2. Основные понятия и определения теории надёжности

   1. Свойства, характеризующие надёжность

Пригодность любого изделия к использованию по назначению определяется качеством изделия, которое оценивается совокупностью свойств, присущих изделию. Одним из таких свойств является надёжность. Во избежание разных толкований, имеющихся в литературе по надёжности, изданной до 1990 года, мы будем руководствоваться действующим ГОСТом 27.002- 89 [14], где регламентируются основные понятия и определения теории надёжности.

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

Надёжность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или опре­деленные сочетания этих свойств.

Безотказностьюназывают свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

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

Ремонтопригодностьюназывают свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

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

2. Состояния объекта и их характеристики

Уровень надёжности зависит от того, в каком состоянии находится объект. Исправное состояние (исправность) – это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неисправноесостояние(неисправность) - это состояние объекта, при котором он не соот­ветствует хотя бы одному из требований норма­тивно-технической и (пли) конструкторской (про­ектной) документации.

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

Неработоспособноесостояние(неработоспособность) - это состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способ­ность выполнять заданные функции, не соответ­ствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документа­ции. Для сложных объектов воз­можно деление их неработоспособных состояний. При этом из множества неработоспособных со­стояний выделяют частично неработоспособные состояния, при которых объект способен частич­но выполнять требуемые функции.

Неработоспособному состоянию может предшествовать предельное состояние, то есть состояние объекта, при котором его дальней­шая эксплуатация недопустима или нецелесооб­разна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Критерии предельного состояния - это признак или совокупность признаков предель­ного состояния объекта, установленные норма­тивно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией. В зависимости от условий эксплуатации для одного и того же объекта мо­гут быть установлены два и более критериев предельного состояния.

Изменение состояния РЭС происходит непрерывно под действием процессов старения, а также при появлении дефектов, повреждений и отказов.

Дефект- это каждое отдельное несоответствие изделия или его элемента установленным требованиям. Термин «дефект» связан с термином «неисправность», но не является его синонимом, так как в состоянии неисправности изделие может иметь множество дефектов [3].

Повреждение– это событие, заключающееся в нарушении исправ­ного состояния объекта при сохранении работо­способного состояния.

Отказ– это событие, заключающееся в нарушении работо­способного состояния объекта. Критерии отказа - это признаки или совокупность признаков наруше­ния работоспособного состояния объекта, уста­новленные в нормативно-технической и (или) кон­структорской (проектной) документации. Причина отказа - это явления, процессы, события и состояния, выз­вавшие возникновение отказа объекта. Последствия отказа - это явления, процессы, события и состояния, обус­ловленные возникновением отказа объекта. Под критичностью отказа понимают совокупность признаков, характеризующих по­следствия отказа. Классификация отказов по критичности (например, по уровню прямых и кос­венных потерь, связанных с наступлением отка­за, или по трудоемкости восстановления после отказа) устанавливается нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) докумен­тацией по согласованию с заказчиком на осно­вании технико-экономических соображений и со­ображений безопасности.

В зависимости от характерных особенностей отказы подразделяют на несколько типов.

Ресурсныйотказ- это отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния.

Независимыйотказ- это отказ, не обусловленный другими отказами, а зависимый отказ обусловлен другими отказами.

Внезапныйотказ- это отказ, характеризующийся скачкообразным из­менением значений одного или нескольких пара­метров объекта. Внезапные отказы являются результатом скрытых недостатков технологии производства или скрытых изменений параметров, накапливающихся во время эксплуатации. Они могут происходить и из-за неправильных действий обслуживающего персонала.

Постепенныйотказ- это отказ, возникающий в результате постепенно­го изменения значений одного или нескольких параметров объекта. Постепенные отказы характеризуют зависимостью сравнительно медленно­го изменения этих параметров, в результате старения или изнашивания элементов. Такие изменения часто можно зарегистрировать с помощью измерительных приборов.

Принципиальной разницы между внезапными и постепенными отказами нет. Внезапные отказы часто являются результатом скрытых изменений параметров элементов, например изнашивания механических узлов, когда факт их поломки воспринимается как внезапное событие. Нарисунке 2.1показано отличие во внешнем проявлении внезапных и постепенных отказов.

Сбой- это самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешатель­ством оператора.

Перемежающийсяотказ- это многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера.

Явныйотказ- это отказ, обнаруживаемый визуально или штат­ными методами и средствами контроля и диагно­стирования при подготовке объекта к примене­нию или в процессе его применения по назна­чению.

Скрытыйотказ- это отказ, не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведе­нии технического обслуживания или специальны­ми методами диагностики.

Конструктивныйотказ- это отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конст­руирования.

Производственныйотказ - это отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняе­мого на ремонтном предприятии.

Эксплуатационныйот­каз- это отказ, возникший по причине, связанной с на­рушением установленных правил и (или) усло­вий эксплуатации.

Деградационныйот­каз - это отказ, обусловленный естественными процес­сами старения, изнашивания, коррозии и устало­сти при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации.

В зависимости от возможности или невозможности использования РЭО после отказа различают полные и частичные отказы.

Полныйотказ- это событие, после которого невозможно использовать аппаратуру по назначению до тех пор, пока не будет устранена причина от­каза.

Частичныйотказ - обычно связан с ухудшением какой-либо одной из характеристик аппаратуры, причём некоторое время (до устранения причины отказа) она иногда может использоваться.

Для расчёта необходимого числа запасных элементов необходимо иметь данные, какие отказы устраняются без замены элементов (например, путём регулировки), а какие с заменой элементов. Отказы, связанные с заме­ной элементов, при анализе объединяют в отдельную группу.