Основы теории надежности Лекция 23 Основные определения

Основы теории надежности Лекция № 23 Основные определения и термины теории надежности сложных технических систем 1

Основы теории надежности Теория надежности — это наука об объективных закономерностях отказов технических объектов. Теория надежности как наука изучает: 1. Критерии и показатели надежности технических объектов. 2. Методы анализа и синтеза техники по критериям надежности. 3. Методы обеспечения и повышения надежности техники. 4. Научные методы эксплуатации техники, обеспечивающие ее эксплуатационную надежность. 2

Особенности теории надежности: Ø теория надежности широко использует такие дисциплины как: математику, теорию вероятностей, математическую статистику, математическую логику, теория систем массового обслуживания, элементы теории графов, методы статистического моделирования, методы оптимизации и другие; Ø теория надежности требует применения компьютерных технологий решения практических задач; Ø задачи теории надежности имеют вероятностный характер, так как характер отказов и восстановлений носит случайный характер; Ø трудность математического моделирования объектов из-за отсутствия достоверных данных о надежности элементов системы, в частности, данных о законах распределения отказов и восстановлений; Ø трудность, а во многих случаях невозможность статистических испытаний из-за технических и экономических ограничений; Ø сложность современных систем и, как результат, большие размерности уравнений, решение которых во многих случаях невозможно даже при использовании современных компьютерных технологий. 3

Основные термины и определения теории надежности: Надежность — 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. Межгосударственный ГОСТ 27. 002 -89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения» . 4

Ошибочные определения надежности: Первая ошибка: Надежность отождествляется с ее численной оценкой и надежностью называют вероятность безотказной работы изделия в течение времени. Однако численные показатели не могут быть определениями физических явлений. Вторая ошибка: Понятие надежности связывают со временем работы изделия. Однако время – один из аргументов показателей надежности изделия. Третья ошибка: Надежность трактуется как комплексное свойство изделия, которое в зависимости от назначения и условий применения может включать такие способности объекта как: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Однако: Ø безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость не являются физическими свойствами изделия; Ø физические свойства не могут быть совокупностью других физических свойств. 5

Способности объектов: Безотказность – способность объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. Долговечность – способность объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность – способность объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания или ремонта. Сохраняемость - способность объекта сохранять в заданных пределах значения всех параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования. 6

Основные обобщенные объекты теории надежности: Изделие — единица продукции, выпускаемая предприятием ( подшипник, двигатель, компрессор); Элемент — простейшая часть изделия (компрессор, турбина, камера сгорания); Деталь – составные части элемента (лопатка, диск); Система - совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения задач или функций. 7

Основные состояния, которые характеризуют надежность объекта: 1. Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации; 2. Неисправное состояние - объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативнотехнической и (или) конструкторской (проектной) документации; 3. Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значение всех параметров, соответствуют требованиям нормативнотехнической и (или) конструкторской (проектной) документации; 4. Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации; 5. Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. 8

Критерии предельного состояния объекта: Критерием предельного состояния объекта является признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией. Применение или использование объекта по назначению прекращается при: Ø неустранимом нарушении безопасности; Ø неустранимом отклонении величин заданных параметров; Ø недопустимом увеличении эксплуатационных расходов. Объекты делят на: невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене (свечи зажигания топливной системы, подшипники, зубчатые колеса и т. д. ); восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены при проведении соответствующего вида ремонта (лопатки турбины, валы, фильтры и т. д. ). 9

Основные события, которые характеризуют надежность: Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Если рассматриваемая единица продукции имеет дефект, то это означает, что по меньшей мере один из показателей ее качества или параметров вышел за предельное значение или не выполняется (не удовлетворяется) одно из требовании нормативной документации к признакам продукции. Несоответствие требованиям технического задания или установленным правилам разработки (модернизации) продукции относится к конструктивным дефектам. Несоответствие требованиям нормативной документации на изготовление или поставку продукции относится к производственным дефектам. Отказ - событие, после возникновения которого характеристики технического объекта (параметры) выходят за допустимые пределы, т. е. отказ событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия, которое до возникновения отказа было работоспособным. Отказ может возникнуть в результате наличия в изделии одного или нескольких дефектов, но появление дефектов не всегда означает, что возник отказ, т. е. изделие стало неработоспособным. Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния. 10