3746
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образо-
вания «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
О.Л. Любимцева
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине: «Организация работ по обеспечению надежности и качества продукции»,
для обучающихся по направлению подготовки 27.04.01 «Стандартизация и метрология», направленность (профиль) Стандартизация и сертификация
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
УДК
Любимцева О.Л. Организация работ по обеспечению надежности и качества продукции: учебно-методическое пособие / О.Л. Любимцева; Нижегородский государственный архи- тектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 18 с. : ил. – Текст : электронный.
Учебное пособие содержит теоретический материал, необходимый для овладения основами понятиями дисциплины «Организация работ по обеспечению надежности и качества продукции», примеры решения задач и примерные темы рефератов.
Курс «Организация работ по обеспечению надежности и качества продукции» опирается на курсы «Статистический контроль», «Квалиметрия и методы обеспечения качества» и «Системный анализ». В результате изучения дисциплины студенты должны овладеть математическими методами исследования надежности сложных систем на основе статистических данных.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине: «Организация работ по обеспечению надежности и качества продукции», направления подготовки 27.04.01: Стандартизация и метрология, направленность (профиль) Стандартизация и сертификация.
© О. Л. Любимцева, 2022
© ННГАСУ, 2022
Содержание |
|
Характеристика лекционных занятий ................................................................... |
4 |
Характеристика содержания практических занятий ......................................... |
11 |
Темы практических занятий и примерные задания........................................ |
12 |
Контрольные вопросы .......................................................................................... |
14 |
Список литературы ............................................................................................... |
17 |
Целями освоения дисциплины Организация работ по обеспечению надежности и качества продукции являются получение компетенций для ре-
шения профессиональных задач по управлению программами обеспечения надежностью и для принятия рациональных решений при создании продукции с учетом требований качества.
Для успешного освоения дисциплины студент должен знать основные понятия и терминологию теории вероятностей, математической статистики,
квалиметрии, а также уметь составлять алгоритмы для решения поставленных задач и формулировать выводы.
Характеристика лекционных занятий
Курс рассчитан на три семестра. Первый раздел «Основные положения теории надежности» включает основные понятия и свойства надежности; по-
казатели надежности; систему стандартов «Надежность в технике». Кроме того, рассмотрены вопросы планирования и обеспечения надежности на эта-
пах жизненного цикла продукции.
Введем некоторые термины и понятия, используемые в теории надежно-
сти. Система – это технический объект, предназначенный для выполнения определенных функций. Отдельные части системы (конструктивно обособ-
ленные, как правило) называются элементами. Однако необходимо заметить,
что один и тот же объект в зависимости от той задачи, которую хочет решить конструктор (исследователь, проектировщик, разработчик), может рассматри-
ваться как система или как элемент. Например, радиостанция обычно рассмат-
ривается как система. Однако она может стать элементом более крупного объ-
екта – радиорелейной линии, рассматриваемой, как система. Таким образом,
элемент – это объект, представляющий собой простейшую часть системы, от-
дельные части которой не представляют самостоятельного интереса в рамках конкретного рассмотрения. При проектировании – система (устройство)
должна удовлетворять всем техническим требованиям. Эти требования можно
разделить на:
-основные, обеспечивающие выполнение заданных функций;
-вспомогательные, связанные, с удобством эксплуатации, внешним ви-
дом и т.д.
В соответствии с этим все элементы системы делят на основные и вспо-
могательные. Вспомогательные элементы не связаны непосредственно с вы-
полнением заданных функций системы и не влияют на возникновение отказа.
При построении логической структуры технической системы (ТС), предназна-
ченной для исследования надежности, для упрощения расчетов имеет смысл принимать во внимание только основные элементы. С точки зрения теории надежности любой технической объект (система, устройство, элемент) можно охарактеризовать его свойствами, техническим состоянием и приспособлен-
ностью к восстановлению после потери работоспособности (табл. 1.1). При этом важнейшим комплексным свойством ТС является его надежность. Вве-
дем основные определения, используемые для расчета надежности ТС. Надеж-
ностью называется свойство ТС выполнять заданные функции, сохраняя во времени значение устанавливаемых эксплуатационных показателей в задан-
ных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использова-
ния, технического обслуживания, хранения и транспортировки.
Надежность включает в себя следующие свойства: безотказность, долго-
вечность, сохраняемость и ремонтопригодность.
Безотказность – свойство ТС непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предель-
ного состояния при установленной системе технического обслуживания и ре-
монтов называется долговечностью.
Сохраняемость – это свойство ТС непрерывно сохранять исправное и ра-
ботоспособное состояние в течение и после хранения и транспортирования.
Ремонтоспособностью называется свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникнове-
ния отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ре-
монта и технического обслуживания. Данное свойство является очень важ-
ным, т.к. оно характеризует степень стандартизации и унификации элементов ТС, удобство их размещения с точки зрения доступности для контроля и ре-
монта, приспособляемость к регулировочным операциям и т.д.
Состояния объекта Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответ-
ствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской
(проектной) документации.
Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не удовле-
творяет хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) кон-
структорской (проектной) документации.
Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функ-
ции, соответствуют нормативно-технической и (или) конструкторской (про-
ектной) документации.
Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором значе-
ние хотя бы одного параметра характеризующего его способность выполнять заданные функции, не соответствует нормативно-технической и (или) кон-
структорской (проектной) документации.
Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо восста-
новление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.
Неисправное изделие может быть работоспособным, однако неработоспособ-
ное изделие всегда неисправно.
Рис. 1. Основные характеристики ТС.
Объект характеризуется жизненным циклом. Жизненный цикл объекта состоит из ряда стадий: проектирование объекта, изготовление объекта, экс-
плуатация объекта. Каждая из этих стадий жизненного цикла влияет на надеж-
ность изделия. На стадии проектирования объекта закладываются основы его надежности. На надежность объекта влияют: выбор материалов (прочность материалов, износостойкость материалов), запасы прочности деталей и кон-
струкции в целом, удобство сборки и разборки (определяет трудоемкость по-
следующих ремонтов), механическая и тепловая напряженность конструктив-
ных элементов, резервирование важнейших или наименее надежных элемен-
тов и другие меры. На стадии изготовления надежность определяется выбором технологии производства, соблюдением технологических допусков, каче-
ством обработки сопрягаемых поверхностей, качеством используемых мате-
риалов, тщательностью сборки и регулировки. На стадии проектирования и изготовления определяются конструктивно технологические̶ факторы, влияю-
щие на надежность объекта. Действие этих факторов выявляется на стадии эксплуатации объекта. Кроме того, на этой стадии жизненного цикла объекта на его надежность влияют и эксплуатационные факторы.
Эксплуатация оказывает решающее влияние на надежность объектов,
особенно сложных. Надежность объекта при эксплуатации обеспечивается пу-
тем: – соблюдение условий и режимов эксплуатации (смазка, нагрузочные ре-
жимы, температурные режимы и др.); – проведение периодических техниче-
ских обслуживаний с целью выявления и устранения возникающих неполадок и поддержания объекта в работоспособном состоянии; – систематическая ди-
агностика состояния объекта, выявление и предупреждение отказов, снижение вредных последствий отказов; – проведение профилактических восстанови-
тельных ремонтов. Основной причиной снижения надежности в процессе экс-
плуатации являются износ и старение компонентов объекта. Износ приводит к изменению размеров, нарушению работоспособности (из-за ухудшения условий смазки, например), поломкам, снижению прочности и т.д. Старение
приводит к изменению физико-механических свойств материалов, влекущему поломки или отказы.
Второй раздел курса «Методы и практические приемы решения проблем в области надежности технических систем», включает в себя следующие во-
просы: Элементы теории массового обслуживания. Характеристики и матема-
тические модели; Марковские процессы, графы состояния системы. Система уравнений Колмогорова; Надежность восстанавливаемых систем и использо-
вание уравнений Колмогорова для моделирования надежности восстанавлива-
емых технических систем.
На начальном этапе создания изделия в процессе проектирования можно оценить возможность выполнения заданных требований по надежности, пред-
варительно определив вероятные характеристики надежности, обосновав структурную схему изделия и необходимый уровень надежности комплекту-
ющих элементов агрегатов и узлов. В процессе выполнения расчетов и анализа надежности оценивается вероятность появления двух следующих событий:
– события А, заключающегося в безотказной работе создаваемого изделия при определенных условиях эксплуатации и заданной продолжительности ра-
боты;
– противоположного события A (не A), выражающегося в появлении от-
каза изделия при его работе в заданных условиях эксплуатации.
Для правильного проведения расчетов и анализа большое значение имеют четкие формулировки отказа изделия. Под отказом следует понимать не только явные поломки, но также и нарушение работоспособности объекта, в
том числе и ухудшение точности характеристик. Признаки отказов могут быть параметрические, функциональные, прочностные и эксплуатационные. Пара-
метрические признаки связаны с ухудшением параметров объекта, например,
нестабильность рабочих параметров двигателя или их ухудшение сверх допу-
стимых значений.
МЕТОД СТРУКТУРНЫХ СХЕМ Рассматриваемый объект представляется в виде расчетной схемы, состо-
ящей из отдельных функциональных элементов. Для составления расчетной схемы конструкция объекта или его принципиальная схема разбивается на от-
дельные функциональные элементы, которые взаимодействуют друг с другом.
При разбивке объекта на элементы используются следующие правила. 1. Каждый элемент должен выполнять вполне определенные функции и
формировать некоторый выходной параметр при условии правильного по-
ступления к нему входного параметра или сигнала.
2. Все элементы системы должны быть взаимосвязанными при выполне-
нии каждым элементом заданной ему функции.
3. Каждый элемент должен иметь вполне определенные количественные характеристики надежности, полученные из эксплуатационной статистики или по экспериментальным данным.
В результате такой разбивки конструкция или принципиальная схема объекта заменяется расчетной схемой, состоящей из соединений звеньев. Каж-
дое звено схемы соответствует определенному функциональному элементу объекта и характеризуется определенным показателем надежности, значение которого известно.
МЕТОД ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ Этот метод накладывает меньше ограничений на возможности примене-
ния. В частности, допустимы звенья с зависимыми событиями, повторение одинаковых звеньев.
Анализ схемной надежности методом логических схем выполняется в следующем порядке:
а) формируются условия безотказной работы системы в зависимости от сочетания отказов элементов системы;
б) строится графическая схема условий безотказной работы системы с це-
почкой логических связей работоспособности системы и возможных отказов отдельных звеньев;