Состав систем сервиса на транспорте

Исправное    Неисправное       Предельное 

Рис.2.2. Структура состояний, характеризующих объект  

    В отношении термина предельное состояние целесообразно заметить следующее:

    а) недопустимость применения объекта  объясняется очевидной его неработоспособностью такого уровня, что даже при её восстановлении велик риск применения из-за аварий и материального ущерба (поэтому объект подлежит списанию);

    б) нецелесообразность применения объекта  объясняется низким уровнем полезного  эффекта из-за ненадежности (это  также приводит к списанию объекта);

    в) невозможность восстановления объекта  может быть объяснена его конструктивными особенностями;

        г) нецелесообразность восстановления объясняется экономическими факторами.

       В других случаях наступление предельного состояния может означать невозможность применения, но возможность восстановления путем средних и капитальных ремонтов.

       Сущность изложенных терминов становится более понятной после рассмотрения событий, характеризующих надежность.

                              2.2.2. События, характеризующие надежность

           Основным из таких событий является отказ.

       Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

        Основные классификационные признаки и соответствующие им виды отказов представим в виде табл. 2.1.

        Поясним перечисленные виды отказов.

        Отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров, называется внезапным (например, остановка транспортного средства в результате неработоспособности топливного насоса энергетической установки).

    Отказ, характеризующийся постепенным  изменением заданных параметров, называется постепенным (например, потеря мощности энергетической установки транспортного средства из-за недопустимой величины зазора между внутренней стенкой цилиндра и внешней поверхностью поршня в поршневом двигателе). Постепенные отказы могут быть предотвращены путем осмотров объекта или контроля его состояния. 

                                                                                                       Таблица 2.1

                                                                                              

    

Признак классификации	Вид отказа
Характер  изменения параметра до момента  отказа	Внезапный Постепенный
Степень потери полезных свойств	Полный Частичный Перемежающийся
Связь с другими отказами	Зависимый Независимый
Наличие внешних признаков	Явный (очевидный) Неявный (скрытый)
Причина возникновения	Конструктивный  Производственный  Эксплуатационный
Время появления	При работе При хранении
Цена  отказа	Простой объекта Невыполнение  задачи

       В случае, если после возникновения отказа использование объекта по назначению невозможно до восстановления его работоспособности, отказ является полным (например, спущено одно из колес автомобиля, троллейбуса). Отказ, наступивший в результате ухода параметра (параметров) за установление пределы, но не приводящий к полной утрате объектом способности выполнять требуемые функции, считается частичным (двигатель работает не на всех цилиндрах).

       Перемежающийся отказ – это отказ объекта, проявляющийся в течение ограниченного интервала времени, после чего объект восстанавливает свою работу без проведения какого-либо корректирующего мероприятия извне (движение автомобиля на разбавленном топливе).

    Такой отказ является самоустраняющимся  и чаще всего – повторяющимся.

    Независимый отказ – отказ, возникающий в результате любой причины, кроме другого отказа, а в противном случае – зависимый.

    Отказ, возникающий вследствие несовершенства принятых методов проектирования или ошибок конструкторов, – конструктивный, вследствие нарушения установленного процесса производства (изготовление, ремонт) объекта – производственный, а вследствие нарушения установленных правил и (или) условий эксплуатации – эксплуатационный.

    По  времени появления различают  отказы во время работы и хранения. Причем время работы обычно разбивают на три интервала: приработка, нормальная эксплуатация, износ (старение). Для подавляющего большинства узлов, деталей, элементов количество отказов в интервалах приработки и износа значительно больше, чем на интервале нормальной эксплуатации.

    В случае, если объект отказал и его  работоспособность может быть восстановлена прибывшей ремонтной бригадой, цена отказа – простой.

    Если  же объект (например, транспортное средство) в результате отказа отбуксируется на ремонтную базу с перерывом рейса, цена отказа – невыполнение задачи.

    Критерий  отказа – признак или совокупность признаков работоспособного состояния  объекта, установленные в нормативно-технической  и (или) конструкторской документации.

    Другим  событием, характеризующим надежность, является повреждение.

    Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния. 

  2.3. Характеристики эксплуатации объектов, оцениваемых надежностью

    Важное  значение при оценке надежности объектов имеют их особенности, которые определяются следующей классификацией.

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

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

    Характеристика  восстанавливаемости объекта связывается  с состоянием его работоспособности.

    Если  же предусматривается восстановление исправности, а не только работоспособности объекта, то применяется термин «ремонт». Чаще всего ремонты являются плановыми. В соответствии с понятием «ремонт» объекты могут быть ремонтируемыми (ремонт предусмотрен в документации) и неремонтируемыми (ремонт не предусмотрен в документации).

    Ремонты (особенно средние и капитальные) предусматривают восстановление ресурса объекта (частичного или полного) путем замены элементов (даже работоспособных).

    Если  же объект работоспособен и требуется  восстанавливать его исправное  состояние  (причем, как правило, по плану), то выполняется техническое  обслуживание. Поэтому по аналогии с предыдущим объекты могут быть обсуживаемыми и необслуживаемыми.

    Эксплуатируемые объекты связаны с продолжительностью процессов или с объемом выполняемой  объектом работы. В связи с этим при оценке надежности используются следующие характеристики.

    Наработка – продолжительность или объем работы объекта. Наработка, например, транспортных средств может выражаться в единицах времени, количестве циклов работы, пройденном расстоянии (километрах, тысячах километров), массе перевезенного груза (тоннах), пространственно-массовых характеристиках (тонно – километрах) и др.

    Наработка до отказа – наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. (Для невосстанавливаемого объекта первый отказ является и последним.)

    Наработка между отказами – наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. (Характеристика относится только к восстанавливаемым объектам.)

    Технический ресурс – наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

    Срок  службы – календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

    Срок  сохраняемости – календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования объекта, в течение и после которой сохраняются значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в установленных пределах. 

                    2.4. Показатели надежности систем сервиса 

      Показатель надежности – количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.

    Показатели надежности могут быть единичными и комплексными.

    Единичный показатель надежности характеризует  одно из свойств, составляющих надежность объекта, а комплексный показатель – несколько свойств.

    Различают показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

                                     2.4.1. Показатели безотказности

       Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

    Если  в качестве наработки рассматривается  время, то вероятность безотказной работы

Р(t) = Вер {T > t},

где Р(t) – функция времени, представляющая собой интегральный закон распределения времени безотказной работы объекта;

        Т – случайное время безотказной работы от начала эксплуатации до первого отказа;

        t – время эксплуатации.

       Очевидно, что 0 < P(t) <1. Вероятность безотказной работы P(t) и вероятность отказа Q(t) на интервале времени t образуют полную группу событий и связаны соотношением P(t) + Q(t) =1 ( рис. 2.3).

P,Q

           

                     t

1

0

P(t)

Q(t)

P,Q

                                       Рис. 2.3. Зависимости P(t) и Q(t)

Вероятность безотказной работы статистически  определяется отношением числа однотипных объектов , безотказно проработавших до момента времени t, к числу объектов N₀ , работоспособных в начальный момент времени t = 0:

,

где m – число объектов, отказавших за время t.

    Для режимов хранения и (или) транспортирования  могут применяться аналогично определяемые показатели безотказности, например, вероятность безотказного хранения (транспортирования).

    Для невосстанавливаемых объектов используют такие показатели как интенсивность отказов и средняя наработка до отказа.

    Интенсивность отказов – условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник:

    (1/ч),

где f(t) – плотность распределения наработки до отказа. Этот показатель не связан с моментом начала работы объекта. Статистически показывает, какая доля от работающих в некоторый момент времени t невосстанавливаемых объектов выходит из строя в единицу времени после этого момента: