Контрольные вопросы

1. Каковы способы повышения надежности оборудования?

2. Способы повышения надежности при проектировании оборудования?

3. Способы повышения надежности при изготовлении оборудования?

4. Способы повышения надежности при эксплуатации оборудования?

5. Экономическая обоснованность надежности оборудования?

Заключение

В учебнике рассмотрены основы теории надежности, методы расчета надежности элементов и систем технологического оборудования, стратегии восстановления работоспособного состояния оборудования, методы и средства оценки эксплуатационной надежности технологических машин, повышение надежности технологических машин. Из-за ограниченного объема книги не изложены оптимизационные задачи надежности, вопросы моделирования процессов старения, износа сопряжений и др.

Использование теории надежности постоянно расширяется как при разработке новых конструкций технологических машин и оборудования и в процессе их изготовления, так и, особенно, при проведении технического обслуживания и ремонта. В последние годы получены интересные результаты в области исследования поверхностных явлений и процессов изнашивания, разработаны физико-вероятностные модели отказов и методы прогнозирования параметрической надежности машин.

Расширение применения надежности при эксплуатации технологических машин и оборудования связано с развитием информационных технологий, разработкой более эффективных способов оценки и контроля показателей надежности, методов и средств измерения технических параметров, уточнением методик расчета и проектирования и создания более технологичных конструкций оборудования.

Словарь терминов (glossary)

Агрегатный метод ремонта (Modular method of repair) - обезличенный метод ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или заранее отремонтированными.

Безопасность (Safety) - свойство объекта не допускать ситуаций, опасных для объекта или окружающей среды.

Безотказность (Reliability, Failure-free operation, Failure-Free Performance; Fail-Safety; Infallibility; Mainstage Reliability) - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Вероятность безотказной работы (Reliability function, Survival function) - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Вероятность восстановления (Probability of restoration, Maintainability function) - вероятность того, что время восстановления работоспособного состояния объекта не превысит заданное значение.

Восстанавливаемый объект (Restorable item) - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Время восстановления (Restoration time) - продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта.

Гамма-процентная наработка до отказа (Gamma-percentile operating time to failure) - наработка, в течение которой отказ объекта не возникнет с вероятностью , выраженной в процентах.

Гамма-процентное время восстановления (Gamma-percentile restoration time) - время, в течение которого восстановление работоспособности объекта будет осуществлено с вероятностью , выраженной в процентах.

Гамма-процентный ресур (Gamma-percentile life) - суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью , выраженной в процентах.

Гамма-процентный срок службы (Gamma-percentile lifetime) - календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью , выраженной в процентах.

Гамма-процентный срок сохраняемости (Gamma-percentile storage time) - срок сохраняемости, достигаемый объектом с заданной вероятностью , выраженной в процентах.

Дефект (Defect) – каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.

Долговечность (Durability, Longevity) - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта

Дублирование (Duplication) - резервирование с кратностью резерва один к одному.

Единичный показатель надежности (Simple reliability measure) - Показатель надежности, характеризующий одно из свойств, составляющих надежность объекта.

Закон надежности (Time-To-Failure Law) - закон распределения сроков службы (или наработки) до отказа.

Запас надежности (Reliability Margin) - отношение предельно допустимого значения заданного параметра к его экстремальному фактическому значению.

Износ линейный (Linear Wear) - величина износа, измеренная в направлении, перпендикулярном к поверхности трения.

Износ сопряжения (Joint Wear) - изменение относительного положения сопряженных тел в результате износа их поверхностей трения.

Интенсивность восстановления ((Instantaneous) restoration rate) - условная плотность вероятности восстановления работоспособного состояния объекта, определенная для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента восстановление не было завершено.

Интенсивность отказов (Failure rate, Hazard Rate) - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник.

Исправное состояние (Good state) - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Капитальный ремонт (Major repair) - ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая, базовые.

Качество (Quality) - совокупность свойств, определяющих степень пригодности изделия для его использования по назначению.

Комплексный показатель надежности (Integrated reliability measure) - показатель надежности, характеризующий несколько свойств, составляющих надежность объекта.

Коэффициент готовности ((Instantaneous) availability function) - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается.

Коэффициент оперативной готовности (Operational availability function) - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

Коэффициент сохранения эффективности (Efficiency ratio) - отношение значения показателя эффективности использования объекта по назначению за определенную продолжительность эксплуатации к номинальному значению этого показателя, вычисленному при условии, что отказы объекта в течение того же периода не возникают.

Коэффициент технического использования (Steady state availability factor, Inherent Availability Factor) - отношение математического ожидания суммарного времени пребывания изделия в работоспособном состоянии за некоторый период к математическому ожиданию суммарного времени пребывания изделия в работоспособном состоянии и простоях, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за тот же период.

Модель отказа (Failure Model) - математическое описание процесса формирования закона надежности и определения на этой основе заданных показателей надежности.

Модель отказа статистическая (Statistical Failure Model) - модель отказа, использующая для описания закона надежности статистическую информацию из сферы эксплуатации или результаты испытания изделий.

Модель отказа физико-вероятностная (Physical-Probabilistic Model of Parametric Reliability) - модель, описывающая процессы формирования закона надежности и деградации выходных параметров машины с учетом ее состояния, вероятностной природы явлений и закономерностей процессов старения.

Нагруженный резерв (Active reserve, loaded reserve) - резерв, который содержит один или несколько резервных элементов, находящихся в режиме основного элемента.

Надежность (Reliability, Dependability) - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность параметрическая (Parametric Reliability) - надежность, связанная не с отказом функционирования изделия, а с изменением его выходных параметров.

Назначенный ресурс (Assigned operating time) - суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Назначенный срок службы (Assigned lifetime) - календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Назначенный срок хранения (Assigned storage time) - календарная продолжительность хранения, при достижении которой хранение объекта должно быть прекращено независимо от его технического состояния.

Наработка (Operating time) - продолжительность или объем работы объекта.

Наработка до отказа (Operating time to failure) - наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Наработка между отказами (Operating time between failures) - наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.

Невосстанавливаемый объект (Nonrestorable item) - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неисправное состояние (Fault, faulty state) - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Ненагруженный резерв (Standby reserve, unloaded reserve) - резерв, который содержит один или несколько резервных элементов, находящихся в ненагруженном режиме до начала выполнения ими функций основного элемента.

Необслуживаемый объект (Nonmaintainable item) - объект, для которого проведение технического обслуживания не предусмотрено нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Неплановый ремонт (Not planned repair) - ремонт, постановка изделий на который осуществляется без предварительного назначения.

Неработоспособное состояние (Down state) - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неремонтируемый объект (Nonrepairable item) - объект, ремонт которого не возможен или не предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Облегченный резерв (Reduced reserve) - резерв, который содержит один или несколько резервных элементов, находящихся в менее нагруженном режиме, чем основной элемент.

Обслуживаемый объект (Maintainable item) - объект, для которого проведение технического обслуживания предусмотрено нормативно-технической документацией и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Основной элемент (Major element) - элемент объекта, необходимый для выполнения требуемых функций без использования резерва.

Осредненный параметр потока отказов (Mean failure intensity) - отношение математического ожидания числа отказов восстанавливаемого объекта за конечную наработку к значению этой наработки.

Остаточный ресурс (Residual life) - суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние.

Отказ (Failure) - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказ внезапный (Sudden failure) - отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта.

Отказ деградационный (Wear-out failure, Ageing failure) - отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления в эксплуатации

Отказ зависимый (Secondary failure) - отказ, обусловленный другими отказами.

Отказ независимый (Primary failure) - отказ, не обусловленный другими отказами.

Отказ конструктивный (Design failure) - отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования.

Отказ параметрический (Parameter Related Failure) - отказ, причина которого заключается в выходе регламентированного параметра за установленные пределы.

Отказ постепенный (Gradual failure) - отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров объекта.

Отказ производственный (Manufacturing failure) - отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии.

Отказ ресурсный (Marginal failure) - отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния.

Отказ скрытый (Latent failure) - отказ, не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики.

Отказ эксплуатационный (Misuse failure, mishandling failure) - отказ, возникший по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации.

Отказ явный (Explicit failure) - отказ, обнаруживаемый визуально ила штатными методами и средствами контроля и диагностирования при подготовке объекта к применению или в процессе его применения по назначению.

Параметр потока отказов (Failure intensity) - отношение математического ожидания числа отказов восстанавливаемого объекта за достаточно малую его наработку к значению этой наработки.

Планово-предупредительная система ремонта (Preventive (or Scheduled) Maintenance System) - система ремонта и технического обслуживания, при которой заранее назначается продолжительность межремонтных периодов и характер проводимых мероприятий по поддержанию и восстановлению работоспособности машины.

Предельное значение выходного параметра (Output Parameter Limit Value) - граница области работоспособности, при выходе за пределы которой происходит отказ.

Предельное состояние (Limit State) - состояние изделия, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Плановый ремонт (Planned repair) - ремонт, постановка на который осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

Повреждение (Damage) - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Показатель надежности (Reliability measure) - количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.

Предельное состояние (Limiting state) - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Продолжительность ремонта (Duration of repair) - календарное время проведения одного ремонта данного вида.

Работоспособное состояние (Up state) - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Расчетный показатель надежности (Predicted reliability measure) - показатель надежности, значения которого определяются расчетным методом.

Регламентированный ремонт (Regulated repair) - плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными в эксплуатационной документации, независимо от технического состояния изделия в момент начала ремонта.

Резерв (Reserve) - совокупность дополнительных средств и (или) возможностей, используемых для резервирования.

Резервирование (Redundancy) - способ обеспечения надежности объекта за счет использования дополнительных средств и (или) возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функции

Резервирование без восстановления (Redundancy without restoration) - резервирование, при котором восстановление отказавших основных и (или) резервных элементов технически невозможно без нарушения работоспособности объекта в целом и (или) не предусмотрено эксплуатационной документацией.

Резервирование общее (Whole system redundancy) - резервирование, при котором резервируется объект в целом.

Резервирование раздельное (Segregated redundancy) - резервирование, при котором резервируются отдельные элементы объекта или их группы.

Резервирование с восстановлением (Redundancy with restoration) - резервирование, при котором восстановление отказавших основных и (или) резервных элементов технически возможно без нарушения работоспособности объекта в целом и предусмотрено эксплуатационной документацией.

Резервный элемент (Redundant element) - элемент, предназначенный для выполнения функции основного элемента в случае отказа последнего.

Ремонт (Repair) - комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей.

Ремонт по техническому состоянию (Repair on a technical condition) - ремонт, при котором контроль технического состояния выполняется с периодичностью и в объеме, установленными в нормативно-технической документации, а объем и момент начала ремонта определяется техническим состоянием изделия.

Ремонтируемый объект (Repairable item) - объект, ремонт которого возможен и предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документацией.

Ремонтный цикл (Repair cycle) - наименьший повторяющийся интервал времени или наработка изделия, в течение которых выполняются в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической или эксплуатационной документации все установленные виды ремонта.

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

Ресурс (Useful life, life) - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Сбой (Interruption) - самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора.

Система технического обслуживания и ремонта (Maintenance and repair system) - совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему

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

Среднее время восстановления (Mean restoration time) - математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния объекта после отказа.

Средний ресурс (Mean life, mean useful life) - математическое ожидание ресурса.

Средний срок службы (Mean lifetime) - математическое ожидание срока службы.

Средний срок сохраняемости (Mean storage time) - математическое ожидание срока сохраняемости.

Средняя наработка до отказа (Mean operating time to failure) - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Средняя наработка на отказ (Mean operating time between failures) - отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.

Средняя трудоемкость восстановления (Mean restoration man-hours, Mean maintenance man-hours) - математическое ожидание трудоемкости восстановления объекта после отказа.

Срок службы (Useful lifetime, lifetime) - календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Срок сохраняемости (Storability time, Shelf life) - календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования объекта, в течение которой сохраняются в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции.

Структура ремонтного цикла (Structure of a repair cycle) - последовательность принятых ремонтных работ на протяжении всего периода эксплуатации изделия.

Техническое обслуживание (Maintenance) - комплекс операций или операция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, ожидании, хранении и транспортировании.

Техническое состояние (Technical condition) – совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент времени признаками, установленными технической документацией на этот объект.

Технические условия (Specifications) - документ, устанавливающий требования, которым должно соответствовать изделие.

Трибология (Tribology) - отрасль знаний, изучающая явления, происходящие на контактных поверхностях сопряженных тел при их относительном движении.

Цикл технического обслуживания (Maintenance Cycle) - наименьший повторяющийся интервал времени или наработка изделия, в течение которых выполняются в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической или эксплуатационной документации все установленные виды периодического технического обслуживания.

Экспериментальный показатель надежности (Assessed reliability measure) - показатель надежности, точечная или интервальная оценка которого определяется по данным испытаний.

Эксплуатационный показатель надежности (Observed reliability measure) - показатель надежности, точечная или интервальная оценка которого определяется по данным эксплуатации.