Надежность

1. Надежность

Надежность  является фундаментальным понятием теории надежности, с помощью которого определяются другие понятия. Надежность есть свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Остановимся на некоторых особенностях этого понятия.

Во-первых, как следует из определения, надежность есть внутреннее свойство объекта, заложенное в него при изготовлении и проявляющееся во время эксплуатации. Для количественной оценки надежности, как и любого другого свойства объекта, необходима та или иная мера, являющаяся ее характеристикой.

Надежность  нельзя свести ни к одной ее характеристике.

Вторая  особенность надежности состоит в том, что она проявляется во времени. Если нет наблюдения за объектом во времени, то нельзя сделать никаких заключений о его надежности. Этим она существенно отличается от таких свойств объекта, как дефектность, точность и пр. Дефектность можно установить специальными измерениями в течение сравнительно небольшого времени, определяемого количеством измеряемых параметров и временем каждого измерения и составляющего несколько минут или часов. Для того чтобы составить представление о надежности, необходимы наблюдения за группой объектов в течение тысячи или десятков тысяч часов. Можно сказать также, что дефектность и точность отражают начальное значение качества объекта, а надежность отражает устойчивость начального качества во времени.

Третья особенность надежности заключается в том, что она по-разному проявляется при различных условиях эксплуатации и различных режимах применения объекта. При изменении режимов и условий эксплуатации изменяются и характеристики надежности. Нельзя оценить надежность объекта, не уточнив условия его эксплуатации и режимов применения.

При определении понятия  «надежность» для обозначения обладателя этого свойства и предмета анализа используется понятие «объект». В технической литературе по надежности для этих же целей часто используют также понятие «изделие». Однако эти понятия не являются синонимами и поэтому требуют пояснения.

 Объект (технический объект) — это предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый на этапах выработки требований, проектирования, производства и эксплуатации. Объектами, в частности могут быть технические комплексы, программные комплексы, установки, устройства, машины, аппараты, приборы, агрегаты, отдельные детали и пр.

Изделие — это промышленная продукция. В Единой системе конструкторской документации изделием называют любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению на производстве. К техническим объектам относятся не любые промышленные изделия, а только такие, каждый экземпляр которых в процессе эксплуатации (применения по назначению) не подвергается постепенному расходованию. У данных изделий с течением времени расходуется только технический ресурс. С этой точки зрения не является объектом банка смазочного материала, хотя, несомненно, она является изделием. Это   не значит, что понятие «изделие» нельзя употреблять при анализе надежности. Далее под изделием будем понимать любую единицу промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках или экземплярах. К объектам относятся также совокупности (комплексы, системы) изделий, совместно выполняющие определенные функции или задачи, даже если они не связаны между собой конструктивно (например, линии радиосвязи, системы энергетики и др.).

Критерии и  показатели надежности

Надежность  недостаточно определить на качественном уровне (высокая, низкая, приемлемая и т. п.) — необходимо уметь оценивать ее количественно и сравнивать различные изделия по их надежности. С этой целью вводятся критерии и показатели надежности. Показатель надежности — это количественная характеристика одного или нескольких единичных свойств, определяющих надежность объекта. Различают единичные и комплексные показатели надежности. К единичным относят показатели безотказности, ремонтопригодности, долговечности,  сохраняемости. Комплексные показатели характеризуют несколько единичных свойств, например безотказность и ремонтопригодность.

В настоящее время в теории надежности используют вероятностные показатели. Каждый объект характеризуется вектором единичных и комплексных показателей. Поскольку при сравнении один из вариантов может быть лучше альтернативного варианта по одному показателю и хуже по другому, среди

показателей выбирают тот, который в конкретных условиях применения наилучшим образом отражает свойство надежности, и придают ему функцию критерия надежности. Как правило, именно этот показатель нормируется в техническом задании на разработку и в технической документации. Можно утверждать и обратное: нормируемый показатель надежности используют в качестве критерия надежности. Не следует думать, что эти понятия совпадают полностью, так как нормироваться может один показатель, а при сравнении вариантов использоваться другой.

Необходимо  отличать критерий надежности от критерия отказа и критерия предельного состояния. Критерий отказа — это признак или совокупность признаков неработоспособного состояния объекта, установленные в нормативно-технической или конструкторской документации. Соответственно, критерий предельного состояния — это признак или совокупность признаков предельного состояния.

Выбор и обоснование номенклатуры показателей надежности происходит с учетом назначения изделия и условий его эксплуатации . Поэтому прежде чем рассматривать конкретный перечень показателей надежности, полезно классифицировать объекты по указанным признакам. По назначению изделия подразделяют на два класса: изделия конкретного назначения (ИКН), имеющие только один вариант применения по назначению (примеры: принтер, канал измерения концентрации вещества, детектор радиационного контроля и пр.), и изделия общего назначения (ИОН), которые имеют несколько вариантов применения или функция которых универсальна (например, источник электропитания, компьютер, магистраль системы связи или внутреннего интерфейса и пр.).

По возможности восстановления работоспособности после отказа в период применения по назначению различают невосстанавливаемые (НВО) и восстанавливаемые (ВО) объекты. Объект относят к группе ВО, если восстановление предусмотрено документацией и технически возможно непосредственно на месте его эксплуатации. К группе НВО объект относят тогда, когда текущий ремонт технически невозможен или экономически нецелесообразен. При этом один и тот же объект в одних условиях может быть восстанавливаемым, а в других — невосстанавливаемым. Так, для легкового автомобиля при значительном удалении от сервисных центров это зависит от умения водителя устранять отказы и неисправности, от наличия запасных частей, от временных ограничений при поездке, от ограничений по условиям гарантийных обязательств и пр.

В зависимости от режима применения изделия подразделяют на три класса: однократного применения (ОКРП), непрерывного длительного применения (НПДП), многократного циклического применения (МКЦП). В зависимости от возможности и необходимости технического обслуживания (выполнения профилактических работ и контроля технического состояния) изделия подразделяют на обслуживаемые (ОБ) и необслуживаемые (НОБ).