Глава 1. Общие положения

§1. Основные понятия, термины и определения (гост 27.002-83)

Понятия, относящиеся к надежности, распространяются на любые технические объекты - изделия, сооружения, системы и подсистемы. В качестве подсистем могут выступать сборочные единицы, детали, компоненты и элементы. В понятие "объект" могут быть включены информация и ее носители, а также человеческий фактор (например, при рассмотрении надежности системы "машина-оператор"). С объектом связывают понятие эксплуатации, включающее в себя применение по назначению, техническое обслуживание, ремонт, хранение и транспортирование. Наряду с объектом используют понятие "элемент" - составная часть объекта, рассматриваемая при исследованиях надежности как единое целое, не подлежащая дальнейшему разукрупнению.

Исследования надежности объектов представляют собой составную часть процесса проектирования от формулировки технического задания до выпуска технической документации, а также могут проводиться в ходе испытаний в лабораторных условиях или в процессе эксплуатации.

Техническое состояние объекта может относиться к одной из следующих категорий.

Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации (далее - документации). Требования к документации устанавливаются по отношению к значениям параметров, описывающих состояние объекта, а также к качественным признакам.

Неисправное состояние - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований документации. Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям документации.

Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям документации.

Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям документации, выполнение которых обеспечивает применение объекта по назначению. Работоспособный объект может быть неисправным, например, вследствие ухудшения внешнего вида, еще не препятствующего применению по назначению.

Для сложных объектов возможны частично неработоспособные состояния, при которых объект способен выполнять требуемые функции с пониженными показателями или способен выполнять лишь часть функций. Для некоторых объектов признаками неработоспособного состояния могут быть отклонения показателей качества изготавливаемой ими продукции.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Критерии предельного состояния устанавливаются документацией.

При разработке объекта предусматривают проведение (или не проведение) технического обслуживания и ремонта для восстановления работоспособности или исправного состояния объекта. В связи с этим рассматривают следующие категории объектов.

Восстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в документации.

Невосстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления не предусмотрено в документации.

Ремонтируемый объект - объект, ремонт которого возможен и предусмотрен документацией.

Неремонтируемый объект - объект, ремонт которого не предусмотрен документацией.

Отметим, что термины «восстанавливаемый (невосстанавливаемый) объект» и «ремонтируемый (неремонтируемый) объект» не эквивалентны друг другу, так как первые относятся к условиям восстановления работоспособности объекта в конкретной ситуации, а вторые характеризуют его свойства – приспособленность к ремонту и техническому обслуживанию.

Например, автомобиль – ремонтируемый объект, но в условиях российской глубинки может оказаться невосстанавливаемым.

В расчетных задачах достаточно пользоваться терминами «восстанавливаемый» и «невосстанавливаемый».

Наступление неисправного и неработоспособного состояния связано с понятиями повреждения и отказа.

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

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

По причинам, механизмам возникновения и другим признакам отказы подразделяются на несколько видов.

Внезапный отказ - отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких параметров объекта.

Наступление внезапного отказа не может быть предсказано предварительным контролем или диагностированием.

Постепенный отказ - отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров объекта.

В отличие от внезапного отказа, наступлению постепенного отказа предшествует непрерывное и монотонное изменение одного или нескольких параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции. Ввиду этого существует возможность предсказать наступление отказа. Однако момент непосредственного возникновения постепенного отказа является случайным, а сам отказ - случайным событием, что является общим свойством внезапных и постепенных отказов. Это важное обстоятельство обусловило математическую основу теории надежности, в качестве которой выступает теория вероятностей и математическая статистика. По той же причине основную, наиболее развитую часть теории надежности называют статистической теорией надежности. Именно она будет далее предметом изучения.

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

Характерным примером сбоя является остановка ЭВМ, устраняемая повторным запуском программы.

Изменения состояний объекта связывают с рядом понятий, именуемых временны́ми. Следует отметить, что наряду со временем в этих понятиях могут фигурировать и другие показатели - объем работы, выполненной объектом, количеством циклов срабатывания и т. п. Эти показатели объединяют общим термином наработка - продолжительность или объем работы объекта. На этом термине базируется ряд понятий.

Наработка до отказа - наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Наработка до отказа вводится как для неремонтируемых (невосстанавливаемых), так и для ремонтируемых (восстанавливаемых) объектов.

Наработка между отказами - наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего.

Время восстановления - продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта.

Ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возникновения после ремонта до перехода в предельное состояние.

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

Надежность 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.

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

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания.

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

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

Эти термины понадобятся в ближайшее время. Другие термины и определения будут приведены далее по мере необходимости. Подробный их перечень дан в §1 пособия [1]. В этом же пособии содержатся остальные параграфы настоящей главы, предназначенные для самостоятельного изучения:

§2. Показатели надежности

§3. Задание требований по надежности