Надежность и качество объекта

1. Введение.

    Объект – это предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, изучения, исследования и испытаний на надежность. Объектами могут быть системы и их элементы, в частности технические изделия, устройства, аппараты, приборы, их составные части, отдельные детали и т.д.

    Качество объекта — совокупность свойств и признаков, определяющих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением, и выражающая его специфику и отличие от других объектов. Первичным по отношению к понятию «качество» является понятие «надежность».

    Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Количественно, надёжность оборудования есть величина, обратная интенсивности отказов на заданном интервале времени.

    Интуитивно  надёжность объектов связывают с недопустимостью отказов в работе. Это есть понимание надёжности в «узком» смысле — свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Иначе говоря, надёжность объекта заключается в отсутствии непредвиденных недопустимых изменений его качества в процессе эксплуатации и хранения. Надёжность тесно связана с различными сторонами процесса эксплуатации. Надёжность в «широком» смысле — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости, а также определённое сочетание этих свойств. 
 

    Уровень надежности в значительной степени  определяет развитие техники по основным направлениям: автоматизации производства, интенсификации рабочих процессов  и транспорта, экономии материалов и энергии.

    Современные технические средства очень разнообразны и состоят из большого количества взаимодействующих механизмов, аппаратов  и приборов. Первые простейшие машины и радиоприемники состояли из десятков или сотен деталей, а, к примеру, система радиоуправления ракетами состоит из десятков и сотен миллионов  различных деталей. В таких сложных  системах в случае отсутствия резервирования отказ всего одного ответственного элемента может привести к отказу или сбою в работе всей системы.

    Низкий  уровень надежности оборудования вполне может приводить к серьезным  затратам на ремонт, длительному простою  оборудования, к авариям и т.п.

    В настоящее время наблюдается  быстрое и многократное усложнение машин, объединение их в крупные  комплексы, уменьшение их металлоемкости и повышением их силовой и электрической  напряженности. Поэтому наука о  надежности быстро развивается.

    2.Аспекты  поддержания надежности  и качества объектов. 

    В зависимости от цели использования  и рассмотрения качества к его  основным аспектам можно отнести:

    -физический;

    -аппаратурный;

    -информационный.

    Физический  аспект, являющийся основным для неделимых  объектов, охватывает выбор, совершенствование  и создание новых материалов, поиск  и реализацию новых физических принципов  работы, новых видов энергии и  способов ее преобразования, задание щадящих условий применения объектов, совершенствование технологии производства и конструкции и т. п. 
Аппаратурный аспект охватывает принципы и методы организации и использования аппаратурной (материальной) избыточности. Это - мажорирование (в частности, дублирование и троирование), распределенное резервирование, статическое и динамическое резервирование, ненагруженный и нагруженный резерв, и т. п. 
Информационный аспект надежности включает в себя принципы и методы получения и использования избыточной информации, поступающей на объект, а также передаваемой, перерабатываемой, хранимой и выдаваемой объектом. Это, например, применение избыточных кодов, исправляющих ошибки, и многократное (в частности, двукратное) повторение во времени операций передачи и обработки информации. К информационному аспекту следует отнести также вопросы, связанные с организацией падежного (в частности, нечувствительного к ошибкам) матобеспечения вычислительных машин. 

    2.1.Физический  аспект надежности и качества  объекта. 

    Целью мероприятий, выполняемых в рамках физического аспекта надежности, является создание таких объектов, которые как можно меньше подвержены появлению в них дефектов как при производстве, так и при их эксплуатации. Однако избежать возникновения дефектов в более или менее сложных объектах, особенно при длительной их эксплуатации, нельзя. 

    2.1.1. Отказы. Физика отказов.

    Фундаментальным понятием теории надежности является понятие отказа.

    “Отказ - это событие, после возникновения  которого изделие утрачивает способность  выполнять заданные функции”. Отказы по классифицируют по следующим признакам:

    - по степени влияния на работоспособность  изделия (полные и неполные);

    - по физическому характеру непосредственного  проявления (катастрофические (внезапные)  и параметрические));

    - по связи с другими отказами (зависимые и независимые);

    - по времени существования (устойчивые (необратимые), временные (обратимые,  устранимые) и перемежающиеся (мерцающие)). 

    Основным  является разделение отказов на внезапные  и постепенные.

    Внезапным отказом НАЗЫВАЕТСЯ ТАКОЙ ОТКАЗ, КОТОРЫЙ ВОЗНИКАЕТ В РЕЗУЛЬТАТЕ СКАЧКООБРАЗНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК  ИЗДЕЛИЯ.

    Постепенный отказ - это отказ, возникший в  результате постепенного изменения  характеристик изделия. Отказ вспомогательных  элементов, не влияющих на надежность, называют второстепенной неисправностью. Второстепенные неисправности подразделяют на дефекты и неисправности. Дефектами  называются неисправности, которые  в момент их обнаружения не приводят к повреждению или нарушению  работы и регулировке прибора, но могут в будущем вызвать подобные явления.

    Неполадками называются неисправности в работе прибора, не оказывающие влияние  на выполнение им основных функций.

    Как правило, неисправность является следствием изменения состава, структуры или механических свойств материала, конструктивных размеров и состояния их поверхностей.

    Возникновение неисправностей обусловлено рядом  факторов, среди которых можно выделить конструктивные, технологические и эксплуатационные

    К конструктивным факторам относятся:

    - расчетные нагрузки, скорость относительного перемещения, давление и др.;

    - материалы, их физико-механические  характеристики и структура;

    - конструктивное исполнение деталей  и сборочных единиц, форма и величина зазоров или натягов в сопряжениях и т. л ;

    - макрогеометрия. шероховатость, твердость рабочих поверхностей

    детален;

    - условия зашиты, смазывания и  охлаждения деталей Технологическими  факторами являются:

    - способы, точность и стабильность  получения заготовок;

    - вид механической, термической, упрочняющей  н финишной обработки деталей;

    - правильность сборки, регулирование,  приработки и испытания деталей и узлов машин.

    К эксплуатационным относят следующие  факторы:

    - использование машины по назначению, соблюдение нагрузочных и скоростных  режимов, интенсивность эксплуатации;

    - условия эксплуатации, своевременность  и полнота технического обслуживания  и ремонтов и др.

    Неисправности деталей машин можно разделить  на три группы:

    - износ;

    - механические повреждения;

    -химико-тепловые  повреждения. 

3. Методология RCM по поддержанию  качества объекта.

 

    Основной  стратегией RCM-2 является определение  и применение индивидуальных методов обслуживания для каждого вида оборудования или причины отказов. Кроме планово-предупредительного обслуживания, как традиционного способа обслуживания, для определенных видов и причин отказов эффективно использовать следующие стратегии :

• Обслуживание по состоянию;
• Эксплуатация до отказа;
• Проведение инспекций по выявлению сложных отказов, а также цепочек отказов.

    В методологии RCM-2 основополагающим принципом является принцип недопущения параметров состояния оборудования до значений, которые приводят к нарушению функционирования объекта или системы в конкретном производственном окружении. Это значение в RCM-2 называется точкой F- функциональным отказом. В процессе следования методики RCM-2 необходимо определить событие или время, в которое можно четко понять, что производственный объект входит в состояние отказа (точка P- потенциального отказа). В интервале P-F необходимо осуществить воздействие на объект, чтобы предотвратить отказ. Подбирая интервал P-F, мы можем гибко настроить наши действия по техническому обслуживанию и существенно снизить количество аварийных ситуаций и поломок оборудования.

    В практическом смысле RCM-2 — это процедура определения необходимых мер, которые гарантируют, что любой производственный объект продолжает выполнять те функции, которые необходимы владельцу в текущей рабочей ситуации.

    Она включает в себя такие вопросы:

1. Каковы функции объекта (что требуется пользователю от объекта)?
2. Каким образом объект может отказать (функциональный отказ)?
3. Что может привести к отказу (вид, причина отказа)?
4. Что случается при отказе (результат отказа)?
5. Насколько важен отказ (последствия отказа)?
6. Можно ли сделать что-то, чтобы предсказать или предотвратить отказ (план действий)?
7. Что делать, если предсказать или предотвратить отказ нельзя (действия по умолчанию)?

    Шаг за шагом отвечая на данные вопросы, используя специальные инструменты, информация, полученная о текущей эксплуатации актива (производственное окружение, нагрузки, неисправности, связанные с активом, данные осмотров, требования и нормативные акты, история эксплуатации, и т. д.),преобразуется в стройную концепцию ТОиР с учетом возможных рисков, оценивая последствия и применяя оптимальные стратегии технического обслуживания для каждого конкретного случая.

    Анализ  актива по процедуре RCM-2 или анализ RCM-2 проводится с помощью экспертов, владеющих информацией об эксплуатации актива (работники ТО, операторы, производственники, работники производственно технических отделов и т. д.)

    Данный  подход позволяет быстро документировать  принимаемые решения относительно стратегий проведения технического обслуживания и перейти к этапу внедрения результатов с использованием современных программных средств.

    Для повышения эффективности процесса передачи знаний компанией Ivara были разработаны  и сертифицированы курсы обучения методологии RCM-2 ,что позволяет сотрудникам организации, после обучения, постоянно самостоятельно применять принципы RCM-2 в повседневной рабочей обстановке, а для отслеживания состояния оборудования и параметров производительности разработано программное обеспечение Ivara EXP Enterprise.

    Как методология, RCM-2 очень быстро дает результаты. Фактически, если ресурсы  правильно сосредоточены и применены, проекты RCM-2 могут окупить себя за несколько месяцев или даже недель. Внедрение RCM-2 позволяет усовершенствовать как требования по ТОиР активов, используемых организацией, так и то, в каком виде воспринимается функция технического обслуживания в целом в организации. Результатом является более рентабельное, гармоничное и успешное техническое обслуживание.