Esej

technická spolehlivost životního cyklu

Projekt předmětu: __ stránek, __ tabulek, __ zdrojů.

spolehlivost, poruchovost, obvod, porucha, životnost, bezporuchový provoz.

Projekt kurzu zahrnuje řešení dvou úkolů:

První úkol souvisí s konstrukcí blokového schématu spolehlivosti technologického systému. Počítá se také spolehlivost tohoto systému.

Druhá úloha souvisí s transformací strukturního diagramu specifikovaného podle varianty a stanovením ukazatelů spolehlivosti. Stejně jako vývoj možností pro zvýšení spolehlivosti tohoto obvodu.

Úvod………………………………………………………………………………………

1. Problémy spolehlivosti technických systémů…………………………………

1.1 Základy výpočtů spolehlivosti………………………………………………………………

1.2 Redundantní systémy………………………………………………………………………

2. Kalkulační část………………………………………………………………

2.1 Konstrukce strukturálního diagramu spolehlivosti………………………………………………………………

2.2 Transformace daného strukturního diagramu a stanovení ukazatelů spolehlivosti………………………………………………………………………………………..

Závěr……………………………………………………………………

Seznam použitých zdrojů …………………………………………

V tomhle práce v kurzu Byly použity následující regulační dokumenty:

GOST 7.1-2003 SIBID. Bibliografický záznam. Bibliografický popis. Obecné požadavky a pravidla tvorby

GOST 27.301-95-M, 1996 Spolehlivost v technologii. Výpočet spolehlivosti. Základní ustanovení

VTP KubSTU 4.2.6-2004 SMK. Vzdělávací a organizační činnost. Design kurzu

Úvod

Spolehlivost je vlastnost objektu udržovat v průběhu času ve stanovených mezích hodnoty všech parametrů, které charakterizují schopnost plnit požadované funkce v daných režimech a podmínkách používání, údržby, oprav, skladování a přepravy. Rozšiřování provozních podmínek, zvyšování odpovědnosti za funkce vykonávané technickými systémy (TS) a jejich komplikování vede ke zvýšeným požadavkům na spolehlivost výrobků.

Spolehlivost je komplexní vlastnost a je tvořena takovými součástmi, jako je spolehlivost, trvanlivost, obnovitelnost a skladovatelnost. Hlavní je zde vlastnost bezporuchového provozu - schopnost produktu nepřetržitě udržovat provozní stav v průběhu času. Proto je nejdůležitější při zajišťování spolehlivosti technických systémů zvýšit jejich spolehlivost.

Zvláštností problému spolehlivosti je jeho spojení se všemi fázemi. životní cyklus"technického systému od počátku myšlenky vytvoření až po vyřazení z provozu: při výpočtu a návrhu výrobku je jeho spolehlivost zahrnuta do návrhu během výroby, spolehlivost je zajištěna během provozu; Proto je problém spolehlivosti komplexním problémem a musí být řešen ve všech fázích a různými prostředky. Ve fázi návrhu produktu se určuje jeho struktura, vybírá se nebo vyvíjí základna prvků, takže zde jsou největší příležitosti k zajištění požadované úrovně spolehlivosti technického systému. Hlavní metodou řešení tohoto problému jsou výpočty spolehlivosti (především spolehlivosti), v závislosti na struktuře objektu a vlastnostech jeho součástí, s následnou nezbytnou korekcí návrhu. Proto je v této práci vypočítána spolehlivost technického systému.

1. Problémy spolehlivosti technických systémů

1.1 Základy výpočtů spolehlivosti systému

Problém výpočtu spolehlivosti: stanovení ukazatelů spolehlivosti systému sestávajícího z neopravitelných prvků na základě údajů o spolehlivosti prvků a vazeb mezi nimi. Účel výpočtu spolehlivosti:

Volba jednoho nebo druhého konstruktivního řešení;

Zjistěte možnost a proveditelnost rezervace;

Zjistěte, zda je požadovaná spolehlivost dosažitelná se stávající vývojovou a výrobní technologií.

Výpočet spolehlivosti se skládá z následujících kroků:

1. Stanovení složení vypočtených ukazatelů spolehlivosti

2. Sestavení (syntéza) strukturního logického diagramu spolehlivosti (struktury systému), na základě analýzy fungování systému (které bloky jsou zahrnuty, jaká je jejich práce, seznam vlastností fungujícího systému atd.) .) a volbu metody výpočtu spolehlivosti

3. Sestavení matematického modelu propojujícího vypočítané ukazatele systému s ukazateli spolehlivosti prvků

4. Provádění výpočtů, analýza získaných výsledků, úprava výpočtového modelu

Struktura systému je logické schéma interakce prvků, které určuje provozuschopnost systému, nebo jinak grafické zobrazení prvků systému, které umožňuje jednoznačně určit stav systému (funkční/nefunkční) stavem (provozní/nefunkční) prvků. Struktura systému může být:

neredundantní systém (hlavní systém);

redundantní systémy.

Pro stejné systémy lze sestavit různé diagramy spolehlivosti konstrukce v závislosti na typu poruchy prvků. Matematický model spolehlivosti – formální transformace umožňující získat výpočtové vzorce. Modely lze implementovat pomocí:

metoda integrálních a diferenciálních rovnic;

na základě grafu možných stavů systému;

založené na logicko-pravděpodobnostních metodách;

na základě deduktivní metody (stromu chyb).

Nejdůležitější fází výpočtu spolehlivosti je sestavení struktury systému a stanovení ukazatelů spolehlivosti jeho prvků. Nejprve je klasifikován koncept (typ) poruch, které významně ovlivňují výkon systému. Za druhé, systém ve formě samostatných prvků může zahrnovat elektrická spojení pájením, lisováním nebo svařováním, stejně jako další spojení (zástrčky atd.), protože představují 10-50 % z celkového počtu poruch. Za třetí, o ukazatelích spolehlivosti prvků jsou neúplné informace, takže je nutné ukazatele buď interpolovat, nebo použít ukazatele analogové. V praxi se výpočty spolehlivosti provádějí v několika fázích:

1. Ve fázi vypracování technických specifikací pro navrhovaný systém, kdy není určena jeho struktura, se provede předběžné posouzení spolehlivosti na základě apriorních informací o spolehlivosti systémů, které jsou svou povahou podobné, a spolehlivosti prvků komponentů. .

2. Je vypracováno blokové schéma s ukazateli spolehlivosti prvků specifikovaných za normálních (nominálních) provozních podmínek.

3. Konečný (koeficient) výpočet spolehlivosti se provádí ve fázi kompletace technický projekt, kdy byly provozovány prototypy a jsou známy všechny možné provozní podmínky. Zároveň se upravují ukazatele spolehlivosti prvků, často směrem k jejich redukci, dochází ke změnám struktury - volí se redundance.

7. Strukturální a logická analýza technických systémů. Strukturní a logická schémata spolehlivosti technických systémů.

8. Strukturální a logická analýza technických systémů. Analýza spolehlivosti konstrukcí technických systémů. Posloupnost operací.

9. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Obecná charakteristika.

10. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Systémy se sériovým zapojením prvků.

11. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Systémy s paralelním spojením prvků.

13. Téměř stejně jako ve 12

14. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Mostové systémy. Metoda přímého výčtu.

15. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Mostové systémy. Metoda minimálních řezů.

16. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Mostové systémy. Metoda minimální cesty.

17. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Mostové systémy. Způsob rozkladu vzhledem ke speciálnímu prvku.

18. Výpočty konstrukční spolehlivosti systémů. Kombinované systémy.

19. Zvyšování spolehlivosti technických systémů. Metody pro zvýšení spolehlivosti

23. Zvyšování spolehlivosti technických systémů. Výpočet spolehlivosti systémů s odlehčenou a posuvnou redundancí.

26 Základní vlastnosti objektu technické diagnostiky. Udržitelnost.

27 Základní vlastnosti objektu technické diagnostiky. Spolehlivost. Indikátory spolehlivosti.

28. Základní vlastnosti objektu technické diagnostiky. Trvanlivost.

29. Základní vlastnosti objektu technické diagnostiky. Skladovatelnost.

32. Metody predikce poruch prvků (statistické a hardwarové).

33. Způsoby zvyšování spolehlivosti.

44. Současný stav problematiky diagnostiky obráběcích procesů a mechatronických obráběcích strojů.

45. Diagnostika a rozpoznávání vzorů. Základní pojmy rozpoznávání vzorů.

46. ​​Účel a hlavní úkoly technické diagnostiky. Aplikovaná problematika technické diagnostiky.

39 Diagnostika digitálních zařízení. Metoda tabulky pravdy.

47.Hlavní úkoly vznikající při vývoji systémů

48. Předzpracování obrázků a výběr vlastností.

52. Stručný přehled zahraničních a domácích

53. Strojní systémy jako objekt diagnostiky.

55. Automatizované řízení a diagnostika nástrojů při obrábění. Úkoly automatizovaného řízení a diagnostiky nástrojů.

1. Spolehlivost automatizovaných technických systémů. Koncept spolehlivosti. Základní problémy spolehlivosti.

Spolehlivost je vlastnost objektu udržovat v průběhu času ve stanovených mezích hodnoty všech parametrů, které charakterizují schopnost plnit požadované funkce v daných režimech a podmínkách používání, údržby, oprav, skladování a přepravy. Rozšiřování provozních podmínek, zvyšování odpovědnosti za funkce vykonávané radioelektronickými prostředky (OZE) a jejich komplikování vede ke zvýšeným požadavkům na spolehlivost výrobků.

Spolehlivost je komplexní vlastnost a je tvořena takovými součástmi, jako je spolehlivost, trvanlivost, obnovitelnost a skladovatelnost. Hlavní je zde vlastnost bezporuchového provozu - schopnost produktu nepřetržitě udržovat provozní stav v průběhu času. Nejdůležitější při zajišťování spolehlivosti OZE je proto zvýšení jejich spolehlivosti.

Zvláštností problému spolehlivosti je jeho souvislost se všemi fázemi „životního cyklu“ OZE od vzniku myšlenky vzniku až po vyřazení z provozu: při výpočtu a návrhu produktu je jeho spolehlivost zahrnuta do návrhu. při výrobě je zajištěna spolehlivost během provozu; Proto je problém spolehlivosti komplexním problémem a musí být řešen ve všech fázích a různými prostředky. Ve fázi návrhu produktu je určena jeho struktura, vybrána nebo vyvinuta základna prvků, takže zde jsou největší možnosti pro zajištění požadované úrovně spolehlivosti OZE. Hlavní metodou řešení tohoto problému jsou výpočty spolehlivosti (především spolehlivosti), v závislosti na struktuře objektu a vlastnostech jeho součástí, s následnou nezbytnou korekcí návrhu.

2.Kvantitativní charakteristiky bezporuchového provozu. Střední doba mezi poruchami.

Bezporuchový provoz (a další složky spolehlivostních vlastností) OZE se projevuje prostřednictvím náhodných veličin, doby do poruchy a počtu poruch v daném čase. Kvantitativní charakteristiky vlastnosti jsou zde pravděpodobnostní proměnné.

Doba běhu je trvání nebo objem práce objektu. pro OZE je přirozené počítat dobu provozu v jednotkách času, zatímco pro jiné technické prostředky mohou být pohodlnější jiné způsoby měření (např. doba provozu automobilu - v kilometrech). U neopravitelných a renovovatelných výrobků je pojetí provozní doby odlišné, v prvním případě se rozumí provozní doba do první poruchy (je to zároveň poslední porucha), ve druhém - mezi dvěma poruchami v čase sousedícími (po při každé poruše se provede obnovení do funkčního stavu). Matematické očekávání náhodného provozního času T

(1.1) je charakteristika bezporuchového provozu a nazývá se střední doba mezi poruchami (mezi poruchami). V (1.1) přes t je zobrazena aktuální hodnota provozní doby a f( t) hustota pravděpodobnosti jejího rozdělení.

Pravděpodobnost bezporuchového provozut nedojde k selhání objektu:

. (1.2)

pravděpodobnost selhání q(t)=Ver(T£ t) =1 – p(t) = F(t). (1.3)

V (1.2) a (1.3) F( tt Poruchovost:

.(1.4)Z (1.4) je zřejmé, že charakterizuje míru poklesu pravděpodobnosti bezporuchového provozu v čase.

Poruchovost je podmíněná hustota pravděpodobnosti selhání produktu za předpokladu, že do času t nedošlo k žádné poruše:
. (1.5)

Funkce f( t) a já ( t) se měří v h -1 .

. (1.6)

t

(1.7)

Porucha průtoku při l ( t)=const se nazývá nejjednodušší

t

T 0 =1/l, (1,8) tzn. s nejjednodušším poruchovým tokem, průměrnou dobou provozu T 0 t= T 0 , pravděpodobnost bezporuchového provozu výrobku je 1/e. Často používaná charakteristika se nazývá g - procentuální provozní doba

. (1.9)

3.Pravděpodobnost bezporuchového provozu - pravděpodobnost, že v rámci dané provozní doby t nedojde k selhání objektu:

. (1.2)

Pravděpodobnost opačné události se nazývá pravděpodobnost selhání a přidá pravděpodobnost bezporuchového provozu k jedné:

q(t)=Ver(T£ t) =1 – p(t) = F(t). (1.3)

V (1.2) a (1.3) F( t) je integrální distribuční funkce náhodného provozního času t. Hustota pravděpodobnosti f( t) je také ukazatel spolehlivosti tzv Poruchovost:

Z (1.4) je zřejmé, že charakterizuje míru poklesu pravděpodobnosti bezporuchového provozu v čase.

4. Poruchovost se nazývá podmíněná hustota pravděpodobnosti selhání produktu za předpokladu, že do času t nedošlo k žádné poruše:

. (1.5)

Funkce f( t) a já ( t) se měří v h -1 .

Integrací (1.5) je snadné získat:

. (1.6)

Tento výraz, nazývaný základní zákon spolehlivosti, nám umožňuje stanovit dočasnou změnu pravděpodobnosti bezporuchového provozu pro jakýkoli typ změny poruchovosti v průběhu času. Ve zvláštním případě konstantní poruchovosti l ( t) =l = konst (1.6) se transformuje na exponenciální rozdělení známé v teorii pravděpodobnosti:

(1.7)

Porucha průtoku při l ( t)=const se nazývá nejjednodušší a právě to je realizováno u většiny OZE v období běžného provozu od konce záběhu do začátku stárnutí a opotřebení.

Dosazením výrazu hustoty pravděpodobnosti f( t) exponenciální rozdělení (1.7) v (1.1), získáme:

T 0 =1/l, (1,8)

těch. s nejjednodušším poruchovým tokem, průměrnou dobou provozu T 0 je převrácená hodnota poruchovosti l. Pomocí (1.7) lze ukázat, že během průměrné provozní doby, t= T 0 , pravděpodobnost bezporuchového provozu výrobku je 1/e.

5. Často používaná charakteristika je tzvG - procentuální provozní doba - doba, po kterou nedojde k selhání s pravděpodobností g (%):

. (1.9)

Volba parametru pro kvantitativní posouzení spolehlivosti je určena účelem, provozními režimy produktu a snadností použití ve výpočtech ve fázi návrhu.

"

Problémy a úkoly spolehlivosti LC. Základní pojmy problému a problémů spolehlivosti vozidla jsou platné i pro LC laserové komplexy. Experimentální stanovení ukazatelů spolehlivosti LC je mnohonásobně obtížnější než měření nebo stanovení většiny technických parametrů. Věda o spolehlivosti studuje změny v ukazatelích kvality výrobků pod vlivem těch důvodů, které vedou k absolutním změnám jejich vlastností.

Sdílejte svou práci na sociálních sítích

Pokud vám tato práce nevyhovuje, dole na stránce je seznam podobných prací. Můžete také použít tlačítko vyhledávání

Přednáška 1. Úvod do spolehlivosti technických systémů (TS). Problémy a úkoly spolehlivosti LC.

Technické systémy (TS) zahrnují technické objekty (výrobky, stroje, technické komplexy) pro vojenské a civilní účely. Základní pojmy, problémy a úkoly spolehlivosti vozidel platí i pro laserové komplexy (LC).

V souladu s moderní teorie spolehlivostSpolehlivost LC je vlastnost udržovat si svůj výkon v průběhu času, to znamená stav, ve kterém je komplex schopen plnit stanovené funkce, udržovat hodnoty stanovených parametrů (technických charakteristik) v mezích stanovených regulační a technickou dokumentací.

Událost, která zahrnuje poruchu, tzn. přechod LC do nefunkčního stavu se nazývá porucha. Porucha LC není pouze okamžitým zastavením funkce, ale také nepřijatelným snížením technických vlastností, které určují efektivitu splnění zadaného úkolu..

Různé poruchy mají různé důsledky: od drobných odchylek v provozu až po nouzové situace.

Oblasti výkonu LC se dělí na oblast skutečnou, která určuje požadovaný výkon produktu, a oblast určenou, která je dána technickými specifikacemi pro jednotlivé parametry.

Výkon závisí na provozní době - ​​množství práce, kterou lze odhadnout v kalendářních hodinách, počtu cyklů, počtu impulsů, kilometrů, době skladování atd..

Měření času v kalendářních hodinách je typické pro takové příčiny poruchy výrobku, jako je koroze, vnější teplotní faktory a radiace.

Doba do selhání je náhodná veličina.

Pokud je provozní doba výrobku regulována a je deterministickou veličinou, pak se nazývá zavedený zdroj.

Zdroj je doba provozu do mezního stavu uvedeného v technické dokumentaci.

Životnost je kalendářní doba provozu LC do jeho mezního stavu se zohledněním přestávek na údržbu a opravy.

Spolehlivost, která je jednou z hlavních vlastností charakterizujících kvalitu provozu komplexu, se sama o sobě vyznačuje také řadou vlastností, z nichž hlavními jsou spolehlivost, životnost, udržovatelnost a skladovatelnost.

Spolehlivost je vlastnost nepřetržitého udržování provozního stavu po určitou provozní dobu bez zohlednění nucených přestávek.

Trvanlivost vlastnost nátěrového materiálu udržovat provozuschopnost v mezním stavu s nezbytnými přestávkami pro údržbu a opravy.

Mezní stav je stav, ve kterém je další použití léku k určenému účelu nepřijatelné z důvodu požadavků na bezpečnost nebo nízké účinnosti včetně ekonomické efektivity.

Je třeba poznamenat, že životnost a spolehlivost nejsou totožné pojmy, definují různé aspekty stejného jevu. LK může mít vysokou spolehlivost a zároveň nízkou životnost.

Udržovatelnost je vlastnost LC, která spočívá v jeho přizpůsobivosti k prevenci, detekci a odstraňování poruch a poruch prováděním údržby a oprav..

Účelem preventivní údržby je zabránit výskytu poruchy nebo abnormálních provozních podmínek pomocí preventivních metod, jako je ladění nebo seřízení, mazání, čištění a provádění určitých oprav. Preventivní údržba může také zahrnovat výměnu dílů nebo součástí, které fungují na hranici svých možností.

Skladovatelnost je vlastnost fyzického produktu udržovat během skladování funkční stav.

Spolehlivost LC je tedy velmi specifická vlastnost, v závislosti na velké číslo různé proměnlivé faktory, z nichž mnohé jsou náhodné a obtížně hodnotitelné jedním číselným ukazatelem. Experimentální stanovení ukazatelů spolehlivosti LC je mnohonásobně obtížnější než měření nebo stanovení většiny technických parametrů.

Spolehlivost, která charakterizuje změnu ukazatelů kvality v čase, je jakoby „dynamika kvality“,jeho rozvíjení v čase. Spolehlivost je tedy schopnost výrobku udržet si požadované ukazatele kvality po celou dobu používání.

Věda o spolehlivosti studuje změny v ukazatelích kvality výrobků pod vlivem těch důvodů, které vedou k absolutním změnám jejich vlastností.

Spolehlivost produktu je jedním z hlavních ukazatelů jeho kvality.

Touha zajistit vysokou úroveň kvality a spolehlivosti je hlavní hnací silou při vytváření nových a provozu stávajících produktů.

Základní vlastnosti spolehlivosti (bezporuchový provoz, životnost, udržovatelnost a skladovatelnost) musí být zajištěny ve všech fázích životního cyklu LC.

Při navrhováníLC stanovuje a odůvodňuje nezbytné požadavky na spolehlivost, které musí být zajištěny přijetím racionálních obvodových a konstrukčních řešení. V této fázi se používají metody ochrany proti různým škodlivé účinky, zvažují se možnosti automatického obnovení ztraceného výkonu a posuzuje se vhodnost pro opravu a údržbu.

Během výroby(výroba) je zajištěna a sledována spolehlivost LC v závislosti na kvalitě výroby dílů, metodách sledování vyráběných výrobků, schopnosti řídit postup technologického procesu, kvalitě montáže, zkušebních a dokončovacích metodách a dalších ukazatelích technologického procesu.

Během provozuLC jeho spolehlivost je realizována. Zároveň závisí na provozních režimech a podmínkách, přijatém systému oprav, technologii údržby a dalších provozních faktorech.

Metody pro zlepšení kvality a spolehlivosti vozidla, mající společné zaměření pro všechny technické systémy, mají obvykle určité specifické rysy v závislosti na konstrukci, účelu a technických požadavcích, které platí pro konkrétní model.

V tabulce 1.1 ukazuje klasifikaci technických systémů (strojů) podle jejich účelu. Specifikuje základní požadavky na technické vlastnosti vozidel pro různé účely.

Tabulka 1.1.

Úroveň spolehlivosti musí být taková, aby při používání vozidla v jakýchkoli situacích stanovených technickými podmínkami (TS) nedocházelo k poruchám, tzn. výkon nebyl ovlivněn. Kromě toho je v mnoha případech žádoucí mít bezpečnostní rezervu pro zvýšení odolnosti vůči extrémním nárazům, když se technický systém setká s podmínkami, které nejsou stanoveny specifikacemi.

Kromě toho je nezbytná bezpečnostní rezerva pro zajištění provozuschopnosti v podmínkách opotřebení, což vede k postupnému zhoršování technických vlastností. Proto čím vyšší je bezpečnostní rozpětí, tím déle bude vozidlo v provozuschopném stavu, za jinak stejných podmínek.

Nedostatečná úroveň spolehlivosti vozidla (jak nového, tak „opotřebovaného“) může vést k různým důsledkům, pokud je narušen jeho výkon, z nichž hlavní jsou:

1.- katastrofické selháníspojené se ztrátami na životech (v důsledku leteckých či jiných katastrof), poruchami vojenské vybavení v rozhodujících okamžicích nenávratné zničení životní prostředí. Stačí si takové zapamatovat tragické události, jako je nehoda v jaderné elektrárně v Černobylu nebo smrt raketoplánu Challenger. Ve světě neustále dochází k četným nehodám a katastrofám.

Statistiky například ukazují, že ročně se na světě stane asi 1200 velkých nehod lodí. Po haváriích je na dně světových oceánů více než 50 jaderných hlavic a více než 10 jaderných reaktorů.

2. - porucha, kvůli které vozidlo přestane fungovat v důsledku poruchy té či oné jednotky (prvku), což vede k významným ekonomickým ztrátám;

3.- snížení provozní účinnosti, když je vozidlo schopné provozu, ale s nižší účinností, produktivitou, výkonem, přesností a dalšími technickými vlastnostmi, kterých bylo dosaženo u nového produktu.

Chování vozidla z hlediska spolehlivosti je spojeno se změnami v čase jeho „výstupních“ parametrů, které charakterizují jeho zamýšlený účel a kvalitu.

Základem celého problému spolehlivosti je posouzení parametrické spolehlivosti vozidla a analýza příčin a důsledků změn jeho technických vlastností během dlouhodobého provozu.

Na to, aby byl strojový park v provozuschopném stavu, se po celém světě vynakládají obrovské částky peněz. Vytváření opravárenských podniků a továren na výrobu náhradních dílů, využívání víceúčelových služeb pro opravy a údržbu strojů, včetně informačních, přepravních a zásobovacích systémů - to vše je důsledkem skutečnosti, že stroje ztrácejí svou funkčnost v důsledku opotřebení, koroze a únavového poškození a dalších procesů vedoucích ke „stárnutí“ stroje.

Podle různých zdrojů se na opravy a údržbu strojů po celou dobu jejich provozu vynakládá 5-10krát více peněz než na výrobu nových.

V průmyslových zemích se na tření, opotřebení a korozi pohyblivých spojů technických výrobků vynakládá přibližně 4,5násobek hrubého národního důchodu. To vede k plýtvání surovinami a energií v hodnotě stovek miliard dolarů ročně po celém světě.

Velké jsou především ztráty z nedostatečné spolehlivosti unikátních strojů. Pokud selžou v důsledku nepředvídaných okolností, hrozí velké nebezpečí tragických následků pro lidi i životní prostředí.

Provozu a opravám průmyslových výrobků je proto ve světě věnována stále větší pozornost.

Prognóza vývoje předních průmyslových odvětví ukazuje, že ve 20 já století bude ve většině průmyslových odvětví až 80...90 % všech pracovních zdrojů zaměstnáno v oblasti provozu a oprav.

Nedostatečná úroveň spolehlivosti produktu vede k velkým ekonomickým ztrátám.

Bezpečnost provozu vozidel je komplexní problém, který zahrnuje otázky spojené s lidskou činností, organizací práce, společensko-politickou situací (například možnost sabotáže), školením personálu a jeho disciplínou. Spolehlivost vozidla, včetně jeho chování v extrémních situacích, je jedním z hlavních faktorů bezpečnostního problému.

Porucha a selhání mnoha vozidel jsou spojeny nejen s bezpečnostními problémy a ekonomickými náklady, ale mají také přímý dopad na životní prostředí a ekologickou situaci na naší planetě.

Provoz strojů, kdy jejich vlastnosti (například účinnost, složení výfukových plynů, těsnost, dynamické zatížení, teplota atd.) překračují přípustné meze, jsou-li prováděny opravy a údržba strojů, zejména za nepředvídatelných okolností nebo při odstraňování následků havárie, vést ke škodlivým, často destruktivním účinkům na biosféru, na neživou přírodu, na atmosféru, na celý mechanismus interakce ve světě kolem nás.

V problému vytváření konkurenceschopných produktů a hledání nejefektivnějších způsobů jejich prodeje hraje významnou roli úroveň spolehlivosti strojů dodávaných spotřebiteli.

Selhání vozidla během používání, i když to nevede k vážným následkům, způsobuje vážné morální poškození výrobce a podkopává důvěru v něj.

V případě poruch vozidel během provozu nebo skladování jsou výrobní podniky nebo speciální organizace nuceny vytvořit rozsáhlou síť údržby a nouzových oprav s odpovídajícím informačním systémem, dosahující maximálního uspokojení různých požadavků spotřebitelů. Čím vyšší je úroveň spolehlivosti vozidla garantovaná výrobcem, tím bude konkurenceschopnější, a to za stejných podmínek.

Rozhodnutí o potřebě zvýšení dosažené úrovně spolehlivosti vozidla by mělo vycházet z ekonomické analýzy. Současná úroveň vývoje technologií umožňuje dosáhnout téměř jakéhokoli ukazatele kvality a spolehlivosti produktu. Všechno je to o nákladech na dosažení cíle.

Proto je vhodné vytvořit vysoce spolehlivé vozidlo nejen podle požadavků spolehlivosti a prestiže, ale také z hlediska ekonomické efektivity.

S rostoucími náklady na výrobu nového vozidla je nutné rozhodnout, jaký podíl těchto prostředků má být použit na zlepšení technických vlastností a jaký podíl na zlepšení spolehlivosti.

V podmínkách intenzivního rozvoje strojírenství klade praxe se svými různorodými nároky v oblasti konstrukce, výroby a provozu pro vědu spolehlivosti nové úkoly související s prognózováním, metodami testování spolehlivosti a optimalizací návrhu podle kritérií kvality a spolehlivosti.

Současně, bez ohledu na to, jak různorodá jsou vozidla a jejich provozní podmínky, k vytváření ukazatelů spolehlivosti dochází podle obecných zákonů, podléhá jednotné logice událostí a zveřejnění těchto souvislostí je základem pro posouzení, výpočet a predikce spolehlivosti, jakož i pro budování racionálních výrobních systémů, testování a provozu.

Věda o spolehlivosti studuje zákonitosti změn ukazatelů kvality výrobků v čase a na základě toho jsou vyvíjeny metody, které zajistí s co nejmenším časem a penězi požadovanou životnost a bezporuchový provoz vozidla.

Je třeba zdůraznit, že otázky dosažení určité úrovně ukazatelů kvality strojů - jejich přesnost, výkon, účinnost, produktivita a další - jsou zpravidla zvažovány průmyslovými vědami a „spolehlivost“ považuje proces změny těchto ukazatelů. přesčas.

V současné době se stále více prosazuje metodický přístup založený na vývoji parametrických modelů spolehlivosti, které formalizují proces změn výkonu vozidla v čase. Pravděpodobnostní charakteristiky tohoto procesu lze předvídat raná stadia jejich vytváření.

Proto Hlavní rysy vědeckého aspektu problému spolehlivosti vozidla jsou:

• zohlednění časového faktoru, neboť se posuzuje změna výchozích vlastností vozidla během jeho provozu;

• kombinace pravděpodobnostních metod se zákony fyzikálních procesů;

• předpovídání možných změn stavu objektu během jeho provozu;

• vytvoření spojení mezi spolehlivostí vozidla a ukazateli jeho kvality a výkonu.

Mezi hlavní úkoly spolehlivosti patří:

• Ve fázi návrhu- výpočet životnosti hlavních prvků vozidla (podle opotřebení, únavové pevnosti), predikce spolehlivosti na základě jeho výstupních parametrů, rozbor možností a výběr racionálního návrhu na základě ukazatelů spolehlivosti, posouzení optimálních provozních režimů a oblasti použití s ​​ohledem na danou dobu zachování provozuschopnosti.

• Ve fázi výrobynový vzorek - vytvoření systému řízení kvality a spolehlivosti, zajištění spolehlivosti technologického procesu výroby dílů a sestav vozidel, vývoj metod testování vzorků podle parametrů kvality a spolehlivosti.

• V provozní fázi- vývoj racionálního systému údržby a oprav vozidel, vytvoření metod a nástrojů pro diagnostiku stavu vozidla za provozu, vytvoření informační databáze o spolehlivosti systému a jeho prvků.

Při řešení různých problémů se spolehlivostí je nutné především zjistit, jak se bude vozidlo chovat při plnění svých funkcí a v interakci s prostředím, v důsledku čehož se budou postupně měnit jeho technické vlastnosti.

Obecný metodický postup řešení těchto problémů je uveden na Obr. 1.1 ve formě fyzikálně-pravděpodobnostního modelu pro posouzení parametrické spolehlivosti.

Rýže. 1.1. Schéma fyzikálně-pravděpodobnostního modelu pro posuzování parametrické spolehlivosti.

Tento diagram odhaluje hlavní vztahy příčiny a následku vedoucí ke změnám (degradaci) výstupních parametrů v průběhu času.

Ke zhoršení stavu vozidla (stroje) dochází tím, že během provozu na něj působí všechny druhy energie - mechanická, tepelná, chemická, elektromagnetická - a vyvolávají v něm vratné i nevratné procesy, které mění jeho výchozí vlastnosti.

Lze identifikovat následující hlavní zdroje energetických dopadů na stroj:

• vliv energie prostředí, ve kterém se vozidlo během provozu nachází, včetně osoby vykonávající funkce obsluhy;

• vnitřní zdroje energie spojené jak s pracovními procesy probíhajícími ve vozidle, tak s provozem jeho jednotlivých jednotek;

• potenciální energie, která se akumuluje v materiálech a částech vozidla při jejich výrobě (vnitřní pnutí v odlitku, montážní pnutí);

• nárazu na vozidlo při opravách a údržbě.

Mezi hlavní typy energie, které ovlivňují výkon vozidla, patří:

• Mechanická energie, která se během provozu nejen přenáší všemi částmi vozidla, ale ovlivňuje jej ve formě statického a dynamického zatížení z interakce s vnějším prostředím.

Síly vznikající ve vozidle jsou dány povahou pracovního procesu, setrvačností pohyblivých částí a třením v kinematických dvojicích. Tyto síly jsou náhodnými funkcemi času, protože povaha jejich výskytu je spojena se složitými fyzikálními jevy a proměnlivými provozními režimy vozidla. Například zatížení se pohybuje v poměrně širokých mezích dynamické systémy, kroutící moment motoru, síly na pracovní části zemědělských, stavebních, textilních a jiných strojů, třecí síly v kinematických dvojicích atd.

Mechanická energie ve vozidle se může projevit i jako důsledek energetického výdeje, který proběhl při výrobě jeho dílů a byl v nich zachován v potenciální podobě. Například deformace dílů při redistribuci vnitřních pnutí po sestavení sestavy nebo po tepelném zpracování dílu.

• Tepelná energie působící na vozidlo a jeho části při kolísání okolní teploty, při pracovním procesu (zejména silné tepelné účinky vznikají při provozu motorů a řady technologických strojů), při provozu pohonných mechanismů, elektrických a hydraulických zařízení.
• Chemická energie, která ovlivňuje provoz vozidla například korozí jednotlivých součástí na vzduchu, který obsahuje vlhkost a agresivní složky.

Pokud vozidlo pracuje v agresivním prostředí (zařízení chemického průmyslu, lodě, mnoho strojů textilního průmyslu atd.), pak chemické vlivy způsobují procesy, které vedou k destrukci jednotlivých prvků a součástí.

• Jaderná (atomová) energie vznikající v procesu jaderných reakcí a ovlivňující materiály (zejména ve vesmíru), měnící jejich vlastnosti.
• Elektromagnetická energie ve formě rádiových vln (elektromagnetických kmitů), které pronikají celým prostorem kolem vozidla a mají negativní vliv na provoz elektronických zařízení, která se stále více používají v moderních systémech.
• Biologické faktory mohou také ovlivnit výkon vozidla a způsobit biologické poškození, například v podobě biokoroze kovu, když se na jeho povrchu vyvinou mikroorganismy (tzv. vodíkové bakterie). Tyto procesy jsou obzvláště intenzivní v tropických zemích, kde se vyskytují mikroorganismy, které nejenže ničí některé druhy plastů, ale mohou mít vliv i na kov.

Všechny druhy energie působící na vozidlo a jeho jednotky v něm způsobují řadu nežádoucích procesů a vytvářejí podmínky pro zhoršování jeho technických vlastností.

Některé procesy probíhající ve vozidle jsou reverzibilní. Reverzibilní procesy dočasně mění parametry dílů, komponentů a celého systému v určitých mezích, bez tendence k postupnému zhoršování. Nejtypičtějšími příklady takových procesů jsou pružná deformace strojních součástí a dílů, ke které dochází vlivem vnějších a vnitřních sil, a tepelné deformace konstrukcí.

Nevratné procesy vedou v průběhu času k postupnému zhoršování technických vlastností vozidla, a proto se nazývají procesy stárnutí.

Nejtypičtějšími nevratnými procesy jsou opotřebení, koroze, únava, přerozdělení vnitřních pnutí a deformace dílů v průběhu času.

Procesy, které mění výchozí vlastnosti vozidla, probíhají při různých rychlostech a lze je rozdělit do tří hlavních kategorií.

Rychlé procesyvznikají okamžitě, jakmile vozidlo začne fungovat. Tyto procesy mají periodicitu změn, obvykle měřenou ve zlomcích sekundy. Končí během provozního cyklu vozidla a znovu se objevují během dalšího cyklu.

To zahrnuje vibrace součástí, změny třecích sil v pohyblivých spojích, kolísání pracovního zatížení a další procesy, které ovlivňují vzájemnou polohu součástí vozidla v každém okamžiku a narušují cyklus jeho provozu.

Středně rychlé procesyjsou spojeny s dobou nepřetržitého provozu vozidla, jejich trvání se obvykle měří v minutách nebo hodinách. Vedou k monotónní změně výchozích parametrů. Do této kategorie spadají jak vratné procesy (například změny teploty samotného vozidla a okolního prostředí), tak i nevratné (například proces opotřebení řezného nástroje, ke kterému dochází mnohonásobně intenzivněji než u dílů a součástí řezného nástroje). opotřebování obráběcího stroje).

Pomalé procesyse objevují po celou dobu provozu vozidla. Trvají dny a měsíce. Takové procesy zahrnují opotřebení základních prvků, tečení kovů, kontaminaci třecích ploch, korozi a sezónní změny teplot.

Tyto procesy ovlivňují i ​​přesnost, výkon, účinnost a další parametry vozidla, ale k jejich změnám dochází velmi pomalu. Obvyklými metodami řešení těchto procesů jsou opravy a preventivní opatření, která se provádějí v určitých intervalech.

Je třeba zdůraznit, že všechny procesy jsou náhodné funkce, které se vyznačují rozptylem hodnot. U mnoha vozidel hraje největší roli proces opotřebení.

Při zvažování vlivu různých procesů na výstupní parametry vozidla je třeba vzít v úvahu i zpětnou vazbu, která mezi nimi existuje a stav vozidla samotného. Například opotřebení jednotlivých mechanizmů stroje může nejen snížit přesnost jeho provozu, ale také vést ke zvýšení dynamického zatížení, což zase zintenzivňuje proces opotřebení. Tepelné deformace jednotlivých článků mohou nejen deformovat polohu součástí stroje a tím ovlivnit kvalitu jeho provozu, ale také vést ke zvýšenému zatížení a v důsledku toho ke zvýšenému vývinu tepla v mechanismech.

Obecné schéma fyzikálně-pravděpodobnostního modelu pro posuzování parametrické spolehlivosti (obr. 1.1) ukazuje, že jedním z hlavních důvodů nevratné změny stavu vozidla je výskyt různých procesů stárnutí v materiálech, ze kterých je vyrobeno. . To výrazně ovlivňuje provozní stav vozidla. Posouzení pravděpodobnosti, že technické vlastnosti vozidla překročí přijatelné meze, je v podstatě posouzením úrovně parametrické spolehlivosti stroje. Zákon rozdělení, který popisuje tento pravděpodobnostní proces v diferenciální nebo integrální formě, se nazývá zákon spolehlivosti.

Přednáška 2. Indikátory spolehlivosti vozidel. Typy poruch.

K vyřešení problémů posuzování a analýzy spolehlivosti vozidla, které zahrnuje fyzické vybavení pro vojenské a civilní účely, je nutné nejprve stanovit hlavní ukazatele, jejichž číselné hodnoty určují úroveň spolehlivosti vozidla. vozidlo (výrobky, stroje, zařízení atd.).

Mezi hlavní ukazatele spolehlivosti, které mohou kvantitativně posoudit úroveň bezporuchového provozu, životnosti, skladovatelnosti a udržovatelnosti vozidla, patří:

Indikátory spolehlivosti.

1.Pravděpodobnost bezporuchového provozuje hlavním ukazatelem spolehlivosti vozidla, který ukazuje pravděpodobnost, že v daném časovém intervalu (resp. v dané provozní době) nedojde k poruše systému.

Může platit pravděpodobnost bezporuchového provozuk posouzení úrovně bezporuchového provozu obnovitelných i neobnovitelných systémů a zařízení. Hodnota ‚jako jakákoliv pravděpodobnost může být v mezích.

Pokud je například pravděpodobnost bezporuchového provozu vozidla 0,95, znamená to, že od velké množství V průměru 5 % systémů ztratí funkčnost dříve než prací.

Ukazatel je použitelný pro posouzení spolehlivosti jednoho produktu. V tomto případě určuje schopnost produktu fungovat bez poruchy po stanovenou dobu. Pravděpodobnost bezporuchového provozu a pravděpodobnost poruchy tedy tvoří ucelenou skupinu událostí

Hodnota charakterizuje stupeň nebezpečí poruchy, a proto platí, že čím nižší je její hodnota, tím spolehlivěji bude výrobek fungovat, za jinak stejných podmínek. Například u kritických leteckých výrobků dosahují přípustné hodnoty pravděpodobnosti bezporuchového provozu až a výše.

Pokud jsou následky selhání spojeny s menšími ekonomickými ztrátami, přijatelná hodnota je obvykle akceptována v mezích.

Hodnotu pravděpodobnosti bezporuchového provozu daného výrobku lze určit, pokud je znám zákon rozdělení času do poruchy, kterému se také říká zákon spolehlivosti..

Na Obr. 2.1 ukazuje diagram vzniku zákona spolehlivosti v diferenciální (hustota pravděpodobnosti) a integrální formě.

Příčinou poruchy je náhodný proces změny výstupního parametru produktu v čase z počáteční na maximální přípustnou hodnotu. Vzhledem k nahodilosti procesu k němu může docházet s různou intenzitou. Proto vývoj do mezního stavu, tzn. čas do selhání se jeví jako náhodná veličina.

Rýže. 2.1. Schéma tvorby zákona spolehlivosti.

Distribuční zákon může být vyjádřen v analytické formě nebo ve formě histogramu získaného ze statistických dat.

Pokud je pro daný výstupní parametr znám zákon rozdělení času do poruchy, pak lze pro libovolnou danou hodnotu určit pravděpodobnost bezporuchového provozu podle závislosti

Číselně jsou hodnoty a rovny ploše pod distribuční křivkou před a za hodnotou (obr. 2.1,b).

Je třeba mít na paměti, že použití indikátoru bez uvedení časového období, během kterého se uvažuje o provozu produktu, nedává smysl..

Čím nižší jsou požadavky na spolehlivost, tím déle může produkt fungovat po delší dobu.

1. Při vysokých požadavcích na spolehlivost jsou výrobky nastaveny na přijatelnou hodnotu a je stanovena provozní doba výrobku odpovídající dané regulované pravděpodobnosti bezporuchového provozu. Hodnota se nazývá gamaprocentní zdroj (nenáhodná hodnota) a podle její hodnoty se posuzuje větší či menší spolehlivost produktů. Při γ =50 % získáme hodnotu průměrného zdroje Tsr.r.

1. Za normálních požadavků na spolehlivost, pokud porucha nevede k vážným následkům, lze stanovit stanovenou životnost výrobku t = Tу.р (nebo životnost t = Tsl). V tomto případě je spolehlivost produktu posuzována přímo podle hodnoty P(t) odpovídající stanovenému zdroji.

2. Parametr průtoku při poruše ω.

,

Kde:

Ω(t) - průměrný počet poruch v daném časovém intervalu od 0 do t (takže

tzv. vedoucí funkce);

T m - střední doba mezi poruchami;

Parametr toku poruch ω je průměrný počet poruch produktu za jednotku času.

Tento parametr se používá u vozidel renovovaných v případě poruch, které jsou snadno odstranitelné a nevedou k žádným významným následkům (např. výměna nástroje při práci na obráběcím stroji).

3.Bezpečnostní rozpětí K n , což představuje poměr X max na takovou hodnotu parametru X γ, při které s pravděpodobností γ parametr nepřekročí dané meze, tzn.

.

Doba, po kterou je podmínka splněna (Kn≥1), se nazývá garantovaná doba bezporuchového provozu výrobku Tr.

4. Poruchovost(λ-charakteristika).

Jedná se o podmíněnou hustotu pravděpodobnosti výskytu poruchy výrobku stanovenou pro uvažovaný časový okamžik za předpokladu, že porucha nenastala před tímto časovým okamžikem.

Poruchovost je v obecném případě funkcí času λ(t) a souvisí s ostatními charakteristikami zákona spolehlivosti závislostí

.

Statisticky se poruchovost odhaduje podle závislosti

1.14.

Kde:

Počet všech produktů účastnících se experimentu;

Počet zbývajících opravitelných položek v určitém okamžiku

V praxi výpočtu spolehlivosti vozidel typu LK je vhodné použít poruchovost za dobu běžného provozu, pro kterou je hodnotaλ-charakteristikaa bere se jako konstantní hodnota (λ= konst).

Kvalitativní závislost poruchovosti na čase ukazuje Obr. 2.2.

Rýže. 2.2. Závislost poruchovosti na čase.

Jak vyplývá z obrázku, můžeme podmíněně rozlišit tři časové intervaly, ve kterých je chování λ(t) > 0 výrazně odlišné.

Interval od 0 do t 1 - interval záběhu.

Na něm poruchovost monotónně klesá a časem dosáhne určité stacionární intenzity. Samotný název intervalu naznačuje, že poruchy zařízení v tomto období jsou způsobeny především nekvalitní montáží, instalací, porušením technologie, závadami na komponentech atp. Na začátku intervalu záběhu je pravděpodobnější, že selžou zařízení se skrytými vadami. Ke konci intervalu záběhu se četnost poruch snižuje.

Následuje interval běžného provozu

tn = t2-ti.

V tomto intervalu jsou poruchy zařízení způsobeny především náhodnými faktory působícími při provozu a skrytými závadami. Poruchovost λ lze považovat za konstantní (λ=konst) po celý interval normálního provozu.Právě tato poruchovost λ, zejména v rádiové elektronice, je uvedena v příručkách spolehlivosti.

V tomto případě je pravděpodobnost bezporuchového provozu během normálního provozního intervalu určena vztahem

Po normálním provozním intervalu následuje interval stárnutí, během kterého se monotónně zvyšuje poruchovost.

V tomto intervalu se začínají stále výrazněji projevovat únavová napětí v konstrukčních prvcích vozidla a degradace jednotlivých funkčních celků a komponent.

Indikátory trvanlivosti.

Mezi hlavní ukazatele odolnosti patří technická životnost, průměrná životnost, životnost v gama procentech a životnost.

5.Technický zdrojdoba provozu objektu od zahájení jeho provozu nebo jeho obnovení po opravě do přechodu do mezního stavu.

U neopravitelných (neobnovitelných) objektů se shoduje s dobou do selhání.

6. Průměrný zdroj matematické očekávání technického zdroje.

7. Gamma procento zdrojeprovozní doba, po kterou objekt s pravděpodobností nedosáhne mezního stavuγ , vyjádřeno v procentech.

8. Životnost kalendářní doba od zahájení provozu zařízení do přechodu do mezního stavu.

U opravených vozidel se rozlišuje životnost před opravou, meziopravou, po opravě a plnou (do odpisu). Životnost se měří v jednotkách kalendářního času.

Uvažované indikátory spolehlivosti neurčují integrálně spolehlivost obnovovaného systému. K tomu slouží komplexní ukazatele spolehlivosti.

Komplexní ukazatele spolehlivosti.

Patří mezi ně poměr připravenosti, poměr provozní připravenosti,faktor zachování účinnostia míra technického využití.

9. Faktor dostupnosti Kgpravděpodobnost, že systém bude v jakémkoliv okamžiku v provozuschopném stavu, s výjimkou plánovaných období, během kterých není zamýšleno použití systému k zamýšlenému účelu. Obecně je Kg(t) funkcí času.

Pro velké časové intervaly se určuje podle vzorce

Z tohoto vzorce je zřejmé, že faktor dostupnosti současně charakterizuje dvě různé vlastnosti systému: spolehlivost a udržovatelnost (obnovitelnost). T 0 střední doba mezi poruchami. Průměrná doba zotavení TV.

10.Poměr provozní připravenosticharakterizuje spolehlivost systémů, jejichž potřeba použití vzniká v libovolném okamžiku a které musí pracovat po určitou dobu s danou pravděpodobností bezporuchového provozu:

Kde

Tp požadovaná doba provozuschopnosti po zahájení provozního užívání vozidla.

Až do okamžiku provozního použití může být vozidlo v pohotovostním režimu (při plném nebo malém zatížení, ale bez provádění stanovených pracovních funkcí) nebo v provozním režimu k provádění jiných pracovních funkcí. V obou režimech může dojít k poruchám a systém lze obnovit do funkčnosti.

11. Míra udržení účinnostijedná se o poměr skutečné hodnoty ukazatele účinnosti použití vozidla k určenému účelu po určitou dobu provozu k jmenovité hodnotě ukazatele účinnosti, vypočtené za podmínky, že v tomto období nedojde k poruchám vozidla.

V praxi se zpravidla omezují na výpočet koeficientu operační připravenosti.

12.Součinitel technického využití Ktijedná se o poměr matematického očekávání časového intervalu, kdy předmět zůstane v provozuschopném stavu po určitou dobu provozu, k trvání této doby. Koeficient technického využití (Kti) charakterizuje podíl doby, po kterou je objekt v provozuschopném stavu po danou dobu provozu, včetně všech druhů údržby a oprav, a je určen vztahem

kde Trab je celková užitečná provozní doba stroje při použití k určenému účelu po danou dobu provozu;

ΣTirem je celková prostoje stroje z důvodu jeho opravy a údržby za stejnou dobu.

Koeficient technického využití je bezrozměrná hodnota (0≤Kti≤1) a čím vyšší je jeho hodnota, tím je stroj vhodnější dlouhá práce. Koeficient Kti je číselně roven pravděpodobnosti, že v daném, libovolně zvoleném časovém okamžiku vozidlo funguje a není v opravě nebo údržbě.

Ve fázích návrhu a vývoje vozidel a zařízení jsou tyto ukazatele posuzovány výpočtem ve fázích výroby a provozu jsou stanoveny na základě výsledků zkoušek.

Hlavní typy a klasifikace poruch.

Při výpočtu ukazatelů spolehlivosti má velký význam typ a povaha vznikajících nebo možných poruch.

Hlavními znaky, které určují různé typy poruch, jsou povaha výskytu a průběh procesů vedoucích k poruše, důsledky poruch a způsoby jejich odstraňování.

Z tohoto hlediska existují následující hlavní typy poruch:

1. Postupné a náhlé poruchy

K postupným poruchám dochází v důsledku toho či onoho procesu stárnutí, který zhoršuje výchozí parametry výrobku.

Hlavním rysem postupného selhání je, že pravděpodobnost jeho výskytu v daném časovém období od do závisí na době trvání předchozího provozu výrobku t 1 . Čím déle se výrobek používá, tím vyšší je pravděpodobnost poruchy, tzn. , Pokud. Většina selhání spadá do této kategorie. Jsou spojeny s opotřebením, korozí, únavou, tečením a dalšími procesy stárnutí materiálů, ze kterých jsou produkty vyrobeny.

Náhlé poruchy jsou takové, které jsou způsobeny procesy vyplývajícími z kombinace nepříznivých faktorů a náhodných vnějších vlivů, které přesahují schopnost produktu je vnímat..

Hlavním znakem náhlé poruchy je, že pravděpodobnost jejího výskytu v daném časovém období nezávisí na době trvání předchozího provozu výrobku.

Příklady takových poruch zahrnují tepelné trhliny, ke kterým dochází v části v důsledku přerušení dodávky maziva; selhání součásti v důsledku nesprávných provozních metod stroje nebo přetížení; deformace nebo zlomení částí vystavených nepředvídaným provozním podmínkám.

V tomto případě k selhání dochází zpravidla náhle, bez předchozích příznaků zničení a nezávisí na stupni opotřebení.

Například příčinou poruchy pneumatiky u auta může být buď opotřebení běhounu v důsledku dlouhodobého používání vozu, nebo defekt vzniklý jízdou na špatné vozovce a nepříznivou kombinací náhodných faktorů.

Pravděpodobnost selhání pneumatiky v důsledku opotřebení běhounu u staré pneumatiky je mnohonásobně vyšší než u nové. Naproti tomu defekt – náhlá porucha – nesouvisí s tím, jak dlouho byla pneumatika v provozu před událostí. Pravděpodobnost jeho výskytu je stejná jak u nových pneumatik, tak u sjetých.

Rozdělení na postupné a náhlé poruchy je dáno charakterem jejich výskytu.

U postupného selhání začíná proces ztráty výkonu ihned během používání produktu.

U náhlé poruchy je čas jejího vzniku náhodnou veličinou. Rychlost procesu vzniku postupuje velmi rychle.

Může existovat třetí typ selhání, který zahrnuje vlastnosti předchozích dvou a nazývá se komplexní selhání. Zde je čas, kdy se porucha začne vyskytovat, náhodnou veličinou, která nezávisí na stavu produktu, a rychlost procesu ztráty výkonu produktu závisí na fyzice procesu stárnutí. Zdrojem únavové trhliny v důsledku primárního poškození povrchu součásti mohou být například vnější nárazy na stroj od cizích předmětů (vzácná náhodná událost).

2. Funkční poruchy a parametrické poruchy.

Funkční poruchavede k tomu, že výrobek nemůže plnit zamýšlené funkce. Například v důsledku poruchy převodovka nepřenáší pohyb, spalovací motor nenaskočí, čerpadlo nedodává olej atd. Často je porucha provozu spojena s poruchami nebo zasekáváním jednotlivých prvků motoru. produkt.

Parametrické selhání, který je pro moderní stroje a výrobky nejtypičtější, nastává tehdy, když parametry (charakteristiky) výrobku přesahují přijatelné meze. Zde se výrobek stává nefunkčním ve smyslu požadavků stanovených technickými specifikacemi.

Pokračování v používání produktu, který má parametrickou poruchu, může vést k velmi vážným ekonomickým a dalším důsledkům. Například k uvolnění nekvalitních produktů, které mohou způsobit provozní poruchy v oblasti svého provozu, k neplnění zadaných úkolů produktu, k velkým dodatečným nákladům na čas a peníze. Ale role parametrických poruch je také důležitá, protože ve složitých systémech mohou parametrické poruchy prvků vést k selhání provozu.

Proto jsou parametrické poruchy jedním z hlavních předmětů uvažování v teorii spolehlivosti vozidel a strojů.

3. Skutečné a potenciální poruchy.

Při používání výrobku dříve nebo později dojde k jeho prvním a následně dalším poruchám. Pokud se těmto poruchám předchází včasnými opravami a úpravami, pak nejsou vnímány jako skutečné, ale jako potenciální události.Takové poruchy budeme nazývat potenciální.

Výrobci a provozovatelé se vyznačují neustálou snahou předcházet případným poruchám při provozu stroje. Toho lze dosáhnout nejen dokonalostí konstrukce stroje, ale také předcházením případným poruchám správnou organizací systému oprav a údržby a přísným dodržováním provozních pravidel.

Absence skutečných poruch však ještě nesvědčí o vysoké spolehlivosti stroje. Stroj nemusí mít během provozu vůbec žádné poruchy, ale jeho úroveň spolehlivosti neuspokojí vývojáře a spotřebitele, pokud je toho dosaženo velkým množstvím preventivních a opravárenských prací. Statistické informace z oblasti provozu, kdy se berou v úvahu pouze skutečné poruchy, často dávají nesprávnou představu o úrovni spolehlivosti vozidla a stroje.

4. Přijatelné a nepřijatelné poruchy.

Všechny poruchy, ke kterým dochází při provozu vozidel a strojů, lze rozdělit na ty, jejichž výskyt je nevyhnutelný, protože výrobek má omezené příležitosti na vnímání různých vlivů a na poruchy, které jsou důsledkem porušení metod a pravidel návrhu, výroby a provozu stroje a kterým je možné a je třeba se vyhnout.

Přijatelná selháníjsou obvykle spojeny s procesy stárnutí, kterým nelze zabránit a které vedou k postupnému zhoršování výstupních parametrů produktu. To by mělo zahrnovat i náhlé poruchy, které jsou způsobeny nepříznivou kombinací faktorů, pokud jsou tyto faktory v mezích stanovených v technických specifikacích. Návrhář může záměrně připustit určitou (obvykle malou) pravděpodobnost selhání, aby byl návrh lehčí a levnější.To je samozřejmě přípustné pouze v případech, kdy selhání nezpůsobí katastrofální následky. Například i v konstrukcích letadel se mohou u některých prvků křídla a panelů vyvinout únavové trhliny.

Nepřípustné poruchyspojené s porušením výrobních a provozních podmínek a nezapočtenými faktory.

Jednak se jedná o poruchy způsobené porušením technických podmínek při výrobě a montáži výrobků. Za druhé, k poruchám může dojít při porušení pravidel a podmínek provozu a oprav, překročení provozních režimů stroje nad přípustné hodnoty, porušení pravidel oprav, chyby osob obsluhujících stroj atd. Kromě toho existují skryté důvody pro výskyt nepřijatelných poruch - to jsou parametry, které nejsou zohledněny v technických specifikacích a normách ovlivňujících spolehlivost. Výrobek může být vyroben v přísném souladu s technickými specifikacemi (TS), ale samotné specifikace nezohledňují všechny ty objektivně existující faktory, které ovlivňují spolehlivost a projevují se během provozu. Analýza toho, zda každá porucha patří do té či oné klasifikační kategorie, umožňuje vybrat ukazatele spolehlivosti a výpočtový model, které správně odrážejí skutečnou situaci, ve které je výrobek používán.

Standardizace ukazatelů spolehlivosti

Při vytváření nového vozidla nebo stroje je nutné přiřadit ukazatele spolehlivosti tak, aby při provozu stroje byla zaručena bezpečnost a vysoká efektivita provozu.

Obvykle se mezi nimi v závislosti na požadavcích na účinnost produktu a požadavcích na jeho spolehlivost dosahuje kompromisu.

Racionalizace je podmíněna především pravděpodobností bezporuchového provozu výrobku s posouzením doby, po kterou se posuzuje, a u vysoce spolehlivých systémů, pro které musí být stanovena hranice spolehlivosti a hodnota .

Přijatelná hodnota pravděpodobnosti bezporuchového provozu je v tomto případě měřítkem pro posouzení následků poruchy, které mohou být velmi různorodé – od drobných hmotných škod až po katastrofické. Tyto důsledky souvisejí s povahou samotné poruchy, kategorií poruchy a faktory, jako je doba potřebná k odstranění poruchy, typ opravy, doba trvání poruchy (schopnost výrobku se samoobnovit) , dopad této poruchy na pravděpodobnost dalších poruch atp.

Všechny znaky poruchy a její důsledky by měly být charakterizovány přijatelnou pravděpodobností bezporuchového provozu, která kumuluje a číselně vyhodnocuje nebezpečí následků poruchy.

Pokud tedy porucha existuje krátkou dobu a poté se výkon stroje sám obnoví a během této doby nedojde k žádným nevratným procesům, bude umožněna nižší pravděpodobnost bezporuchového provozu než u „úplné“ poruchy a více. nebezpečné následky. Při posuzování spolehlivosti složitých výrobků musí být nejen stroj jako celek, ale i jeho jednotlivé součásti a sestavy charakterizovány přijatelnou pravděpodobností bezporuchového provozu. Při standardizaci ukazatelů spolehlivosti je nutné vzít v úvahu konkrétní konstrukci a určení stroje.

Obvykle se používá šest tříd spolehlivosti v závislosti na přípustných hodnotách (tabulka 2.2).

Tabulka 2.2.

Třída nula zahrnuje méně kritické díly a sestavy, jejichž selhání zůstává prakticky bez následků. Pro ně může být dobrým ukazatelem spolehlivosti průměrná životnost, doba mezi poruchami nebo parametr toku poruch.

Třídy 1-4 se vyznačují zvýšenými požadavky na spolehlivost (číslo třídy odpovídá počtu devítek za desetinnou čárkou hodnoty.

Do páté třídy jsou zahrnuty vysoce spolehlivé produkty, jejichž selhání

v dané lhůtě je nepřijatelné.

Další podobná díla, která by vás mohla zajímat.vshm>
21222.		Automatizovaný logicko-pravděpodobnostní výpočet spolehlivosti paralelních sekvenčních struktur technických systémů	49,24 kB
	Problém spolehlivosti je klíčový ve vývoji technologie. Jednou z nadějných metod pro analýzu spolehlivosti komplexních systémů je logicko-pravděpodobnostní, která je založena na matematickém aparátu logické algebry a předpokládá určité souvislosti mezi poruchami systému a událostmi, na kterých závisí - poruchami prvků systému. Cíle práce: Prostudovat metodiku automatizovaného logického a pravděpodobnostního výpočtu úrovně spolehlivosti pro různé paralelně-sekvenční struktury pedagogického sboru.
17896.		Bezpečnost a spolehlivost systémů zásobování plynem	1,54 MB
	Systémy zásobování plynem Systémy zásobování plynem lze rozdělit na systémy plynovodů a autonomní systémy. Schéma jednostupňového rozvodu plynu: 1 - hlavní plynovod; 2 - rozvodna plynu; 3 - prstencový plynovod; 4 - pobočky spotřebitelům; 5 - slepý plynovod. Středem takového systému je zásobník plynu nazývaný plynojem. Nedílnou součástí autonomního systému dodávky plynu je spolehlivý ochranný systém.
20296.		Problémy a úkoly projektování průmyslových informačních a analytických systémů	519,23 kB
	V této práci je nutné vyvinout program, respektive systém správy databáze pro realitní společnost pro konkrétní město, který umožňuje zadávat, mazat a měnit údaje. Rozsah použití: Tento malý program pro správu databází je použitelný hlavně pro soukromé osoby komerční organizace přímo se podílí na prodeji nemovitostí, zejména bytů: jednopokojových, dvoupokojových, třípokojových a rodinných domů. Ve fázi vývoje budoucího systému je to on, kdo potřebuje určit objem a složení...
1795.		Tvorba technických systémů a technologií	31,08 kB
	Hlavní rysy problémů řešených při návrhu technických objektů; Uplatňovat vědecký přístup k analýze a syntéze řešení při navrhování technických objektů; Používat metody analýzy a syntézy technická řešení pro budování automatizovaných systémů pro navrhování technických objektů;
14277.		Úvod do systémové analýzy, syntézy a modelování	582,75 kB
	Přísně vzato existují tři vědní obory, které studují systémy: systemologie, teorie systémů, která studuje teoretické aspekty a využívá teoretické metody, teorie informace, teorie pravděpodobnosti, teorie her atd. Organizace systému je spojena s přítomností určitých vztahy příčina-následek v tomto systému. Organizace systému může mít různé formy, například biologické informace environmentální ekonomická sociální čas prostorová a je určována vztahy příčin a následků ve hmotě a společnosti. u...
1388.		Vývoj a implementace softwaru zaměřeného na stanovení pravděpodobnostních charakteristik spolehlivosti prvků na základě pozorování pravděpodobnostních charakteristik spolehlivosti celého systému	356,02 kB
	Přirozeným přístupem efektivně využívaným při studiu SS je využití logicko-pravděpodobnostních metod. Klasická logicko-pravděpodobnostní metoda je určena ke studiu charakteristik spolehlivosti strukturálně složitých systémů
9552.		Úvod do ergonomie. Struktura ergonomie, základní pojmy ergonomie Účel a cíle ergonomie	196,47 kB
	Ergonomie (ze starořeckého ἔργον - práce a νόμος - „zákon“) - v tradičním smyslu - věda o přizpůsobení pracovních povinností, zaměstnání, předmětů a předmětů práce, jakož i počítačové programy pro co nejbezpečnější a nejefektivnější práci zaměstnance, vycházející z fyzických a psychických vlastností lidského těla.
16108.		Modernizace důchodových systémů: dosažené milníky a klíčové problémy	21,64 kB
	Zároveň tato skupina zemí podporovala rozvoj dobrovolného profesního a individuálního důchodového pojištění, jejichž fondy jsou určeny ke zmírnění finanční zátěže spojené se stárnutím populace. Nejúspěšněji se rozvíjí dobrovolná akumulace důchodů a pokrývá maximální počet zaměstnanců do 45-50 v zemích, kde povinné důchodové pojištění poskytuje relativně nízkou...
13364.		Statistika trhu práce: hlavní kategorie, úkoly statistické studie, aktuální problémy, organizace statistického pozorování	9,53 kB
	Analýza fungování ekonomiky není možná bez charakterizace pracovního potenciálu země a území zaměstnanosti obyvatelstva, efektivnosti využití živé práce, mezd, organizace pracovních podmínek. Tradičně byla v rámci statistiky zdrojů práce studována problematika stavu a vývoje pracovního potenciálu a zaměstnanosti obyvatelstva v tuzemské statistice a dále problematika pracovní síly, využití pracovní doby, produktivity práce, mezd organizace, resp. pracovní podmínky byly studovány v rámci statistiky práce. Přechod na trh...
10647.		Základní problémy molekulární biofyziky. Fyzika biopolymerů jako odvětví molekulární biofyziky a její úkoly. První zákon termodynamiky	110,11 kB
	Biologie je věda o živé přírodě, jejíž objekty jsou nezměrně složitější než ty neživé. V této definici není žádný rozdíl mezi živou a neživou přírodou. Neomezuje se pouze na použití fyzikálních metod nebo nástrojů v biologických experimentech. Lékařský teploměr elektrokardiograf tomograf mikroskop fyzické zařízení, ale biolog nebo lékař pomocí těchto zařízení se nezabývá biofyzikou.

Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Vloženo na http://www.allbest.ru/

STÁTNÍ UNIVERZITA PRŮMYSLOVÉ TECHNOLOGIE A DESIGNU ST

STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNOLOGICKÁ A ENERGETIKA

INSTITUT CELOŽIVOTNÍCH FOREM UČENÍ

korespondenční zrychlená forma školení

TEST

Předmět: Diagnostika spolehlivosti automatizovaných systémů

Abstrakt na téma: Základní ukazatele spolehlivosti technických systémů. normy GOST.

Student

Rulkov Alexandr Valentinovič

Obsah

• Úvod

Úvod

Technika v moderní svět se vyvíjí velmi rychlým tempem a charakteristickým rysem tohoto vývoje je plošné zavádění metod a prostředků automatizace a telemechaniky, způsobené přechodem na automatizované a automatické řízení různých výrobních a technologických procesů, vytvářením flexibilních výrobních modulů systémy, komplexy a podobně. V moderní ekonomice je automatizace výrobních procesů jedním z hlavních směrů technického pokroku. A samozřejmě zvýšení účinnosti a kvality navržených automatizovaných řídicích systémů není možné bez zvýšení spolehlivosti technických řídicích zařízení (TCF). To vše je tedy hlavním důvodem zvýšení faktoru spolehlivosti v moderních podmínkách rozvoje technologií a zejména projektování technických systémů (TS) pro různé účely. Druhým důvodem vyžadujícím zvýšenou spolehlivost je zvyšující se složitost vozidel, jejich vybavení pro údržbu, náročnost jejich provozních podmínek a odpovědnost za úkoly, které jim byly svěřeny. Nedostatečná spolehlivost vozidla je důvodem nárůstu podílu provozních nákladů oproti celkovým nákladům na návrh, výrobu a použití těchto systémů. Náklady na provoz vozidel přitom mohou být mnohonásobně vyšší než náklady na jejich vývoj a výrobu. Poruchy vozidla navíc vedou k různým důsledkům: ztráta informací, odstávka dalších zařízení a systémů spojených s vozidlem, nehody atd. Třetím důvodem rostoucí role spolehlivosti v moderních podmínkách je tedy ekonomický faktor. A nakonec poslední věc. Spolehlivost vozidla je nakonec určena spolehlivostí jeho součástí. Proto znalost základních otázek spolehlivosti základny prvků je v současnosti nutná podmínkaúspěšnou práci v oblasti informatiky a řízení, a to zejména pro budoucí specialisty, vývojáře automatizačních a telemechanických zařízení, vývojáře systémů řízení vozidel a přívěsů.

indikátor spolehlivosti technický systém

1. Kvantitativní charakteristiky technických systémů

1.1 Základní pojmy a definice teorie spolehlivosti

Teorie spolehlivosti je založena na souboru různých pojmů, definic, termínů a ukazatelů, které jsou přísně regulovány v GOST 27.002-89 (Spolehlivost v technologii. Základní pojmy. Termíny a definice).

V teorii spolehlivosti se používají následující pojmy a termíny:

Systém je technický objekt určený k plnění určitých funkcí. Jednotlivé části systému (zpravidla strukturálně izolované) se nazývají prvky. Je však třeba poznamenat, že stejný objekt v závislosti na problému, který chce projektant (výzkumník, designér, vývojář) řešit, lze považovat za systém nebo za prvek. Proto lze uvést ještě jednu úplnější definici prvku.

Živel - jedná se o objekt, který představuje nejjednodušší část systému, jehož jednotlivé části nejsou v rámci konkrétní úvahy samostatně zajímavé. Při návrhu musí systém (zařízení) splňovat všechny technické požadavky. Tyto požadavky lze rozdělit na: základní, zajištění výkonu stanovených funkcí; pomocný související s jednoduchostí použití, vzhled atd.

V souladu s tím jsou všechny prvky systému rozděleny na hlavní a pomocné. Pomocné prvky přímo nesouvisí s výkonem specifikovaných funkcí systému a neovlivňují výskyt poruchy. V teorii spolehlivosti lze jakýkoli technický objekt charakterizovat svými vlastnostmi, technickým stavem a adaptabilitou na zotavení po ztrátě výkonu.

Rýže. 1. Hlavní vlastnosti vozidla.

Základní definice používané pro výpočet spolehlivosti vozidla.

Spolehlivost - vlastnost vozidla plnit stanovené funkce, udržovat v průběhu času hodnotu stanovených provozních ukazatelů ve stanovených mezích, odpovídajících stanoveným způsobům a podmínkám použití, údržby, skladování a přepravy. Spolehlivost zahrnuje následující vlastnosti: spolehlivost, trvanlivost, skladovatelnost a udržovatelnost.

Spolehlivost - vlastnost vozidla nepřetržitě udržovat provozuschopnost po určitou dobu nebo určitou provozní dobu. Nazývá se schopnost objektu zůstat provozuschopný, dokud nenastane mezní stav se zavedeným systémem údržby a oprav trvanlivost .

Skladovatelnost - to je vlastnost vozidla, aby během skladování a přepravy i po nich bylo trvale udržováno v provozuschopném a provozuschopném stavu. Dlouhodobé skladování a přeprava předmětů může snížit jejich spolehlivost při následném provozu ve srovnání s předměty, které skladování a přepravě nepodléhají.

Udržitelnost - vlastnost objektu, která spočívá v jeho přizpůsobivosti k předcházení a zjišťování příčin poruch, poškození a odstraňování jejich následků opravami a údržbou. Tato vlastnost je velmi důležitá, protože charakterizuje stupeň standardizace a sjednocení prvků vozidla, výhodnost jejich umístění z hlediska přístupnosti pro kontrolu a opravy, adaptability na seřizovací operace atd. Technický stav vozidla v tento moment doba je charakterizována provozuschopnosti nebo nefunkčnost, účinnost nebo nefunkčnost, stejně jako mezní stav.

Obslužnost ( provozuschopný Stát ) TS - stav, ve kterém vozidlo splňuje všechny požadavky stanovené regulační a technickou dokumentací (NTD). Vozidlo je ve závadném stavu, pokud nesplňuje alespoň jeden z těchto požadavků. A naopak, pokud je vozidlo ve stavu, ve kterém je schopno vykonávat stanovené funkce a udržovat hodnoty stanovených parametrů v mezích stanovených normativní a technickou dokumentací (NTD), pak je ve stavu provozní stav.

Nefunkční stav TS je stav, kdy hodnota alespoň jednoho stanoveného parametru charakterizujícího jejich nátěr a lak, schopnost plnit stanovené funkce, neodpovídá stanoveným požadavkům normativní a technické dokumentace. Pojem provozuschopnosti je širší než pojem výkonu. Vadné vozidlo může být provozuschopné nebo nefunkční - vše záleží na tom, který požadavek technické dokumentace vozidlu nevyhovuje. Takže pokud je například ohnutý plášť nebo podvozek, je poškozený jejich lak, izolace vodičů, ale parametry výbavy jsou v normálních mezích, pak je vozidlo považováno za poruchové, ale zároveň provozuschopné. Vozidlo schopné provozu je vždy provozuschopné.

Vozidlo se může při dlouhodobém provozu dostat do mezního stavu, kdy musí být jeho další provoz ukončen z důvodu nenapravitelného porušení bezpečnostních požadavků, kdy stanovené parametry překračují stanovené limity, nebo nenávratného poklesu účinnosti provozu pod přípustnou hodnotu. úroveň, případně nutnost opravy. Na základě možnosti dalšího použití po poruše a adaptability na oživení lze všechna vozidla klasifikovat následovně

Rýže. 2. Klasifikace objektů vozidel.

Obnovitelné TS je povoláno takové vozidlo, jehož provozuschopnost v případě poruchy podléhá v posuzované situaci obnovení, pokud však v posuzované situaci je obnovení provozuschopnosti tohoto vozidla v případě jeho poruchy nepraktické nebo neproveditelné, pak se systém nazývá nedobytný .

V opravě TS je systém, jehož nefunkčnost nebo provozuschopnost v případě poruchy nebo poškození musí být obnovena. V opačném případě je objekt volán neopravitelné (nejjednodušším příkladem neopravitelného předmětu jsou žárovky). Neopravitelné zařízení je vždy neopravitelné (například rezistor, kondenzátor atd.). Opravované zařízení přitom může být buď opravitelné, nebo neopravitelné – vše záleží na stávajícím systému údržby a oprav a konkrétní situaci v době poruchy. Například při použití televizorů je vadný kineskop neopravitelným produktem; ale v opravárenském závodě - již obnoveno; porouchaný napájecí transformátor se může ukázat jako obnovitelný prvek v rukou radioamatéra, pokud není k dispozici náhradní transformátor. Běžným konceptem je koncept udržovatelnosti.

Udržitelnost - vlastnost předmětu, která spočívá v jeho přizpůsobivosti k jeho opravě a údržbě. Stav výkonu zařízení v libovolně zvoleném okamžiku se nazývá připravenost. Pokud je po danou dobu zachována funkčnost zařízení, pak je zajištěna tzv. provozní připravenost zařízení.

2. Poškození a poruchy. Klasifikace

Jiní důležité pojmy v teorii spolehlivosti a praxi provozu vozidla jsou poškození a poruchy.

Poškození - událost spočívající v narušení provozuschopnosti vozidla nebo jeho součástí vlivem vnějších podmínek přesahujících úrovně stanovené normativní a technickou dokumentací.

Zamítnutí - jedná se o náhodnou událost spočívající v narušení výkonu vozidla pod vlivem řady náhodných faktorů. Poškození může být značné a způsobit poruchu, nebo menší, při které je zachována provozuschopnost vozidla. Ve vztahu k poruše a poškození se posuzuje kritérium, příčina, znaky projevu, povaha a následky. kritérium selhání jsou známky toho, že alespoň jeden specifikovaný parametr spadá mimo stanovenou toleranci. Kritéria odmítnutí musí být uvedena v technické dokumentaci k objektu. Důvody selhání může být způsobeno chybnými výpočty během návrhu, výrobními vadami, porušením provozních předpisů a předpisů, poškozením a také přirozenými procesy opotřebení a stárnutí. Známky poruchy nebo poškození se projevují přímým nebo nepřímým působením na smyslové orgány pozorovatele (operátora) jevů charakteristických pro nečinný stav objektu, nebo procesy s nimi spojené. Charakter zamítnutí nebo poškození určuje konkrétní změny, ke kterým v objektu došlo. NA následky poruchou nebo poškozením se rozumí jevy a události, které nastaly po poruše nebo poškození a v přímé příčinné souvislosti s ním. Poruchy objektů vozidla mohou být různého typu a jsou klasifikovány podle různých kritérií.

Tabulka 1. Klasifikace poruch vozidla.

Známky selhání	Typ poruchy	Charakteristika poruchy
Povaha změny parametru předtím, než dojde k poruše	Náhlý	Náhlá změna hodnot jednoho nebo více parametrů vozidla
	Postupný	Postupná změna jednoho nebo více parametrů v důsledku pomalého, postupného zhoršování kvality vozidla
Vztah k poruchám jiných prvků (uzlů, zařízení)	Nezávislý (primární)	Porucha není způsobena poškozením nebo odchylkami jiných prvků (sestav)
	závislý (sekundární)	Porucha je způsobena poškozením nebo poruchou jiných prvků (sestav, zařízení). (Například v důsledku poruchy kondenzátoru může vyhořet jiný prvek zařízení)
Možnost použití prvku po poruše		Úplná ztráta výkonu, vylučující použití vozidla k určenému účelu
	Částečný	Další využití systému je možné, ale s menší účinností
Povaha projevu selhání		Samoopravné selhání vedoucí ke krátkodobému narušení
	Přerušovaný	Opakovaně se vyskytující porucha stejné povahy spojená s reverzními náhodnými změnami provozních režimů a parametrů zařízení.
	Udržitelný (konečný)	Porucha, kterou lze odstranit pouze v důsledku restaurátorských prací, je důsledkem nevratných procesů v dílech a materiálech.
Důvod neúspěchu	Strukturální	Vyskytuje se v důsledku porušení stanovených pravidel a konstrukčních norem
	Průmyslový	Vzniká v důsledku porušení nebo nedokonalosti technologického postupu výroby nebo opravy vozidla
	Provozní	Vyskytuje se v důsledku porušení stanovených pravidel a provozních podmínek vozidla
Čas selhání	Doba záběhu	Způsobeno skrytými výrobními vadami, které nebyly zjištěny během procesu kontroly
	Provozní norma období	Způsobeno nedokonalým designem, skrytými výrobními vadami a provozním zatížením
	Období stárnutí	Způsobeno procesy stárnutí a opotřebení materiálů a prvků vozidla
Možnosti detekce poruch	zřejmé (explicitní)
	skrytý (implicitní)

Jak vidíte, pojem spolehlivost je základním pojmem, který pokrývá všechny aspekty technického provozu prvků, sestav, bloků a systémů. Spolehlivost je přitom součástí širšího pojmu – efektivity. Účinnost TS - to je vlastnost systému vykonávat specifikované funkce s požadovanou kvalitou. Kromě spolehlivosti ovlivňují účinnost vozidla i další vlastnosti, jako je přesnost, rychlost, odolnost proti hluku atd. Hlavním úkolem při navrhování vozidel pro různé účely lze tedy nazvat zvýšení účinnosti a kvality a následně zlepšení spolehlivosti, síly, rychlosti atd.

3. Etapy analýzy a ukazatele spolehlivosti vozidel

Existují dvě hlavní fáze analýzy spolehlivosti vozidla.

První fáze se nazývá a priori analýza spolehlivosti a obvykle se provádí ve fázi návrhu vozidla. Tato analýza a priori předpokládá, že jsou známy kvantitativní charakteristiky spolehlivosti všech použitých prvků systému. Pro prvky (zejména nové), které ještě nemají dostatečné kvantitativní charakteristiky spolehlivosti, se nastavují analogicky s charakteristikami podobných použitých prvků. Apriorní analýza je tedy založena na apriorních (pravděpodobnostních) charakteristikách spolehlivosti, které pouze přibližně odrážejí skutečné procesy ve vybavení vozidla. Tato analýza však umožňuje již ve fázi návrhu identifikovat slabá místa návrhu z hlediska spolehlivosti, přijmout nezbytná opatření k jejich odstranění a také odstranit nevyhovující varianty konstrukce vozidla. Proto je a priori analýza (nebo výpočet) spolehlivosti nezbytná v praxi konstrukce vozidel a tvoří nedílnou součást technických projektů.

Druhá fáze se nazývá post hoc analýza spolehlivosti. Provádí se na základě statistického zpracování experimentálních dat o výkonu a obnovitelnosti vozidel získaných při jejich vývoji, testování a provozu. Účelem těchto testů je získat odhady ukazatelů spolehlivosti vozidla a jeho prvků. Tyto odhady jsou získávány metodami matematické statistiky na základě výsledků pozorování (omezeného rozsahu). V tomto případě se nejčastěji předpokládá, že výsledky pozorování jsou náhodné veličiny, které se řídí určitým distribučním zákonem s neznámými parametry. V současné době je pro některé typy zařízení povinná fáze testování spolehlivosti, která zahrnuje posouzení řady ukazatelů spolehlivosti. V každém případě analýzou spolehlivosti vozidla budeme rozumět stanovení (výpočet) konkrétních hodnot ukazatelů spolehlivosti (a priori analýza), případně statistické odhady ukazatelů spolehlivosti (a posteriori analýza). Indikátory spolehlivosti jsou kvantitativní charakteristiky jedné nebo více vlastností, které určují spolehlivost prvku (systému). Existují dva hlavní typy ukazatelů spolehlivosti (RI).

Jediný PN je kvantitativní charakteristika jedné z dříve diskutovaných vlastností spolehlivosti.

Komplexní PN je kvantitativní charakteristika, která definuje dvě nebo více vlastností spolehlivosti současně. Volba PN do značné míry závisí na účelu vozidla a povaze jeho fungování. Při volbě PN je třeba mít na paměti, že tyto indikátory musí dostatečně plně popisovat spolehlivostní vlastnosti systému, vyhovovat analytickým výpočtům a experimentálnímu ověřování na základě výsledků zkoušek, musí mít přiměřený fyzikální význam a v neposlední řadě umožňovat přechodu na ukazatele kvality a efektivity. Kvantitativní hodnocení spolehlivosti prvků vozidla a vozidla jako celku se obvykle provádí pomocí jednotlivých PN pro bezporuchový provoz, obnovitelnost a životnost, jakož i komplexních PN, které určují vlastnosti bezporuchového provozu a obnovitelnosti.

4. Indikátory spolehlivosti technických systémů

Ukazatele spolehlivost pojmenujte kvantitativní charakteristiky jedné nebo více vlastností objektu, které tvoří jeho spolehlivost. Mezi takové charakteristiky patří např. časové pojmy – doba provozu, doba do poruchy, doba mezi poruchami, životnost, životnost, doba obnovy. Hodnoty těchto indikátorů jsou získány z výsledků testů nebo provozu.

Na základě obnovitelnosti výrobků se ukazatele spolehlivosti dělí na indikátory Pro obnovitelné produkty A indikátory nedobytný produkty.

Také použitelné komplex indikátory. Spolehlivost výrobků v závislosti na jejich účelu lze hodnotit buď pomocí části ukazatelů spolehlivosti, nebo pomocí všech ukazatelů.

Ukazatele spolehlivost :

pravděpodobnost bezproblémové práce - pravděpodobnost, že během dané provozní doby nedojde k poruše objektu;

průměrný provozní doba před zamítnutí - matematické očekávání provozní doby objektu do první poruchy;

průměrný provozní doba na zamítnutí - poměr celkové doby provozu restaurovaného objektu k matematickému očekávání počtu jeho poruch během této doby provozu;

intenzita selhání - podmíněná hustota pravděpodobnosti výskytu poruchy objektu stanovená za podmínky, že porucha nenastala před uvažovaným časovým okamžikem. Tento indikátor platí pro neopravitelné výrobky.

Ukazatele trvanlivost .

Kvantitativní ukazatele trvanlivosti restaurovaných výrobků jsou rozděleny do 2 skupin.

1. Ukazatele týkající se životnosti produktu:

období služby - kalendářní doba provozu od zahájení provozu zařízení nebo jeho obnovení po opravě do přechodu do mezního stavu;

průměrný období služby - matematická předpokládaná životnost;

období služby před První hlavní město opravy jednotka nebo uzel - toto je doba provozu před opravami provedenými za účelem obnovení provozuschopnosti a úplného nebo téměř úplného obnovení životnosti výrobku s výměnou nebo obnovením jakékoli jeho části, včetně základních;

období služby mezi hlavní město opravy , v závislosti především na kvalitě opravy, tzn. o rozsahu, v jakém je jejich zdroj obnoven;

celkový období služby - jedná se o kalendářní dobu provozu technického systému od zahájení provozu do vyřazení s přihlédnutím k době provozu po opravě;

gama procenta období služby - kalendářní doba provozu, po kterou objekt s pravděpodobností nedosáhne mezního stavu G, vyjádřeno v procentech.

Ukazatele životnosti, vyjádřené v kalendářní době provozu, umožňují jejich přímé použití při plánování načasování oprav, dodávek náhradních dílů a načasování výměny zařízení. Nevýhodou těchto ukazatelů je, že nezohledňují intenzitu používání zařízení.

2. Ukazatele související s životností produktu:

zdroj - celková doba provozu objektu od zahájení jeho provozu nebo jeho obnovení po opravě do přechodu do mezního stavu.

průměrný zdroj - matematické očekávání zdroje; u technických systémů se jako kritérium trvanlivosti používá technický zdroj;

jmenovaný zdroj - celková doba provozu, po jejímž dosažení musí být provoz objektu zastaven bez ohledu na jeho technický stav;

gama procenta zdroj - celková doba provozu, po kterou objekt s danou pravděpodobností nedosáhne mezního stavu G, vyjádřeno v procentech.

Jednotky pro měření zdrojů se volí ve vztahu ke každému odvětví a každé třídě strojů, jednotek a konstrukcí samostatně. Jako měřítko životnosti lze zvolit libovolný neklesající parametr charakterizující životnost objektu (u letadel a leteckých motorů jsou přirozeným měřítkem životnosti letové hodiny, u automobilů - najeté kilometry v kilometrech, u válcoven - hmotnost válcovaného kovu v tunách Pokud je provozní doba měřena počtem výrobních cyklů, pak bude mít zdroj diskrétní hodnoty.

Komplex indikátory spolehlivost .

Ukazatelem, který určuje životnost systému, předmětu, stroje, může být koeficient technického využití.

Součinitel technický použití - poměr matematického očekávání celkové doby, po kterou objekt zůstane v provozuschopném stavu po určitou dobu provozu, k matematickému očekávání celkové doby, po kterou objekt zůstane v provozuschopném stavu, a všech prostojů pro opravy a údržbu:

Faktor technické vytíženosti převzatý za období mezi plánovanými opravami a údržbovými činnostmi se nazývá faktor dostupnosti, který hodnotí nepředvídané odstávky stroje a to, že plánované opravy a údržbářské činnosti neplní zcela svou roli.

Součinitel připravenost - pravděpodobnost, že předmět bude v jakémkoliv okamžiku v provozuschopném stavu, s výjimkou plánovaných období, během kterých není určeno k použití pro zamýšlený účel. Fyzický význam faktoru dostupnosti je pravděpodobnost, že v predikovaném okamžiku bude produkt provozuschopný, tzn. nebude v neplánovaných opravách.

Součinitel provozní připravenost - pravděpodobnost, že objekt bude v libovolném časovém okamžiku v provozuschopném stavu, s výjimkou plánovaných období, během kterých není určen k použití k zamýšlenému účelu, a počínaje tímto okamžikem bude po určitou dobu fungovat bez poruchy časový interval.

Klasifikace indikátory .

Podle způsobu získávání se ukazatele dělí na vyrovnání, získané výpočtovými metodami; experimentální, určeno zkušebními daty; provozní, získané z provozních dat.

V závislosti na oblasti použití se indikátory spolehlivosti rozlišují na normativní a hodnotící.

Regulační se nazývají ukazatele spolehlivosti upravené v normativně-technické nebo projektové dokumentaci.

NA hodnotící odkazují na skutečné hodnoty ukazatelů spolehlivosti prototypů a sériových výrobků, získané z výsledků testování nebo provozu.

5. Indikátory spolehlivosti restaurovaných objektů

Většina složitých technických systémů s dlouhou životností je obnovitelná, tzn. Poruchy systému, které se vyskytnou během provozu, jsou při opravách odstraněny. Technický stav výrobků během provozu je udržován prováděním preventivních a restaurátorských prací.

Práce prováděné během provozu výrobků za účelem udržení a obnovení jejich výkonu se vyznačují značnými náklady na práci, materiálové zdroje a čas. Tyto náklady po dobu životnosti výrobku zpravidla výrazně převyšují odpovídající náklady na jeho výrobu. Soubor prací na udržení a obnovení výkonu a životnosti výrobků se dělí na údržbu a opravy, které se zase dělí na preventivní práce prováděné podle plánu a havarijní práce prováděné při výskytu poruch nebo mimořádných událostí.

Vlastnost udržovatelnosti produktů ovlivňuje náklady na materiál a prostoje během provozu. Udržitelnost úzce souvisí se spolehlivostí a životností výrobků. Takže pro produkty s vysoká úroveň spolehlivost se zpravidla vyznačuje nízkými náklady na práci a finančními prostředky na udržení jejich výkonu.

Indikátory bezporuchového provozu a udržovatelnosti produktů jsou součástí komplexních indikátorů, jako jsou faktory dostupnosti NA G, provozní připravenost NA OG, a technické využití NA TI. Indikátory spolehlivosti, které jsou vlastní pouze obnovitelným prvkům, zahrnují střední dobu mezi poruchami, dobu mezi poruchami, pravděpodobnost obnovy, střední dobu obnovy, faktor dostupnosti, faktor provozní připravenosti a faktor technického využití.

Střední doba mezi poruchami je doba provozu obnoveného prvku, která v průměru odpovídá jedné poruše v uvažovaném intervalu celkové doby provozu nebo určité době provozu:

kde t i je doba provozu prvku do i-té poruchy; m je počet poruch v uvažovaném intervalu celkové doby provozu. Doba mezi poruchami je dána objemem práce prvku od i - té poruchy do (i + 1) - té, kde i = 1,2,.,m. Průměrná doba zotavení pro jednu poruchu v uvažovaném intervalu celkové doby provozu nebo určité doby provozu

kde tbi je doba zotavení i-tého selhání. Faktor dostupnosti NA G představuje pravděpodobnost, že produkt bude v kterémkoli okamžiku provozuschopný, s výjimkou období plánované údržby, kdy je použití produktu k zamýšlenému účelu vyloučeno. Tento ukazatel je komplexní, protože kvantitativně charakterizuje dva ukazatele současně: spolehlivost a udržovatelnost. Ve stacionárním (ustáleném) provozním režimu a pro jakýkoli typ zákona rozdělení provozní doby mezi poruchami a dobou obnovy je faktor dostupnosti určen vzorcem

NA G = T O / ( T O + T V ),

( T O- průměrná doba mezi poruchami; T V- průměrná doba zotavení jedné poruchy).

Analýza vzorce tedy ukazuje, že spolehlivost produktu je funkcí nejen bezporuchového provozu, ale také udržovatelnosti. To znamená, že nízká spolehlivost může být poněkud kompenzována zlepšenou údržbou. Čím vyšší je intenzita regenerace, tím vyšší je připravenost produktu. Pokud jsou prostoje vysoké, dostupnost bude nízká.

Další důležitou charakteristikou udržovatelnosti je koeficient technického využití, což je poměr doby provozu výrobku v jednotkách času za určitou dobu provozu k součtu této doby provozu a době všech prostojů z důvodu eliminace poruch, údržby a oprav v tomto období. Technická míra využití je pravděpodobnost, že produkt bude v průběhu času správně fungovat. T. Tím pádem, NA TI určují dva hlavní faktory – spolehlivost a udržovatelnost.

Poměr provozní připravenosti NA OG je definována jako pravděpodobnost, že objekt bude v libovolném časovém okamžiku v provozuschopném stavu (s výjimkou plánovaných období, během kterých není určen k použití k zamýšlenému účelu) a počínaje tímto okamžikem bude fungovat bez poruchy pro daný časový interval.

Z pravděpodobnostní definice vyplývá, že

NA OG = NA G * P ( t )

Koeficient technického využití charakterizuje podíl doby, po kterou je prvek v provozním stavu, vzhledem k uvažované době provozu. Doba provozu, pro kterou se stanovuje koeficient technické vytíženosti, musí obsahovat všechny druhy údržby a oprav. Koeficient technické vytíženosti zohledňuje čas strávený plánovanými a neplánovanými opravami a také předpisy a je určen vzorcem

K TI= t N/ (t N+ t V+ t R+ t O),

kde t N je celková doba provozu výrobku v uvažovaném časovém období; t B, t P a t O - v uvedeném pořadí, celkový čas strávený restaurováním, opravou a údržbou produktu za stejnou dobu.

6. Metody zajištění spolehlivosti složitých systémů

6.1 Metody návrhu pro zajištění spolehlivosti

Jednou z nejdůležitějších vlastností složitých technických systémů je jejich spolehlivost. Požadavky na kvantitativní ukazatele spolehlivosti se zvyšují, když poruchy technického systému vedou k velkým nákladům na materiální zdroje nebo ohrožují bezpečnost (například při vytváření jaderných člunů, letadel nebo vojenské techniky). Jednou z částí technických specifikací pro vývoj systému je část, která definuje požadavky na spolehlivost. Tato část uvádí kvantitativní ukazatele spolehlivosti, které musí být potvrzeny v každé fázi vytváření systému.

Ve fázi zpracování technické dokumentace, kterou je soubor výkresů, technických specifikací, metod a zkušebních programů, provádění výzkumných výpočtů, zpracování provozní dokumentace a zajištění spolehlivosti se provádí pomocí racionálních návrhových metod a výpočtových a experimentálních metod posuzování spolehlivosti.

Existuje několik metod, které lze použít ke zvýšení konstrukční spolehlivosti složitého technického systému. Konstruktivní metody pro zvýšení spolehlivosti zahrnují vytvoření bezpečnostních rezerv pro kovové konstrukce, usnadnění provozních režimů automatizace, zjednodušení návrhu, použití standardních dílů a sestav, zajištění udržovatelnosti a rozumné použití metod redundance.

Analýza spolehlivosti a predikce ve fázi návrhu poskytuje potřebná data pro hodnocení návrhu. Tato analýza se provádí pro každou možnost návrhu i po provedení změn návrhu. Pokud jsou zjištěny konstrukční chyby, které snižují úroveň spolehlivosti systému, jsou provedeny konstrukční změny a upravena technická dokumentace.

6.2 Technologické metody pro zajištění spolehlivosti výrobků během výrobního procesu

Jednou z hlavních činností ve fázi sériové výroby zaměřených na zajištění spolehlivosti technických systémů je stabilita technologických procesů. Vědecky podložené metody řízení jakosti výrobků nám umožňují poskytovat včasné závěry o kvalitě vyráběných výrobků. Průmyslové podniky používají dvě metody statistické kontroly kvality: řízení běžného procesu a metodu selektivní kontroly. Metoda statistické kontroly kvality (regulace) umožňuje včas předcházet závadám ve výrobě a tím přímo zasahovat do technologického procesu.

Metoda selektivní kontroly nemá přímý vliv na výrobu, neboť slouží ke kontrole hotových výrobků, umožňuje identifikovat objem vad, příčiny jejich vzniku v technologickém procesu, případně kvalitativní vady materiálu.

Analýza přesnosti a stability technologických procesů nám umožňuje identifikovat a eliminovat faktory, které negativně ovlivňují kvalitu výrobku. Obecně lze sledování stability technologických procesů provádět pomocí následujících metod: graficko-analytické s vynesením hodnot měřených parametrů do diagramu; výpočetní a statistické pro kvantitativní charakteristiky přesnosti a stability technologických procesů; i predikce spolehlivosti technologických procesů na základě kvantitativních charakteristik daných odchylek.

6.3 Zajištění spolehlivosti složitých technických systémů v provozních podmínkách

Spolehlivost technických systémů za provozních podmínek je dána řadou provozních faktorů, jako je kvalifikace personálu údržby, kvalita a množství prováděných údržbářských prací, dostupnost náhradních dílů, použití měřicích a zkušebních zařízení, jakož i jako dostupnost technických popisů a návodů k obsluze.

Jako první aproximaci můžeme předpokládat, že všechny poruchy, ke kterým dojde během provozu, jsou nezávislé. Proto se spolehlivost celého systému za předpokladu nezávislosti na poruchách rovná:

R = R 1 * R 2 * R 3

Kde R 1 ; P2; R 3 - pravděpodobnost bezporuchového provozu systému, respektive pro nepředvídatelné náhlé poruchy, náhlé poruchy, kterým lze předejít včasnou údržbou a postupným výpadkem.

Jedním z důvodů absence poruch prvků systému je kvalitní údržba, která má za cíl předcházet předvídatelným náhlým poruchám. Pravděpodobnost bezporuchového provozu systému je vzhledem ke kvalitě služby rovna:

Kde P i o- pravděpodobnost bezporuchového provozu i -tého prvku spojeného s údržbou.

Jak se služba zlepšuje, hodnota pravděpodobnosti bezporuchového provozu R o přistupuje k jednotě.

Výměna prvků se zvyšující se poruchovostí v čase je možná u všech složitých technických systémů. Pro snížení poruchovosti v čase se zavádí systémová údržba, která umožňuje zajistit tok poruch ve složitých systémech s konečnou intenzitou po dobu dané životnosti, tzn. aby se to blížilo trvalému.

Při provozu a údržbě se poruchovost systému na jedné straně zvyšuje a na druhé straně snižuje v závislosti na úrovni, na které je údržba prováděna. Pokud je údržba prováděna efektivně, pak se poruchovost snižuje, a pokud je tato údržba prováděna špatně, zvyšuje se.

S využitím nasbíraných zkušeností si můžete vždy vybrat ten či onen rozsah provozu, který zajistí normální provoz systému až do další údržby s danou pravděpodobností bezporuchového provozu. Nebo naopak, specifikací posloupnosti funkčních objemů je možné určit přijatelné načasování údržby, které zajistí, že systém bude fungovat na dané úrovni spolehlivosti.

6.4 Způsoby zvýšení spolehlivosti složitých technických systémů za provozu

Pro zvýšení spolehlivosti složitých technických systémů za provozních podmínek se provádí řada opatření, která lze rozdělit do následujících čtyř skupin:

1) vývoj vědeckých metod provozu;

2) sběr, analýza a syntéza provozních zkušeností;

3) spojení mezi designem a výrobou produktů;

4) zvyšování kvalifikace servisního personálu.

Mezi vědecké způsoby provozu patří vědecky podložené způsoby přípravy výrobku k provozu, provádění údržby, oprav a dalších opatření ke zvýšení spolehlivosti složitých technických systémů při jejich provozu. Postup a technologie provádění těchto činností jsou popsány v příslušných návodech a návodech k obsluze konkrétních výrobků. Lepší realizaci provozních opatření k zajištění spolehlivosti strojírenských výrobků zajišťují výsledky statistické studie spolehlivosti těchto výrobků. Při provozu produktů hrají důležitou roli nasbírané zkušenosti. Značná část provozních zkušeností je využívána k řešení soukromých organizačních a technických opatření. Nashromážděná data však musí být použita nejen k řešení dnešních problémů, ale také k vytváření budoucích produktů s vysokou spolehlivostí.

Správná organizace sběru informací o poruchách má velký význam. Obsah činností ke shromažďování těchto informací je určen typem produktů a charakteristikami provozu těchto produktů. Možnými zdroji statistických informací mohou být informace získané z výsledků různých typů zkoušek a provozu, které jsou pravidelně vydávány ve formě zpráv o technickém stavu a spolehlivosti výrobků.

Studium vlastností jejich chování umožňuje využít nashromážděná data k navrhování budoucích produktů. Sběr a sumarizace dat o poruchách produktů je tedy jedním z nejdůležitějších úkolů, kterému je třeba věnovat zvláštní pozornost.

Účinnost provozních opatření do značné míry závisí na kvalifikaci obsluhujícího personálu. Vliv tohoto faktoru však není stejný. Takže například při provádění poměrně jednoduchých operací během procesu údržby má vliv vysoce kvalifikovaného zaměstnance malý vliv a naopak kvalifikace servisního personálu hraje velkou roli při provádění složitých operací spojených s přijímáním subjektivních rozhodnutí ( například při seřizování ventilů a zapalovacích systémů v autech, při opravě televizoru atd.).

6.5 Organizační a technické způsoby obnovy a udržení spolehlivosti zařízení za provozu

Je známo, že během provozu je výrobek po určitou dobu používán k zamýšlenému účelu k provedení odpovídající práce, po určitou dobu je přepravován a skladován a část času je věnována údržbě a opravám. Zároveň jsou u složitých technických systémů druhy technické údržby (TO-1, TO-2,.) a oprav (běžné, střední nebo velké) stanoveny v regulační a technické dokumentaci.

Ve fázi provozu výrobku se objevují technicko-ekonomické důsledky nízké spolehlivosti spojené s odstávkami zařízení a náklady na odstraňování poruch a nákup náhradních dílů. Pro udržení spolehlivosti výrobků na dané úrovni během provozu je nutné provést soubor opatření, které lze prezentovat ve formě dvou skupin - opatření k dodržování pravidel a provozních režimů; opatření k obnovení pracovního stavu.

Do první skupiny činností patří školení personálu údržby, plnění požadavků provozní dokumentace, posloupnost a přesnost prováděných prací při údržbě, diagnostické sledování parametrů a dostupnosti náhradních dílů, dohled v terénu atd.

Mezi hlavní činnosti druhé skupiny patří seřízení systému údržby, periodické sledování stavu výrobku a stanovení zbytkové životnosti a předporuchového stavu pomocí technické diagnostiky, realizace moderní technologie opravy, analýza příčin poruch a organizace zpětná vazba s vývojáři a výrobci produktů.

Mnoho výrobků tráví podstatnou část své provozní doby ve skladu, tzn. nesouvisejí s plněním základních úkolů. U produktů pracujících v tomto režimu je většina poruch spojena s korozí a také s vystavením prachu, nečistotám, teplotě a vlhkosti. U výrobků, které jsou podstatnou část času v provozu, je většina poruch spojena s opotřebením, únavou nebo mechanickým poškozením dílů a sestav. V klidovém stavu je poruchovost prvků výrazně menší než v provozním stavu. Takže například pro elektromechanická zařízení tento poměr odpovídá 1: 10, pro mechanické prvky je tento poměr 1: 30, pro elektronické prvky 1: 80.

Je třeba poznamenat, že s komplikací technologie a rozšiřováním oblastí jejího použití roste role etapy provozu zařízení v celkových nákladech na vytváření a používání technických systémů. Náklady na udržování provozního stavu technickou údržbou a opravami převyšují náklady na nové výrobky takto: traktory a letadla 5-8krát; stroje na řezání kovů 8-15krát; radioelektronické zařízení 7-100krát.

Technická politika podniků by měla být zaměřena na snížení objemu a načasování údržby a oprav zvýšením spolehlivosti a životnosti hlavních součástí.

Zachování stroje v dodaném stavu pomáhá zachovat jeho funkčnost, obvykle po dobu 3-5 let. Pro udržení spolehlivosti stroje při provozu na dané úrovni by objem výroby náhradních dílů měl činit 25-30 % nákladů na stroje.

Seznam použité literatury

1. Glazunov L.P. a další Základy teorie spolehlivosti systémů automatického řízení: Učebnice. manuál pro univerzity. - L.: Energoatomizdat, Leningrad. odd., 1984.

2. Družinin G.V. Spolehlivost automatizovaných výrobních systémů: - M.: Energoatomizdat, 1986.

3. Yastrebenetsky M.A., Ivanova G.M. Spolehlivost automatizovaných systémů řízení procesů: Učebnice. manuál pro univerzity. - M.: Energoatomizdat, 1989.

4. Matveevsky V.R. Spolehlivost technických kontrol: Učebnice. příspěvek. - M.: MGIEM, 1993.

5. Fomin A.V. a další Technologie, spolehlivost a automatizace výroby BGIS a mikrosestav: Učebnice. manuál pro univerzity. - M.: Rozhlas a komunikace, 1981.

6. GOST 27.301-95 Spolehlivost v technologii. Výpočet spolehlivosti. Základní ustanovení

7. GOST 27.002-89 Spolehlivost v technologii. Základní pojmy. Termíny a definice

Publikováno na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Základní kvantitativní ukazatele spolehlivosti technických systémů. Metody pro zvýšení spolehlivosti. Výpočet strukturálního diagramu spolehlivosti systému. Výpočet pro systém se zvýšenou spolehlivostí prvků. Výpočet pro systém se strukturální redundancí.

práce v kurzu, přidáno 12.1.2014


Pojem a hlavní etapy životního cyklu technických systémů, prostředky k zajištění jejich spolehlivosti a bezpečnosti. Organizační a technická opatření ke zvýšení spolehlivosti. Diagnostika přestupků a mimořádných situací, jejich prevence a význam.

prezentace, přidáno 01.03.2014


Indikátory spolehlivosti systému. Klasifikace poruch komplexu technických prostředků. Pravděpodobnost obnovení jejich pracovního stavu. Analýza provozních podmínek automatických systémů. Metody pro zvýšení jejich spolehlivosti při návrhu a provozu.

abstrakt, přidáno 04.02.2015


Schéma hlavních stavů a ​​událostí charakteristických pro obnovené systémy. Indikátory spolehlivosti neobnovitelných systémů. Kritéria toku poruch. Indikátory spolehlivosti. Analýza řady základních parametrů charakterizujících spolehlivost systému.

práce v kurzu, přidáno 22.07.2015


Pojmy teorie spolehlivosti. Pravděpodobnost bezporuchového provozu. Indikátory poruchovosti. Metody zvyšování spolehlivosti zařízení. Případy poruch, zachování funkčnosti zařízení. Kritéria a kvantitativní charakteristiky jejího hodnocení.

práce v kurzu, přidáno 28.04.2014


Metodika analýzy a hodnocení technogenního rizika, matematické formulace používané při posuzování základních vlastností a parametrů spolehlivosti technických objektů, prvky fyziky poruch, strukturální schémata spolehlivosti technických systémů a jejich výpočet.

práce v kurzu, přidáno 15.02.2017


Místo problémů spolehlivosti výrobků v systému managementu kvality. Struktura systému zajištění spolehlivosti založeného na standardizaci. Metody hodnocení a zvyšování spolehlivosti technologických systémů. Předpoklady pro moderní rozvoj práce na teorii spolehlivosti.

abstrakt, přidáno 31.05.2010


Státní normy k problému spolehlivosti energetických zařízení při provozu. Změna poruchovosti s rostoucí provozní dobou objektu. Pravděpodobnost bezporuchového provozu. Indikátory trvanlivosti a model životnosti v gama procentech.

prezentace, přidáno 15.04.2014


Stanovení hlavních ukazatelů spolehlivosti technických objektů pomocí matematických metod. Analýza ukazatelů spolehlivosti zemědělské techniky a vývoj opatření k jejímu zlepšení. Organizace testující stroje na spolehlivost.

práce v kurzu, přidáno 22.08.2013


Teorie spolehlivosti je věda o vzorcích poruch technických systémů. Náhodný charakter poruch a obnov. Prvek jako objekt (materiální, informační) a jeho vlastnosti. Technický systém a jeho struktura, provozuschopnost a výkonnost.

PŘEDNÁŠKA 1

Cíl přednášky: Úvod do základních pojmů teorie spolehlivosti. Úvod do teorie spolehlivosti. Základní pojmy a definice teorie spolehlivosti.

1.1 Úvod. Základní pojmy a definice teorie spolehlivosti.

Teorie spolehlivosti– vědní obor, který studuje metody pro zajištění účinnosti objektů (zařízení, systémů) během provozu.

Teorie spolehlivosti (RT) se objevila v polovině 40. let 20. století a byla využívána pro nezbytné výpočty spolehlivosti řídicích systémů a různých typů komunikací.

Postupně našel uplatnění v mnoha oblastech lidské činnosti (strojírenství, doprava, stavebnictví, energetika, řídicí systémy).

Technické prostředky a jejich provozní podmínky jsou stále složitější. Počet prvků v určitých typech zařízení dosahuje statisíců. Pokud nebude přijat zvláštní opatření aby byla zajištěna spolehlivost, pak bude jakékoli moderní složité zařízení prakticky nefunkční.

Věda o spolehlivosti se rozvíjí v úzké interakci s jinými vědami. V první řadě to úzce souvisí s designem informační systémy a otázky zajištění jejich bezpečnosti.

Z matematických disciplín jsou nejpoužívanější: teorie pravděpodobnosti; některé prvky diskrétní matematiky; diferenciální rovnice a integrální počet.

V současnosti je teorie spolehlivosti samostatnou vědní disciplínou.

Jeho hlavní úkoly: stanovení typů kvantitativních ukazatelů spolehlivosti; vývoj metod pro analytické hodnocení spolehlivosti; vývoj metod pro hodnocení spolehlivosti na základě výsledků zkoušek; optimalizace spolehlivosti ve fázích vývoje a provozu technických systémů.

1.2 Základní pojmy a definice.

Spolehlivost- vlastnost objektu (systému) udržovat v průběhu času ve stanovených mezích hodnoty všech parametrů charakterizujících schopnost vykonávat požadované funkce v daných režimech a provozních podmínkách.

Technický systém– soubor prvků, které se vzájemně ovlivňují v procesu provádění specifikovaných funkcí.

Systémový prvek– nedílnou součástí jakéhokoli systému, který je bez dalšího dělení považován za jediný celek; vnitřní struktura prvku není předmětem studia.

Pojmy „systém“ a „systémový prvek“ jsou vyjádřeny jeden přes druhý a jsou často podmíněné: co je systém pro řešení některých problémů, je přijímáno jako prvek pro jiné v závislosti na účelu studie, požadované přesnosti, úroveň znalostí o spolehlivosti atd.

Z hlediska spolehlivosti jsou všechny technické systémy rozděleny do dvou typů:

1) neobnovitelné prvky a systémy, těch. neopravitelné za provozu (rádiové prvky, integrované obvody, část přístrojů, vybavení letadla atd.)

2) Obnovitelné prvky a systémy, které lze opravit ihned po poruše v daném čase.

Samotným pojmem „restaurování“ je třeba chápat nejen seřízení, seřízení, pájení či jiné opravárenské práce ve vztahu k určitým technickým prostředkům, ale i výměnu těchto prostředků.

Naprostá většina systémů používaných k automatizaci technologických procesů zpravidla podléhá po poruše obnově, po které opět pokračuje v provozu.

Výkon- stav výrobku, ve kterém splňuje všechny požadavky na své základní parametry. Mezi hlavní parametry technických systémů patří: výkon; charakteristika zatížení; stabilita a přesnost operací.

Soubor dalších ukazatelů technického systému: hmotnost, rozměry, snadnost údržby atd. se může v průběhu času měnit. Tyto změny mají přípustné hodnoty, jejich překročení může vést k poruchovému stavu (částečnému nebo úplnému).

Stavy technického systému lze také rozdělit na: provozuschopný ve kterém systém plně vyhovuje všem požadavkům regulační a technické dokumentace a projektové dokumentace;

vadný– pokud systém vykazuje alespoň jeden nesoulad s těmito požadavky.

Událost, která zahrnuje narušení systému, tzn. při jeho přechodu z provozního stavu do nefunkčního stavu se nazývá zamítnutí.

Je volána událost, která zahrnuje přechod systému z provozuschopného do poruchového (ale provozuschopného) stavu poškození.

Mezní stav– nastane, když další použití technického systému nebo zařízení je nemožné nebo nepraktické.

Po dosažení mezního stavu mohou následovat opravy (větší nebo střední), v jejichž důsledku se obnoví provozuschopný stav, nebo systém definitivně přestane být používán ke svému účelu (fyzické a morální stárnutí, opotřebení).

Obrázek 1 – Schéma hlavních stavů a ​​událostí obnovovaného systému

PŘEDNÁŠKA 2

Cíl přednášky: Úvod do hlavních fází výpočtu a ukazatelů spolehlivosti neobnovitelných systémů.

Normální distribuce

Na rozdíl od exponenciálního rozdělení se normální rozdělení používá k popisu takových systémů a zejména jejich prvků, které podléhají opotřebení. V tomto případě je třeba vzít v úvahu funkci a hustotu distribuce času do selhání T, t- průměrná doba do selhání.

Parametry normálního rozdělení jsou: m – matematické očekávání náhodné veličiny, T– doba do selhání (nebo doba provozuschopnosti); σ – směrodatná odchylka doby do selhání T na základě výsledků testů systému.

Normální rozdělení popisuje chování náhodných veličin v rozsahu (- ∞, ∞), ale od doba do selhání není záporná hodnota, aby se to vzalo v úvahu, místo normálního by se v zásadě mělo použít zkrácené normální rozdělení.

Rozsah možných hodnot náhodné veličiny může být od 0 do ∞ (0 při t=0). Zkrácené normální rozdělení bude použito, pokud m< 3σ, в противном случае использование более простого нормального (не усеченного) распределения дает достаточную точность.

Indikátory spolehlivosti pro normální distribuci:

P(t)

f(t)

l(t) P(t) f(t)

Obrázek 3.2 - Grafy změn ukazatelů spolehlivosti s normálním rozdělením

Přednáška 4

Účel přednášky: nácvik metod výpočtu ukazatelů spolehlivosti obnovených systémů.

Přednáška 5

Účel přednášky: Prostudování metod výpočtu spolehlivosti neobnovitelných systémů s různou složitostí strukturního diagramu spolehlivostních výpočtů.

5.1 Metody výpočtu spolehlivosti neobnovitelných systémů

Při výpočtu pravděpodobnosti bezporuchového provozu, průměrné doby do první poruchy, jsou prvky systému považovány za neopravitelné. V tomto případě při hlavním (sekvenčním) zapojení prvků (obrázek 5.1) se pravděpodobnost bezporuchového provozu vypočítá jako součin pravděpodobností všech prvků:

P c(t) = R 1 (t) R 2 (t)....R n -1 ( t) R n( t)= (5.1)

Obrázek 5.1 – Blokové schéma výpočtu spolehlivosti, sériové zapojení prvků

Při záložním (paralelním) zapojení prvků (obrázek 5.2) a za předpokladu, že provoz jednoho z paralelně zapojených prvků je pro fungování systému dostačující, je porucha systému společnou událostí, ke které dojde při poruše všech paralelně zapojených prvků. Pokud jsou prvky zapojeny paralelně a pravděpodobnost selhání každého z nich, pak pravděpodobnost selhání tohoto systému je:

Q c(t)= Q 1 (t) Q 2 (t)....Q m-1 ( t) Q m( t)= (5.2)

Obrázek 5.2 – Blokové schéma výpočtu spolehlivosti, paralelní zapojení prvků

Pokud se blokové schéma spolehlivosti skládá ze sérioparalelního zapojení, pak výpočet spolehlivosti používá vzorce (5.1) a (5.2). Například obrázek 5.3 ukazuje obvod a rovnice 5.3 ukazuje výpočet funkce spolehlivosti pro tento obvod.

Obrázek 5.3 – Blokové schéma výpočtu spolehlivosti, smíšené

spojení prvků

Pc(t)= P1(t)*P2(t)*P3456(t) = P1(t)*P2(t)*(1-) (5.3)

Ne všechna konstrukční schémata pro výpočet spolehlivosti však lze zredukovat na sériově paralelní zapojení. Obrázek 5.4 ukazuje schéma výpočtu spolehlivosti jednoho mostu.

Obrázek 5.4 – Schéma mostu pro spojovací prvky

Pro všechny prvky obvodu jsou známy pravděpodobnosti bezporuchového provozu P1, P2, P3, P4, P5 a odpovídající pravděpodobnosti poruchy typu „rozbití“ q1, q2, q3, q4, q5. Je nutné určit pravděpodobnost přítomnosti obvodu mezi body a a b diagramu 5.4.

Metoda stavového výčtu

Výpočtu spolehlivosti libovolného systému bez ohledu na použitou metodu předchází určení dvou disjunktních množin stavů prvků odpovídajících provozuschopným a nefunkčním stavům systému. Každý z těchto stavů je charakterizován sadou prvků, které jsou v provozuschopném a nefunkčním stavu.

Protože v případě nezávislých poruch je pravděpodobnost každého stavu určena součinem pravděpodobností prvků nacházejících se v odpovídajících stavech, pak s počtem stavů rovným m, pravděpodobnost provozního stavu systému je určena výrazem:

P= ; (5.1)

Pravděpodobnost selhání: Q=1- (5.2)

Kde m– celkový počet provozních stavů, z nichž v každém j-tém je počet provozuschopných prvků roven těm, které selhaly - kj.

Při relativně jednoduché struktuře systému je použití metody stavového výčtu spojeno s těžkopádnými výpočty. Například pro obvod na obrázku 5.4 sestavíme tabulku stavů, přičemž nejprve převedeme jeden prvek po druhém, poté dva a poté tři prvky do nefunkčního stavu, při zachování provozního stavu systému.

Tabulka 5.1

podmínka č.	Stav prvku	Pravděpodobnost stavů
	+	+	+	+	+	P1, P2, P3, P4, P5
	-	+	+	+	+	q1,P2,P3,P4,P5 q1,q2,q3,q4,q5
	+	-	+	+	+	P1, q2, P3, P4, P5
	+	+	-	+	+	P1, P2, q3, P4, P5
	+	+	+	-	+	P1, P2, P3, q4, P5
	+	+	+	+	-	P1, P2, P3, P4, q5
	-	+	-	+	+	q1, P2, q3, P4, P5
	-	+	+	-	+	q1, P2, P3, q4, P5
	-	+	+	+	-	q1, P2, P3, P4, q5
	+	-	-	+	+	P1, q2, q3, P4, P5
	+	-	+	-	+	P1, q2, P3, q4, P5
	+	-	+	+	-	P1, q2, P3, P4, q5
	+	+	-	+	-	P1, P2, q3, P4, q5
	+	+	+	-	-	P1, P2, P3, P4, P5
	-	+	-	+	-	q1, P2, q3, P4, q5
	+	-	+	-	-	P1, q2, P3, q4, q5

Pokud jsou všechny prvky systému stejně spolehlivé, pak pravděpodobnost bezporuchového provozu systému při p i =0,9:

P s = = p 5 +5p 4 q+8p 3 q 2 +2p 2 q 3 = 0,978

Přednáška 6

Účel přednášky: Prostudování hlavních způsobů zvýšení spolehlivosti pomocí redundance.

Typy rezervací

Pro zvýšení spolehlivosti systémů a prvků se využívá redundance , založené na použití jednoho nebo druhého typu redundance.

Redundance definuje následující typy redundance: funkční, dočasná, informační, strukturální.

V tomto případě, pokud různé systémy nebo zařízení vykonávají podobné funkce, funkční redundance. Taková redundance se často používá u multifunkčních systémů. Například hodnotu teploty páry na výstupu z kotlové jednotky lze zjistit z údajů potenciometru, který spolu s termoelektrickým měničem provádí individuální řízení kritického parametru, a vyvoláním tohoto parametru na elektronické zobrazení informačně-měřícího systému, který počítá technické, ekonomické a jiné ukazatele.

Dočasná rezervace spočívá v tom, že je povoleno přerušit fungování systému nebo zařízení v důsledku selhání prvku. V mnoha případech se dočasná rezervace, zajišťující návaznost technologického procesu, provádí zavedením skladovacích nádrží, skladů surovin a polotovarů. Například krátkodobé přerušení dodávky paliva nepovede k zastavení výroby páry v důsledku akumulace tepla na topných plochách kotelny.

Zálohování informací spojené s možností kompenzace ztráty informace na jednom kanálu informací na jiném kanálu.

Na většině technologických zařízení dochází díky vnitřním vazbám k informační redundanci, která se často využívá k posouzení spolehlivosti informací.

Například průměrný průtok páry na výstupu z kotle odpovídá průměrnému průtoku vody na jeho výstupu, průtok plynu u kotle určuje průtok vzduchu při pevném složení spalin.

Pro místní systémy je to nejtypičtější strukturální redundance. U tohoto typu redundance je dosaženo zvýšené spolehlivosti zavedením dalších prvků do struktury systému.

Strukturální redundance

Strukturální redundance se dělí na obecnou a prvek po prvku (samostatné). Při obecné redundanci je systém nebo zařízení redundantní jako celek, u redundance prvek po prvku jsou redundantní jednotlivé prvky nebo jejich skupiny.

Pokud rezervní prvky fungují na stejné úrovni jako hlavní prvky, pak existuje konstantní redundance, která je pasivní. Pokud je do systému zavedena rezerva po poruše hlavního prvku a je doprovázena spínacími operacemi, dochází k rezervaci výměnou - aktivní rezervace.

Schémata všeobecné trvalé (a) a všeobecné náhradní rezervace (b) jsou znázorněna na obrázku 6.1.

Obrázek 6.1 - Obecná schémata redundance

U metody redundance prvek po prvku (obrázek 6.2 a - konstanta, b - výměna) mohou být rezervní prvky v zatíženém, odlehčeném a nezatíženém stavu.

Při zatížené (horké) rezervě je poruchovost hlavních o a záložních n prvků stejná, o = n. V lehké (teplé) záloze je poruchovost záložních prvků nižší než u hlavních provozních, o > ob.

Při nezatížené (studené) rezervě lze zanedbat pravděpodobnost selhání prvků v rezervním stavu, x = 0.

Obrázek 6.2 – Schémata redundance prvek po prvku

Při rezervaci výměnou lze stejnou rezervou nahradit libovolný z řady prvků stejného typu. Tento způsob rezervace se nazývá posuvné nebo s nejednoznačná korespondence.

Všechny uvažované metody redundance jsou široce používány v subsystémech automatizovaných řídicích systémů. V místních systémech se používá hlavně náhradní rezervace prvek po prvku (obrázek 6.2b) s nezatíženou rezervou.

Vadná primární a sekundární zařízení, regulační a řídicí jednotky a servomotory jsou vyměněny za provozuschopné (ze skladu).

Charakterizovat vztah mezi celkový počet prvky stejného typu n a číslo r pracovních prvků nezbytných pro fungování systému, je zaveden pojem multiplicita redundance

k = (n - r)/r.(6.1)

Význam k může být celá, pokud r = 1, a zlomkové if r >1. V tomto případě nelze zlomek snížit.

Rolling rezervace je druh rezervace se zlomkovou násobností. Strukturální redundance je spojena s dodatečnými náklady na redundantní prvky; musí být kompenzovány zvýšením spolehlivosti systému a snížením ztrát z jeho poruch.

Nejjednoduššími ukazateli účinnosti redundance jsou následující výraz:

B τ = τr/τ; Bp = Pp / P; B Q = Q/Q str (6.2)

Kde V τ– zisk v důsledku prodloužení průměrné doby do selhání redundantního systému τ r ve srovnání s provozní dobou neredundantního systému τ; V p A Q– obdobné indikátory pro zvýšení pravděpodobnosti bezporuchového provozu a snížení pravděpodobnosti poruchy.

Rezervace je účinná, pokud je hodnota ukazatelů V p, Q A V τ víc než jeden.

Přednáška 7

Účel přednášky: procvičení metod výpočtu spolehlivosti neobnovitelných systémů s konstantní rezervou

Redundance prvku po prvku

Spolehlivost systému obsahujícího skupiny prvků nebo jednotlivé prvky s redundancí prvek po prvku (obrázek 7.3,b) se vypočítá pomocí obecných vzorců konstantní redundance (5.1) a (5.2). Pokud se tedy systém skládá z n částí s redundancí prvek po prvku s celočíselnou násobností k i , pak pravděpodobnost bezporuchového provozu systému je:

kde q ij je pravděpodobnost selhání j-tého prvku zahrnutého v i-té sekci redundance. Abychom porovnali účinnost obecné redundance a redundance prvek po prvku, porovnáme pravděpodobnosti selhání dvou systémů, které obsahují stejný počet n(k+1) stejně spolehlivých prvků. Pravděpodobnost selhání systému se sdílenou redundancí:

Za předpokladu, že pravděpodobnost selhání každého prvku q<<1 (1-q) n ≈1-nq, Q op =n k +1 q k +1 . Для раздельного резервирования, используя (7.3) и считая q<<1, получаем: Q пр =1-(1-q k +1) n ≈nq k +1 .

Účinnost redundance prvek po prvku ve srovnání s obecným Q op/Q pr bude n k. S rostoucí hloubkou n a multiplicitou k redundance roste její účinnost. Použití redundance prvek po prvku je spojeno se zavedením dalších spojovacích prvků, které mají omezenou spolehlivost. V tomto ohledu existuje optimální hloubka redundance n opt, když n> n opt, účinnost redundance klesá.

Přednáška 8

Účel přednášky: Nácvik základních metod výpočtu spolehlivosti obnovených systémů za provozu.

Přednáška 9

Účel přednášky: Nácvik základních praktických metod hodnocení spolehlivosti na základě výsledků zkoušek.

Definiční testy

Definitivní testy Automatizované řídicí systémy jako celek, jejich subsystémy, funkce, technické prostředky a jakékoli další prvky systémů mohou být poškozeny.

Před zahájením definičních zkoušek a zkušební plán. Plán testování odkazuje na pravidla, která stanovují velikost vzorku, pořadí, ve kterém jsou testy prováděny, a kritéria pro jejich ukončení. Podívejme se na nejběžnější definitivní testovací plány. Název plánu je obvykle označen třemi písmeny (čísly): první z nich označuje počet testovaných systémů, druhé - přítomnost R nebo nepřítomnost U výplní během testování v případě selhání, třetí - kritérium ukončení testu.

Plán odpovídá simultánnímu testování systémů. Tyto systémy nejsou po poruše obnoveny (nebo jsou obnoveny, ale údaje o jejich chování po první poruše nejsou v testech brány v úvahu). Testy jsou zastaveny po uplynutí provozní doby každého selhání systému. Na obrázku 9.1a označuje znak „x“ přítomnost poruchy; t i- run-to-selhání i-O systém. Tento plán se obvykle používá pro stanovení pravděpodobnosti bezporuchového provozu systému v čase Ť.

Obrázek 9.1 – Plány zkoušek

Testy jsou zastaveny po uplynutí provozní doby každého selhání systému. Tento plán se obvykle používá pro stanovení pravděpodobnosti bezporuchového provozu systému po stanovenou dobu Ť.

Plán– odpovídá testům N identických neobnovitelných systémů, avšak na rozdíl od plánu je test zastaven, když počet poruchových systémů dosáhne r. Na obrázku 9.1,b, r-té selhání nastává v i-tém systému. Pokud r = N, přejděte k plánu , když se testování zastaví po selhání všech systémů.

Plán se obvykle používá k určení střední doby do selhání v případě exponenciálního rozdělení a plán v případě normálního rozdělení. Návrhové testy vyžadují značný čas a počet testovaných systémů, ale umožňují plně určit empirickou distribuční funkci. Plány umožňují určit funkci empirického rozdělení pouze pro určitý časový interval, poskytují méně informací, ale umožňují rychleji dokončit testy.

Plán – popisuje testování N systémů, přičemž systémy, které během testování selhaly, jsou nahrazeny novým nebo obnoveny. Testy se zastaví po uplynutí provozní doby Ť každá z poloh (polohou rozumíme určité místo na stojanu nebo předmětu, ve vztahu ke kterému se počítá provozní doba bez ohledu na to, jaké náhrady nebo náhrady na této pozici nastaly - obrázek 9.1, c)

Plán – odpovídá testování N systémů, kdy jsou systémy, které při testování selhaly, nahrazeny novými nebo obnoveny. Test se zastaví, když celkový počet poruchových systémů pro všechny pozice dosáhne r (obrázek 9.1d).

Úkoly plánování jsou stanovení minimálního objemu pozorování - volba počtu testovaných systémů N, stejně jako délka pozorování Ť pro plány a nebo počet poruch r pro plány a .

Výsledky definitivních testů by měly být bodové a intervalové odhady ukazatelů spolehlivosti.

Koncepce bodového odhadu matematické statistiky. Nechť jsou výsledky k pozorování t 1 , t 2 ,….tk nad nějakou náhodnou veličinou T s distribuční funkcí F(t,υ) a parametr υ tohoto rozdělení je neznámý. Je nutné najít takovou funkci ῦ=g(t 1 ,t 2 ,….t k) výsledků pozorování t 1 ,….t k , kterou lze považovat za odhad parametru υ. Při této volbě funkcí g bude každá množina (t 1 ,….t k) odpovídat bodu ῦ na číselné ose, který se nazývá bodový odhad parametru υ.

Statistické definice ukazatelů spolehlivosti uvedené v přednášce 2 jsou jejich bodovými odhady. Posouzení průměrné doby do poruchy přitom odpovídá plánu, neboť se zde uvažuje s ukončenou (testováním nepřerušenou) dobou do poruchy každého z testovaných systémů.

kde S je celková doba provozu všech systémů během testování; n S je celkový počet poruch všech systémů během testování.

Například s plánem

U plánu se odhad parametru toku poruch shoduje s odhadem míry poruch:

Při normální distribuci a plánu:

(9.7)

(9.8)

Pro zvážení přesnosti odhadu je zaveden koncept intervalu spolehlivosti. Intervalové odhady je určit interval spolehlivosti. Předpokládejme, že existují výsledky k pozorování t 1 ,t 2… ,t k nad náhodnou veličinou T s distribuční funkcí F(t,V), kde parametr V je neznámý. Je potřeba najít takovou funkci V n =g n (t 1 ,t 2... ,t k) výsledků pozorování, aby interval (V n, ∞) pokrýval neznámý parametr V s danou pravděpodobností γ 1:

Hodnota V H se nazývá dolní mez spolehlivosti parametru V s jednostrannou pravděpodobností spolehlivosti γ 1.

Pro danou pravděpodobnost γ 2 lze ze stejného souboru pozorování najít funkci V čas = g čas (t 1 ,t 2... ,t k) tak, že interval (0, V čas) pokrývá parametr V s pravděpodobností γ 2:

(9.9)

Hodnota V BP se nazývá horní mez spolehlivosti parametru V s jednostrannou pravděpodobností spolehlivosti γ 2.

Dolní a horní meze spolehlivosti tvoří interval spolehlivosti, který s pravděpodobností γ pokrývá neznámou hodnotu parametru V na číselné ose Pro γ 1 >0,5 a γ 2 >0,5 (pravděpodobnosti spolehlivosti γ 1 a γ 2 se obvykle volí tak, být alespoň 0, 8) podle (9.8) a (9.9):

kde y = yi + y2-1; Obvykle se předpokládá, že γ 1 = γ 2, pak γ = 2 γ 1 – 1.

Hodnota intervalu spolehlivosti je menší. Čím větší je počet pozorování (například tím větší je počet neúspěšných testů) a tím menší je hodnota pravděpodobnosti spolehlivosti γ.

Stanovení hranic intervalu spolehlivosti je následující. Protože odhad neznámého parametru V je náhodná veličina, najdeme zákon jejího rozdělení. Poté určíme interval (V H, V BP), do kterého náhodná veličina spadá s pravděpodobností γ.

Kontrolní testy

Kontrolní testy bývají exponovány subsystémy, technické prostředky a jejich prvky. U technických zařízení jsou povinné kontrolní zkoušky pro bezporuchový provoz.

Zkoušky na udržovatelnost, skladovatelnost a životnost se provádějí v případech, kdy to umožňují normy, technické specifikace nebo technické podmínky pro konkrétní zařízení (prostředky).

Frekvence kontrolních zkoušek pro bezporuchový provoz je zpravidla minimálně jednou za tři roky.

Pro provedení kontrolních testů se odebere určitý vzorek z populace (šarže) homogenních zařízení a provedou se testy spolehlivosti zařízení zařazených do této šarže.

Na základě výsledků testování vzorku je učiněn úsudek o shodě celé šarže s požadavky.

Matematickým aparátem pro řešení problému jsou metody testování statistických hypotéz studovaných v matematické statistice.

Předpoklad, že dávka splňuje požadavky na spolehlivost, je akceptován jako testovatelná (nebo, jak se říká, nulová) hypotéza a opačná (alternativní) hypotéza je, že dávka tyto požadavky nesplňuje.

Na základě výsledků testu nastane jedna z následujících čtyř situací:

1. Strana splňuje požadavky; Na základě výsledků testu byla potvrzena nulová hypotéza a bylo rozhodnuto o přijetí šarže. Toto rozhodnutí je správné.

2. Šarže splňuje požadavky, ale výsledky testu nepotvrdily nulovou hypotézu. K tomu došlo, protože náhodný vzorek obsahoval zvýšený počet neúspěšných zařízení ve srovnání s populací. Alternativní hypotéza je přijata; Toto řešení je nesprávné a pro výrobce přístroje nevýhodné. Došlo k chybě, jejíž pravděpodobnost se nazývá riziko dodavatele (výrobce) α.

3. Šarže podle výsledků testu nesplňuje požadavky, nulová hypotéza se nepotvrdila. Přijímá se alternativní hypotéza, tzn. rozhodnutí o odmítnutí strany. Toto rozhodnutí je správné.

4. Šarže nesplňuje požadavky, ale výsledky testu potvrdily nulovou hypotézu o splnění požadavků na spolehlivost, protože vzorek obsahoval zvýšený počet bezporuchových zařízení ve srovnání s celou šarží. Bylo učiněno rozhodnutí, ale na rozdíl od bodu 2 není výhodné nikoli pro výrobce, ale pro spotřebitele – odběratele těchto zařízení. Došlo k chybě, jejíž pravděpodobnost se nazývá riziko spotřebitele (zákazníka) β.

Přirozeně je žádoucí snížit hodnoty obou chyb a přivést je na nulu. Závislost pravděpodobnosti L přijetí dávky na ukazateli spolehlivosti A (nazývaném provozní charakteristika plánu řízení) pro takovou limitní situaci je uvedena na obr. 9.2,a. Nechť A tr je požadovaná hodnota ukazatele spolehlivosti. V této situaci je nulová hypotéza A ≥ A tr. Pokud je to spravedlivé, pak je hra přijata s pravděpodobností rovna jedné a α=0. Alternativní hypotéza je, že A £ A tr. V tomto případě je dávka zamítnuta s pravděpodobností jedné a β = 0. Taková ideální provozní charakteristika je však nedosažitelná, protože vyžaduje nekonečné množství pozorování.

V reálné situaci jsou zavedeny dvě úrovně řízeného ukazatele spolehlivosti: akceptace A α a zamítnutí A β (obrázek 9.2,b).

Obrázek 9.2 – Ideální (a) a skutečné (b) provozní charakteristiky plánů kontroly

Pokud A≥ A α, pak musí být zařízení přijata s dostatečně vysokou pravděpodobností, ne nižší než L(A α), jestliže A £ A β, pak musí být zařízení odmítnuta s dostatečně vysokou pravděpodobností, ne nižší než 1 - L(Ap). V tomto případě je riziko dodavatele α=1-L(А α), riziko spotřebitele β=1-L(А β). Test nulové hypotézy A ≥ A tr s alternativou A £ A tr tedy nahradíme jiným úkolem - testováním nulové hypotézy A ≥ A α alternativou A £ A β . Čím blíže je A α k A β , tím větší množství testů je potřeba pro spolehlivé rozhodnutí o shodě šarže.

Hodnota úrovně přijatelnosti Aβ je stanovena s ohledem na úroveň přijatelnosti Aα, náklady, dobu trvání a zkušební podmínky atd.

Riziko dodavatele α a spotřebitele β se obvykle považuje za rovné 0,1-0,2, ale v zásadě lze po dohodě mezi spotřebitelem a dodavatelem zvolit jiné hodnoty α a β.

Kontrolní zkoušky bezporuchového provozu se obvykle provádějí jedno- nebo dvoustupňovou metodou. Při použití prvního z nich se testy provádějí následovně. Vzorky obsažené ve vzorku objemu d jsou testovány na čas ta. Na konci testů se určí počet vzniklých poruch n. Pokud je rovno nebo menší než akceptační číslo c, určené v závislosti na hodnotách A α, A β, α a β, pak je nulová hypotéza potvrzena a dávka je přijata. Pokud n>c, pak je alternativní hypotéza potvrzena a hra není přijata. Jednostupňová metoda za stejných podmínek zajišťuje minimální kalendářní dobu testování, dvoustupňová metoda za stejných podmínek umožňuje minimální průměrný objem testu.

Přednáška 10

Účel přednášky: Nácvik základních metod zvyšování spolehlivosti ve fázi návrhu a provozu.

Přednáška 11

Účel přednášky: Výuka základních principů hodnocení spolehlivosti software zařízení a systémy

---