Рис. 8.1. Графическая иллюстрация экономических аспектов надежности:

1-затраты на повьшгение надежности; 2-затраты на возмещение ущерба от ненадежности; 3-суммарные затраты , на обеспечение заданного уровня надеж-

Ыробень яаделгиасти „ости

нимальным суммарным затратам (и в этом смысле он может быть назван оптимальным).

Настоящая глава является кратким изложением различных аспектов проблемы надежности СПП. Предлагаемый материал сопровождается достаточным числом справочных данных и примеров для того, чтобы читатель мог провести больщинство указанных в тексте расчетов, не прибегая к другим источникам. Одновременно приводится библиография работ, к которым следует обратиться для более детального изучения предмета.

Надежность есть 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 транспортирования [8.1]. Следует подчеркнуть. Что в этом определении речь идет не о всех свойствах изделия, а только о сохранении его работоспособности. Под работоспособностью понимают состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации [8.1]. Событие, заключающееся в наруще-нии работоспособности, есть отказ. Следует отличать неработоспособное состояние от предельного. Под неработоспособным состоянием понимают состояние объекта, при котором значерше хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Предельное состояние-это состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Представляет интерес вопрос о соотношении между понятиями качество и надежность. Если учесть, что качество - это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее

пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением, то ясно, что надежность есть важнейшая составляющая качества, а именно та его часть, которая связана с сохранением работоспособности изделия. Другими словами, если слегка сузить понятие качества и ограничить его только работоспособностью (т. е. отбросить такие свойства изделия, как внешний вид, маркировка, удобство применения и т. п.), то можно дать следующее определение: надежность - это свойство изделия сохранять свое качество во времени. Продолжительность или объем работы изделия называется наработкой. Соответственно наработка до отказа есть наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. Будем обозначать наработку до отказа символом tf (иногда просто t). Наработка может измеряться не только временем t, но и циклами И.ПИ числом срабэтываний {Nf шти Л, километрами пробега и т. п.

Надежность-комплексное свойство, которое в общем случае состоит из безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность-свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Долговечность-свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность-свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния. Сохраняемость-свойство объектов сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования. В зависимости от возможности и (или) целесообразности объект после наступления отказа либо возвращают, либо не возвращают в работоспособное состояние. Соответственно в первом случае объект называется восстанавливаемым, во втором-невос-станавливаемым. Если восстановление объекта происходит путем его ремонта, то он называется ремонтируемым, в противном случае-перемонтируемым. СПП, как правило, являются и невосстанавливаемыми, и перемонтируемыми элементами, вследствие чего понятие ремонтопригодности к ним неприменимо. На остальных свойствах надежности следует остановиться подробнее. Рисунок 8.2 иллюстрирует различие между безотказностью (рис. 8.2, а) и долговечностью (рис. 8.2, б). Штриховкой на рисунке показаны участки функционирования изделия. Стрелками на оси абсхщсс отмечены участки перерывов

Рис. 8.2. Графическая иллюстрация различия между безотказностью {а) и долговечностью (б);

ППР-планово-предупредительный ремонт; ТО-техническое обоснование; х-момент наступления отказа или предельного состояния

в работе. Эти интервалы следует рассматривать не как

хранение, а как эксплуатацию изделия при других (обычно гораздо меньших) внешних воздействиях.

8.2. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ СПП И ИХ ЗАВИСИМОСТИ от РЕЖИМОВ РАБОТЫ

Общая характеристика показателей надежности СПП. В соответствии с [8.1 ] показатель надежности (ПН)-это количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта. Прежде всего следует остановиться на принципиальном отличии ПН от других технических характеристик и параметров приборов. В самом деле, любые другие характеристики или параметры, например геометрические размеры, напряжение переключения, ток управления и т. д., могут быть измерены на любом приборе без какого-либо влияния на его работоспособность и за время, бесконечно малое по сравнению с его сроком службы. Иначе обстоит дело в отношении ПН. В связи с тем что количественное определение надежности есть определение длительности сохранения работоспособного состояния, то для установления характеристик надежности на каждом приборе надо измерить его наработку до отказа. В результате, затратив время, равное сроку службы прибора в данных условиях, и разрушив его, мы не только ничего не можем сказать о характеристиках надежности других приборов, но и, строго говоря, не имеем уверенности в том, что точно такой же прибор в тех же условиях проработает такое же время. Причиной этого является случайный характер процессов, приводящих к отказам приборов, или, иначе, наработка приборов до отказа tf есть величина принципиально случайная. 338