Надійність - це ... Технічна надійність. Коефіцієнт надійності

Сучасна людина не мислить свого існування без різних механізмів, які спрощують життя і роблять її набагато безпечніше. Будь використовувана техніка в першу чергу цінується за свою безпеку. Ця якість багато в чому випливає з іншого властивості - надійності.

А що це таке? Як правильно розшифровується даний термін? І що він означає насправді? Давайте розбиратися!

Визначення

Отже, надійність - це здатність об`єкта зберігати задані властивості і технічні характеристики протягом певного часового інтервалу. Крім того, дана властивість підкреслює можливість збереження всіх заданих якостей при транспортуванні та / або у важких, екстремальних умовах.

Справедливості заради варто помітити, що надійність - це комплексне поняття, яке коротко не опишеш. Зокрема, в техніці зазначену ухвалу розкладається відразу на кілька понять, тісно пов`язаних один з одним. Давайте розберемо кожне з них.

Про технічну надійності

У техніці надійним може бути визнаний тільки той об`єкт, який задовольняє відразу чотирьом вимогам або, скоріше, має риси, які обов`язково повинні простежуватися в його характеристиках і властивостях. Щоб було легше зрозуміти це визначення, наведемо їх список:

• Як ми вже говорили, надійність - це здатність виконувати протягом якогось періоду часу конструктивно закладені в прилад функції. Наприклад, електричний двигун зобов`язаний споживати строго певну кількість енергії і забезпечувати встановлену швидкість обертання. Якщо продовжувати цю тему, то для системи електропостачання важлива здатність видавати потрібну напругу, величина якого може коливатися лише в суворо визначених межах.
• Виконання робочих функцій також має відбуватися тільки в тих технологічних межах, які були закладені виробником пристрою. Приміром, від двигуна потрібна функціонування при тих умовах зовнішнього середовища, які не призведуть до його руйнування.
• Навпаки, якщо потрібно стійка робота в умовах сильної запиленості приміщення, то прилад повинен це забезпечувати протягом якомога довшого часового інтервалу. Зауважимо, що ця і всі наведені вище характеристики надійності виконуються обов`язково.
• Об`єкт, крім усього іншого, зобов`язаний мати здатність до збереження всіх своїх технічних характеристик не тільки в робочому положенні, але і в стані спокою. Так, двигун автомобіля повинен (за умови дотримання деяких умов) бути готовим до запуску, навіть якщо машина перед цим простояла в боксі кілька місяців або навіть років.

Проміжні висновки

Таким чином, надійність - це дуже важлива якість будь-якого об`єкта. Її ні в якому разі не можна ні протиставляти, ні змішувати з іншими якісними поняттями. Наприклад, установка для очищення промислових викидів може бути дуже привабливою за ціною, по своїй здатності вловлювати з повітря тверді частинки в максимально можливій кількості. От тільки без відомостей про те, наскільки довго можуть зберігатися дані характеристики, її покупка дуже небезпечна, а часто і повністю марна.

Навпаки, в специфікації пристрою може бути маса відомостей про надійність, але не буде ні єдиного слова про те, якими саме характеристиками воно володіє. Таким чином, у визначення надійності повинні входити всі ці пункти.

Деякі доповнення

В залежності від призначення об`єкта надійність - синонім безвідмовності, ремонтопридатності, довговічності. Слід чітко розуміти, що це якість сприймається тільки з урахуванням характеристик самого об`єкта. Наприклад, якщо взяти невідновлювальних датчик в герметичному корпусі, то для нього надійністю буде здатність до збереження своєї працездатності в заданому проміжку часу. Простіше кажучи, якщо цей прилад без відмов пропрацює 12 місяців при річній гарантії, то його слід визнати досить надійним.

Втім, є й певні винятки з таких жорстких правил. Пам`ятаєте, як ми говорили про автомобіль, який знаходиться на консервації? У цьому випадку надійність - синонім не слова «безвідмовність», яке передбачає негайний запуск двигуна, а «довговічність» і «ремонтопридатність». Ніхто не може гарантувати, що движок відразу ж запуститься, і без проблем буде працювати.

Надійна силова установка гарантовано витримає зберігання (при більш-менш придатних умовах) і зможе функціонувати після проведення якихось заходів з технічного обслуговування. Таким чином, забезпечення надійності - це перелік необхідних заходів, які спрямовані на підвищення ймовірності безвідмовного, безперебійного функціонування обладнання, цілих систем і виробничих комплексів.

У більшості випадків надзвичайно важливою є здатність приладу дослужити до свого граничного терміну експлуатації без серйозних поломок і необхідності технічного обслуговування. Особливо це відноситься до тих предметів, які повинні експлуатуватися в гранично складних умовах.

На що слід орієнтуватися, оцінюючи надійність об`єкта?

Як правило, виробники орієнтуються на ГОСТ 27.002-89 "Надійність в техніці. Основні поняття. Терміни та визначення", з якого виводяться практично всі поняття про надійність, прийняті у вітчизняній технічній та промисловій галузях. Втім, даний стандарт охоплює далеко не всі поняття, а тому іноді ми будемо робити пояснення.

Відразу розглянемо види надійності. Сучасна наука припускає, що їх всього два:

• Відмовостійкість елемента, об`єкта системи.
• Стійкість всього комплексу в цілому.

Ці поняття не тільки пов`язані, але й логічно випливають одне з одного. А тому ми будемо розглядати даний термін загалом, єдиному розумінні.

Основні поняття теорії надійності: об`єкт, елемент і система

Об`єктом називається якесь технічне виріб, який має контролюватися, починаючи з етапу проектування і закінчуючи поставкою споживачеві. Слід пам`ятати, що під це визначення підпадають не тільки окремі елементи, але й досить складні системи: машини, будівлі, комплекси виробничих будівель і систем.

Таким чином, під системою розуміється сукупність об`єктів, з`єднаних якоїсь загальної функцією, яку вона повинна здійснювати. Елементом ж, як можна здогадатися, називається дрібна, складова частина об`єкта, що має певні функції. Від кожного елементу окремо залежить працездатність і технічна надійність всієї системи загалом.

Всі ці поняття досить відносні, так як їх можна розглядати допомогою один одного. Так, об`єкт при якомусь дослідженні може вважатися системою (так як сам є сукупністю елементів), а може бути і самостійним елементом, якщо розглядається з точки зору великого і віддаленого робочого комплексу.

Простіше кажучи, все залежить від масштабу, що обов`язково слід враховувати при дослідженнях. Саме про це говорить теорія надійності, яка в даний час давно виділилася в самостійну і дуже важливу наукову галузь.

Відносини людини і машини

Люди, які працюють операторами машин і виробничих потужностей, також є окремими елементами систем. Вони пов`язані як між собою, так і з механізмами. Системи взаємодіють в режимі реального часу. Ознакою їх цілісності та надійності є чіткий взаємозв`язок структурних об`єктів та елементів один з одним.

Про можливі стани об`єкта

Потрібно зауважити, що кожен об`єкт в той чи інший часовий інтервал може перебувати в певному стані. Саме від цього залежать конкретні показники надійності. Давайте їх перерахуємо:

• Справний стан. У цьому випадку об`єкт повністю відповідає всім нормативним параметрам, які заклав у нього виробник.
• Несправним він зізнається тоді, коли хоча б один з цих параметрів не відповідає заданим технічним характеристикам.
• У стані працездатності об`єкт може виконувати всі свої основні функції, причому значення встановлених показників буде в межах технічної норми. Слід запам`ятати, що несправний прилад може запускатися, але працездатним його назвати не можна, а його показники надійності будуть впевнено знижуватися, поки не стануть дорівнюють нулю.
• Непрацездатність - такий стан, при якому об`єкт не відповідає закладеним у нього технічним нормативам, і не може виконувати своїх функцій. Про надійність в цьому випадку розмови не йде в принципі.

Граничний стан надійності

Коли обговорюється надійність технічних систем, величезне значення набуває поняття граничного стану. Якщо коротко, так називається ситуація, при якій подальша експлуатація машини або приладу стає неприпустимою і / або неможливою. Подібний стан настає в результаті поломки або ж виникнення якихось серйозних дефектів, напруженості матеріалу. При цьому будь-яка спроба експлуатації може закінчитися плачевно, оскільки прилад, цілком імовірно, дасть збій і зруйнується.

Ознаки граничного стану встановлює виробник, причому відомості повинні бути відображені в поданій до об`єкта технічній характеристиці. З кожним роком спостерігається загальне підвищення надійності за рахунок більшої технологічності процесів виробництва, але всі ці дані виробник повинен представляти за запитом споживача.

Які загальні ознаки настання граничного стану?

Як ми вже говорили, буває два типи об`єктів:

• Відновлюваним називається той елемент, працездатність якого може бути відновлена повністю, причому в стандартних умовах.
• Відповідно, невідновлюваних об`єктом вважається той, працездатність якого відновити неможливо. У всякому разі, в стандартних умовах.

Для кожної категорії існують певні загальні ознаки, за якими можна з повною впевненістю діагностувати наступ граничного стану. Звичайно ж, надійність технічних систем в цьому випадку також буде різною: якщо вона (система) складається тільки з одного об`єкта, який не піддається відновлювальним заходам, то показники її надійності будуть нульовими. Якщо об`єкт можна відремонтувати (або замінити той, що не піддається ремонту), показники реально привести в норму.

Що стосується об`єктів, які неможливо відремонтувати, то граничний стан для них настає в той самий момент, коли вичерпується гарантійний строк або інший ресурс, який був закладений виробником. Те ж саме можна сказати і про гранично допустимої виробленні, при якій подальша експлуатація приладу стає невиправдано небезпечною. У деяких випадках вираховується коефіцієнт надійності. Формула його досить проста:

ki = li / lb

Давайте з`ясуємо, що означають змінні:

• li - абсолютне значення інтенсивності отказов;
• lb - показник інтенсивності відмов.

Вираховуємо частоту відмов

Для цього потрібно скористатися таким рівнянням:

l (i) = n (t) / (Nt * Dt)

• l (t) - загальна кількість відмов.
• Nt - середня кількість елементів у системі.
• n (t) - кількість відмов за певний проміжок часу.
• Dt - прийнятий за аксіому відрізок часу, в який ви фіксуєте загальне число проблем з системою.

Важливо! Показник абсолютного значення відмов береться зі спеціалізованої довідкової літератури. У кожній галузі він зовсім різний, так що привести гігантський список на сторінках цього матеріалу ми фізично не в змозі.

Обчисливши коефіцієнт надійності, ви легко зможете дізнатися про те, чого варто чекати від об`єкта. Чим показник нижчий, тим надійнішим слід визнати прилад, машину або будинок.

Про відновлюваних об`єктах

Як і в попередній ситуації, межа настає в тому випадку, якщо подальша експлуатація стає попросту неможливою або вкрай недоцільною. В останньому варіанті слід враховувати сукупність відразу декількох факторів:

• Підтримання об`єкта на мінімально безпечному та / або працездатному рівні стає неможливим або занадто витратним.
• В результаті зносу прилад або машина прийшли в такий стан, що простіше і дешевше купити аналогічний об`єкт.

У деяких випадках виробник вважає, що граничний стан настає в той момент, коли всю сукупність проблем, що накопичилися можна виправити, тільки зробивши капітальний ремонт. В принципі, це досить розумний підхід, оскільки він дозволяє запобігти багато серйозні неприємності. Таким чином, синонім слова «надійність» - справність, ремонтопридатність.

Слід пам`ятати, що в процесі експлуатації предмет може мати й інші стани, про які ми зараз і поговоримо.

Перехід об`єктів в різні стани при його експлуатації

• Пошкодження - подія, що полягає в порушенні справності об`єкта при збереженні його працездатності.
• Відмова - подія, що полягає в порушенні працездатності об`єкта.
• Критерій відмови - відмітна ознака або сукупність таких, згідно з якими встановлюється факт відмови.
• Відновлення - процес виявлення та усунення відмови (пошкодження) з метою відновлення його працездатності (справності).

Практичний аналіз надійності

Коли фахівці займаються аналізом надійності предмета, машини або будівлі, для них надзвичайно важливим стає прийняття правильного рішення про те, що робити в разі його відмови. Якщо припустити, що теоретично предмет є відновлюваним, але за певних умов ремонт його буде недоцільний або / і неможливий, розумніше перевести його в категорію що не підлягають ремонту.

Взяти, приміром, метеорологічний супутник. Під час його наземного проектування, створення та випробувань він ставиться до відновлюваних предметів. Коли його виводять на навколоземну орбіту, ймовірність ремонту прагне до нуля, а тому від надійності залежить успіх всієї програми.

Надійність нематеріальних понять

Вище ми розповіли вам про те, що вивчає теорія надійності, коли мова йде про матеріальні предметах: речах, приладах, механізмах, кораблях, літаках і т.д. Але чи можуть хоч якісь з цих понять використовуватися в більш приземленому поданні? Як, приміром, дізнатися надійність банків? Адже у них немає виробника, який би рекомендував забрати свій вклад після настання якогось граничного строку !?

У принципі, рішення є і в цьому випадку, хоча визначення надійності проводиться за дещо іншими показниками. Давайте перерахуємо, на які критерії слід звертати увагу насамперед:

• Структура фінансової установи, резюме його засновників.
• Склад комісії засновників.
• Відгуки, думки клієнтів, причому давністю не менше двох-трьох років. На більш свіжі відомості краще уваги не звертати в принципі.
• Основний відсоток як за вкладами, так і за кредитами.
• Забезпечення банківських гарантій.

У першу чергу, ви повинні звернути увагу на склад засновників. Деякі імена та прізвища відразу скажуть знаючим людям, що з цим банком зв`язуватися точно не варто. Завжди намагайтеся докопатися до істини: якщо на сайті або в установчих документах, які є у відкритому доступі, такої інформації немає, дивіться на перелік організацій, які так чи інакше мають відношення до даного закладу. Якщо вони (нехай навіть у далекому минулому) виявлялися замішані у фінансових скандалах, краще пошукати для своїх грошей більш сохранное місце.

Ось так визначається надійність банків. Якщо хоча б один пункт з представленого вище переліку викликає у вас настороженість і невпевненість, настійно не радимо користуватися послугами саме цієї фінансової установи.