Рис. 4.1.1. Основные свойства технических систем

В соответствии с ГОСТ 27.002-89 под надежностью понимают свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.

Таким образом:
1. Надежность - свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции. Например: для электродвигателя - обеспечивать требуемые момент на валу и скорость; для системы электроснабжения - обеспечивать электроприемники энергией требуемого качества.

2. Выполнение требуемых функций должно происходить при значениях параметров в установленных пределах. Например: для электродвигателя - обеспечивать требуемые момент и скорость при температуре двигателя, не превышающей определенного предела, отсутствии выделения источника взрыва, пожара и т.д.

3. Способность выполнять требуемые функции должна сохраняться в заданных режимах (например, в повторно-кратковременном режиме работы); в заданных условиях (например, в условиях запыленности, вибрации и т.д.).

4. Объект должен обладать свойством сохранять способность выполнять требуемые функции в различные фазы его жизни: при рабочей эксплуатации, техническом обслуживании, ремонте, хранении и транспортировке.

Надежность - важный показатель качества объекта. Его нельзя ни противопоставлять, ни смешивать с другими показателями качества. Явно недостаточной, например, будет информация о качестве очистительной установки, если известно только то, что она обладает определенной производительностью и некоторым коэффициентом очистки, но неизвестно, насколько устойчиво сохраняются эти характеристики при ее работе. Бесполезна также информация о том, что установка устойчиво сохраняет присущие ей характеристики, но неизвестны значения этих характеристик. Вот почему в определение понятия надежности входит выполнение заданных функций и сохранение этого свойства при использовании объекта по назначению.

В зависимости от назначения объекта оно может включать в себя в различных сочетаниях безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Например, для невосстанавливаемого объекта, не предназначенного для хранения, надежность определяется его безотказностью при использовании по назначению. Информация о безотказности восстанавливаемого изделия, длительное время находящегося в состоянии хранения и транспортировки, не в полной мере определяет его надежность (при этом необходимо знать и о ремонтопригодности, и сохраняемости). В ряде случаев очень важное значение приобретает свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (снятие с эксплуатации, передача в средний или капитальный ремонт), т.е. необходима информация не только о безотказности объекта, но и о его долговечности.

Техническая характеристика, количественным образом определяющая одно или несколько свойств, составляющих надежность объекта именуется показатель надежности. Он количественно характеризует, в какой степени данному объекту или данной группе объектов присущи определенные свойства, обусловливающие надежность. Показатель надежности может иметь размерность (например, среднее время восстановления) или не иметь ее (например, вероятность безотказной работы).

Надежность в общем случае - комплексное свойство, включающее такие понятия, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость. Для конкретных объектов и условий их эксплуатации эти свойства могут иметь различную относительную значимость.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторой наработки или в течение некоторого времени.

Ремонтопригодность - свойство объекта быть приспособленным к предупреждению и обнаружению отказов и повреждений, к восстановлению работоспособности и исправности в процессе технического обслуживания и ремонта.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимым прерыванием для технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение (и после) хранения и (или) транспортировки.

Для показателей надежности используются две формы представления: вероятностная и статистическая. Вероятностная форма обычно бывает удобнее при априорных аналитических расчетах надежности, статистическая - при экспериментальном исследовании надежности технических систем. Кроме того, оказывается, что одни показатели лучше интерпретируются в вероятностных терминах, а другие - в статистических.

Показатели безотказности и ремонтопригодности
Наработка до отказа - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет (при условии работоспособности в начальный момент времени).
Для режимов хранения и транспортировки может применяться аналогично определяемый термин "вероятность возникновения отказа".

Средняя наработка до отказа - математическое ожидание случайной наработки объекта до первого отказа.
Средняя наработка между отказами - математическое ожидание случайной наработки объекта между отказами.

Обычно этот показатель относится к установившемуся процессу эксплуатации. В принципе средняя наработка между отказами объектов, состоящих из стареющих во времени элементов, зависит от номера предыдущего отказа. Однако с ростом номера отказа (т.е. с увеличением длительности эксплуатации) эта величина стремится к некоторой постоянной, или, как говорят, к своему стационарному значению.
Средняя наработка на отказ - отношение наработки восстанавливаемого объекта за некоторый период времени к математическому ожиданию числа отказов в течение этой наработки.

Этим термином можно назвать кратко среднюю наработку до отказа и среднюю наработку между отказами, когда оба показателя совпадают. Для совпадения последних необходимо, чтобы после каждого отказа объект восстанавливался до первоначального состояния.

Заданная наработка - наработка, в течение которой объект должен безотказно работать для выполнения своих функций.

Среднее время простоя - математическое ожидание случайного времени вынужденного нерегламентированного пребывания объекта в состоянии неработоспособности.

Среднее время восстановления - математическое ожидание случайной продолжительности восстановления работоспособности (собственно ремонта).

Вероятность восстановления - вероятность того, что фактическая продолжительность восстановления работоспособности объекта не превысит заданной.

Показатель технической эффективности функционирования - мера качества собственно функционирования объекта или целесообразности использования объекта для выполнения заданных функций.
Этот показатель определяется количественно как математическое ожидание выходного эффекта объекта, т.е. в зависимости от назначения системы принимает конкретное выражение. Часто показатель эффективности функционирования определяется как полная вероятность выполнения объектом задачи с учетом возможного снижения качества его работы из-за возникновения частичных отказов.

Коэффициент сохранения эффективности - показатель, характеризующий влияние степени надежности к максимально возможному значению этого показателя (т.е. соответствующему состоянию полной работоспособности всех элементов объекта).

Нестационарный коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется работоспособным в заданный момент времени, отсчитываемый от начала работы (или от другого строго определенного момента времени), для которого известно начальное состояние этого объекта.

Средний коэффициент готовности - усредненное на заданном интервале времени значение нестационарного коэффициента готовности.

Стационарный коэффициент готовности (коэффициент готовности) - вероятность того, что восстанавливаемый объект окажется работоспособным в произвольно выбранный момент времени в установившемся процессе эксплуатации. (Коэффициент готовности может быть определен и как отношение времени, в течение которого объект находится в работоспособном состоянии, к общей длительности рассматриваемого периода. Предполагается, что рассматривается установившийся процесс эксплуатации, математической моделью которого является стационарный случайный процесс. Коэффициент готовности является предельным значением, к которому стремятся и нестационарный, и средний коэффициенты готовности с ростом рассматриваемого интервала времени.

Часто используются показатели, характеризующие простой объект, - так называемые коэффициенты простоя соответствующего типа. Каждому коэффициенту готовности можно поставить в соответствие определенный коэффициент простоя, численно равный дополнению соответствующего коэффициента готовности до единицы. В соответствующих определениях работоспособность следует заменить на неработоспособность.

Нестационарный коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в заданный момент времени, отсчитываемый от начала работы (или от другого строго определенного времени), и начиная с этого момента времени будет работать безотказно в течение заданного времени.

Средний коэффициент оперативной готовности - усредненное на заданном интервале значение нестационарного коэффициента оперативной готовности.

Стационарный коэффициент оперативной готовности (коэффициент оперативной готовности) - вероятность того, что восстанавливаемый элемент окажется работоспособным в произвольный момент времени, и с этого момента времени будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.
Предполагается, что рассматривается установившийся процесс эксплуатации, которому соответствуют в качестве математической модели стационарный случайный процесс.

Коэффициент технического использования - отношение средней наработки объекта в единицах времени за некоторый период эксплуатации к сумме средних значений наработки, времени простоя, обусловленного техническим обслуживанием, и времени ремонтов за тот же период эксплуатации.

Интенсивность отказов - условная плотность вероятности отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник.
Параметр потока отказов - плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени.

Параметр потока отказа может быть определен как отношение числа отказов объекта за определенный интервал времени к длительности этого интервала при ординарном потоке отказов.

Интенсивность восстановления - условная плотность вероятности восстановления работоспособности объекта, определенная для рассматриваемого момента времени, при условии, что до этого момента восстановление не было завершено.

Показатели долговечности и сохраняемости

Надёжность - важный показатель качества объекта. Его нельзя ни противопоставлять, ни смешивать с другими показателями качества. Явно недостаточной, например, будет информация о качестве установки очистки, если известно только то, что она обладает определенной производительностью и некоторым коэффициентом очистки, но неизвестно, насколько устойчиво сохраняются эти характеристики при ее работе. Бесполезна также информация о том, что установка устойчиво сохраняет присущие ей характеристики, но неизвестны значения этих характеристик. Вот почему в определение понятия надёжности входит выполнение заданных функций и сохранение этого свойства при использовании объекта по назначению.

Надёжность является комплексным свойством, включающим в себя в зависимости от назначения объекта или условий его эксплуатации ряд простых свойств:

безотказность;

долговечность;

ремонтопригодность;

сохраняемость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторой наработки или в течение некоторого времени.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в любых неубывающих величинах (единица времени, число циклов нагружения, километры пробега и т. п.).

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение (и после) срока хранения и транспортирования.

В зависимости от объекта надёжность может определяться всеми перечисленными свойствами или частью их. Например, надёжность колеса зубчатой передачи, подшипников определяется их долговечностью, а станка – долговечностью, безотказностью и ремонтопригодностью.

2.1.4 Основные показатели надёжности

Показатель надёжности количественно характеризует, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обусловливающие надёжность. Одни показатели надёжности (например, технический ресурс, срок службы) могут иметь размерность, ряд других (например, вероятность безотказной работы, коэффициент готовности) являются безразмерными.

Рассмотрим показатели составляющей надёжности - долговечность.

Технический ресурс – наработка объекта от начала его эксплуатации или возобновления эксплуатации после ремонта до наступления предельного состояния. Строго говоря, технический ресурс может быть регламентирован следующим образом: до среднего, капитального, от капитального до ближайшего среднего ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов.

Для невосстанавливаемых объектов понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.

Назначенный ресурс – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от его состояния.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации (в том числе, хранение, ремонт и т. п.) от ее начала до наступления предельного состояния.

На рис.2.2 приведена графическая интерпретация перечисленных показателей, при этом:

t 0 = 0 – начало эксплуатации;

t 1 , t 5 – моменты отключения по технологическим причинам;

t 2 , t 4 , t 6 , t 8 – моменты включения объекта;

t 3 , t 7 – моменты вывода объекта в ремонт, соответственно, средний и капитальный;

t 9 – момент прекращения эксплуатации;

t 10 – момент отказа объекта.

Технический ресурс (наработка до отказа)

ТР = t 1 + (t 3 – t 2 ) + (t 5 – t 4 ) + (t 7 – t 6 ) + (t 10 – t 8 ).

Назначенный ресурс

ТН = t 1 + (t 3 –t 2 ) + (t 5 – t 4 ) + (t 7 –t 6 ) + (t 9 –t 8 ).

Срок службы объекта ТС = t 10 .

Для большинства объектов электромеханики в качестве критерия долговечности чаще всего используется технический ресурс.

2.2 Количественные показатели безотказности и математические модели надёжности

2.2.1 Статистические и вероятностные формы представления показателей безотказности невосстанавливаемых объектов

Наиболее важные показатели надёжности невосстанавливаемых объектов – показатели безотказности , к которым относятся:

вероятность безотказной работы;

плотность распределения отказов;

интенсивность отказов;

средняя наработка до отказа.

Показатели надёжности представляются в двух формах (определениях):

Статистическая (выборочные оценки);

Вероятностная.

Статистические определения (выборочные оценки) показателей получаются по результатам испытаний на надёжность.

Допустим, что в ходе испытаний какого-то числа однотипных объектов получено конечное число интересующего нас параметра – наработки до отказа. Полученные числа представляют собой выборку некоего объема из общей «генеральной совокупности», имеющей неограниченный объем данных о наработке до отказа объекта.

Количественные показатели, определённые для «генеральной совокупности», являются истинными (вероятностными) показателями, поскольку объективно характеризуют случайную величину – наработку до отказа.

Показатели, определённые для выборки, и, позволяющие сделать какие-то выводы о случайной величине, являются выборочными (статистическими) оценками. Очевидно, что при достаточно большом числе испытаний (большой выборке) оценки приближаются к вероятностным показателям.

Вероятностная форма представления показателей удобна при аналитических расчетах, а статистическая - при экспериментальном исследовании надежности.

В дальнейшем для обозначения статистических оценок будем использовать знак ^ сверху.

В дальнейших рассуждениях будем исходить из того, что испытания проходят N одинаковых объектов. Условия испытаний одинаковы, а испытания каждого из объектов проводятся до его отказа. Введем следующие обозначения:

Случайная величина наработки объекта до отказа;

N(t)- число объектов, работоспособных к моменту наработки t;

n(t) - число объектов, отказавших к моменту наработки t;

- число объектов, отказавших в интервале наработки ;

t - длительность интервала наработки.

Вероятность безотказной работы (ВБР)

и вероятность отказа (ВО)

Статистическое определение ВБР (эмпирическая функция надёжности) определяется по формуле:

(1)

т.е. ВБР есть отношение числа объектов(N (t )) , безотказно проработавших до момента наработки t , к числу объектов, исправных к началу испытаний (t=0), т.е. к общему числу объектов N . ВБР можно рассматривать как показатель доли работоспособных объектов к моменту наработки t .

Поскольку N(t)= N- n(t), то ВБР можно определить как

(2)

где
- вероятность отказа (ВО).

В статистическом определении ВО представляет эмпирическую функцию распределения отказов.

Так как события, заключающиеся в наступлении или ненаступлении отказа к моменту наработки t , являются противоположными, то

(3)

Нетрудно убедиться, что ВБР является убывающей, а ВО - возрастающей функцией наработки. Справедливы следующие утверждения:

1. В момент начала испытаний при t =0 число работоспособных объектов равно общему их числу N(t)=N(0)=N , а число объектов отказавших равно n(t)=n(0)=0. Поэтому
, а
;

2. При наработке t   все объекты, поставленные на испытания, откажут, т.е. N( )=0 , а n( )=N .

Поэтому,
, а
.

При большом числе элементов (изделий) N 0 статистическая оценка
практически совпадает с вероятностью безотказной работы P(t) , а
- с
.

Вероятностное определение ВБР описывается формулой

т.е. ВБР есть вероятность того, что случайная величина наработки до отказа T окажется больше некоторой заданной наработки t . электроэнергетических сетей и систем Реферат >> Математика

... технический университет Кафедра электромеханики факультет авиационного приборостроения Задание по дисциплине «Надёжность электроэнергетических систем» ... техническим риском клиентов (стимулирование создания резервных систем энергоснабжения и систем раннего...

Автоматизация и диспетчеризация систем электроснабжения

Дипломная работа >> Коммуникации и связь

Внешнего уровня; - обеспечение надёжного электроснабжения посредством автоматического измерения (контроля) технических параметров электроэнергии... энергоснабжения; интеграция охранных, пожарных систем , систем контроля доступа и CCTV; интеграция инженерного оборудования...

Основы надежности и технические измерения

Шпаргалка >> Промышленность, производство

Собой сложные технические системы и комплексы. Важным свойством таких систем является надёжность . Надежность - свойство... в целом. Повышение надежности подверженных старению технических систем в процессе эксплуатации может быть обеспечено...

Теоретические основы формирования экологической компетентности будущего инженера

Реферат >> Педагогика

... : КурскГТУ, 1999. − 106 с. (6,3 п.л. / 3,5 п.л.). Рыжков, Ф.Н. Надёжность технических систем и управление риском [Текст]: учебное пособие... − 346 с. (21,4 п.л./15,7 п.л.). Акимов, В.А. Надёжность технических систем и техногенный риск [Текст]: учебное пособие...

Качество - Надёжность - Безопасность (КНБ) - как составляющие системного менеджмента. Качество

В условиях открытых рыночных отношений принципиально меняются приоритеты и расстановка акцентов, определяющих эффективность деятельности и имидж предприятий. Сегодня нельзя рассматривать и оценивать их деятельность без учета вопросов обеспечения профессиональной, промышленной и экологической безопасности. Способность конкурировать все больше зависит от качества оказываемых услуг, культуры и дисциплины труда, надёжности предприятия.

Учитывая это, современная политика на предприятии должна быть ориентирована не только на отдельные составляющие (безопасность, качество, надежность), но и одновременно на их комплексное решение. Только при условии реализации политики, адекватной современным требованиям, предприятие может рассчитывать на успех и имеет шансы закрепить свои позиции в рыночном поле.

Учитывая это, сегодня ключевыми категориями системы корпоративного управления при характеристике любого предприятия, Организации, компании становятся понятия - «качество услуг и продукции», «надёжность функционирования процессов и предприятия», «безопасность человека (персонала)». Эти категории настолько тесно связаны друг с другом, что практически трудно обозначить, что из них является первичным: или качество и надежность являются необходимыми категориями и условиями безопасности, или наоборот - безопасность и надежность являются показателями (свойствами) качества, формирующими его.

Все они важны как с точки зрения социальной, экономической значимости, успешности деятельности, так и для формирования внутреннего и внешнего имиджа предприятия, как надежного, профессионально и экологически безопасного, социально ответственного партнёра, обеспечивающего высокое качество оказываемых услуг. И если ранее эти понятия рассматривались независимо один от другого, то сейчас эти категории следует рассматривать во взаимосвязи. В этом особенность и в этом заключается комплексность и системность подхода к осуществлению производственной деятельности на предприятии на современном этапе.

Качество

Что общего между безопасностью и качеством, между качеством и надёжностью? Ведь проблема качества появилась не сегодня, она существует давно и существует вполне самостоятельно. Интенсивное решение качественной проблематики приходится на 80-ые годы прошлого столетия. В 70-80-х годах в СССР даже существовало такое понятие как «борьба» за качество, этой борьбе была посвящена одна из пятилеток («пятилетка качества»), проводились «дни качества», на тысячах предприятий существовали комплексные системы управления качеством продукции и т.д.

В настоящее время во всем мире качество в самом широком смысле завоевывает все более прочные позиции во всех сферах бизнесдеятель-ности. Подтверждением служит тот факт, что стандарты серии ISO 9000, как самые известные, являются первоосновой для систем менеджмента других сфер деятельности и внедряются в 157 странах - членах международной организации по стандартизации.

В чем же отличие сегодняшней «борьбы» за качество от прежней? В чем и как эти понятия проявляются на практике?

С той поры, когда эта работа на отечественных предприятиях активно проводилась, а она бесспорно дала свои положительные результаты, прошло достаточно много времени, многое из того уже забыто и растеряно, но одновременно с этим многое приняло более совершенные формы, появились новые подходы. Ведь понятие качества тогда и сейчас существенно различаются.

Сегодня под качеством понимается, в первую очередь, соответствие требованиям стандартов, надёжности, потребностям всех заинтересованных сторон, в том числе, удовлетворенность клиентов, ряд других аспектов, связанных с трудовой деятельностью. Если ранее речь шла о качестве продукции и системах управления качеством продукции, то сегодня речь идет о тотальном (всеобщем) управлении качеством в английской терминологии - Total Quality Management (TQM), включающем в себя качество продуктов труда, качество процессов, деятельности, менеджмента, наконец, качество фирмы (предприятия).

И безусловно категория качества является ключевой составляющей профессиональной, промышленной и экологической безопасности, т.к. идеология обеспечения безопасности тесно связана с идеологией формирования высококачественных услуг и продукции. Более того, современная концепция управления безопасностью базируется по сути практически на принципах менеджмента качества.

Поэтому в контексте данной темы понятие качества рассматривается не вообще, а во взаимосвязи с безопасностью, более того, как необходимое условие безопасности. Это обусловлено тем, что категории, которые формируют качество, одновременно являются категориями безопасности. К примеру, к ним относятся: передовая (совершенная, безопасная) технология, неукоснительное отношение к установленным правилам, культура и дисциплина труда, обязательность и взаимоответственность во взаимоотношениях с партнерами и собственными работниками предприятия и т.д.

С другой стороны, известно, что надежность также проявляется как некоторое свойство или качество, которым обладает объект, и относится к категории безопасности. Поэтому не случайно понятия надежный и безопасный переводятся на английский язык одним словом «Safe».

Что же предусматривает внедрение этих категорий, в чем заключаются сущность и исходные принципы, на которых должна строиться работа предприятий в этом направлении?

В первую очередь, предусматривается продолжение той работы, которая велась в каждой из этих областей, использование тех наработок и принципов, на которых она строилась ранее, а также опыта новейшей международной практики и международных стандартов.

Вот только некоторые из этих принципов.

Первый принцип качества

Системный подход к менеджменту охраны труда и качеству социально-производственных процессов: создание целостной системы для достижения целевых задач наиболее эффективным способом, организация взаимосвязи и взаимодействия субъектов и объектов управления, распределение ролей и обязанностей персонала, непрерывное совершенствование системы на основе оценки фактического состояния и последующей корректировки действий; обоюдовыгодные и взаимоответственные отношения с партнерами и работниками.

Применение этого принципа обычно сводится к следующему: открытому общению, обмену информацией и планами на будущее, создание совместных развивающих действий, признание улучшений и достижений партнеров; в числе выгод такого подхода - увеличение возможностей получения прибылей для партнеров и формирование предпосылок для безопасного производства работ и процессов.

Второй принцип качества

Общим и главным звеном системы, объединяющей в себе триединые понятия (качества, надежности и безопасности), является человек, его управляющая, организующая и исполнительская роль.

Согласно TQM персонал предприятия или компании представляет наивысшую ценность и по этим причинам участие работников всех категорий в их деятельности является необходимым условием эффективного функционирования системы. Поэтому второй принцип, как уже отмечалось ранее, заключается в вовлечении людей в процессы управления и адекватного исполнения, использование их способностей и потенциала по отношению к задачам, целям и интересам предприятия, что выражается в понимании людьми важности их личного ролевого участия в решении проблем, принятия ими ответственности за эти проблемы и возможные пути их решения.

Как и любая другая, система управления КНБ будет эффективно функционировать при определенных условиях. К ним относятся следующие.

Первым условием успешного действия системы, как уже указывалось ранее, является вовлеченность в процессы функционирования предприятия (управление, организация, исполнение) всего персонала. Этим должны заниматься все: каждый человек, каждая служба в своей области, совместные действия которых слагаются в общую политику предприятия. При этом для каждого субъекта должны быть четко обозначены соответствующими регулирующими документами ответственность, полномочия и порядок их взаимодействия.

Однако важно, чтобы этим занимались на каждом рабочем месте профессионально. Поэтому персонал должен владеть системными методами, формирующими менеджмент деятельности предприятия, а для этого его необходимо учить. То-есть, обучение и профессиональная компетентность являются вторым необходимым условием.

Третий принцип качества

Для того, чтобы привлечь персонал не только к участию в этом процессе, но и к его совершенствованию, людей необходимо мотивировать, используя для этой цели самые различные формы, более того, создать предпосылки для их самомотивации. Система уравнительной компенсации, где все получают одинаково мало, вытесняется экономическим стимулированием индивидуального вклада в общий результат.

И последнее. Должны быть назначены лица - ответственные за функционирование системы и лица, осуществляющие контроль. И здесь важная роль принадлежит службе охраны труда, т.к. по сути это функции, которые должны осуществлять специалисты этой службы. В этой связи представляется целесообразным включать в штатные расписания, по крайней мере, в крупных предприятиях (объединениях, компаниях), выполняющих работы или процессы повышенной опасности, должность

специалиста (инженера, менеджера) по системному управлению охраной труда, в должностные обязанности которого будет (должно) входить практическое внедрение интегрированной системы управления безопасностью, документирование процессов, организация результативного функционирования Системы, контроль за ее функционированием, внедрение методов управления рисками, реализация лидерских устремлений предприятия в области ОТ.

В современных условиях немаловажным стимулом для внедрения инновационных технологий и решений, для их успешной реализации является экономическая сторона вопроса. Иначе, что это в конечном итоге дает предприятию с точки зрения бизнеса? К сожалению, не все поддается простой количественной оценке, тем более, что понятия безопасности, качества и надежности являются не только и не столько экономическими категориями, сколько социальными.

Вследствие неудовлетворительного состояния охраны труда становятся инвалидами и гибнут в большинстве своем вполне трудоспособные, нередко молодые люди; из-за плохого качества снижается спрос на продукцию, нарушаются сроки поставки, уходят партнеры, в ненадежные предприятия на обновление техники и технологии никто не будет вкладывать средства, а значит предприятие обречено на неуспех.

И наоборот, предприятие, которое является во всех отношениях надежным, обеспечивает высокую культуру и качество процессов, услуг и продукции, гарантирующее безопасность, становится привлекательным для инвесторов, партнеров, а это значит - возможность внедрения передовых технологий, улучшение условий труда, увеличение объемов производства, рост материальных и социальных благ для работников, социальная стабильность и комфортность в трудовом коллективе, в конечном итоге - залог успешности, а это уже немало.

Мировая практика свидетельствует, что компании, принявшие и реализующие такой подход в системах менеджмента, который в большинстве случаев является частью всей философии менеджмента всеобщего качества (TQM), достигают особенно высоких показателей эффективности.

Учитывая это, какие задачи стоят перед менеджерами предприятия?

Основная задача состоит в формировании у персонала идеологии, адекватной требованиям новейшей системы менеджмента, к числу ключевых факторов которой относятся безопасность, качество, надежность. На это должны быть направлены все формы психологического влияния, обучения, тренинга, пропаганды.

Надежность. - это свойство машины, ее узла или детали выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели (производительность, мощность, расход энергии, точность и др.) в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки (в километрах, гектарах, кубометрах, циклах или др.)

Терминология по надежности в технике распространяется на любые технические объекты-изделия, сооружения и системы, а также их подсистемы, рассматриваемые с точки зрения надежности на этапах проектирования, производства, испытаний, эксплуатации и ремонта. В качестве подсистем могут рассматриваться сборочные единицы, детали, компоненты или элементы. При необходимости в понятие "объект" могут быть включены информация и ее носители, а также человеческий фактор (например, при рассмотрении надежности системы "машина-оператор").

На стадии разработки термин “объект” применяется к наугад выбранному представителю из генеральной совокупности объектов.

Надежность - комплексное свойство, состоящее в общем случае из безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Например, для неремонтируемых объектов основным свойством может являться безотказность. Для ремонтируемых объектов одним из важнейших свойств, составляющих понятие надежности, может быть ремонтопригодность.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Объект - техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Элемент - простейшая составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей.

Система - совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

12 .Показатели безотказности: вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, интенсивность отказов, параметр потока отказов, наработка на отказ. Закон Вейбулла для характеристики распределения отказов, типичная кривая изменения плотности вероятности отказов в процессе эксплуатации объектов.

Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает. На практике этот показатель определяется статистической оценкой

где N0 - исходное число работоспособных объектов, n(t) - число отказавших объектов за время t.

Средняя наработка до отказа Математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Наработка до отказа - эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.

Наработка - продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклов включений и др.

Измеряется статистически, путём испытания множества приборов, или вычисляется методами теории надёжности.

Т = 1/m * Σti где ti - наработка i-го объекта между отказами; m - число отказов.

Интенсивность отказов. Условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Интенсивностью отказов называется соотношение числа отказавших образцов аппаратуры в единицу времени к среднему числу образцов, исправно работающих в данный отрезок времени при условии, что отказавшие образцы не восстанавливаются и не заменяются исправными.

Параметр потока отказов. Отношение математического ожидания числа отказов восстанавливаемого объекта за достаточно малую его наработку к значению этой наработки.

Одной из основных характеристик сложных технических систем является их надежность. Теория надежности получила значительное развитие и практическое применение в технике.

Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, позволяющих выполнять требуемые функции. Для количественной оценки надежности применяют вероятностные величины. Те изменения, которые происходят с течением времени в любой технической системе и приводят к потере ее работоспособности, связаны с внешними и внутренними воздействиями, которым она подвергается. В процессе эксплуатации на систему действуют все виды энергии, что может привести к изменению параметров отдельных элементов, механизмов и системы в целом. При этом имеется три основных источника воздействий:

- действие энергии окружающей среды, включая человека, исполняющего функции оператора или ремонтника;
- внутренние источники энергии, связанные как с рабочими процессами, протекающими в технической системе, так и с работой отдельных элементов системы;
- потенциальная энергия, которая накоплена в материалах и деталях узлов системы в процессе их изготовления (внутренние напряжения в отливке, монтажные напряжения).

При работе технического объекта наблюдаются следующие основные виды энергии, влияющие на его работоспособность и надежность (рис. 6.4).

Механическая энергия, которая не только передается по всем элементам системы в процессе работы, но и воздействует на нее в виде статических или динамических нагрузок от взаимодействия с внешней средой.

Тепловая энергия действует на систему и ее части при колебаниях температуры окружающей среды, при осуществлении рабочего процесса (особенно сильные тепловые воздействия имеют место при работе двигателей и ряда технологических машин), при работе приводных механизмов, электротехнических и гидравлических устройств.

Химическая энергия также оказывает влияние на работу системы. Например, влага, содержащаяся в воздухе может вызвать коррозию отдельных узлов системы. Если же оборудование системы работает в условиях агрессивных сред (оборудование химической промышленности, суда и др.), то химические воздействия вызывают процессы, приводящие к разрушению отдельных элементов и узлов системы.

Ядерная (атомная) энергия, выделяющаяся в процессе превращения атомных ядер, может воздействовать на материалы (особенно в космосе), изменяя их свойства.

Электромагнитная энергия в виде радиоволн (электромагнитных колебаний) пронизывает все пространство вокруг объекта и может оказать влияние на работу электронной аппаратуры.

Биологические факторы также могут влиять на работоспособность системы в виде микроорганизмов, которые не только разрушают некоторые виды пластмасс, но даже могут воздействовать на металл.

Рис. 6.4.

Таким образом, все виды энергии действуют на техническую систему и ее механизмы, вызывают в ней целый ряд нежелательных процессов, создают условия для ухудшения ее технических характеристик.

Нормальная эксплуатация эрготехнической системы характеризуется определенной степенью надежности, представляющей собой комплексную вероятностную характеристику успешного выполнения системой требуемых целевых функций при сохранении ею своих эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение необходимого времени. Теория надежности позволяет оценивать срок службы, по окончании которого техническое средство вырабатывает свой ресурс и должно подвергнуться капитальному ремонту, модернизации или замене. Одно из основных понятий теории надежности - отказ.

Отказ - это нарушение работоспособного состояния технического устройства из-за прекращения функционирования или из-за резкого изменения его параметров. В теории надежности оценивается вероятность отказа, то есть вероятность того, что техническое средство откажет в течение заданного времени работы. Изучение причин, вызывающих отказы объектов, определение закономерностей, которым они подчиняются, разработка метода проверки надежности изделий и способов контроля надежности, методов расчетов и испытаний, изыскание путей и средств повышения надежности - являются предметом исследований надежности. При изучении вопросов надежности рассматривают самые разнообразные объекты - изделия, сооружения, системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов, и чем выше их надежность, тем выше надежность всего изделия.

Обеспечение надежности систем охватывает самые различные аспекты человеческой деятельности. Надежность является одной из важнейших характеристик, учитываемых на этапах разработки, проектирования и эксплуатации самых различных технических систем (рис. 6.5).

Недостаточная надежность объекта приводит к огромным затратам на его ремонт, простою машин, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушением крупных объектов и с человеческими жертвами.

Как следует из приведенного выше определения надежности, наиболее значимой для успешного функционирования любой технической системы и выполнения ею заданных функций является сохранение ее работоспособности.

Рис. 6.5.

Работоспособность как состояние системы означает способность выполнять требуемые функции с заданными рабочими параметрами. В свою очередь, наличие работоспособности системы в течение всего времени ее эксплуатации предполагает безотказность ее функционирования, а также косвенно связано и с остальными свойствами эксплуатационной надежности. Надежность (работоспособность) объекта является комплексным свойством, ее оценивают по четырем количественным показателям - безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости или по сочетанию этих свойств.

Безотказность - свойство объекта сохранять свою работоспособность в течение заданного времени без отказов и вынужденных перерывов.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до предельного состояния с необходимыми перерывами для регламентного обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство приспособленности объекта к предупреждению, выявлению и устранению отказов ее работоспособности путем проведения регламентного технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение и после установленного срока ее хранения или транспортировки.

Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене (например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т. д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т. д.).

Разработана классификация отказов с позиций изучения характера и природы отказов, влияния различных факторов на их возникновение (рис. 6.6).

1. По условиям возникновения разделяют отказы в нормальных и ненормальных (экстремальных) условиях. Ненормальные условия имеют место вследствие ошибок персонала, стихийных бедствий или при других чрезвычайных ситуациях.
2. По причинам возникновения выделяют отказы, не связанные с разрушением и обусловленные разрушением объекта.
3. По характеру возникновения: внезапные отказы , связанные с резким изменением основных параметров, и постепенные отказы под действием случайных факторов, обусловленные медленно протекающими необратимыми процессами
4. По степени влияния на работоспособность: полные и частичные отказы. Последние связаны с «частичной» потерей работоспособности системы, т. е. с пониженным уровнем функционирования. Такие отказы возникают в системах, имеющих большое количество автономных элементов. При отказе некоторых большинство элементов остается работоспособными.
5. По признакам проявления: явные и неявные отказы. Возникновение явного отказа обнаруживается органолептическими методами. При неявных отказах для их обнаружения требуется применение специальных приборов или устройств или значительный опыт и умение персонала.
6. По взаимосвязи между собой: независимые и зависимые отказы , когда появление одного отказа влечет за собой возникновение других. Взаимосвязь отказов может привести к их лавинообразному нарастанию.
7. По последствиям различают: отказы опасные и безопасные для здоровья и жизни персонала и для окружающей среды; тяжелые отказы , ведущие к значительным материальным и финансовым и другим затратам и потерям; легкие отказы почти без потерь.
8. По способу устранения выделяют: отказы, устраняемые заменой элементов, регулировкой, чисткой и самоустраняющиеся отказы или сбои.
9. По сложности устранения: простые и сложные отказы , требующие специалистов высокой квалификации и значительных трудозатрат.

0- отказ элемента,
1- первичный отказ;
2- вторичные отказы;
3- ошибочные команды,
4- элементы в заданных режимах работы,
5- избыточные напряжения;
6- ошибочные команды;
7- естественное старение;
8- соседние элементы,
9- окружающая среда;
10- персонал предприятия

Рис. 6.6. Характеристики отказов элементов технической системы

10. По частоте возникновения: на случайные (единичные) и неслучайные (систематические) отказы . Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала. Неслучайные отказы - это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.
11. Но возможности устранения: устранимые и неустранимые отказы , при возникновении которых восстановление работоспособности системы технически невозможно или экономически неоправданно.
12. По происхождению: конструктивные отказы , обусловленные недостатками конструкции; технологические отказы - недостатками технологического процесса изготовления и сборки деталей и узлов и эксплуатационные отказы , связанные только с условиями эксплуатации.

В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия). Отказы, приводящие к тяжелым последствиям, отнесены к категории «критических ».

К авариям относятся все отказы, наступление которых связано с угрозой для людей и окружающей среды, а также с серьезным экономическим и моральным ущербом. На надежность технических систем оказывают влияние три группы факторов: конструктивные, технологические и эксплуатационные.

К конструктивным факторам относятся: принципиальная схема машины, качество материалов, форма и размеры деталей, запас прочности, применяемые методы расчета на прочность, конструктивные концентраторы напряжений в деталях

Технологические факторы - факторы, связанные с процессом получения стабильных свойств материалов, обеспечивающих стабильность структуры, физико-механических свойств, прочности; факторы, связанные с формообразованием заготовки, методами обработки и сборки; методы и режимы механической, термической, химико-термической обработки; геометрия режущего инструмента; организация технического контроля по этапам технологического процесса.

Эксплуатационные факторы - характер нагружения, скорости, давления, температура среды, влажность среды, виды и способы смазки, соблюдение правил технической эксплуатации, техническое обслуживание, качество ремонта, квалификация ремонтно-эксплуатационного персонала, техническая оснащенность ремонтных служб и др.