2. Оценка эффективности систем управления
В технологических линиях непрерывного производства нарушение в работе одного из аппаратов, по крайней мере, ухудшает его технические характеристики (производительность, качество продукции и т.д.), а чаще приводит к нарушению работы всего производства.
Следовательно, применение в непрерывных производствах аппаратов большой единичной мощности является экономически и социально целесообразным, если обеспечены их надежные и безопасные для персонала и окружающей среды условия эксплуатации.
Под надежностью работы любой установки или производства подразумевается свойство сохранять свои параметры в заданных пределах в определенных условиях эксплуатации в течение длительного времени.
Надежность — неотъемлемый показатель как любого технологического узла, таки всего производства. Как правило, надежные установки являются и более безопасными. Однако одна надежность еще не означает технического совершенства производства ил и отдельного его узла. Последние могут быть весьма надежными, но иметь устаревшую технологию с низкими показателями. Анализ работы многочисленных аппаратов и технологических установок показал, что чем они проще, тем более надежны. Надежность технологического процесса определяется как фактор, обеспечивающий получение заданной продукции в безопасных условиях и в полном соответствии с требованиями к ней.
Надежность технологического процесса характеризуется частотой его нарушений, которые подразделяются на нарушения:
• оказывающие сильное влияние на качество продукции;
• не оказывающие сильного влияния на качество продукции;
• выявленные в ходе технологического процесса;
• не выявленные в ходе технологического процесса.
При этом надежность технологического процесса и его составных частей характеризуется общим (О) и относительным (г = О/п) числом отказов. Здесь п — число параметров, претерпевающих изменения в ходе технологического процесса.
Элементная надежность любого аппарата или технологической линии в целом оценивается как произведение вероятности безотказной работы Р’(t) на коэффициент готовности К:
Если надежность выступает в качестве одной из мер эффективности производства или установки, то оптимальным ее значением является такое, при котором стоимость эксплуатации является минимальной.
В некоторых случаях решается задача достижения максимальной надежности при фиксированных затратах или других закрепленных условиях.
Так как надежность значительно сказывается на эффективности работы установок или, всего производства, то уже на стадии проектирования необходимо рассчитывать и учитывать в проекте надежность работы с учетом оптимальных режимов эксплуатации в различных условиях.
Расчет надежности и эффективности производства при проектировании дает возможность заранее выявить наиболее надежное оборудование, разработать мероприятия по обеспечению требуемой надежности, выбрать оптимальный (с точки зрения надежности) вариант технологической схемы и оборудования.
Таким образом, мероприятия по обеспечению надежности любых установок должны закладываться прежде всего на стадии проектирования, затем обеспечиваться при изготовлении оборудования и его монтаже, а также при эксплуатации.
Для определения надежности существуют как теоретические методы расчета, так и рабочие методики. Именно на основе таких расчетов вырабатываются практические мероприятия по повышению надежности работы как отдельных элементов технологических установок, так и их работы в целом.
На раннем этапе проектирования необходимо применять такую методику оценки и расчета ожидаемой надежности, которая позволит работать с минимумом исходных данных, даст достоверные результаты, позволит рассмотреть и сравнить нужное, но ограниченное число вариантов технологических схем производства.
Среди математических методов встречаются методы расчета надежности отдельных аппаратов и машин, целых установок и, наконец, технологических процессов или производства.
В теоретических методах расчета надежности наиболее широкое распространение получили методики расчета по элементам. При этом функциональные зависимости и параметры, характеризующие надежность работы отдельного элемента, например одного аппарата, могут быть выражены следующими формулами:
где Р — вероятность безотказной работы элемента (подсистемы), системы:
— вероятность отказа элемента (подсистемы), системы.
Эти формулы применимы к системам с любым числом элементов и произвольным их отношением.