- •Министерство образования и науки
- •Введение
- •Часть 1. Основы теории надежности организационно-технических систем и входящих в их состав объектов
- •Раздел 1. Описание свойств организационно-технических систем и входящих в их состав объектов
- •1.1 Системный подход к исследованию надежности сложных технических комплексов
- •1.2Техническое состояние объектов в составе организационно-технических систем
- •1.3. Основные термины и определения в области надежности технических объектов.
- •1.4. Организационно-техническая система и ее свойства
- •1.5. Учет человеческого фактора в организационно-технических системах
- •1.6. Качество организационно-технических систем
- •1.7. Краткая характеристика жизненного цикла сложных технических объектов в составе организационно – технических систем
- •Раздел 2. Модели отказов технических объектов
- •2.1. Модель отказов при мгновенных повреждениях.
- •2.2. Модель отказов, обусловленных накапливающимися повреждениями.
- •2.3 Модель “Нагрузка – сопротивляемость объекта”.
- •2.4 Модели параметрических отказов.
- •2.4.1. Модель параметрического отказа при одном параметре, характеризующем работоспособность объекта.
- •2.4.2.Модель параметрической надежности объекта при нескольких параметрах, характеризующих работоспособность его систем и элементов.
- •2.5. Физические основы процессов разрушения твердых тел
- •Раздел 3. Показатели надежности организационно-технических систем и их элементов
- •3.1. Особенности показателей надежности организационно-технических систем и их элементов
- •3.2. Показатели безотказности невосстанавливаемых объектов
- •3.3. Показатели безотказности объектов с мгновенным восстановлением.
- •3.4. Комплексные показатели надежности организационно-технических систем
- •3.4.1. Функция готовности объектов с конечным временем восстановления
- •3.4.2 Показатель нахождения объекта в дежурном режиме
- •3.4.3 Показатель (коэффициент) готовности объектов, неконтролируемых в промежутках между проведением технических обслуживаний
- •3.4.4 Выбор оптимального значения периодичности технического обслуживания
- •3.4.5. Комплексные показатели готовности организационно технических систем
- •3.5. Особенности оценки надежности программного обеспечения
- •Раздел 4. Показатели долговечности
- •4.1 Основные формулы и определения
- •4.2 Основные показатели долговечности.
- •4.3 Задание требований к гамма-процентному сроку службы
- •4.4 Задание гамма-процентных ресурсов.
- •Относительно r1, r2, при заданных значениях , b1, b2, c1, c2, t.
- •4.5 Экспертно-факторный подход к оценке и прогнозированию долговечности организационно-технических систем и их элементов.
- •Метод определения оптимальных сроков службы отс с учетом характера их применения
- •4.7 Оценка сроков службы объектов с учетом физического и морального износа
- •Раздел 5. Ремонтопригодность
- •5.1 Показатели ремонтопригодности
- •5.2Организацияпоиска и устранения дефектов, неисправностей и отказов
- •6. Сохраняемость
- •6.1 Анализ факторов, влияющих на сохраняемость объектов
- •6.2 Консервация объектов
- •6.3 Периодичность проверок объектов при хранении
- •6.4 Контроль и поддержание температурно-влажностного режима в хранилищах
- •6.5. Особенности хранения крупногабаритных элементов комплексов летательных аппаратов.
- •6.6. Предотвращение смятия баков ракет-носителей внешним избыточным давлением.
- •6.7. Особенности сохраняемости крупногабаритных элементов ракетно-космической техники при перевозках железнодорожным транспортом.
- •6.8 Определение показателей безотказности объектов в переменном режиме. Физический принцип надежности н.М. Седякина.
- •Раздел 7. Определение показателей надежности элементов организационно-технических систем на основе методов теории стохастической индикации.
- •7.1 Основы теории стохастической индикации
- •7.2 Физическая природа стохастических индикаторов.
- •7.3 Методы определения показателей надежности на основе методов стохастической индикации.
- •7.4 Графический метод построения функций распределения ,стохастических индикаторов.
- •7.5. Построение функций распределения и стохастических индикаторов.
- •Часть 2. Пути и методы повышения надежности организационно-технических систем и их элементов
- •Раздел 8. Техническое обслуживание объектов
- •8.1 Назначение и содержание технического обслуживания.
- •8.2 Системы то и принципы их выбора.
- •Раздел 9. Надежность систем и объектов с резервированием
- •9.1 Виды резервирования
- •9.2. Показатели надежности устройств с постоянным нагруженным резервом
- •Раздел 10. Расчет надежности организационно-технических систем и их элементов……….……….……….……….……….…………………... 9
- •Раздел 10. Расчет надежности ремонтируемых организационно-технических систем 246
- •9.3. Показатели надежности при резервировании с ненагруженным резервом
- •9.4. Сопоставление общего и раздельного резервирования
- •9.5. Скользящее резервирование
- •9.6. Резервирование с применением мажоритарного элемента
- •9.7. Резервирование элементов, отказывающих по причине обрыва или короткого замыкания
- •9.8. Метод свертки
- •9.9. Логико-вероятностный метод
- •9.10. Оценка надёжности мостиковых структур методом перебора.
- •Раздел 10. Расчет надежности ремонтируемых организационно-технических систем
- •10.1. Расчет надежности ремонтируемых организационно-технических систем
- •Вычисление функций готовности и простоя нерезервированных систем
- •10.2 Особенности расчёта надёжности резервированных восстанавливаемых систем.
- •10.3. Примеры расчётов надёжности восстанавливаемых систем.
- •10.4 Определение надежности с учетом восстанавливаемости и числа запасных элементов
- •Раздел 11. Определение необходимого числа запасных элементов
- •11.1. Оптимальное соотношение между надежностью и стоимостью
- •11.2. Определение гарантированного числа запасных элементов
- •11.3. Оптимальное резервирование
- •11.4. Алгоритмы оптимального резервирования
- •11.5. Применение резервирования в системах наведения и управления летательных аппаратов
- •Раздел 12. Испытания организационно-технических систем и их элементов
- •12.1. Планы испытаний
- •12.2 Оценка показателей надежности по результатам испытаний.
- •12.2.1 Испытания на надежность элементов объектов в составе организационно-технических систем
- •12.2.2.Общие методы оценки показателей надёжности по результатам испытаний
- •Эмпирическая функция распределения и гистограмма результатов испытаний
- •Метод проверки гипотез о законах распределения.
- •Графические методы.
- •Метод максимального правдоподобия.
- •Метод квантилей.
- •12.2.3 Интервальные оценки показателей надёжности.
- •Определение доверительного интервала для средней наработки на отказ
- •12.2.4 Контрольные испытания.
- •Контроль по методу однократной выборки.
- •12.3 Обеспечение надежности объектов ркт в процессе опытной отработки.
- •12.3.1. Логико-вероятностная модель процесса отработки.
- •12.3.2 Определение числа доработок для обеспечения требуемого значения показателя надежности.
- •12.4 Оптимизация программы испытаний сложных объектов по стоимости
- •12.5 Краткая характеристика жизненного цикла сложных технических объектов.
- •12.6.Изменение надёжности летательного аппарата при его отработке в составе организационно-технической системы
- •Раздел 13. Общие вопросы технической диагностики
- •13.1 Основные понятия и определения
- •13.2Поиск и устранение неисправностей (отказов)
- •13.3. Методы поиска неисправностей (отказов) и обуславливающих их дефектов.
- •13.3.1 Условия работоспособности объектов. Контроль работоспособности.
- •13.3.2. Методы обнаружения дефектов
- •13.4 Критерии оптимальности процесса поиска неисправностей
- •Алгоритм поиска дефектов
- •13.5. Методы построения алгоритмов поиска дефектов
- •13.6 Поиск неисправных элементов методом групповых проверок
- •13.7. Поиск отказавших элементов на основе чисел Фибаначи и золотой пропорции.
- •Раздел 14. Обеспечение надежности систем «человек-машина» в организационно-технических системах
- •14.1 Виды совместимости среды и системы «человек-машина»
- •14.2 Методология исследования систем «человек – машина»
- •14.3 Организация рабочих мест
- •14.4 Выбор положения работающего
- •14.5 Пространственная компоновка рабочего места
- •14.6 Размерные характеристики рабочего места (боевого поста)
- •14.7 Взаимное расположение рабочих мест
- •14.8 Размещение технологической и организационной оснастки
- •14.9 Обзор и наблюдение за технологическим процессом
- •Раздел 15. Управление надежностью
- •Раздел 16. Информационное обеспечение программ обеспечения надежности
- •Заключение
- •Библиографический список.
1.2Техническое состояние объектов в составе организационно-технических систем
В процессе эксплуатации технических объектов, в частности объектов Ракетно-Космической Техники (РКТ), они подвергаются механическим, термическим, акустическим, радиационным и другим видам нагрузок, которые носят случайный характер и под воздействием которых в материалах конструкций возникают накапливающиеся повреждения, приводящие к необратимым структурным изменениям. При этом происходит износ сопрягаемых элементов, а различные неблагоприятные в ходе эксплуатации, в том числе и климатические воздействия, приводят к повреждению защитных покрытий, коррозии и другим изменениям состояния объектов.
Под техническим состоянием объекта понимается совокупность его свойств, изменяющихся при его эксплуатации и характеризуемая в определённый момент времени степенью соответствия фактических показателей (признаков) свойств установленным в нормативно-технической (НТД) и конструкторской документации (КД).
Градации технического состояния объекта определяются, исходя из требований исправности (работоспособности) и потребности в работах обслуживания и ремонта для обеспечения исправности.
С течением времени свойства объектов изменяются, что вызывает необходимость оценки их технического состояния с точки зрения функционирования и пригодности для выполнения предписанных им функций.
В настоящее время, исходя из сложившегося уровня развития науки и техники и возможности контроля, в научно-технической документации установлены пять дискретных (фиксированных) видов технического состояния [1-5,8,9]:
Исправное состояние (исправность) – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и/или конструкторской (проектной) документации.
Неисправное состояние (неисправность) - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и/или конструкторской (проектной) документации.
Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативно-технической и/или конструкторской (проектной) документации.
Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние объекта, при котором значения хотя бы одного из параметров, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и/или конструкторской (проектной) документации.
Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния недопустимо или нецелесообразно.
Предельное состояние характерно для объектов РКТ 1-3 уровней (см. рис.1.1).
Переход в предельное состояние связан с появлением неустранимых силами обслуживающего персонала нарушений показателей эффективности, работоспособности или безопасности. Одним из таких нарушений со стороны объекта является дефект, под которым понимается каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям [1-5].
Обычно выделяют три вида предельных состояний. Два из них связаны с необходимостью отправки РКТ в средний или капитальный ремонт соответственно, то есть с временным прекращением эксплуатации объекта. Третий вид предельного состояния связан с окончательным прекращением использования объекта и его списанием.
С учётом введённых определений, причинами переходов объектов из одного состояния в другое являются события – повреждения и отказы.
Событие, заключающееся в переходе из исправного состояния в неисправное при сохранении работоспособного состояния, называется повреждением.
Нарушение работоспособного состояния является очевидным, когда объект утратил способность функционировать. Более сложным представляется случай, когда объект функционирует, но с существенными изменениями выходных параметров. С целью исключения субъективного подхода в определении отказов в нормативно-технической или эксплуатационной документации устанавливается признак или совокупность признаков неработоспособного состояния объекта. Этот признак (или их совокупность) называется критерием отказа.
Существует еще одна градация технических состояний, называемых категориями. При этом выделяют пять условных учётных категорий. К первой категории обычно относят новые, не бывшие в эксплуатации объекты, ко второй – эксплуатирующиеся объекты, не выработавшие установленного ресурса, к третьей – требующие среднего ремонта, к четвёртой – требующие капитального ремонта, и к пятой – объекты, непригодные к дальнейшей эксплуатации и подлежащие списанию [17].
Переходы (переводы) объекта из неисправного состояния в исправное, из неработоспособного состояния в работоспособное называются восстановлениями [1].
В зависимости от возможности проведения восстановления объекты подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.
Если проведение восстановления работоспособности предусмотрено в нормативно-технической и/или конструкторской документации, то его относят к восстанавливаемым, если не предусмотрено – то к невосстанавливаемым.
Как правило, невосстанавливаемыми объектами являются комплектующие и частично составляющие элементы, то есть элементы 4 и 5 уровней (см. рис. 1.1).
Восстановление работоспособного состояния объектов осуществляется при проведении либо технического обслуживания, либо ремонта.
Техническое обслуживание – комплекс мероприятий или операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия (объекта) при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировке.
Ремонт – комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделия (объекта) и восстановлению ресурсов изделий (объектов) или их составных частей.
Изменение технического состояния объектов схематически приведено на рис. 1.2 и рис. 1.3.
ИС
РС
ПС
Рис. 1.2. Изменение состояний объекта.
ИС – исправное состояние;
РС – работоспособное состояние;
НС – неработоспособное состояние;
ПС – предельное состояние.
ИРС
В
ТО
СКР
С
Рис. 1.3. Диаграмма управление техническим состоянием.
ИРС – Исправное или работоспособное состояние;
В – восстановление исправности или работоспособности;
ТО – техническое обслуживание;
СКР – средний или капитальный ремонт;
С – списание с заменой средств на новые.