļūmēm ar atslābuma rašanās modeli ir raksturīga sākotnēja pakāpeniska bojājumu uzkrāšanās, kas rada apstākļus pēkšņām (asām) objekta stāvokļa izmaiņām, pēc kurām iestājas atteices stāvoklis. Relaksācijas shēmas ieviešanas piemēri kļūmju rašanās gadījumā var būt kabeļa izolācijas pārrāvums bruņu korozijas iznīcināšanas dēļ.
Neveiksmes ar kombinētiem gadījuma modeļiem ir raksturīgas situācijām, kad vienlaikus darbojas vairāki cēloņsakarības modeļi. Piemērs, kas īsteno šo shēmu, ir motora atteice īssavienojuma rezultātā, jo samazinās tinumu izolācijas pretestība un pārkaršana.
Analizējot uzticamību, ir nepieciešams identificēt galvenos kļūmju cēloņus un tikai tad, ja nepieciešams, ņemt vērā citu cēloņu ietekmi.
Pamatojoties uz laika aspektu un paredzamības pakāpi, neveiksmes iedala pēkšņās un pakāpeniskās.
Pamatojoties uz likvidēšanas raksturu laika gaitā, tiek izšķirtas stabilas (galīgas) un pašlikvidējošas (īstermiņa) kļūmes. Īslaicīgu neveiksmi sauc par avāriju. Raksturīga kļūmes pazīme ir tāda, ka darbspējas atjaunošanai pēc tās rašanās nav nepieciešams aparatūras remonts. Kā piemēru varētu minēt īslaicīgus traucējumus, saņemot signālu, programmas defektus utt.
Uzticamības analīzes un izpētes nolūkos cēloņsakarības atteices modeļus var attēlot statistisko modeļu veidā, kurus, ņemot vērā bojājumu iespējamību, apraksta varbūtības likumi.
Neveiksmju veidi un cēloņsakarības
Sistēmas elementu atteices ir galvenie pētījuma priekšmeti, analizējot cēloņsakarības.
Kā parādīts iekšējā gredzenā (4.1.2. att.), kas atrodas ap “elementa atteici”, kļūmes var rasties šādu iemeslu dēļ:
1) primārās atteices;
2) sekundāras atteices;
3) kļūdainas komandas (iesāktas atteices).
Neveiksmēm visās šajās kategorijās var būt dažādi iemesli, kas norādīti ārējā gredzenā. Ja ir noteikts precīzs atteices režīms un iegūti dati, un gala notikums ir kritisks, tie tiek uzskatīti par sākotnējām kļūmēm.
Primārā elementa atteice tiek definēta kā šī elementa nedarbošanās stāvoklis, ko izraisa pats par sevi, un ir jāveic remontdarbi, lai elementu atgrieztu darba stāvoklī. Primārās atteices rodas ieejas ietekmē, kuras vērtība ir paredzētajā diapazonā, un atteices ir izskaidrojamas ar elementu dabisko novecošanos. Tvertnes plīsums materiāla novecošanas (noguruma) dēļ ir primārās atteices piemērs.
Sekundārā atteice ir tāda pati kā primārā atteice, izņemot to, ka pats elements nav kļūmes cēlonis. Sekundārās atteices ir izskaidrojamas ar iepriekšējā vai pašreizējā pārmērīgā sprieguma ietekmi uz elementiem. Šo spriegumu amplitūda, frekvence un ilgums var būt ārpus pielaides robežām vai ar apgrieztu polaritāti, un tos izraisa dažādi enerģijas avoti: termiski, mehāniski, elektriski, ķīmiski, magnētiski, radioaktīvi utt. Šos spriegumus rada blakus esošie elementi vai vide, piemēram, meteoroloģiskie (nokrišņi, vēja slodze), ģeoloģiskie apstākļi (zemes nogruvumi, augsnes iegrimšana), kā arī ietekme no citām tehniskajām sistēmām.
Rīsi. 4.1.2. Elementu atteices raksturojums
Sekundāro bojājumu piemēri ir "drošinātāja iedarbināšana pret palielinātu elektrisko strāvu", "glabāšanas konteineru bojājumi zemestrīces laikā". Jāņem vērā, ka paaugstināta sprieguma avotu likvidēšana negarantē elementa atgriešanos darba stāvoklī, jo iepriekšējā pārslodze var radīt neatgriezeniskus elementa bojājumus, kas šajā gadījumā prasa remontu.
Iedarbinātas kļūmes (nepareizas komandas). Cilvēki, piemēram, operatori un apkopes personāls, ir arī iespējamie sekundāro kļūmju avoti, ja viņu darbības izraisa komponentu atteici. Kļūdainas komandas tiek attēlotas ar elementu, kas nedarbojas nepareiza vadības signāla vai traucējumu dēļ (tikai neregulāri jāveic remontdarbi, lai atgrieztu elementu darba stāvoklī). Spontāni vadības signāli vai traucējumi bieži neatstāj nekādas sekas (bojājumus), un parastajos turpmākajos režīmos elementi darbojas saskaņā ar noteiktajām prasībām. Tipiski kļūdainu komandu piemēri ir: "releja tinumam spontāni tika pieslēgts spriegums", "slēdzis nejauši neatvērās traucējumu dēļ", "traucējumi drošības sistēmas vadības ierīces ieejā izraisīja viltus apstāšanās signālu", “operators nenospieda avārijas pogu” (nepareiza komanda no avārijas pogas).
Vairākkārtēja kļūme (vispārēja atteice) ir notikums, kurā viena un tā paša iemesla dēļ neizdodas vairāki elementi. Šādi iemesli var būt šādi:
Iekārtas konstrukcijas defekti (defekti, kas nav identificēti projektēšanas stadijā un izraisa atteices elektrisko un mehānisko apakšsistēmu vai liekas sistēmas elementu savstarpējas atkarības dēļ);
Ekspluatācijas un apkopes kļūdas (nepareiza regulēšana vai kalibrēšana, operatora nolaidība, nepareiza apstrāde utt.);
Apkārtējās vides iedarbība (mitrums, putekļi, netīrumi, temperatūra, vibrācija, kā arī ekstremāli normālas darbības apstākļi);
Ārēja katastrofāla ietekme (dabiskas ārējās parādības, piemēram, plūdi, zemestrīce, ugunsgrēks, viesuļvētra);
Kopīgs ražotājs (rezervētām iekārtām vai komponentiem, ko piegādā viens un tas pats ražotājs, var būt kopīgi konstrukcijas vai ražošanas defekti. Piemēram, ražošanas defektus var izraisīt nepareiza materiālu izvēle, kļūdas uzstādīšanas sistēmās, slikta lodēšana utt.);
Kopēja ārējā barošanas avota (kopēja barošanas avota galvenajai un rezerves aprīkojumam, liekām apakšsistēmām un elementiem);
Nepareiza darbība (nepareizi izvēlēts mērinstrumentu komplekts vai slikti plānoti aizsardzības pasākumi).
Ir vairāki piemēri vairāku bojājumu gadījumiem: piemēram, daži paralēli savienoti atsperu releji atteicās vienlaicīgi, un to atteices izraisīja kopīgs cēlonis; nepareizas uzmavu atvienošanas dēļ apkopes laikā divi vārsti tika uzstādīti nepareizā stāvoklī; Tvaika cauruļvada iznīcināšanas dēļ notika uzreiz vairākas sadales skapja atteices. Dažos gadījumos kopīgs cēlonis neizraisa pilnīgu liekas sistēmas atteici (vairāku mezglu vienlaicīga atteice, t.i., ārkārtējs gadījums), bet gan mazāk nopietnu vispārēju uzticamības samazināšanos, kā rezultātā palielinās atteices iespējamība. sistēmas mezglu locītavu atteice. Šī parādība tiek novērota ārkārtīgi nelabvēlīgu vides apstākļu gadījumā, kad veiktspējas pasliktināšanās izraisa rezerves mezgla atteici. Vispārēju nelabvēlīgu ārējo apstākļu klātbūtne noved pie tā, ka otrā mezgla atteice ir atkarīga no pirmā mezgla atteices un ir saistīta ar to.
Katram kopējam cēlonim ir jānosaka visi tā izraisītie sākuma notikumi. Tajā pašā laikā tiek noteikts katra kopīgā cēloņa apjoms, kā arī elementu atrašanās vieta un incidenta laiks. Dažiem vispārīgiem iemesliem ir tikai ierobežota darbības joma. Piemēram, šķidruma noplūde var būt ierobežota vienā telpā, un elektroinstalācijas un komponenti citās telpās noplūdes dēļ netiks bojāti, ja vien šīs telpas nesazinās savā starpā.
Kļūme tiek uzskatīta par kritiskāku par citu, ja to vēlams ņemt vērā vispirms, izstrādājot uzticamības un drošības jautājumus. Salīdzinoši vērtējot kļūmju kritiskumu, tiek ņemtas vērā atteices sekas, rašanās iespējamība, atklāšanas iespēja, lokalizācija u.c.
Iepriekš minētās tehnisko objektu īpašības un rūpnieciskā drošība ir savstarpēji saistītas. Tādējādi, ja objekta uzticamība ir neapmierinoša, diez vai var gaidīt labus tā drošības rādītājus. Tajā pašā laikā uzskaitītajiem īpašumiem ir savas neatkarīgas funkcijas. Ja uzticamības analīzē tiek pārbaudīta objekta spēja veikt noteiktas funkcijas (noteiktos ekspluatācijas apstākļos) noteiktajās robežās, tad, novērtējot rūpniecisko drošību, tiek identificētas negadījumu un citu pārkāpumu rašanās un attīstības cēloņsakarības. visaptveroša šo pārkāpumu seku analīze.
Uzticamība- objekta īpašība noteiktās robežās laika gaitā uzturēt visu parametru vērtības, kas raksturo spēju veikt nepieciešamās funkcijas noteiktos lietošanas, apkopes, uzglabāšanas un transportēšanas režīmos un apstākļos. Tālāk tekstā objekts tiek saprasts (ja nav īpaši norādīts) kā konkrēta mērķa objekts, kas tiek ņemts vērā projektēšanas, ražošanas, ekspluatācijas, izpētes un uzticamības pārbaudes laikā. Objekti var būt izstrādājumi, sistēmas un to elementi, jo īpaši konstrukcijas, instalācijas, ierīces, mašīnas, aparāti, ierīces un to daļas, mezgli un atsevišķas daļas.
Uzticamība ir sarežģīta īpašība, kas atkarībā no objekta mērķa un lietošanas apstākļiem var ietvert uzticamību, ilgmūžību, kopjamību, glabājamību vai noteiktas šo īpašību kombinācijas. Tehniskajā diagnostikā no uzskaitītajiem uzticamības komponentiem priekšplānā parasti izvirzās divas īpašības - bezatteices darbība un objekta apkope.
Uzticamība- objekta īpašība kādu laiku vai darbības laiku nepārtraukti uzturēt darbspēju.
Uzturamība- objekta īpašība, kas sastāv no tā pielāgošanās spējas uzturēt un atjaunot ekspluatācijas stāvokli, veicot apkopi un remontu.
Lai noteiktu uzticamību un tās sastāvdaļas, jums jāzina tehniskais stāvoklis objekts ir stāvoklis, ko noteiktā brīdī, noteiktos vides apstākļos raksturo parametru vērtības, kas noteiktas objekta tehniskajā dokumentācijā. Faktori, kuru ietekmē mainās objekta tehniskais stāvoklis, ir:
· klimatisko apstākļu ietekme;
· objektu materiālu novecošana laika gaitā;
· regulēšanas un regulēšanas darbības ražošanas vai remonta laikā;
· neveiksmīgu objekta elementu, mezglu vai bloku nomaiņa.
Objekta tehniskā stāvokļa izmaiņas tiek vērtētas pēc diagnostisko (uzraudzīto) parametru vērtībām, kas ļauj noteikt šo objekta stāvokli, to neizjaucot. Uzticamības teorija ņem vērā sekojošo tehniskā stāvokļa veidi: apkalpojams, bojāts, darbspējīgs, nederīgs un ierobežojošs.
Labs stāvoklis(apkalpojamība) - objekta stāvoklis, kurā tas atbilst visām tehniskās dokumentācijas prasībām.
Bojāts stāvoklis(darbības traucējumi) - objekta stāvoklis, kurā tas neatbilst vismaz vienai no tehniskās dokumentācijas prasībām (piemēri: krāsas un lakas pārklājuma bojājumi, parametru vērtības, kas pārsniedz pielaides robežas, pārkāpuma pazīmes objekta normāla darbība utt.).
Darbības stāvoklis(darbspēja) - objekta stāvoklis, kurā visu parametru vērtības, kas raksturo spēju veikt noteiktas funkcijas, atbilst tehniskās dokumentācijas prasībām. Darbības stāvokli raksturo noteiktu pazīmju kopums, piemēram, objekta norādīto parametru vērtību atrašana šiem parametriem noteikto pielaides robežās, vairākas kvalitatīvas pazīmes, kas nosaka tā normālu darbību. Atšķirībā no ekspluatējama objekta, ekspluatējamam ir jāatbilst tikai tām tehniskās dokumentācijas prasībām, kuru izpilde nodrošina tā normālu izmantošanu paredzētajam mērķim. Ekspluatējams priekšmets var būt bojāts - piemēram, neatbilst estētiskām prasībām, ja objekta izskata pasliktināšanās netraucē tā izmantošanu.
Nedarbīgs stāvoklis(nedarbojamība) - objekta stāvoklis, kurā vismaz viena parametra vērtība, kas raksturo spēju veikt noteiktas funkcijas, neatbilst tehniskās dokumentācijas prasībām.
Ierobežotais stāvoklis- objekta stāvoklis, kurā tā turpmākā darbība ir nepieņemama vai nepraktiska, vai darba stāvokļa atjaunošana nav iespējama vai nepraktiska.
Objekta pāreja no viena stāvokļa uz otru notiek tā defektu rašanās dēļ. Defekts- tā ir katra atsevišķa objekta neatbilstība noteiktajām prasībām. Atkarībā no sekām defektus iedala bojājumos un kļūmēs.
Bojājumi- notikums, kas sastāv no objekta ekspluatācijas stāvokļa pārkāpuma, saglabājot ekspluatācijas stāvokli. Par bojājumiem tiek uzskatītas objekta izskata novirzes no tehniskās dokumentācijas prasībām, pārslēgšanas, iestatīšanas un regulēšanas orgānu pārkāpumi, kā arī daži mehāniski bojājumi, kas neliedz objektu izmantot tam paredzētajam mērķim, bet rada neērtības. apkalpojošo personālu un noved pie objekta kļūmes nākotnē.
Bojājums ir, piemēram, krāsas pārklājuma pārkāpums, izraisot objekta pāreju no ekspluatācijas stāvokļa uz bojātu stāvokli, saglabājot tā funkcionalitāti.
Atteikums- notikums, kas sastāv no objekta darbības stāvokļa pārkāpuma. Bojājuma pazīmes ir nepieņemamas izmaiņas objekta darbības stāvokļa pazīmēs (parametru vērtības, kas pārsniedz pielaides robežas, normālas darbības pazīmju pārkāpums). Nelabojamam objektam bojājuma rašanās galu galā noved pie tā pārejas uz robežstāvokli un ekspluatācijas pārtraukšanu. Remontējamam objektam kļūmes sekas tiek novērstas ar restaurāciju un remontu.
Pēc veida neveiksmes iedala:
· neveiksmes funkcionēšanu, kurā objekta pamatfunkciju izpilde beidzas;
· neveiksmes parametrisks, kurā objekta parametri mainās nepieļaujamās robežās (piemēram, precizitātes zudums sprieguma mērīšanā ar voltmetru).
Pēc savas būtības neveiksmes var būt:
· nejauši ko izraisījušas neparedzētas pārslodzes, materiālu defekti, personāla kļūdas, vadības sistēmas kļūmes u.c.;
· sistemātiski, ko izraisa dabas parādības, kas izraisa pakāpenisku bojājumu uzkrāšanos: nogurums, novecošanās utt.
Galvenās atteices klasifikācijas pazīmes ir:
· notikuma raksturs;
· rašanās cēlonis; neveiksmju sekas;
· objekta turpmākā izmantošana;
· atklāšanas vieglums;
· notikuma laiks.
Autors notikuma raksturs neveiksmes var būt pēkšņas, pakāpeniskas un periodiskas. Pēkšņi kļūme ir kļūme, kas izpaužas krasās (tūlītējās) objekta īpašību izmaiņās. Pakāpeniski atteice - atteice, kas rodas lēnas, pakāpeniskas objekta īpašību pasliktināšanās dēļ materiālu nodiluma un novecošanas dēļ. Pēkšņas atteices parasti izpaužas kā elementu mehāniski bojājumi (bojājumi, izolācijas bojājumi, pārrāvumi utt.), un tiem nav pievienotas iepriekšējas redzamas to tuvošanās pazīmes. Pēkšņu atteici raksturo rašanās brīža neatkarība no iepriekšējās darbības laika. Intermitējoša ko sauc par pašlabojošu kļūdu (parādīšanos/pazušanu, piemēram, datora kļūme).
Autors rašanās cēlonis kļūmes var būt strukturālas, ražošanas un darbības. Strukturāls atteice rodas nepilnību un objekta sliktas konstrukcijas rezultātā. Rūpnieciskais kļūme ir saistīta ar kļūdām objekta ražošanā nepilnības vai tehnoloģiju pārkāpuma dēļ. Darbības kļūme radusies objekta ekspluatācijas noteikumu pārkāpuma dēļ.
Pamatojoties uz objekta turpmākā izmantošana kļūmes var būt pilnīgas vai daļējas. Pilns atteice izslēdz iespēju objektam darboties līdz tā novēršanai. Ikreiz, kad daļēja atteices objektu var daļēji izmantot.
Pamatojoties uz atklāšanas vieglums kļūmes var būt acīmredzamas (skaidras) un slēptas (netiešas).
Autors notikuma laiks neveiksmes iedala ieskriešanās kļūmes, kas rodas sākotnējā darbības periodā normālas lietošanas laikā, nodilums kļūmes, ko izraisa neatgriezeniski detaļu nodiluma procesi, materiālu novecošanās utt.
Izslēgšana- objekta pārvietošana no darba stāvokļa uz nestrādājošu stāvokli.
Tīša izslēgšana- izslēgšanas plānota un veikta apkopes personāls.
Atveseļošanās- notikums, kas sastāv no pārejas no nedarbojoša stāvokļa uz funkcionējošu.
Iespējošana- objekta pārvietošana no nedarbojoša stāvokļa uz funkcionējošu.
Novecošana- objekta fizikālo un ķīmisko īpašību pakāpenisku izmaiņu process, ko izraisa no objekta darbības režīma neatkarīgu faktoru iedarbība.
Valkāt- objekta fizikālo un ķīmisko īpašību pakāpenisku izmaiņu process, ko izraisa faktoru darbība atkarībā no objekta darbības režīma.
Serviss- pasākumu kopums, kas veikts, lai saglabātu vai atjaunotu objekta izmantojamību.
Remonts- pasākumu kopums, kas veikts, lai atjaunotu objekta funkcionalitāti.
Darbības izslēgšanas- apkopes personāla veiktās izmaiņas objekta darbības shēmā vai režīmā.
Objekta pārejas no viena stāvokļa uz otru diagramma ir parādīta attēlā. 2.1.
Vairākas svarīgas objekta īpašības raksturo izejas parametri, ko sauc par sliekšņa parametriem (piemēram, maksimālā slodze, pie kuras produkts turpina darboties, maksimālā pieļaujamā temperatūra, minimālā uztveramā signāla amplitūda utt.). Zem sliekšņa izvade attiecas uz ārējo parametru robežvērtībām, pie kurām joprojām tiek izpildīta viena vai otra noteikta objekta pareizas darbības pazīme.
Prasības izejas parametriem, kā likums, ir norādītas tehniskajās specifikācijās (TOR). Šīs prasības raksturojošos daudzumus sauc par tehniskajām prasībām (TT). Tie ir apmierināti, mainot kontrolētos parametrus X.
Projektēšanas procesā interesē tikai tās kontrolēto parametru vērtības X, kas pieder komplektam D, ko veido kopu krustpunkts Dx Un D g :
Izteiksmes (2.1)…(2.2) nozīmē, ka kopa D sastāv no visiem tiem vektoriem x = (x 1 , x 2 ,…, x n), kurām vienlaikus tiek apmierinātas nevienādību sistēmas
Daudzi D sauca pieļaujamo izmaiņu diapazonu kontrolēti parametri X. Jebkurš vektors X, kas pieder derīgajam reģionam D, definē efektīva(tehnisko prasību izpildes izpratnē) projektētās ierīces variants. Citiem vārdiem sakot, tiek saukta saistība starp izejas parametriem un tehniskajām prasībām ekspluatācijas apstākļi.
Pēc tās struktūras pieļaujamā platība D var izrādīties izliekta vai neizliekta kopa, kas, savukārt, var būt vienkārši savienots vai daudzkārt savienots apgabals.
Derīgs apgabals D tiek saukts par reizinātu savienotu, ja tas sastāv no vairākām atsevišķām daļām (izliektas vai neizliektas), kas nav savstarpēji saistītas. Citādi derīga zona D sauc vienkārši savienots. Attēlā 2.2 parāda vienkārši savienojuma piemērus D un vairoties savienots D 1 un D 2 zonas.
Vienkārši savienotam reģionam:
Vairākkārt savienotam reģionam, kas sastāv no divām daļām D 1 Un D 2
Piemērs 2.1. Tehniskās specifikācijas elektroniskā pastiprinātāja shēmas izstrādei. Iegūt K 0 vidējās frekvencēs jābūt vismaz 10 4 ; ieejas pretestība R ievade vidējās frekvencēs - ne mazāk kā 1 MOhm; izejas pretestība R izeja - ne vairāk kā 200 omi; augšējā robežfrekvence f pie ne mazāk kā 100 kHz; nulles temperatūras novirze U dr - ne vairāk kā 50 µV/deg; pastiprinātājam normāli jādarbojas temperatūras diapazonā no -50 o līdz +60 o C; barošanas avota spriegumi +5 un -5 V; barošanas avotu maksimālās sprieguma novirzes nedrīkst būt lielākas par ±0,5% pastiprinātājs tiek darbināts stacionārā instalācijā.
Šajā gadījumā izejas parametri ir pastiprinājums, ieejas un izejas pretestība, nogriešanas frekvence, temperatūras novirze, t.i. Y= .
Ārējie parametri ietver apkārtējās vides temperatūru un strāvas padeves spriegumu.
Tehniskajās specifikācijās iekšējie parametri nav minēti un to nozīme atklājas pēc ķēdes struktūras sintezēšanas. Iekšējie parametri ietver rezistoru, kondensatoru, tranzistoru parametrus (ķēdes elementu parametrus).
Apzīmēsim tehnisko prasību vektoru ar TT, t.i. CT = (10 4, 1 MOhm, 200 omi, 100 kHz, 50 µV/deg).
Aplūkotajā piemērā darbības nosacījumi izpaužas kā šādas nevienlīdzības: K 0 ≥ 10 4 , R ieeja ≥ 1 MOhm, Rārā ≤ 0,2 kOhm, f pie ≥ 100 kHz, U dr ≤ 50 µV/deg.
Studentu koeficienti 1. pielikums.
| n | P vērtības | ||||
| 0.6 | 0.8 | 0.95 | 0.99 | 0.999 | |
| 1.376 | 3.078 | 12.706 | 63.657 | 636.61 | |
| 1.061 | 1.886 | 4.303 | 9.925 | 31.598 | |
| 0.978 | 1.638 | 3.182 | 5.841 | 12.941 | |
| 0.941 | 1.533 | 2.776 | 4.604 | 8.610 | |
| 0.920 | 1.476 | 2.571 | 4.032 | 6.859 | |
| 0.906 | 1.440 | 2.447 | 3.707 | 5.959 | |
| 0.896 | 1.415 | 2.365 | 3.499 | 5.405 | |
| 0.889 | 1.397 | 2.306 | 3.355 | 5.041 | |
| 0.883 | 1.383 | 2.262 | 3.250 | 4.781 | |
| 0.879 | 1.372 | 2.228 | 3.169 | 4.587 | |
| 0.876 | 1.363 | 2.201 | 3.106 | 4.437 | |
| 0.873 | 1.356 | 2.179 | 3.055 | 4.318 | |
| 0.870 | 1.350 | 2.160 | 3.012 | 4.221 | |
| 0.868 | 1.345 | 2.145 | 2.977 | 4.140 | |
| 0.866 | 1.341 | 2.131 | 2.947 | 4.073 | |
| 0.865 | 1.337 | 2.120 | 2.921 | 4.015 | |
| 0.863 | 1.333 | 2.110 | 2.898 | 3.965 | |
| 0.862 | 1.330 | 2.101 | 2.878 | 3.922 | |
| 0.861 | 1.328 | 2.093 | 2.861 | 3.883 | |
| 0.860 | 1.325 | 2.086 | 2.845 | 3.850 | |
| 0.859 | 1.323 | 2.080 | 2.831 | 3.819 | |
| 0.858 | 1.321 | 2.074 | 2.819 | 3.792 | |
| 0.858 | 1.319 | 2.069 | 2.807 | 3.767 | |
| 0.857 | 1.318 | 2.064 | 2.797 | 3.745 | |
| 0.856 | 1.316 | 2.060 | 2.787 | 3.725 | |
| 0.856 | 1.315 | 2.056 | 2.779 | 3.707 | |
| 0.855 | 1.314 | 2.052 | 2.771 | 3.690 | |
| 0.855 | 1.313 | 2.048 | 2.763 | 3.674 | |
| 0.854 | 1.311 | 2.045 | 2.756 | 3.659 | |
| 0.854 | 1.310 | 2.042 | 2.750 | 3.646 | |
| 0.851 | 1.303 | 2.021 | 2.704 | 3.551 | |
| 0.848 | 1.296 | 2.000 | 2.660 | 3.460 | |
| 0.845 | 1.289 | 1.980 | 2.617 | 3.373 | |
| ∞ | 0.842 | 1.282 | 1.960 | 2.576 | 3.291 |
2. pielikums
| Nepieciešamais mērījumu skaits, lai iegūtu kļūdu Δ ar ticamību P | |||||||
| Δ = Δx/σ | P vērtības | ||||||
| 0.5 | 0.7 | 0.9 | 0.95 | 0.99 | 0.999 | ||
| 1.0 | |||||||
| 0.5 | |||||||
| 0.4 | |||||||
| 0.3 | |||||||
| 0.2 | |||||||
| 0.1 |
TICAMĪBAS TEORIJAS PAMATI
TICAMĪBAS TEORIJAS PAMATTERMINI UN DEFINĪCIJAS
Uzticamība- objekta īpašība, lai noteiktās robežās laika gaitā saglabātu visus parametrus, kas nodrošina nepieciešamo funkciju izpildi noteiktos apstākļos (lietošanas, apkopes, remonta, uzglabāšanas un transportēšanas nosacījumi).
Uzticamība ir viena no produktu kvalitāti raksturojošajām īpašībām. Zem kvalitāti Produkti tiek saprasti kā produktu īpašību kopums, kas nosaka to piemērotību noteiktu vajadzību apmierināšanai atbilstoši tās mērķim.
Objekti, uzskatīts uzticamības teorijā:
produkts - konkrētā uzņēmuma, darbnīcas utt. saražotā produkta vienība;
elements - nosacīti nedalāma sistēmas sastāvdaļa;
sistēma - kopīgi darbojošos elementu kopums, kas paredzēts noteiktu funkciju patstāvīgai izpildei.
Produkti ir sadalīti neatgūstami, ko nevar atjaunot patērētājs (elektrolampas u.c.) un atjaunot, ko var atjaunot patērētājs (auto u.c.).
valstis produkti, kas raksturo tā uzticamību:
darba stāvoklis - preces stāvokli, kādā tas spēj veikt noteiktās funkcijas;
labā stāvoklī - produkta stāvoklis, kurā tas atbilst ne tikai galvenajām, bet arī visām papildu prasībām. Darba produktam jābūt funkcionālam.
robežstāvoklis - preces nederīgs stāvoklis, kurā preces ekspluatācija vai atjaunošana ir nepraktiska.
Pasākums, kas raksturo produkta uzticamību:
atteikums - notikums, kas sastāv no pilnīga vai daļēja veiktspējas zuduma.
Kļūme rodas, ja izstrādājumā ir viens vai vairāki defekti. Zem defekts tiek saprasta katra atsevišķa preces neatbilstība noteiktajām prasībām. Jāņem vērā, ka defektu parādīšanās ne vienmēr noved pie produkta kļūmes.
Atteikuma kritērijs Tās ir normatīvajā, tehniskajā vai projektēšanas dokumentācijā konstatētās produkta nelietojamības stāvokļa pazīmes.
Atbilstoši attīstības un izpausmes būtībai neveiksmes iedala pēkšņi(bojājumi no pārslodzes), pakāpeniska attīstība un pēkšņa izpausme(noguruma atteice, lampas izdegšana) un pakāpeniski(nolietojums, novecošanās). Pakāpeniskas atteices ir vienmērīga parametru novirze, kas pārsniedz pielaides robežas.
Ja ir iespējama produkta turpmāka izmantošana, kļūmes tiek sadalītas pilns, izslēdzot produkta darbības iespēju līdz to novēršanai, un daļēja kur izstrādājumu var izmantot daļēji, piemēram, ar mazāku jaudu vai ar samazinātu ātrumu.
Pamatojoties uz rašanās laiku, kļūmes tiek sadalītas ieskriešanās kas radušies pirmajā darbības periodā, uz kļūmes normālas darbības laikā(laikā pirms nodiluma kļūmju parādīšanās) un tālāk nolietojums.
Tiek sauktas produktu atteices, kas tiek novērstas spontāni, bez ārējas iejaukšanās pašiznīcinošs vai iejaucās(elektriskā kontakta kļūme) .
Pamatojoties uz to rašanās iemesliem, neveiksmes iedala: strukturāli ko izraisa dizaina trūkumi, tehnoloģiski ko izraisa nepilnīga ražošanas tehnoloģija, un darbojas ko izraisa nepareiza darbība.
Neveiksmju iemesli ir sadalīti nejauši Un sistemātiski.
Nejauši neveiksmju iemesli - iemesli, kuru rašanos nav iespējams iepriekš paredzēt. Nejaušs neveiksmes cēlonis parasti ir nejaušu faktoru nelabvēlīga kombinācija.
Sistemātiski iemesli - iemesli, kuru rašanos var paredzēt iepriekš (temperatūras ietekme, berze, agresīvas ķīmiskas vielas utt.).
Produktu īpašības, kas raksturo to uzticamību.
Uzticamība -īpašība nepārtraukti uzturēt darbspēju noteiktā darbības laikā.
Izturība -īpašība uzturēt darbspēju līdz robežstāvoklim ar noteiktu apkopes un remonta sistēmu. Neremontējamiem izstrādājumiem izturības un uzticamības jēdzieni sakrīt.
Uzturamība - produkta īpašība, kas sastāv no tā pielāgošanās kļūmju un darbības traucējumu novēršanai, atklāšanai un novēršanai, veicot apkopi un remontu.
Uzglabājamība - produkta īpašība saglabāt uzticamības, izturības un apkopes vērtības uzglabāšanas un transportēšanas laikā.
Tāds termins kā “atteikums” prasa īpašu uzmanību. Tas ir galvenais jēdziens uzticamības teorijā. Pāreja no ekspluatācijas stāvokļa uz bojātu, bet funkcionālu stāvokli notiek bojājumu dēļ. Objekta pāreja uz nedarbīgu stāvokli notiek kļūmes dēļ. Neveiksme ir notikums, kas sastāv no darbības traucējumi objektu. Tieši kļūmju rašanās iekārtu darbības laikā veicināja uzticamības teorijas rašanos un attīstību. Tāpēc neveiksme pamatoti tiek uzskatīta par galveno jēdzienu uzticamības teorijā. Un tā nav nejaušība, ka galvenā īpašība, kas veido uzticamību, ir darbība bez traucējumiem. Praksē iekārtu apkalpojošo cilvēku galvenā darbība ir bojājumu novēršana un objektu ekspluatācijas stāvokļa atjaunošana. Un, protams, apkopes personāls vienmēr ir ieinteresēts zināt prognozes par atteicēm, ir interesanti uzzināt paredzamo darbības laiku. Tas ļauj novērtēt tehnisko sistēmu efektivitāti tiem raksturīgo uzdevumu izpildē, kā arī aprēķināt nepieciešamo rezerves daļu skaitu, lai nomainītu bojātās. Apkopes veikšana un profilaktiskās apkopes biežuma noteikšana balstās arī uz iespējamo kļūmju ņemšanu vērā. Īsāk sakot, sākot no tāda jēdziena kā “neveiksme”, tika izstrādāta uzticamības teorija.
Lai atšķirtu kļūmes, tās tiek klasificētas. Ir matemātiskā (varbūtiskā) atteices klasifikācija un inženiertehniskā (fiziskā) klasifikācija.
Notikumu iemeslu dēļ kļūmes var būt strukturālas, ražošanas, darbības un degradācijas.
Konstruktīva neveiksme rodas nepilnības vai noteikto projektēšanas un būvniecības noteikumu un noteikumu pārkāpuma dēļ. Ir skaidrs, ka tehnisko objektu dizaina pilnība lielā mērā ir atkarīga no cilvēciskā faktora, proti, no dizaineru un izstrādātāju talanta. Tie ir izstrādāti, lai nodrošinātu, ka izstrādājamā aprīkojuma dizainā nav “vājo posmu”.
Ražošanas kļūme rodas nepilnības vai noteiktā ražošanas vai remonta procesa pārkāpuma dēļ. Labu dizainu var sabojāt tas, ko parasti sauc par zemu "ražošanas kultūru".
Darbības kļūme rodas noteikto noteikumu un ekspluatācijas nosacījumu pārkāpuma dēļ. Jebkurai iekārtai ir ekspluatācijas dokumentācijas komplekts, kas izstrādāts, ņemot vērā uzticamības teorijas ieteikumus. Apkalpojošā personāla uzdevums ir stingri ievērot lietošanas instrukcijas. Ja tas nav izdarīts, var rasties darbības traucējumi. Bieži vien šādas atteices rodas tādu apkopes pasākumu neizpildes vai sliktas kvalitātes dēļ, kas novērš kļūmes.
Degradējoša neveiksme to izraisa dabiski novecošanās, nodiluma, korozijas un noguruma procesi, ievērojot visus noteiktos noteikumus un noteikumus attiecībā uz projektēšanu, ražošanu un darbību. Katrai iekārtai ir ļoti specifiski ierobežoti resursi. Protams, šī resursa lielums ir atkarīgs no dizaina pilnības un “ražošanas kultūras”, taču tas vienmēr ir ierobežots. Novecošana ir raksturīga ne tikai dzīvām būtnēm, bet arī tehniskajiem objektiem.
Pamatojoties uz to izpausmes raksturu, neveiksmes var iedalīt arī nejaušās un sistemātiskās. Nejaušas kļūmes var izraisīt pārslodze, materiālu un ražošanas defekti, personāla kļūdas un darbības traucējumi. Visbiežāk tie parādās nelabvēlīgos ekspluatācijas apstākļos.
Sistemātiskas atteices rodas tādu iemeslu dēļ, kas izraisa pakāpenisku bojājumu uzkrāšanos (laiks, temperatūra, starojums). Izteikts kā nodilums, novecošanās, korozija, pielipšana, noplūde utt.
Kļūmes nedrīkst jaukt ar defektiem. Defekts ir katra atsevišķa objekta neatbilstība normatīvajā dokumentācijā noteiktajām prasībām. Šis termins attiecas uz visu veidu rūpnieciskiem un nerūpnieciskiem izstrādājumiem.
Pilnīga neveiksme noved pie pilnīgas veiktspējas zuduma. Daļēja kļūme izraisa daļēju veiktspējas zudumu.
Matemātiskā kļūmju klasifikācija:
Pakāpeniskas neveiksmes- attīstās laika gaitā un ir saistīti ar novecošanos, nodilumu, noguruma izturību un citiem faktoriem, kas maina materiāla īpašības.
Pēkšņas neveiksmes– to rašanās iespējamību neietekmē iepriekšējā darba laiks.
Locītavu neveiksmes– objekta elementu kļūmes, kas vienlaikus var parādīties divu vai vairāku apjomā.
Nesaderīgas kļūmes– kļūmes, no kurām nevar rasties divas kopā.
Neatkarīgas neveiksmes– to rašanās varbūtības nav viena no otras atkarīgas.
Atkarīgas neveiksmes– vienas atteices rašanās iespējamība ir saistīta ar citas atteices iespējamību.
Inženiertehnisko bojājumu klasifikācija:
1. Identificējot:
– pirms funkciju veikšanas;
– funkciju izpildes laikā.
2. Saskaņā ar sekām:
– bez sekām;
– noved pie funkciju nepildīšanas;
- noved pie negadījumiem.
3. Iemeslu dēļ:
– projektēšanas un ražošanas kļūdas;
– operatīvā personāla kļūdas;
– ārēji vai nejauši iemesli.
4. Pēc likvidēšanas metodes:
– darbspējas atjaunošana ekspluatācijas vietā;
– daļējs remonts remontpakalpojumos;
– kapitālais remonts;
– objekta norakstīšana.
Papildus jēdzienam “kļūme” lietišķajā uzticamības teorijā un praksē var izmantot citus jēdzienus, kas saistīti ar objekta darbības traucējumiem:
Laušana– objekta bojājumi, kurus var salabot brigāde vai remonta dienesti, neizraisot dzīvības zaudēšanu.
Incidents– notikums, kas saistīts ar objekta darbības traucējumiem tā iznīcināšanas vai bojājuma dēļ.
Nelaimes gadījums- tāds objekta bojājums, kurā tā atjaunošana pēc ekonomiskajiem kritērijiem ir nepraktiska (bet neizraisa dzīvības zaudēšanu).
Katastrofa– pilnīga objekta iznīcināšana, kas parasti izraisa cilvēku nāvi.
Kā zināms, pirms uzticamības teorētisko pamatu rašanās tehnisko objektu uzticamība parasti tika apspriesta kvalitatīvā izteiksmē. Tas izklausījās apmēram šādi: "šis objekts ir uzticams, bet tas ir neuzticams." Patiešām, ja objekts bija nestrādājošā stāvoklī biežāk nekā darba stāvoklī, to diez vai varētu saukt par uzticamu. Taču, attīstoties tehnoloģijām, sāka rasties dabiski jautājumi: ko mums vajadzētu sagaidīt paredzamajā tehnoloģijas darbības periodā; kāda ir darba stāvokļa saglabāšanas prognoze; kādu resursu piešķirt tehniskajam objektam; cik daudz rezerves daļu nepieciešams plānotajam ekspluatācijas periodam; Kā paaugstināt tehniskās sistēmas uzticamību, ja elementu bāze nav pietiekami uzticama? Šīs un citas problēmas noveda pie uzticamības teorijas izstrādes. Un tehnisko objektu uzticamības teorija nav iedomājama bez kvantitatīviem raksturlielumiem un attiecīgi to aprēķināšanas metodēm.
Iekārtu drošuma izpēte sākās, ņemot vērā neremontējamus tehniskos objektus, tas ir, objektus, kas darbojas līdz pirmajai atteicei, kas noteiktos ekspluatācijas apstākļos ir arī pēdējā. Kad mēs runājam par restaurāciju, mēs domājam par tehniskā objekta darba stāvokļa atjaunošanu. Jāpiebilst, ka atgūstamības īpašība ir atkarīga ne tik daudz no tehniskā objekta projekta, bet gan no tā ekspluatācijas apstākļiem. Tā, piemēram, neveiksmīga raķete kuģa apstākļos ir neremontējams objekts, bet ieroču bāzes apstākļos vai ražotnes apstākļos noteikti remontējams objekts.
Ir skaidrs, ka sarežģītas ieroču sistēmas ir atjaunojamas sistēmas. Personāla darbības lielā mērā sastāv no darba stāvokļa uzturēšanas. Tajā pašā laikā ir skaidrs, ka sarežģītu sistēmu funkcionalitātes atjaunošana parasti tiek veikta, nomainot neremontējamas elementāras ierīces. Šim nolūkam ekspluatācijas vietās ir pieejams rezerves daļu komplekts. Tāpēc iekārtas ekspluatējošajam personālam noteikti ir svarīgas zināšanas par neremontējamu objektu uzticamības raksturlielumiem un prasme tos novērtēt praksē. Jāuzsver, ka uzticamības teorijas pamatu izstrāde sākās ar neatjaunojamo elementu, šo “ķieģeļu” raksturlielumu izpēti, no kuriem tiek būvēta jebkuras tehniskās sistēmas “ēka”.
