Пути повышения надежности

В области конструирования нужно:

• Знать физику работы изделия

• Знать физику отказов

• Использовать более высококачественные материалы и полуфабрикаты

• Иметь все необходимые данные о свойствах, характеристиках и параметрах материалов и комплектующих элементов с целью правильного выбора режимов и условий их применения

• Создавать новые схемы повышенной надежности с учетом режимов и условий работы

• Создавать надежные конструкции изделий с учетом условий эксплуатации, места установки на объекте и организации его обслуживания

• Использовать модульно-блочные принципы конструирования

• Производить анализ и расчет функциональных характеристик, расчеты на надежность по отношению к основным видам отказов схем и конструкций, а так же всего изделия в целом

В области производства:

• Строгий входной контроль качества

• Использование современных технологических методов и современного технологического оборудования

• Обеспечение чистоты и комфорта производственных помещений.

• Строгий контроль технологических операций

• Контроль качества работы технологического оборудования

• Контроль качества изготовляемого изделия после каждого основного этапа изготовления.

• Полный контроль свойств, характеристик и параметров всего изделия после его изготовления.

• Применять тщательно разработанные и обоснованные инструкции по эксплуатации

• Использовать только квалифицированный обслуживающий персонал

• Правильно установить правила, обязанности и ответственность обслуживающего персонала

• Организовать на объектах полных и достоверных статистических данных об отказах и простое аппаратуры

• Периодически проводить анализ данных и разрабатывать рекомендации по улучшению эксплуатации

• Для совершенно новых видов изделий организовать опытную эксплуатацию в условиях объекта с участием разработчиков и изготовителей изделий.

Основные понятия и термины теории надежности

Надежность– свойство изделия выполнять заданные функции, сохранять свои эксплуатационные показания в заданных пределах при заданных режимах и условиях эксплуатации в течении требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Элемент расчета надежности– устройство (деталь, прибор, линия или канал связи, система или даже комплекс систем), учитываемая при расчете надежности как отдельная самостоятельная часть, имеющая свой общий количественный показатель надежности.

Долговечность– свойство изделия сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов до предельного состояния, оговоренного технической документацией.

Срокслужбы– календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации.

Наработка– продолжительность, измеренная в часах.

Ресурс– наработка до предельного состояния, оговоренного в технической документации. Ресурс равен сумме всех наработок изделия от начала эксплуатации до момента достижения обусловленного предельного состояния.

Отказ– событие, после которого изделие перестает выполнять (целиком или частично) свои функции. Отказ – нарушение работоспособности изделия. Отказы могут быть классифицированы по ряду признаков:

1. По степени влияния на работоспособность

   1. Полный отказ

   2. Неполный или частичный отказ

2. По физическому характеру проявляется отказа

   1. Катастрофический отказ – приводит к полному нарушению работоспособности изделия. К нему относятся обрывы и короткие замыкания, изломы, деформации, расплавление или сгорание деталей

   2. Параметрический отказ компонентов – частичные отказы сложных изделий, в которые они входят, и выражается в ухудшении качества функционирования изделий. Это ухудшение может быть устойчивым или временным

3. По связи с другими отказами (как случайные события)

   1. Независимый отказ

   2. Зависимый отказ

4. По характеру процесса проявления

   1. Внезапный отказ – появляется в результате резкого скачкообразного (катастрофического) изменения основных параметров под воздействием одного или нескольких из многих случайных факторов, связанных либо с внутренними дефектами элементов, либо с нарушением режимов или условий работы, либо с ошибками обслуживающего персонала. Появлению внезапных отказов обычно предшествуют скрытые изменения свойств деталей или компонентов, которые не всегда удается обнаружить

   2. Постепенный отказ – при таких отказах наблюдается плавное изменение параметров

5. По характеру существования отказа

   1. Устойчивый отказ – устраняются только в результате ремонта

   2. Временный отказ – могут самопроизвольно исчезать без вмешательства обслуживающего персонала. Причиной таких отказов часто являются ненормальные режимы или условия работы

   3. Перемежающийся или появляющийся отказ – многократно повторяющиеся отказы. Обычно обнаружить их очень трудно (самые неприятные отказы).

Отказ является одним из проявлений неисправности изделий. Неисправность– несоответствие изделия одному или нескольким требованиям, предъявляемым как в отношении основных (рабочих) параметров и характеристик, так и в отношении внешнего вида, удобства эксплуатации итд.

Неисправности, не приводящие к отказу, называются дефектами.

Надежность– вероятность безотказной (исправной) работы. Вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки при заданных режимах и условиях работы не произойдет ни одного отказа. То есть, вероятность того, что данное изделие будет сохранять свои параметры в заданных пределах в течение определенного интервала времени при определенных условиях эксплуатацииP(t).

Вероятность отказа(вероятность невыполнения функций) – вероятность того, что в заданном интервале времени произойдет хотя бы один отказ. Так как неисправная и безотказная работа являются противоположными несовместимыми событиями, тоq(t) = 1-P(t).

Частота отказа– число отказов в единицу времени, отнесенное к первоначальному числу элементов. Фор1.Можно также представить частоту отказов в другом виде. Фор2.

Интенсивность (опасность) отказов– вероятность отказов неремонтируемого изделия в единицу времени после данного момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник. Интенсивность (опасность) отказов определяется числом отказов в единицу времени, отнесенным к среднему числу элементов, исправно работающих в данный отрезок времени. Фор3.Другое выражение для опасности отказов может быть представлено в виде: фор4.. Интенсивность отказа количественно выражается либо на один час работы, либо в процентах на тысячу, реже на сто часов работы.

Средняя частота отказов(параметр потока отказов) – среднее количество отказов ремонтируемого (восстанавливаемого) изделия в единицу времени, взятое для рассматриваемого промежутка времени. Средняя частота отказов находится как суммарное число отказавших элементов в единицу времени после данного момента времени, отнесенное к числу испытываемых элементов при условии, что все вышедшие из строя изделия заменяются новыми. фор 5.Данная характеристика удобна для определения надежности определенных элементов в действующей аппаратуре при ее эксплуатации. Если опасность отказов изделий будет постоянной, то есть λ(t) =const, то она равна средней частоте отказов.w(t) = λ(t) =const.

Средняя наработка до отказов(среднее время безотказной работы) –Tm– среднее время наработки изделия в партии до первого отказа. Является математическим ожиданием времени безотказной работы. Фор6.. Неудобство данной формулы состоит в том, что необходимо знать моменты времени для выхода из строя каждого изnэлементов. Другой, более удобный способ состоит в том, что определяют времяtn, в течении которого выходят из строя вся элементы данной партии, а также значение времении значение для количества вышедших из строя элементов в каждом интервале времени. Тогда фор7.

Наработка на отказ– среднее время между соседними отказами. Среднее время наработки ремонтируемого изделия между отказами. Наработка на один отказ – математическое ожидание интервала времени между двумя соседними отказами при λ =const,t_m=T_m. Приближенно время между двумя соседними отказами: