Что такое надежность? Показатели надежности: определение и характеристика

Свойство объекта выполнять определенные приданные ему функции, сохраняя при этом эксплуатационные характеристики в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям применения, – это надежность. Показатели надежности могут быть самыми разными, но именно от них во многом зависит качество выполнения того или иного изделия.

Составляющие

Есть три основных составляющих данного определения:

• выполнение установленных функций;
• время, необходимое для этого;
• определенные условия эксплуатации.

Если говорить о выполнении заданных функций, то здесь стоит отметить два понятия, которые относятся к теоретическому и практическому пониманию того, что представляет собой надежность. Показатели надежности с этой точки зрения следующие: исправность и работоспособность указанного изделия.

Работоспособность и исправность

Работоспособность представляет собой определенное состояние объекта, при котором у него сохраняется возможность выполнять указанные функции с параметрами, определяемыми технической документацией. При этом стоит отметить тот факт, что работоспособность и исправность неправильно отождествлять, поскольку вторая представляет собой такое состояние, при котором он полностью соответствует установленным требованиям в технической документации.

Время – это еще один немаловажный элемент, который подразумевает надежность. Показатели надежности в данном случае включают в себя это понятие далеко не случайно, так как физическая сущность надежности заключается в том, что любое изделие должно в обязательном порядке в течение определенного времени сохранять свои технические параметры.

Другие составляющие

Помимо этого, определение надежности включает в себя также условия эксплуатации. Для технических систем, которые функционируют в разных условиях, может быть характерным разное время до появления первых случаев отказа.

Нужно правильно понимать, какой широкий смысл несет в себе термин «надежность». Показатели надежности включают в себя большой диапазон качества без какого-то конкретного определения их количественной оценки и определенных свойств. Однако в процессе установления надежности определенного объекта или же общей технической системы появляется потребность в раскрытии тех понятий и свойств, которые входят именно в комплексный показатель. К примеру, для специализированного оборудования различных электростанций в числе подобных понятий следующие:

• долговечность;
• ремонтопригодность;
• безотказность.

И сами они также зависят еще от целого ряда других параметров.

Вторичные показатели

Если говорить о том, от чего зависят основные параметры надежности, можно выделить три основных фактора. Это:

• Качество. Показатели качества (надежности) включают в себя совокупность свойств, по которым определяется степень пригодности того или иного технического устройства для использования его по прямому назначению.

Качество непосредственно зависит от того, каким способом применяется то или иное изделие. К примеру, если специализированный паротурбинный блок, который был спроектирован изначально для несения базовых нагрузок, будет использоваться в особом маневренном режиме, то подобная эксплуатация в конечном итоге начнет крайне негативно сказываться на его состоянии и, соответственно, на его качестве, а также появятся низкие результаты, когда производится расчет показателей надежности.

• Живучесть. Представляет собой способность определенного технического устройства препятствовать каким-либо серьезным нарушениям, а также исключать процесс развития всевозможных аварий и физической неисправности оборудования.

• Безопасность. Определенное свойство технических устройств, которое предусматривает отсутствие возможности появления каких-либо ситуаций, являющихся опасными для людей и окружающей их среды. Таким образом, в процессе того как проводится расчет показателей надежности, учитываются и эти особенности.

В ходе рассмотрения вопросов надежности работы различных сложных систем рассматривается также такое понятие, как устойчивость в связи с отказом работы отдельных элементов. В отдельных же случаях также может применяться понятие «сохранность».

Что это?

Сохранность представляет собой свойство любого оборудования пребывать в исправном состоянии во время его хранения. Как и другие показатели надежности систем, она предусматривает возможность изделия поддерживать свои основные технические характеристики в установленных пределах. Если подразумевать, что хранение представляет собой неотъемлемую часть эксплуатации, то сохранность - это надежность в условиях хранения.

Можно сказать, что данный параметр является достаточно сложным, и его довольно трудно будет оценить какой-то определенной характеристикой, так как критериями сохранности могут выступать любые показатели надежности изделий.

Главной особенностью данного понятия является то, что здесь преобладают постоянные отказы из-за снижения установленных характеристик комплектующих, что происходит по причине их старения. Сохранность представляет собой достаточно важное техническое понятие, и в комплексе с надежностью позволяет определить надежность того или иного оборудования в разных состояниях. Это является тем более важным по той причине, что у большого количества оборудования присутствуют какие-то определенные сроки хранения, которые равны или даже превышают установленный рабочий срок. Определение показателей надежности работы технических систем включает в себя еще очень большое количество других факторов, которые различаются по своей природе.

Пример

В качестве примера можно рассмотреть надежность работы паротурбинного энергоблока, которая включает в себя:

• качество материалов, использующихся в процессе производства;
• совершенство разработанной конструкции;
• используемую технологию изготовления;
• применяемую технологию перевозки и монтажа оборудования;
• качество применяемого топлива;
• условия эксплуатации и обслуживания устройств.

И это только краткий список того, что включает в себя характеристика показателей надежности. Создание и применение новых, непрерывно усложняющихся установок предусматривает необходимость в постоянном обеспечении их все более и более высокой степени надежности. Именно поэтому была разработана специализированная «теория надежности», которая в последнее время стала пользоваться довольно широким распространением.

Теория

Сегодня предусмотрен математический аппарат теории надежности, который довольно часто используется в практике решения огромнейшего количества самых разнообразных задач, которые появляются в процессе производства и эксплуатации различного оборудования. Таким образом, основные понятия, которыми определяются показатели надежности (долговечности) оборудования, включают в себя:

• систему;
• объект;
• элемент.

Формулировка данных понятий полностью соответствует основному философскому представлению о целом и элементе. Различные технические объекты, которые рассматриваются в данной теории надежности, представляются в виде всевозможных систем, являющихся совокупностью функционально взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Данная система предназначается для того, чтобы выполнять заданную целостность программы. В качестве элементов рассматриваются отдельные части системы, которые могут осуществлять самостоятельное выполнение определенных задач.

Выбор системы, а также различных образующих ее частей является весьма произвольным. Если используется расширенная постановка задачи, то любая система в конечном итоге становится частью более крупной системы, а любые элементы разбиваются на части, в свою очередь, превращающиеся в его элементы. Таким образом, деление различного оборудования на элементы и системы непосредственно зависит от того иерархического уровня, на котором решаются поставленные задачи.

ГОСТом понятие системы и элемента объединяется в один термин – "объект".

Что он собой представляет?

Объектом принято называть определенное устройство системы или отдельного ее элемента, которое принимается с целью изучения каких-то конкретных его свойств вне всевозможных связей с другими частями.

В процессе эксплуатации как всей системы в целом, так и отдельного ее элемента могут появляться такие случаи, при которых возникает полная или же частичная утрата их функциональных свойств. Подобную потерю работоспособности в теории надежности принято называть отказом, и он представляет собой одно из основных понятий.

Отказ и его особенности

Отказ представляет собой любое событие, которое предусматривает нарушение или же полное прекращение работоспособности рассматриваемого объекта. При этом он бывает:

• внезапным или постепенным;
• зависимым или независимым;
• частичным или окончательным.

Если отказ какого-то определенного элемента не предусматривает отказ остальных частей, его принято называть независимым, в то время как выход из строя прибора по причине поломки других элементов именуется зависимым.

Внезапные отказы, исходя из названия, возникают абсолютно неожиданно без каких-либо заметных признаков их появления, в то время как постепенные предусматривают износ или старение материала, слишком длительное воздействие чрезмерных нагрузок, что приводит к постепенному снижению характеристик при полном или частичном сохранении работоспособности используемого оборудования.

Окончательные или полные отказы – это такая форма выхода из строя оборудования, при которой система теряет свою работоспособность или же параметры преодолевают допустимые пределы до того момента, пока причина отказа не будет устранена. Частичные же приводят только к активации предупредительной сигнализации, а также к необходимости снижения рабочих параметров до определенного уровня.

Помимо всего прочего, стоит отметить тот факт, что особое место уделяется отказам или их совокупностям, которые являются причиной перехода объекта в предельное состояние, при достижении которого его последующее применение по прямому назначению является нецелесообразным или недопустимым.

Как обеспечивается надежность оборудования в процессе производства?

Чтобы обеспечивались высокие показатели надежности и долговечности различных изделий, нужно правильно соблюдать технологии изготовления и монтажа любой системы. Анализ статистической информации свидетельствует о том, что в преимущественном большинстве случаев аварийные остановки специализированного оборудования являются причиной соответствующих технологических дефектов, поэтому современные производители стараются использовать целый ряд специализированных мероприятий, которые позволяют еще на стадии изготовления и установки минимизировать риски возникновения неполадок в различных системах.

Вне зависимости от того, какие основные показатели надежности старается обеспечить производитель, им должна проводиться работа в следующих направлениях:

• Увеличение степени заводской готовности посредством выпуска оборудования в надежном исполнении. К примеру, трубопроводы, турбины, котлы и специализированное оборудование для водоподготовки может поставляться укрупненными блоками, при этом преимущественное большинство сборочно-сварочных работ переносится с первоначальной монтажной площадки в заводской цех, так как в подобных условиях гораздо проще добиться предельно высокого качества работы.
• Широкое использование самых современных технологий обеспечения контроля качества на каждой отдельной стадии производства, начиная от входного контроля различных полуфабрикатов и исходных материалов до обеспечения контроля финишных процедур, натурных или же стендовых тестирований. Целесообразность проведения входного контроля была неоднократно подтверждена статистикой дефектов, которые были обнаружены в ходе проведения специализированного контроля различных изделий.
• Использование прогрессивных технологических производственных устройств с программным управлением, которые позволяют максимально детально обрабатывать комплектующие и изготавливать изделие с максимальной точностью.
• Механизация и автоматизация сложных процедур, расширение использования прогрессивных технологий.

Практикой уже неоднократно было доказано, что использование современного оборудования в процессе производства, а также полноценное соблюдение установленных режимов работы позволяет в значительной мере определить надежность конечного изделия. При этом нужно правильно понимать особенности производства того или иного оборудования или каких-либо изделий, а также основные факторы риска, чтобы использовать все необходимые меры для их устранения или минимизации. Благодаря этому оценка показателей надежности всегда будет высокой вне зависимости от того, в какой именно сфере ведется работа.