10. Методы повышения и обеспечения надежности

Меры по обеспечению требуемой надежности принимаются на всех стадиях жизненного цикла объекта при его разработке, изготовлении, эксплуатации и утилизации.

На стадии разработки применяют так называемые конструктивные методы: резервирование, стандартизация и унификация, комплектность ЗИП, оптимизация номенклатуры нормируемых показателей надёжности, выбор материалов, оптимизация конструкции, прогноз надёжности на основе анализа имеющегося опыта.

На стадии изготовления применяют так называемые технологические методы (производственные): обеспечение оптимальности и стабильности технологических процессов, контроль качества материалов и изделий, применение технологических приёмов повышения надёжности, обкатка, контрольные испытания и др.

На стадии эксплуатации применяют так называемые эксплуатационные методы: снижение нагрузок, защита от вредных воздействий, оперативная диагностика и контроль состояния, качественное техническое обслуживание (профилактика, планово-предупредительные ремонты, восстановление, квалификация персонала и т.д.), регистрация информации о надежности и др.

Варианты применения методов повышения надежности так же многообразны, как и многообразны технические объекты. Тем не менее, можно выделить несколько основных групп этих методов:

Разработка или выбор узлов и деталей высокой надежности.

Подбор материалов и разработка методов и технологий их упрочнения.

Стандартизация и унификация.

Оптимизация режимов работы (нагрузок) основных элементов.

Защита от перегрузок.

Защита от внешних воздействий.

Автоматизированное управление процессами и контроль.

Оптимизация системы технического обслуживания и ремонта.

Автоматизация и роботизация производства.

Контроль качества на производстве.

Контроль качества обслуживания при эксплуатации.

Организационные мероприятия (обучение персонала, рабочие инструкции и т.д.).

10.1. Методы повышения структурной надежности

Применение любых методов повышения надежности элементов не приведет к значительному эффекту при неудачной структурной схеме технической системы. Таким образом, важно обеспечить требуемую надежность самой структурной схемы объекта. Наиболее распространенными методами повышения надежности технических систем являются методы резервирования.

Резервирование – применение дополнительных средств и/или возможностей с целью сохранения работоспособного состояния объекта при отказе одного или нескольких его элементов.

Дополнительные возможности и средства обеспечиваются наличием различного рода резервов:

алгоритмических;

функциональных;

программных;

информационных;

нагрузочных;

временных;

структурных и др.

В соответствии с этим различают несколько видов резервирования:

Временнóе резервирование применяется для создания запаса по времени и заключается в применении таких приемов, как завышение расчетного времени функционирования или расчетной производительности, применение накопителей, обеспечение требуемой функциональной инерционности элементов. Резервы времени расходуются на восстановление или замену отказавших элементов.

Информационное резервирование применяется для компенсации искажения или потери передаваемой информации и заключается в повторении сообщений, передаваемых по одному каналу, параллельной передаче сообщения по нескольким каналам, кодировании информации.

Функциональное резервирование заключается в придании элементу или объекту способности выполнять дополнительные, избыточные функции и достигается его функциональной универсализацией.

Нагрузочное резервирование обеспечивается созданием запаса по нагрузке или введением защитных или разгружающих элементов, например, предохранительных устройств.

Структурное резервирование осуществляется путем введения дополнительных элементов, функционально дублирующих основные элементы в случае их отказа. Существует несколько способов структурного резервирования. Классификация их по различным признакам приведена в табл. 6.

Таблица 6