Надежность и приведенные затраты

Из приведённого рисунка видно, что мероприятия по повышению надёжности окупают себя только до определенного предела, и, в конечном счёте, дешевле всего будет уровень надёжности, помеченный как "оптимум". Дальнейшее улучшение рассматриваемой технической системы, повышение ее показателей надёжности в экономическом смысле не оправдано и может иметь смысл только с точки зрения безопасности жизнедеятельности, например, безопасности пассажиров.

Но значимость теории надежности обусловлена не только чисто экономическими соображениями.

Во-первых, научно-технический прогресс означает усложнение всех вещей, окружающих человека. Число элементов, участвующих в обеспечении электроснабжения столь велико, что не поддается подсчету. Велико это количество и в обычном автомобиле.

Во-вторых, элементы, отдельные узлы несут огромную ответственность. Пример - так называемое "великое затемнение" севера США в 1965 году, когда выход из строя (неправильная работа) одного реле стоимостью несколько центов привел к перерыву в энергоснабжении огромной территории с населением 40 миллионов человек продолжительностью 10 часов. Ущерб 500 миллионов тогдашних долларов по сегодняшним меркам оценивался бы во многих миллиардах.

Здесь следует отметить имеющую место тенденцию опережения роста количества элементов в устройствах (не исключая бытовую технику) по сравнению с их качеством, а, значит и надёжностью.

Показатель количества

Показатель

качества

60 65 70 75 Годы

Рис 1.2.

Рост количества и качества элементов устройств

В-третьих, дороговизна ремонта. Ремонт трансформатора после КЗ (очевидно, вовремя не отключённого) может обойтись в сумму, равную 60% его первоначальной стоимости.

Все это делает теорию надёжности ключевой наукой современности.

Можно сказать, что ТН используется там, где речь идет либо о большом числе объектов, либо об объектах достаточно сложных, включающих в себя большое число элементов. С точки зрения классификации наук математическую теорию надёжности можно считать самостоятельным разделом прикладной математики.

Теория надёжности позволяет:

1. Найти конкретные возможности для повышения надёжности

аппаратов.

2. Разработать методы контроля и испытания по надёжности

технических устройств.

3. Прогнозировать возможные отказы и определять необходимые

профилактические меры.

4. Определять количество необходимых запасных частей и частоту

профилактических ремонтов.

1.3. Термины теории надёжности. Гост 27.002-89

Эти термины стандартизованы, употреблять их по своему усмотрению нельзя. Первые два термина уже встречались выше – это объект и элемент.

Объект - техническое устройство, надёжность которого анализируется. Предполагается, что объект состоит из элементов.

Элемент - объект, надёжность которого изучается независимо от составляющих его частей.

Отсюда следует, что одно и то же техническое устройство в одной задаче может быть объектом, а в другой - элементом. Например, система электроснабжения (СЭ) электрической тяги (объект) может быть представлена состоящей из таких элементов, как система внешнего электроснабжения, тяговые подстанции (ТП) и тяговая сеть. Каждый из этих элементов подразделяется в свою очередь на крупные элементы (иногда их называют блоками), такие как электростанции, ЛЭП, районные подстанции, РУ тяговых подстанций, трансформаторы, выпрямители, контактная сеть, рельсы и т.д. Все они тоже состоят из элементов.

Следующий термин - надёжность. ГОСТ дает предельно обобщённое определение, применимое к любому устройству.

Надёжность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания (ТО), хранения и транспортировки.

Примечание: Надёжность является комплексным свойством, которое в

зависимости от назначения объекта и условий его

применения может включать безотказность,

долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость

или определённые сочетания этих свойств.

Очевидно, что для конкретных отраслей техники должны быть

свои определения надёжности. Для СЭ оно таково:

Надежность СЭ - свойство СЭ выполнять заданные функции в заданных объемах при определенных условиях функционирования.

Cоставляющие определения надёжности тоже имеют свои определения по ГОСТ 27.002-95.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние (РСС) в течение некоторого времени или наработки. Здесь два новых определения.

РСС или работоспособность - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической документации (НТД).

Наработка - продолжительность или объём работы объекта. Отличается тем, что время, когда объект не работает, в неё не включается. Кроме того, наработка может измеряться в единицах, отличных от времени. Например, у ружья - выстрелы.

Долговечность - свойство объекта сохранять РСС до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его

дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его РСС невозможно или нецелесообразно.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению РСС путём технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

Кроме РСС объект может находиться и в других состояниях, причем кроме работоспособного в ТН есть понятие исправного состояния и их противоположностей.

Неработоспособное состояние (НеРСС) - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям НТД.

Неисправное состояние (Неисправность)- состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному требованию НТД.

Исправное состояние (Исправность) - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям НТД.

Связь этих четырёх состояний можно проиллюстрировать следующим образом. На рисунке 1.3. показаны области исправности и неисправности и области РСС и неработоспособности.

Неисправность, но

работоспособность

Исправность

Рис 1.3.