Одной из основных характеристик сложных технических систем является их надежность. Теория надежности получила значительное развитие и практическое применение в технике.

Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, позволяющих выполнять требуемые функции. Для количественной оценки надежности применяют вероятностные величины. Те изменения, которые происходят с течением времени в любой технической системе и приводят к потере ее работоспособности, связаны с внешними и внутренними воздействиями, которым она подвергается. В процессе эксплуатации на систему действуют все виды энергии, что может привести к изменению параметров отдельных элементов, механизмов и системы в целом. При этом имеется три основных источника воздействий:

• - действие энергии окружающей среды, включая человека, исполняющего функции оператора или ремонтника;
• - внутренние источники энергии, связанные как с рабочими процессами, протекающими в технической системе, так и с работой отдельных элементов системы;
• - потенциальная энергия, которая накоплена в материалах и деталях узлов системы в процессе их изготовления (внутренние напряжения в отливке, монтажные напряжения).

При работе технического объекта наблюдаются следующие основные виды энергии, влияющие на его работоспособность и надежность (рис. 6.4).

Механическая энергия, которая не только передается по всем элементам системы в процессе работы, но и воздействует на нее в виде статических или динамических нагрузок от взаимодействия с внешней средой.

Тепловая энергия действует на систему и ее части при колебаниях температуры окружающей среды, при осуществлении рабочего процесса (особенно сильные тепловые воздействия имеют место при работе двигателей и ряда технологических машин), при работе приводных механизмов, электротехнических и гидравлических устройств.

Химическая энергия также оказывает влияние на работу системы. Например, влага, содержащаяся в воздухе может вызвать коррозию отдельных узлов системы. Если же оборудование системы работает в условиях агрессивных сред (оборудование химической промышленности, суда и др.), то химические воздействия вызывают процессы, приводящие к разрушению отдельных элементов и узлов системы.

Ядерная (атомная) энергия, выделяющаяся в процессе превращения атомных ядер, может воздействовать на материалы (особенно в космосе), изменяя их свойства.

Электромагнитная энергия в виде радиоволн (электромагнитных колебаний) пронизывает все пространство вокруг объекта и может оказать влияние на работу электронной аппаратуры.

Биологические факторы также могут влиять на работоспособность системы в виде микроорганизмов, которые не только разрушают некоторые виды пластмасс, но даже могут воздействовать на металл.

Рис. 6.4.

Таким образом, все виды энергии действуют на техническую систему и ее механизмы, вызывают в ней целый ряд нежелательных процессов, создают условия для ухудшения ее технических характеристик.

Нормальная эксплуатация эрготехнической системы характеризуется определенной степенью надежности, представляющей собой комплексную вероятностную характеристику успешного выполнения системой требуемых целевых функций при сохранении ею своих эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение необходимого времени. Теория надежности позволяет оценивать срок службы, по окончании которого техническое средство вырабатывает свой ресурс и должно подвергнуться капитальному ремонту, модернизации или замене. Одно из основных понятий теории надежности - отказ.

Отказ - это нарушение работоспособного состояния технического устройства из-за прекращения функционирования или из-за резкого изменения его параметров. В теории надежности оценивается вероятность отказа, то есть вероятность того, что техническое средство откажет в течение заданного времени работы. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надежности изделий и способов контроля надежности, методов расчетов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надежности - являются предметом исследований надежности. При изучении вопросов надежности рассматривают самые разнообразные объекты - изделия, сооружения, системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов, и чем выше их надежность, тем выше надежность всего изделия.

Обеспечение надежности систем охватывает самые различные аспекты человеческой деятельности. Надежность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем (рис. 6.5).

Недостаточная надежность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами.

Как следует из приведенного выше определения надежности, наиболее значимой для успешного функционирования любой технической системы и выполнения ею заданных функций является сохранение ее работоспособности.

Рис. 6.5.

Работоспособность как состояние системы означает способность выполнять требуемые функции с заданными рабочими параметрами. В свою очередь, наличие работоспособности системы в течение всего времени ее эксплуатации предполагает безотказность ее функционирования, а также косвенно связано и с остальными свойствами эксплуатационной надежности. Надежность (работоспособность) объекта является комплексным свойством, ее оценивают по четырем количественным показателям - безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.

Безотказность - свойство объекта сохранять свою работоспособность в течение заданного времени без отказов и вынужденных перерывов.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до предельного состояния с необходимыми перерывами для регламентного обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство приспособленности объекта к предупреждению, выявлению и устранению отказов ее работоспособности путем проведения регламентного технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение и после установленного срока ее хранения или транспортировки.

Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене (например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т. д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т. д.).

Разработана классификация отказов с позиций изучения характера и природы отказов, влияния различных факторов на их возникновение (рис. 6.6).

• 1. По условиям возникновения разделяют отказы в нормальных и ненормальных (экстремальных) условиях. Ненормальные условия имеют место вследствие ошибок персонала, стихийных бедствий или при других чрезвычайных ситуациях.
• 2. По причинам возникновения выделяют отказы, не связанные с разрушением и обусловленные разрушением объекта.
• 3. По характеру возникновения: внезапные отказы , связанные с резким изменением основных параметров, и постепенные отказы под действием случайных факторов, обусловленные медленно протекающими необратимыми процессами
• 4. По степени влияния на работоспособность: полные и частичные отказы. Последние связаны с «частичной» потерей работоспособности системы, т. е. с пониженным уровнем функционирования. Такие отказы возникают в системах, имеющих большое количество автономных элементов. При отказе некоторых большинство элементов остается работоспособными.
• 5. По признакам проявления: явные и неявные отказы. Возникновение явного отказа обнаруживается органолептическими методами. При неявных отказах для их обнаружения требуется применение специальных приборов или устройств или значительный опыт и умение персонала.
• 6. По взаимосвязи между собой: независимые и зависимые отказы , когда появление одного отказа влечет за собой возникновение других. Взаимосвязь отказов может привести к их лавинообразному нарастанию.
• 7. По последствиям различают: отказы опасные и безопасные для здоровья и жизни персонала и для окружающей среды; тяжелые отказы , ведущие к значительным материальным и финансовым и другим затратам и потерям; легкие отказы почти без потерь.
• 8. По способу устранения выделяют: отказы, устраняемые заменой элементов, регулировкой, чисткой и самоустраняющиеся отказы или сбои.
• 9. По сложности устранения: простые и сложные отказы , требующие специалистов высокой квалификации и значительных трудозатрат.

• 0- отказ элемента,
• 1- первичный отказ;
• 2- вторичные отказы;
• 3- ошибочные команды,
• 4- элементы в заданных режимах работы,
• 5- избыточные напряжения;
• 6- ошибочные команды;
• 7- естественное старение;
• 8- соседние элементы,
• 9- окружающая среда;
• 10- персонал предприятия

Рис. 6.6. Характеристики отказов элементов технической системы

• 10. По частоте возникновения: на случайные (единичные) и неслучайные (систематические) отказы . Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала. Неслучайные отказы - это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.
• 11. Но возможности устранения: устранимые и неустранимые отказы , при возникновении которых восстановление работоспособности системы технически невозможно или экономически неоправданно.
• 12. По происхождению: конструктивные отказы , обусловленные недостатками конструкции; технологические отказы - недостатками технологического процесса изготовления и сборки деталей и узлов и эксплуатационные отказы , связанные только с условиями эксплуатации.

В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия). Отказы, приводящие к тяжелым последствиям, отнесены к категории «критических ».

К авариям относятся все отказы, наступление которых связано с угрозой для людей и окружающей среды, а также с серьезным экономическим и моральным ущербом. На надежность технических систем оказывают влияние три группы факторов: конструктивные, технологические и эксплуатационные.

К конструктивным факторам относятся: принципиальная схема машины, качество материалов, форма и размеры деталей, запас прочности, применяемые методы расчета на прочность, конструктивные концентраторы напряжений в деталях

Технологические факторы - факторы, связанные с процессом получения стабильных свойств материалов, обеспечивающих стабильность структуры, физико-механических свойств, прочности; факторы, связанные с формообразованием заготовки, методами обработки и сборки; методы и режимы механической, термической, химико-термической обработки; геометрия режущего инструмента; организация технического контроля по этапам технологического процесса.

Эксплуатационные факторы - характер нагружения, скорости, давления, температура среды, влажность среды, виды и способы смазки, соблюдение правил технической эксплуатации, техническое обслуживание, качество ремонта, квалификация ремонтно-эксплуатационного персонала, техническая оснащенность ремонтных служб и др.

Качество - Надёжность - Безопасность (КНБ) - как составляющие системного менеджмента. Качество

В условиях открытых рыночных отношений принципиально меняются приоритеты и расстановка акцентов, определяющих эффективность деятельности и имидж предприятий. Сегодня нельзя рассматривать и оценивать их деятельность без учета вопросов обеспечения профессиональной, промышленной и экологической безопасности. Способность конкурировать все больше зависит от качества оказываемых услуг, культуры и дисциплины труда, надёжности предприятия.

Учитывая это, современная политика на предприятии должна быть ориентирована не только на отдельные составляющие (безопасность, качество, надежность), но и одновременно на их комплексное решение. Только при условии реализации политики, адекватной современным требованиям, предприятие может рассчитывать на успех и имеет шансы закрепить свои позиции в рыночном поле.

Учитывая это, сегодня ключевыми категориями системы корпоративного управления при характеристике любого предприятия, Организации, компании становятся понятия - «качество услуг и продукции», «надёжность функционирования процессов и предприятия», «безопасность человека (персонала)». Эти категории настолько тесно связаны друг с другом, что практически трудно обозначить, что из них является первичным: или качество и надежность являются необходимыми категориями и условиями безопасности, или наоборот - безопасность и надежность являются показателями (свойствами) качества, формирующими его.

Все они важны как с точки зрения социальной, экономической значимости, успешности деятельности, так и для формирования внутреннего и внешнего имиджа предприятия, как надежного, профессионально и экологически безопасного, социально ответственного партнёра, обеспечивающего высокое качество оказываемых услуг. И если ранее эти понятия рассматривались независимо один от другого, то сейчас эти категории следует рассматривать во взаимосвязи. В этом особенность и в этом заключается комплексность и системность подхода к осуществлению производственной деятельности на предприятии на современном этапе.

Качество

Что общего между безопасностью и качеством, между качеством и надёжностью? Ведь проблема качества появилась не сегодня, она существует давно и существует вполне самостоятельно. Интенсивное решение качественной проблематики приходится на 80-ые годы прошлого столетия. В 70-80-х годах в СССР даже существовало такое понятие как «борьба» за качество, этой борьбе была посвящена одна из пятилеток («пятилетка качества»), проводились «дни качества», на тысячах предприятий существовали комплексные системы управления качеством продукции и т.д.

В настоящее время во всем мире качество в самом широком смысле завоевывает все более прочные позиции во всех сферах бизнесдеятель-ности. Подтверждением служит тот факт, что стандарты серии ISO 9000, как самые известные, являются первоосновой для систем менеджмента других сфер деятельности и внедряются в 157 странах - членах международной организации по стандартизации.

В чем же отличие сегодняшней «борьбы» за качество от прежней? В чем и как эти понятия проявляются на практике?

С той поры, когда эта работа на отечественных предприятиях активно проводилась, а она бесспорно дала свои положительные результаты, прошло достаточно много времени, многое из того уже забыто и растеряно, но одновременно с этим многое приняло более совершенные формы, появились новые подходы. Ведь понятие качества тогда и сейчас существенно различаются.

Сегодня под качеством понимается, в первую очередь, соответствие требованиям стандартов, надёжности, потребностям всех заинтересованных сторон, в том числе, удовлетворенность клиентов, ряд других аспектов, связанных с трудовой деятельностью. Если ранее речь шла о качестве продукции и системах управления качеством продукции, то сегодня речь идет о тотальном (всеобщем) управлении качеством в английской терминологии - Total Quality Management (TQM), включающем в себя качество продуктов труда, качество процессов, деятельности, менеджмента, наконец, качество фирмы (предприятия).

И безусловно категория качества является ключевой составляющей профессиональной, промышленной и экологической безопасности, т.к. идеология обеспечения безопасности тесно связана с идеологией формирования высококачественных услуг и продукции. Более того, современная концепция управления безопасностью базируется по сути практически на принципах менеджмента качества.

Поэтому в контексте данной темы понятие качества рассматривается не вообще, а во взаимосвязи с безопасностью, более того, как необходимое условие безопасности. Это обусловлено тем, что категории, которые формируют качество, одновременно являются категориями безопасности. К примеру, к ним относятся: передовая (совершенная, безопасная) технология, неукоснительное отношение к установленным правилам, культура и дисциплина труда, обязательность и взаимоответственность во взаимоотношениях с партнерами и собственными работниками предприятия и т.д.

С другой стороны, известно, что надежность также проявляется как некоторое свойство или качество, которым обладает объект, и относится к категории безопасности. Поэтому не случайно понятия надежный и безопасный переводятся на английский язык одним словом «Safe».

Что же предусматривает внедрение этих категорий, в чем заключаются сущность и исходные принципы, на которых должна строиться работа предприятий в этом направлении?

В первую очередь, предусматривается продолжение той работы, которая велась в каждой из этих областей, использование тех наработок и принципов, на которых она строилась ранее, а также опыта новейшей международной практики и международных стандартов.

Вот только некоторые из этих принципов.

Первый принцип качества

Системный подход к менеджменту охраны труда и качеству социально-производственных процессов: создание целостной системы для достижения целевых задач наиболее эффективным способом, организация взаимосвязи и взаимодействия субъектов и объектов управления, распределение ролей и обязанностей персонала, непрерывное совершенствование системы на основе оценки фактического состояния и последующей корректировки действий; обоюдовыгодные и взаимоответственные отношения с партнерами и работниками.

Применение этого принципа обычно сводится к следующему: открытому общению, обмену информацией и планами на будущее, создание совместных развивающих действий, признание улучшений и достижений партнеров; в числе выгод такого подхода - увеличение возможностей получения прибылей для партнеров и формирование предпосылок для безопасного производства работ и процессов.

Второй принцип качества

Общим и главным звеном системы, объединяющей в себе триединые понятия (качества, надежности и безопасности), является человек, его управляющая, организующая и исполнительская роль.

Согласно TQM персонал предприятия или компании представляет наивысшую ценность и по этим причинам участие работников всех категорий в их деятельности является необходимым условием эффективного функционирования системы. Поэтому второй принцип, как уже отмечалось ранее, заключается в вовлечении людей в процессы управления и адекватного исполнения, использование их способностей и потенциала по отношению к задачам, целям и интересам предприятия, что выражается в понимании людьми важности их личного ролевого участия в решении проблем, принятия ими ответственности за эти проблемы и возможные пути их решения.

Как и любая другая, система управления КНБ будет эффективно функционировать при определенных условиях. К ним относятся следующие.

Первым условием успешного действия системы, как уже указывалось ранее, является вовлеченность в процессы функционирования предприятия (управление, организация, исполнение) всего персонала. Этим должны заниматься все: каждый человек, каждая служба в своей области, совместные действия которых слагаются в общую политику предприятия. При этом для каждого субъекта должны быть четко обозначены соответствующими регулирующими документами ответственность, полномочия и порядок их взаимодействия.

Однако важно, чтобы этим занимались на каждом рабочем месте профессионально. Поэтому персонал должен владеть системными методами, формирующими менеджмент деятельности предприятия, а для этого его необходимо учить. То-есть, обучение и профессиональная компетентность являются вторым необходимым условием.

Третий принцип качества

Для того, чтобы привлечь персонал не только к участию в этом процессе, но и к его совершенствованию, людей необходимо мотивировать, используя для этой цели самые различные формы, более того, создать предпосылки для их самомотивации. Система уравнительной компенсации, где все получают одинаково мало, вытесняется экономическим стимулированием индивидуального вклада в общий результат.

И последнее. Должны быть назначены лица - ответственные за функционирование системы и лица, осуществляющие контроль. И здесь важная роль принадлежит службе охраны труда, т.к. по сути это функции, которые должны осуществлять специалисты этой службы. В этой связи представляется целесообразным включать в штатные расписания, по крайней мере, в крупных предприятиях (объединениях, компаниях), выполняющих работы или процессы повышенной опасности, должность

специалиста (инженера, менеджера) по системному управлению охраной труда, в должностные обязанности которого будет (должно) входить практическое внедрение интегрированной системы управления безопасностью, документирование процессов, организация результативного функционирования Системы, контроль за ее функционированием, внедрение методов управления рисками, реализация лидерских устремлений предприятия в области ОТ.

В современных условиях немаловажным стимулом для внедрения инновационных технологий и решений, для их успешной реализации является экономическая сторона вопроса. Иначе, что это в конечном итоге дает предприятию с точки зрения бизнеса? К сожалению, не все поддается простой количественной оценке, тем более, что понятия безопасности, качества и надежности являются не только и не столько экономическими категориями, сколько социальными.

Вследствие неудовлетворительного состояния охраны труда становятся инвалидами и гибнут в большинстве своем вполне трудоспособные, нередко молодые люди; из-за плохого качества снижается спрос на продукцию, нарушаются сроки поставки, уходят партнеры, в ненадежные предприятия на обновление техники и технологии никто не будет вкладывать средства, а значит предприятие обречено на неуспех.

И наоборот, предприятие, которое является во всех отношениях надежным, обеспечивает высокую культуру и качество процессов, услуг и продукции, гарантирующее безопасность, становится привлекательным для инвесторов, партнеров, а это значит - возможность внедрения передовых технологий, улучшение условий труда, увеличение объемов производства, рост материальных и социальных благ для работников, социальная стабильность и комфортность в трудовом коллективе, в конечном итоге - залог успешности, а это уже немало.

Мировая практика свидетельствует, что компании, принявшие и реализующие такой подход в системах менеджмента, который в большинстве случаев является частью всей философии менеджмента всеобщего качества (TQM), достигают особенно высоких показателей эффективности.

Учитывая это, какие задачи стоят перед менеджерами предприятия?

Основная задача состоит в формировании у персонала идеологии, адекватной требованиям новейшей системы менеджмента, к числу ключевых факторов которой относятся безопасность, качество, надежность. На это должны быть направлены все формы психологического влияния, обучения, тренинга, пропаганды.

Лекция . ПОКАЗАТЕЛИ НАДЁЖНОСТИ

Важнейшей технической характеристикой качества является надежность. Надежность оценивается вероятностными характеристиками, основанными на статистиче­ской обработке экспериментальных данных.

Основные понятия, термины и их определения, характери­зующие надежность техники и, в частности, изделий машино­строения, даны в ГОСТ 27.002-89.

Надежность - свойство изделия сохранять в установленных пределах времени значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремон­тов, хранения, транспортировки и других действий.

Надежность изделия - это комплексное свойство, которое может вклю­чать: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость и т.п.

Безотказность - свойство изделия непрерывно сохранять ра­ботоспособность в течение заданного времени или наработки в определенных условиях эксплуатации.

Работоспособное состояние - состояние изделия, при кото­ром оно способно выполнять заданные функции, сохраняя при этом допустимые значения всех основных параметров, установ­ленных нормативно-технической документацией (НТД) и (или) проектно-конструкторской документацией.

Долговечность - свойство изделия сохранять во времени ра­ботоспособность, с необходимыми перерывами для техничес­кого обслуживания и ремонта, до его предельного состояния, оговоренного технической документацией.

Долговечность обусловлена наступлением таких событий, как повреждение или отказ.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении ис­правности изделия.

Отказ - событие, в результате которого происходит полная или частичная утрата работоспособности изделия.

Исправное состояние - состояние, при котором изделие со­ответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) проектно-конструкторской документации.

Неисправное состояние - состояние, при котором изделие не удовлетворяет хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) проектно-конструкторской документации.

Неисправное изделие может быть работоспособным. Напри­мер, снижение плотности электролита в аккумуляторных батаре­ях, повреждение облицовки автомобиля означают неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен. Неработоспо­собное изделие является одновременно и неисправным.

Наработка - продолжительность (измеряемая, например, в часах или циклах) или объем работы изделия (измеряемый, например, в тоннах, километрах, кубометрах и т п. единицах).

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

Предельное состояние - состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация (применение) недопустима по требо­ваниям безопасности или нецелесообразна по экономическим причинам. Предельное состояние наступает в ре­зультате исчерпания ресурса или в аварийной ситуации.

Срок службы - календарная продолжительность эксплуата­ции изделий или ее возобновления после ремонта от начала его применения до наступления предельного состояния

Неработоспособное состояние - состояние изделия, при ко­тором оно не способно нормально выполнять хотя бы одну из заданных функций.

Перевод изделия из неисправного или неработоспособного состояния в исправное или работоспособное происходит в ре­зультате восстановления.

Восстановление - процесс обнаружения и устранения отказа (повреждения) изделия с целью восстановления его работоспо­собности (устранение неисправности).

Основным способом восстановления работоспособности яв­ляется ремонт.

Ремонтопригодность - свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению ра­ботоспособного состояния путем обнаружения и устранения дефекта и неисправности технической диагностикой, обслужи­ванием и ремонтом.

Сохраняемость - свойство изделий непрерывно сохранять зна­чения установленных показателей его качества в заданных пре­делах в течение длительного хранения и транспортирования

Срок сохраняемости - календарная продолжительность хра­нения и (или) транспортирования изделия в заданных услови­ях, в течение и после которых сохраняются исправность, а так­же значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в пределах, установленных нормативно-тех­нической документацией на данный объект.

Н

Рис. 1. Схема состояний издели

Для количественной характеристики каждого из свойств надеж­ности изделия служат такие единичные показатели, как наработка до отказа и на отказ, наработка между отказами, ресурс, срок служ­бы, срок сохраняемости, время восстановления. Значения этих ве­личин получают по данным испытаний или эксплуатации.

Комплексные показатели надежности, так же как коэффи­циент готовности, коэффициент технического использования и коэффициент оперативной готовности, вычисляются поданным единичных показателей. Номенклатура показателей надежности приведена в табл. 1.

Таблица 1. Примерная номенклатура показателей надежности

Показатели, характеризующие безотказность

Вероятность безотказной работы отдельного изделия оцени­вается как:

где Т - время от начала работы до отказа;

t - время, для которого определяется вероятность безотказ­ной работы.

Величина T может быть больше, меньше или равна t . Следо­вательно,

Вероятность безотказной работы - это статистический и от­носительный показатель сохранения работоспособности одно­типных изделий серийного производства, выражающий вероят­ность того, что в пределах заданной наработки отказ изделий не наступает. Для установления значения вероятности безотказной работы серийных изделий используют формулу для среднеста­тистического значения:

где N - число наблюдаемых изделий (или элементов);

N o - число отказавших изделий за время t ;

N р - число работоспособных изделий к концу времени t испытаний или эксплуатации.

Вероятность безотказной работы является одной из наиболее значимых характеристик надежности изделия, так как она охва­тывает все факторы, влияющие на надежность. Для вычисления вероятности безотказной работы используются данные, накап­ливаемые путем наблюдений за работой при эксплуатации или при специальных испытаниях. Чем больше изделий подвергает­ся наблюдениям или испытаниям на надежность, тем точнее определяется вероятность безотказной работы других однотип­ных изделий.

Так как безотказная работа и отказ - взаимно противопо­ложные события, то оценку вероятности отказа (Q (t )) опреде­ляют по формуле:

Расчет среднестатистического времени наработки до отказа (или среднего времени безотказной работы) по результатам на­блюдений определяют по формуле:

T i - время безотказной работы i -го элемента (изделия).

Статистическую оценку среднего значения наработки на от­каз вычисляют как отношение суммарной наработки за рас­сматриваемый период испытаний или эксплуатации изделий к суммарному числу отказов этих изделий за тот же период вре­мени:

Статистическую оценку среднего значения наработки между отказами вычисляют как отношение суммарной наработки из­делия между отказами за рассматриваемый период испытаний или эксплуатации к числу отказов этого (их) объекта(ов) за тот же период:

где т - число отказов за время t .

Показатели долговечности

Статистическая оценка среднего ресурса такова:

где Т р i - ресурс i -го объекта;

N - число изделий, поставленных на испытания или в экс­плуатацию.

Гамма-процентный ресурс выражает наработку, в течение которой изделие с заданной вероятностью γ процентов не дос­тигает предельного состояния. Гамма-процентный ресурс явля­ется основным расчетным показателем, например для подшип­ников и других изделий. Существенное достоинство этого показателя в возможности его определения до завершения ис­пытаний всех образцов. В большинстве случаев для различных изделий используют критерий 90%-го ресурса.

Назначенный ресурс - суммарная наработка, при достиже­нии которой применение изделия по назначению должно быть прекращено независимо от его технического состояния.

Под установленным ресурсом понимается технически обосно­ванная или заданная величина ресурса, обеспечиваемая конст­рукцией, технологией и условиями эксплуатации, в пределах которой изделие не должно достигать предельного состояния.

Статистическую оценку среднего срока службы определяют по формуле:

I

где Т сл i - срок службы i -го изделия.

Гамма-процентный срок службы представляет собой календарную продолжительность эксплуатации, в течение которой изделие не достигает предельного состояния с вероятностью  , выраженной в процентах. Для его расчета используют соотно­шение

Назначенный срок службы - суммарная календарная продол­жительность эксплуатации, при достижении которой применение изделия по назначению должно быть прекращено независи­мо от его технического состояния.

Под установленным сроком службы понимают технико-экономически обоснованный срок службы, обеспечиваемый кон­струкцией, технологией и эксплуатацией, в пределах которого изделие не должно достигать предельного состояния.

Основной причиной снижения показателей дол­говечности изделия является износ его деталей.

Надежность. - это свойство машины, ее узла или детали выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели (производительность, мощность, расход энергии, точность и др.) в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки (в километрах, гектарах, кубометрах, циклах или др.)

Терминология по надежности в технике распространяется на любые технические объекты-изделия, сооружения и системы, а также их подсистемы, рассматриваемые с точки зрения надежности на этапах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации и ремонта. В качестве подсистем могут рассматриваться сборочные единицы, детали, компоненты или элементы. При необходимости в понятие "объект" могут быть включены информация и ее носители, а также человеческий фактор (например, при рассмотрении надежности системы "машина-оператор").

На стадии разработки термин “объект” применяется к наугад выбранному представителю из генеральной совокупности объектов.

Надежность - комплексное свойство, состоящее в общем случае из безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Например, для неремонтируемых объектов основным свойством может являться безотказность. Для ремонтируемых объектов одним из важнейших свойств, составляющих понятие надежности, может быть ремонтопригодность.

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 и ремонта.

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 способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Объект - техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Элемент - простейшая составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей.

Система - совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

12 .Показатели безотказности: вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, интенсивность отказов, параметр потока отказов, наработка на отказ. Закон Вейбулла для характеристики распределения отказов, типичная кривая изменения плотности вероятности отказов в процессе эксплуатации объектов.

Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает. На практике этот показатель определяется статистической оценкой

где N0 - исходное число работоспособных объектов, n(t) - число отказавших объектов за время t.

Средняя наработка до отказа Математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Наработка до отказа - эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

Наработка - продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклов включений и др.

Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.

Т = 1/m * Σti где ti - наработка i-го объекта между отказами; m - число отказов.

Интенсивность отказов. Условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Интенсивностью отказов называется соотношение числа отказавших образцов аппаратуры в единицу времени к среднему числу образцов, исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие образцы не восстанавливаются и не заменяются исправными.

Параметр потока отказов. Отношение математического ожидания числа отказов восстанавливаемого объекта за достаточно малую его наработку к значению этой наработки.

Нужно установить окна, а не знаете, чему отдать предпочтение? С одной стороны, хорошо знакомые деревянные, а с другой, популярные нынче пластиковые. В обоих случаях экологичность, безопасность и надежность конструкции соответствует цене и честности производителя. И все же когда нужно будет устанавливать новые окна, то можно обнаружить существенную разницу между этими двумя типами.

Нужно установить окна — плюсы и минусы деревянных и пластиковых конструкций

Если нужно будет установить деревянное окно, то не стоит верить фирмам, которые обещают привезти конструкцию послезавтра. Это в принципе невозможно, ведь минимальный срок изготовления деревянной конструкции составляет 30 дней. Дерево нужно просушить, окрасить или затонировать, покрыть лаком, если нужно установить окна из дерева. А вот когда нужно будет установить пластиковое окно, то его фирма сможет изготовить и за сутки. Особенно если у производителя есть свое собственное производство.

Когда нужно установить окна , то деревянные конструкции уступают пальму первенства по двум причинам. Это кропотливый монтаж и высокая цена. Чтобы действительно установить деревянные евроконструкции, надо будет заплатить примерно 3-4 раза, чем за конструкцию с ПВХ профилем.

Когда нужно установить окн а, то следует помнить, что даже самые дорогие пластиковые конструкции изготавливаются из поливинилхлорида. А это значит, что при высоких температурах, в сильную жару или во время пожара будет выделяться наибольшее количество вредных веществ

Срок службы также надо учитывать, когда нужно установить окна. Ведь пластиковые конструкции прослужат в среднем около 40 лет. Они себя уже хорошо зарекомендовали в непростом российском климате. Деревянные же конструкции прослужат примерно 10 лет, а потом солнце, ветер и влага сделают свое черное дело и постепенно разрушат конструкцию.

Если нужно будет установить пластиковое окно, то хотя бы потому что сделать это проще и быстрее. Когда нужно установить окна, то пластиковые конструкции можно смонтировать своими руками, имея минимальный опыт. Такой фокус с деревянной конструкцией уже не пройдет. Установка деревянной конструкции — это довольно процесс, который требует и опыта, и специальных приспособлений.
Другая причина, по которой нужно установить окна из пластика, легкий уход. Надо будет только протирать профиль тряпочкой, регулировать и смазывать фурнитуру, менять уплотнитель. Деревянный профиль, который рассыхается или впитывает влагу, требует к себе больше внимания. Но с другой стороны, дерево подлежит реставрации, а пластик придется полностью менять.

Стеклопакет в пластиковой конструкции легче заменить. Сделать это можно за несколько дней. Но в деревянной конструкцией сделать этого намного труднее. В ней стеклопакет прочно вклеен в створку силиконовым герметиком, а штапик надежно прикреплен. Поэтому снять стеклопакет, не повредив штапик, очень сложно. Это также учитывают, когда нужно установить окна. Если это будет отечественная конструкция, то на замену стеклопакета уйдет неделя или две. А если производитель окажется иностранным, то ждать замены придется минимум месяц.