МЧС России Ивановский институт ГПС МЧС России Надёжность

МЧС России Ивановский институт ГПС МЧС России Надёжность технических систем и техногенный риск Раздел № 1. Основы теории надёжности технических систем Тема № 1. Основные понятия теории надёжности технических систем Лекция 1. 1. Введение в теорию надёжности технических систем Лектор: профессор кафедры пожарной техники, доктор химических наук Бубнов А. Г.

Главной целью данной лекции является начало формирования у Вас основ профессиональной компетенции (ПК-4) компетенции «умение использовать методы расчётов элементов технологического оборудования по критериям исправности (работоспособности) и надёжности» . 2

Учебные вопросы: 1. Цель и задачи дисциплины в системе подготовки инженеров пожарной безопасности. 2. Основные понятия надёжности технических систем. 3. Показатели надёжности технических систем. 3

Структура дисциплины 4 раздела: - основы теории надёжности технических систем, - надёжность объектов при испытаниях и эксплуатации, - основы теории риска, - основы стратегии безопасности Лекции, семинары, практические занятия, контрольная графическая работа 4

Объём дисциплины для обучающихся по очной форме обучения 102 ч, из них: 50 ч – аудиторные занятия, 52 ч – самостоятельная работа. Пример использования теории надёжности для практических оценок техногенного риска приведён в метод. пособии Бубнов А. Г. , Курочкин В. Ю. , Моисеев Ю. Н. , Костерин И. В. Методические указания по выполнению контрольной расчётно-графической работы по дисциплине «Надёжность технических систем и техногенный риск» : учебнометодическое пособие – Иваново: ООНИ Ив. И ГПС МЧС России, 2012. – 37 с. » Основы теории риска и стратегии безопасности приведены в метод. пособии Костерин И. В. «Надёжность технических систем и техногенный риск. Основы теории риска и стратегии безопасности: Учебно-методическое пособие для обучающихся по специальности 280104. 65 – «Пожарная безопасность» , 280103. 65 – «Защита в чрезвычайных ситуациях» . – Иваново: ООНИ Ив. И ГПС 5 МЧС России, 2010. – 80 с. »

Основная литература: 1) Малкин В. С. Надёжность технических систем и техногенный риск. – Ростов-на-Дону: Изд. -во «Феникс» , 2010 – 432 с. 2) Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие для вузов. – Изд. 9 -е, стер. – М. : Высш. школа, 2003. – 479 с. : ил. 3) Михайлов Л. А. , Соломин В. П. Чрезвычайные ситуации природного, техногенного и социального характера и защита от них. Учебник для вузов – СПб. : Питер, 2009. – 235 с. – (Серия «Учебник для вузов» ). 4) Острейковский В. А. Теория надёжности: Учебник для вузов. – М. : Высш. шк. , 2003. – 463 с. 5) Надёжность технических систем и техногенный риск: Электронное уч. пос. – М. : ФГУ ВНИИ ГОЧС, риск 2013 6

ВВЕДЕНИЕ: Конец XX и начало XXI века ознаменовались бурным развитием промышленного производства, призванного обеспечить максимально комфортные условия жизнедеятельности. Научно-технический прогресс способствует появлению новых технических систем, усовершенствованию старых и созданию новых технологий производства. На современном этапе развития при создании и эксплуатации технических систем различной степени сложности приоритетными становятся вопросы обеспечения их высокой надёжности и безопасности. Надёжность выступает одним из необходимых Надёжность условий успешного использования современных технических средств по обеспечению пожарной безопасности при выполнении задач сотрудниками ГПС МЧС РФ в т. ч. и по снижению уровней техногенного риска. 7

Согласно Государственному образовательному стандарту направления подготовки 280104. 65 «Пожарная безопасность» , безопасность дисциплина «Надёжность технических систем и техногенный риск» входит в цикл общепрофессиональных дисциплин 8

Вопрос № 1 Цель и задачи дисциплины НТС и ТР в системе подготовки специалистов пожарной безопасности. Цель изучения дисциплины: формирование у будущих формирование специалистов знаний, умений и навыков об особенностях взаимодействия в системах «человек – техническая система – среда» , а также способности среда прогнозировать и оценивать последствия взаимодействия компонентов техносферы. 9

Вопрос № 1 Задачи дисциплины: üознакомить с основными показателями надёжности технических систем, критериями работоспособности деталей машин, приборов и механизмов и видами их отказов; ü научить анализировать опасности и риски, связанные с созданием и эксплуатацией технических систем; üнаучить анализировать опасности и риски, связанные с пожарной техникой и современными системами 10 пожаротушения.

Вопрос № 1 После изучения дисциплины «Надёжность технических систем и техногенный риск» риск Вы должны знать: ü основные критерии работоспособности деталей машин, приборов и механизмов и виды их отказов; ü основные компоненты надёжности: безопасность, долговечность, сохраняемость; ü основные модели взаимодействия в системе «человек – техническая система – среда» ; ü математические основы анализа надёжности технических систем и техногенного риска; ü номенклатуру основных источников аварий и катастроф, причины аварийности на производстве; ü основные принципы анализа и моделирования надёжности технических систем и определения приемлемого риска. 11

Вопрос № 1 После изучения дисциплины «Надёжность технических систем и техногенный риск» Вы должны уметь: q применять методы анализа взаимодействия человека и его деятельности со средой обитания; q проводить расчёты надёжности и работоспособности технических систем; q применять методы оценки и способы снижения пожарных рисков; q оценивать размер зон загрязнения окружающей среды при пожарах. 12

Вопрос № 1 Цель и задачи дисциплины НТС и ТР в системе подготовки специалистов пожарной ВЫВОД по 1 вопросу: безопасности. Знание основных показателей надёжности технических систем и методов их расчёта является одним из необходимых условий успешного использования современных технических средств по обеспечению пожарной и, в целом, техносферной безопасности, а также снижения техногенного 13 риска.

Вопрос № 2 Основные понятия надёжности технических систем Надёжность 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. 14

Вопрос № 2 Основные понятия надёжности Надёжность технических систем включает в себя четыре других свойства (показателя): 1. Безотказность. 2. Долговечность. 3. Ремонтопригодность. 4. Сохраняемость. Таким образом, надёжность объекта является комплексным свойством, её свойством можно оценивать по значениям показателей характеризующих безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или по сочетанию этих 15 свойств объекта.

Вопрос № 2 Основные понятия надёжности технических систем Характеристики надёжности: 1) Исправность (неисправность) 2) Работоспособность (неработоспособно сть) 16

Вопрос № 2 Отказ событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Повреждение – событие, состоящее в переходе системы из исправного состояния в неисправное (но работоспособное). Неработоспособное состояние характеризуется отказными признаками, т. е. прекращением признаками функционирования, в то время как неисправное состояние отказных 17 признаков не имеет. признаков

Вопрос № 2 Отказы по характеру возникновения подразделяют на: 1) случайные (неслучайные - систематические); 2) внезапные (постепенные). По причинам возникновения отказы По причинам возникновения классифицируют на: 1) конструктивные (вызванные недостатками конструкции), 2) производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления), 3) эксплуатационные (вызванные 18 неправильной эксплуатацией).

Вопрос № 2 Основные понятия надёжности технических систем ВЫВОД по 2 вопросу. Основные понятия и термины надёжности технических систем стандартизированы, что позволяет использовать их не только в целях технического регулирования и совершенствования качества, но и для обеспечения техносферной безопасности (включая противопожарную) в целях снижения величин техногенного риска. 19

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. 1) Показатели безотказности: • интенсивность отказов (ИО) • средняя наработка до отказа • средняя наработка на отказ 20

Вопрос № 3 2) Показатели долговечности: ü Показатели, связанные с ресурсом изделия ü Показатели, связанные со сроком службы изделия 21

Вопрос № 3 Комплексные показатели надёжности: • Коэффициент готовности • Коэффициент оперативной готовности • Коэффициент технического 22

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. Вероятность безотказной работы (ВБР) – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет: где: N(t) – число объектов исправно работающих в интервале времени [0, t]; N 0 – число объектов в начале испытаний. 23

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. Вероятность отказа (ВО) – вероятность того, что отказ произойдёт за время не превышающее заданной величины t равна: равна Интенсивность отказов – это отношение числа отказавших объектов в единицу времени к среднему числу объектов, продолжающих исправно работать в данный интервал времени где: n( t) – число отказавших изделий за промежуток времени t; 24 N(t) – число изделий , продолжающих работу.

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. Средняя наработка на отказ (отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки): где: tcpi – время исправной работы между (i -1)-м и i-м отказами объекта, n – число отказов объекта. 25

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. Параметр потока отказов (характеризует среднее число отказов, ожидаемых на малом интервале времени): где: ni( t) – общее число отказов восстанавливаемого объекта за интервал времени от (t- t/2) до (t+ t/2); N 0 – число объектов в начале испытаний. 26

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. Вероятность восстановления – вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния объекта не превысит заданного. Статистически среднее время восстановления равно: где: n – число отказов объекта; Tвi – время обнаружения и устранения i-го отказа объекта. 27

Вопрос № 3 Показатели надёжности технических систем. ВЫВОД по 3 вопросу и лекции: В соответствии с ГОСТ Р 53480 -2009 для количественной оценки надёжности применяются количественные показатели оценки отдельных её свойств: q безотказности, q долговечности, q ремонтопригодности, q сохраняемости, а также комплексные показатели, показатели характеризующие готовность и эффективность использования технических объектов (в частности, электроустановок). 28

самоподготовку 1. Острейковский, В. А. Теория надежности: Учебник для вузов / В. А. Острейковский – М. : Высш. шк. , 2003, с. 9 -34; 2. ГОСТ Р 53480 -2009. Надёжность в технике. Термины и определения. 3. http: //ivgoradm. ru/ugochs/sbornik 2. htm (электронное учебное пособие «Надёжность технических систем и техногенный риск» ) 29

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! 30