Показатели долговечности.
Лекции
Основы теории надежности и диагностики.
Общие сведения.
Диагноз распознавания: Объект, состояние которого определено, называется объектом диагноза.
Диагностика представляет собой процесс исследования объекта диагноза. Завершением этого исследования является получение результата диагноза, т.е. заключение о состоянии объекта (объект исправен, объект не исправен, в объекте имеется такая то неисправность). Диагностика – отрасль знаний, включающая в себя теорию и методы организации процессов диагноза, а так же принципы построения средств диагноза. Когда объектом диагноза является объекты технической природы, говорят о технической диагностике. Техническая диагностика решает три типа задач по определению состояний технических объектов:
1) Задачи по определению состояния, в котором находится объект в настоящий момент времени. Это задачи диагностики;
2) Задачи по предсказанию состояния, в котором окажется объект, в некотором роде это будет момент времени. Это задача прогноза прогнозирования. К задачам технического прогнозирования относятся задачи по назначению периодичности профилактики и ремонта;
3) Задачи определения состояния, в котором находился объект в некоторый момент времени в прошлом. Это задачи генеза отрасль, решающая задачи этого типа называется технической генетикой. К этим задачам относятся, например, причины аварии.
В жизни любого объекта, как некоторого изделия всегда можно выделить два этапа: производство и эксплуатация данного объекта. Бывает так же этап хранения этого объекта.
Для любого объекта на каждом этапе его жизни задаются определенные технические требования. Желательно, чтобы объект всегда соответствовал этим требованиям. Однако в объекте могут возникнуть неисправности, нарушающие указанное соответствие прибора. Тогда задача состоит в том, чтобы создать на этапе производства или восстановить нарушенную неисправность (которая может появиться на этапах эксплуатации или хранения) в соответствии с заданными техническими требованиями прилагаемыми объекту.
Решение этой задачи невозможно без эпизодического или непрерывного диагноза состояния объекта. Состояние объекта определяется его надежностью.
Надежность: свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Надежность включает в себя следующие свойства: безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность.
Исправное состояние: это состояние, при котором прибор соответствует всем требованиям устнормативной – технической документации.
Неисправное состояние: это состояние, при котором прибор, объект не соответствует хотя бы одному из требований нормативно – технической документации.
Работоспособное состояние: это состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных нормативов в пределах установленных документацией.
Неработоспособное состояние: это состояние, при котором значения хотя бы одного заданного параметра не соответствуют нормативно – технической документации.
Понятие повреждение заключается в нарушении исправного состояния изделия при сохранении его работоспособности. Для любого изделия существуют понятия: дефект, неисправность, отказ, сбой и ошибка.
Предельное состояние : это состояние изделия при котором его дальнейшее применение по назначению не допустимо или не целесообразно.
Дефект: это отклонение от параметров изделия относительно заданных в нормативно – технической документации.
Неисправность: форматированное представление факта проявления дефекта на входах и выходах изделия.
Отказ: это дефект, связанный с необратимыми нарушениями характеристик изделия, приводящим к нарушению его работоспособного состояния.
Сбой: дефект, заключающийся в том, что в результате временного изменения параметров изделия в течение некоторого периода времени оно будет функционировать непрерывно. Причем его работоспособность восстанавливается самонаправленно. Помехи, воздействующие на работоспособность.
Ошибки: (для дискретной техники) называют неправильное значение сигналов на внешних входах изделия, вызванное неисправностями, переходными процессами или помехами, воздействующими на изделие.
Число дефектов, неисправностей, отказов, сбоев, одновременно присутствующих в изделии называют кратностью .
Кратность ошибок определена не только кратностью неисправности, из-за которой она возникла, но и структурной схемой изделия, т.к. в результате имеющихся разветвлений в схеме однократная неисправность может вызвать многократную ошибку в последовательных цепях.
Наработка на отказ – это случайная величина, представляющая собой интервал времени от момента включения устройства до первого отказа.
Ресурсом ТС называют наработку системы до предельного состояния, при достижении которого дальнейшая эксплуатация прекращается.
Безотказность: свойство изделия, в котором он непрерывно сохраняет работоспособность в течение некоторого времени.
Ремонтопригодность: свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранения их путем ремонта и технического обслуживания.
Свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов называется долговечностью.
Сохраняемость – это свойство объекта непрерывно сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и транспортирования. Сохраняемость характеризуется способностью объекта противостоять отрицательному влиянию условий хранения и транспортирования на его безотказность и долговечность. Продолжительное хранение и транспортирование объектов могут снизить их надежность при последующей работе по сравнению с объектами, которые не подвергаются хранению и транспортировке.
Основные характеристики ТС:
Показатели безотказности:
1) Вероятность безотказной работы R(t) – это вероятность того, что в заданном интервале времени t в изделии не возникает отказа.
0£ R(t) £1; R(o) = 1; R(¥) = 0;
Функция R(t) является монотонно убывающей функцией, т.е. в процессе эксплуатации и хранения надежность только убывает. Для определения R(t) используется следующая статическая оценка:
где N – число изделий, поставленных на испытание (эксплуатацию).
N 0 – число изделий, отказавших в течении времени t.
2) Вероятность бессбойной работы Р сб (t) – это вероятность того, что в заданном интервале времени t будет отсутствовать сбой в изделии.
Р сб (t) = 1- Q сб (t); где - Q сб (t) функция распределения сбоев в течение времени t.
Для определения стабильности оценки мы имеем формулу:
где N – число изделий поступивших на эксплуатацию.
N 0 – число изделий, в которых произошел сбой в течение времени t.
3) Интенсивность отказа l(t) – это условная плотность вероятности возникновения отказа не восстанавливаемого объекта, определенного рассмотренного момента времени, при условии, что до этого момента отказ не возник.
Для определенно l(t) используется следующая статистическая оценка:
где n(Dt) – число отказавших изделий в интервал времени (Dt).
N ср (Dt) – среднее число исправных изделий в интервал времени (Dt).
;
4) Средняя наработка до отказа (среднее время безотказной работы) Т – это математическое ожидание наработки до первого отказа определяется так:
Эти показатели рассчитаны на изделие, которое не подлежит восстановлению.
Показатели ремонтопригодности:
1) Вероятность восстановления s(t) – это вероятность того, что отказавшее изделие будет восстановлено в течение времени t.
где n в – число изделий время восстановления которых было < (меньше) заданного времени t. N ов – число изделий оставшихся на восстановлении.
2) Интенсивность восстановленного М(t) – условная плотность распространения времени восстановления для момента времени t при условии, что до этого момента восстановление изделия не произошло.
где n в (Dt) – число восстановленных изделий за время Dt. N в.ср (Dt) – среднее число изделий которые, не были восстановлены в течение времени Dt.
3) Среднее время восстановления Т в – это натуральная величина ожидания восстановления. 
Статистическая оценка: ;
4) Коэффициент готовности К г (t) – это вероятность того, что изделие работоспособно в произвольный момент времени t.
Введение
Отдельные детали машины изнашиваются неодинаково. В том случае, если машина эксплуатируется в соответствии с ее назначением при соблюдении установленных технических обслуживаний и ремонтов, изнашивание проявляется как нормальный относительно медленный естественный процесс. Однако нарушение правил технической эксплуатации машины приводит к тому, что ее детали начинают подвергаться повышенному изнашиванию.
Процесс постепенного изменения размеров тела при трении, связанный с отделением с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации, называется изнашиванием.
Износ -- результат изнашивания, проявляющегося в виде отделения или остаточной деформации материала детали.
Понятие долговечность
Долговечность -- свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного значения при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
К основным показателям долговечности относятся:
1) средний ресурс (например, средняя наработка до капитального ремонта, средняя наработка от капитального ремонта до списания);
2) гамма-процентный ресурс (наработка, в течение которой объект не достигнет предельного). Под параметром понимается некоторая выходная характеристика детали, сопряжения, сборочной единицы или автомобиля в целом, в качестве которой принимается один или несколько технологических показателей качества. Выход значения параметра за границы предельного значения классифицируется как отказ, если при этом происходит нарушение работоспособного состояния объекта, т.е. такого состояния, при котором значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.
Отказы обычно разделяют на внезапные и постепенные. Внезапные отказы характеризуются скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. Они происходят в случайные моменты времени, которые точно прогнозировать невозможно, а можно лишь характеризовать наступление или ненаступление данного события с определенной вероятностью. Постепенный отказ характеризуется плавным изменением одного или нескольких параметров объекта. Например, монотонное возрастание износа деталей цилиндропоршневой группы двигателя, снижение топливной экономичности и мощности. Разделение отказов на постепенные и внезапные носит условный характер. Например, постепенное изнашивание рабочих поверхностей деталей коробки передач увеличивает зазоры и приводит к внезапному самовыключению передачи.
Составные части автомобилей подразделяются на ремонтируемые и не ремонтируемые. Для первых в нормативно-технической и (или) конструкторской документации предусмотрено проведение ремонтов, а для вторых не предусмотрено. Надежность изделий обусловливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
Безотказность -- свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Основными показателями безотказности являются:
1) вероятность безотказной работы (вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает);
2) средняя наработка на отказ (отношение наработки восстанавливаемого объекта к среднему значению числа его отказов в течение этой наработки);
3) параметр потока отказов (отношение среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой наработки).
Текущий ремонт обеспечивает безотказную работу отремонтированных агрегатов, узлов и деталей на пробеге, не меньшем, чем до ближайшего ТО-2. Сокращение времени простоя автомобиля достигается применением агрегатного метода ремонта, при котором производится замена неисправных или требующих капитального ремонта агрегатов и узлов на исправные, взятые из оборотного фонда. Оборотный фонд составных частей автомобиля может создаваться как непосредственно на АТП, так и в обменных пунктах, при региональных центральных мастерских и ремонтных заводах.
Средний ремонт (CP) автомобилей предусматривается для случаев их эксплуатации в тяжелых дорожных условиях; проводится с периодичностью более одного года. При нем могут выполняться следующие ремонтные работы: замена двигателя, достигшего предельного состояния и требующего капитального ремонта, устранение неисправностей других агрегатов с заменой или ремонтом деталей, окраска кузова и другие работы, которые бы обеспечили восстановление исправного состояния автомобиля.
Капитальный ремонт (КР) автомобилей, агрегатов и узлов предназначен для обеспечения назначенного ресурса автомобиля и его составных частей путем восстановления их исправности и близкого к полному (не менее 80% доремонтного) восстановлению ресурса и обеспечения других нормируемых свойств. При КР заменяют или восстанавливают любые узлы и детали, включая базовые. Автомобили и агрегаты подвергают, как правило, не более чем одному капитальному ремонту. Базовой частью легкового автомобиля и автобуса является кузов, грузового автомобиля -- рама. К базовым деталям агрегатов относятся: в двигателе -- блок цилиндров; в коробке передач, заднем мосту, рулевом механизме -- картер; в переднем мосту -- балка переднего моста или поперечина независимой подвески; в кузове или кабине -- корпус; в раме -- продольные балки.
Централизованный КР полнокомплектных грузовых автомобилей недостаточно эффективен в связи с тем, что из-за малых производственных программ и универсального характера производства увеличиваются транспортные затраты на доставку ремонтного фонда и отремонтированной продукции, автомобили на длительное время отвлекаются из сферы эксплуатации. В связи с этим КР полнокомплектных автомобилей должен осуществляться главным образом для тех из них, которые работают в особо тяжелых дорожных условиях при интенсивной эксплуатации. В этом случае КР и CP автомобилей должен быть максимально приближен к АТП и производиться с использованием готовых агрегатах, узлов и деталей, поступающих в специализированная автомобилей и их составных частей в ремонте. Экономия времени достигается за счет того, что объекты ремонта не ожидают, пока будут отремонтированы снятые с них агрегаты и узлы.
Агрегатный метод -- обезличенный метод текущего ремонта, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или заранее отремонтированными. Замена агрегатов может выполняться после отказа изделия или по плану.
Многие показатели качества продукции являются функциями ее параметров. Так, показатель долговечности сверла зависит от ширины направляющей ленточки (геометрического параметра) и от механических характеристик материала сверла (структурных параметров).
Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Единичными показателями долговечности являются средний ресурс, средний срок службы. Понятие ресурс применяется при характеристике долговечности по наработке изделия, а срок службы - при характеристике долговечности по календарному времени.
Установление перечня технических требований предполагает необходимость осуществления прогнозных ис-, следований с учетом тенденций развития соответствующих типов электроизделий и изменения их технических характеристик, а также изучение основных направлений развития технологии и организации производства этих изделий. Прогнозы должны быть разработаны по конкретным техническим показателям . техническим параметрам, показателям долговечности и надежности, конструктивным характеристикам, применяемым материалам, изменениям технологических методов и т. д.
Обычно покупатели охотно платят большую цену за продукцию, имеющую репутацию долговечной. Однако здесь надо сделать несколько оговорок. Увеличение цены должно быть в разумных пределах. Кроме того, если данный вид продукции быстро устаревает, потребители вряд ли захотят переплачивать за повышенную долговечность хлама. Поэтому использование в рекламе заявлений о том, что данная марка персональных компьютеров прослужит значительно дольше других, может не возыметь желаемого эффекта, так как данные возможности и характеристики продуктов постоянно улучшаются. Производители наручных часов (вечного, не подверженного значительным изменениям в технологии производства товара), напротив, часто используют в рекламе показатели долговечности.
Если показатель долговечности является технико-экономическим параметром , то показатель надежности определяется комплексом технических параметров и характеризует в основном качество магистрального трубопровода. Повышение уровня надежности базируется на разработке и осуществлении технических и организационных мероприятий. Предел повышения надежности определяется экономическим показателем , превышение которого делает неэффективным ряд мероприятий по повышению надежности сооружения.
Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность (с возможными перерывами для тех-нического обслуживания и ремонта) до разрушения или другого предельного состояния. Показателями долговечности являются срок службы до первого капитального ремонта и межремонтный срок службы, ресурс и др.
Рассмотрим влияние другого качественного показателя - долговечности на уровень экономичности параметрического ряда. Для машин долговечность можно оценивать сроком службы, который представляет календарную продолжительность эксплуатации изделия до разрушения или другого предельного состояния (предельное состояние может устанавливаться по изменениям параметров изделия, по экономическим показателям и т. п.).
Рассмотрим экономическую сущность показателя долговечности. Машины, оборудование, приборы как любое средство производства ... всегда целиком принимают участие в процессе труда и всегда только частью в процессе образования стоимости. Они никогда не присоединяют стоимости больше, чем утрачивают в среднем вследствие своего изнашивания. Таким образом, существует большая разница между стоимостью машины и той частью стоимости, которая периодически переносится с нее на продукт. Существует большая разница между машиной как элементом образования стоимости и машиной как элементом образования продукта. Чем больше период, в течение которого одни и те же машины снова и снова служат в одном и том же процессе труда, тем больше эта разница.
Роль показателей долговечности и надежности машин на данном этапе технического развития
Для планирования, а стало быть, и для последующего учета и контроля выполнения планов необходимо разработать систему показателей долговечности и надежности продукции применительно к ее отраслевым особенностям и к специфическим условиям эксплуатации.
В нашей печати были опубликованы следующие данные, позволяющие судить о влиянии показателей долговечности изделий на потребные размеры производственных мощностей.
Однако такие количественные характеристики качества как долговечность и безотказность имеют тесную связь со стоимостью (ценой) изделия, что позволяет разработать методы для установления стоимости изделия в зависимости от долговечности или безотказности. На примере показателя долговечности проведем разработку метода для определения зависимости полной стоимости (цены) изделия в функции долговечности Тд.
Показатель долговечности Тд имеет очень большое значение при рассмотрении функционирования технических систем в течение больших временных периодов.
К показателям долговечности объекта относят нормативный срок службы (срок хранения), срок службы до первого капитального ремонта , гамма-процентный ресурс (это наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью) и другие показатели (см. ГОСТ 27.002-83).
Большое место в квалиметрии занимают статистические методы исследования. Многие показатели качества продукции определяются при помощи статистических методов по опытным данным или по материалам эксплуатационной статистики. Примерами статистических показателей качества являются, например, показатели точности станков и приборов (дисперсия, среднее квадратическое отклонение , размах), показатели надежности (вероятность безотказной работы , наработка на отказ, интенсивность отказов), показатели долговечности (средний ресурс, гамма-процентный ресурс). В любой совокупности массовой продукции имеет место рассеивание показателей качества . Это рассеивание можно коли-
Показатели долговечности характеризуют способность изделия сохранять работоспособность до предельного состояния (обусловленного, например, нецелесообразностью его дальнейшей эксплуатации) с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Показателями долговечности могут служить ресурс и срок службы.
Долговечность - это свойство оборудования сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Показателем долговечности машины является срок ее службы.
Показатели долговечности характеризуют способность изделия сохранять работоспособность до наступления некоторого предельного состояния (обусловленного, например, экономической нецелесообразностью последующего ремонта) с необходимыми перерывами для технического обслуживания и текущих ремонтов . К показателям долговечности относятся средний, гамма-процентный или медианный срок службы и т. д.
Показателями долговечности выступают гамма-процентный ресурс / v средний ресурс / гр назначенный ресурс средний ресурс между текущими (капитальными) ремонтами Кт.р(Кк.р), средний ресурс до списания / ом средний ресурс до текущего (капитального) ремонта гамма-процентный срок службы средний срок службы средний срок службы между текущими (капитальными) ремонтами средний срок службы до текущего (капитального) ремонта средний срок службы до списания.
Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Количественными показателями долговечности являются ресурс и срок службы.
Долговечность объекта - это его способность сохранять работоспособность в заданных условиях эксплуатации. В качестве основных показателей долговечности подземного объекта приняты ресурс наработка до отказа, т.е. время безотказной работы от момента начала эксплуатации до наступления предельного со-
Под надежностью понимается свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в установленных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Надежность изделия обусловливается безотказностью его работы, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долговечностью его частей. Низкая надежность ряда изделий приводит к большим экономическим потерям. Например, значительные потери времени и средств вызывают простои на замену деталей и ремонт различных механизмов, комплектуемых продукцией химических предприятий. Поэтому для оценки качества некоторых видов химической продукции нельзя ограничиться традиционными мгновенными или расчетными показателями , а необходимо пользоваться и вероятностными.
Лаборатория надежности собирает и анализирует информацию о фактическом уровне надежности и долговечности продукции в эксплуатации, производит расчеты показателей надежности, исследует техническую документацию с целью обеспечения необходимого уровня надежности. Служба надежности организует испытания продукции на стендах, наблюдает за ходом эксплуатационных испытаний, работники лаборатории выезжают к потребителям для разрешения спорных вопросов и сбора данных.
Нормы и нормативы качества исходного сырья, полуфабрикатов, готовой продукции объединяют требования действующих стандартов и ТУ к качеству сырья и продукции, показатели надежности и долговечности, сортности продукции , экономичности в эксплуатации.
В конструкции машины
Для оценки долговечности используются две группы единичных (частных) показателей: сроки службы и ресурсы. Срок службы это календарная продолжительность эксплуатации в определенных условиях до разрушения или предельного состояния.
Различают сроки службы:
До капитального ремонта,
Между капитальными ремонтами,
Суммарный (полный).
Срок службы до капитального ремонта – продолжительность эксплуатации до первой полной разборки с заменой или восстановлением ряда элементов, в том числе части основных деталей.
Срок службы между капитальными ремонтами (между первым и вторым и т.д.) зависит от качества ремонта, от того, в какой степени восстанавливается ресурс оборудования.
Суммарный срок службы это календарная продолжительность от начала эксплуатации до выбраковки (до списания).
Эта группа показателей имеет следующие достоинства:
Простота учета;
Удобство использования для планирования сроков замены оборудования, поставки запасных частей, сроков проведения ремонтов.
Основным недостатком таких показателей является то, что они не учитывают интенсивность эксплуатации оборудования, объем выполненной им работы.
От этого недостатка свободна вторая группа показателей – технические ресурсы. Технический ресурс это наработка изделия в заданных условиях эксплуатации до капитального ремонта либо до замены. Измеряется объемом выполненной работы. Может измеряться и в часах непрерывной работы. Например, для автомобильных двигателей в моточасах. Для других видов средств технологического оснащения в часах работы при зафиксированном объеме простоев как организационных и технологических, так и в техническом обслуживании и ремонте.
Ресурс – величина, расходуемая в процессе эксплуатации.
Различают:
Полный технический ресурс,
Использованный технический ресурс,
Остаточный технический ресурс.
Полный – от начала эксплуатации до капитального ремонта или замены. Использованный – от начала эксплуатации или от начала работы после капитального ремонта до рассматриваемого момента. Остаточный – от рассматриваемого момента до капитального ремонта или конца эксплуатации.
Ресурс – величина статистическая, подвержена рассеянию. В связи с этим широко используется такой показатель как гарантированный ресурс. Гамма процентный ресурс – технический ресурс, которым обладают не менее изделий данной модели, где - гарантированная вероятность. выбирается в зависимости от назначения, масштабов и технологии производства, последствий отказов. Например, если =0,9 это означает, что 90% всех изделий обладают ресурсом не менее указанного и лишь 10% могут иметь меньший ресурс. Отсюда очевидно, что средний ресурс ( =0,5) превышает гарантированный. Для подшипников общего назначения принимается равным 0,9.
Следует обратить внимание на то, что нельзя путать понятия гарантированный ресурс и гарантийный срок эксплуатации. Под последним понимается продолжительность эксплуатации, в течение которой завод изготовитель и ремонтные предприятия несут материальную ответственность за неисправности, выявившиеся у потребителя при условии соблюдения им правил эксплуатации. Гарантийный срок эксплуатации измеряется небольшой долей технического ресурса изделия. Это понятие не только техническое, но и юридическое и не может применяться в качестве показателя долговечности. Однако это понятие в какой-то мере характеризует качество изготовления и контроля, поскольку в этот период выявляются, как правило, дефекты, пропущенные контролем. Из группы показателей долговечности – ресурсов наибольшее распространение получили гарантированный ресурс, средний ресурс, среднеквадратическое отклонение ресурса от его среднего значения ().
6.5. Выбор показателей долговечности средств технологического оснащения и их элементов
Выбор показателей долговечности необходимо осуществлять от общего к частному, т.е. от оборудования в целом (О) к его элементам: агрегатам (А), механизмам (М), узлам (У), деталям (Д) по схеме О-А-М-У-Д. Для обеспечения заданной нормы долговечности оборудования долговечность основных деталей должна быть существенно выше. При этом не должна идти речь о равной долговечности деталей. Массовые детали могут заменяться многократно за срок службы оборудования. Для снижения неопределенности надежности, обеспечения возможности групповых замен деталей необходимо стремиться к кратной долговечности. Тогда, например, при двенадцатой замене деталей 1-ой группы, 6-ой раз заменяются детали 2-ой, 4-ый раз третьей, 3-ий раз четвертой и второй пятой группы.
Задача повышения долговечности средств технологического оснащения сложная, поскольку речь идет, по сути, о распределении затрат между производителем и потребителем. Затраты первого повышаются, второго снижаются за счет:
Уменьшения стоимости эксплуатации (сокращение расхода запасных частей, уменьшение частоты ремонтных воздействий),
Сокращения простоев оборудования.
Наиболее приемлемыми показателями долговечности являются:
а) для деталей:
1. ресурс до первого восстановительного ремонта;
2. средний ресурс до первого восстановительного ремонта.
б) для узлов, механизмов:
2. ресурс до первого капитального ремонта;
3. средний ресурс до первого капитального ремонта.
в) для агрегатов и оборудования в целом:
1. ресурс до первого ремонта с трудоемкой разборкой;
Качество продукции - совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением (ГОСТ 15467-79). Согласно международному стандарту ISO 8402.1994, качество определяется как совокупность характеристик объекта (деятельности или процесса, продукции, услуги и др.), относящихся к его способности.
Качество продукции (работ, услуг) определяется такими понятиями, как «характеристика», «свойство» и «качество». Характеристика – это взаимосвязь зависимых и независимых переменных, выраженная в виде текста, таблицы, математической формулы, графика. Описывается, как правило, функционально. Свойство продукции представляет собой объективную особенность продукции, которая может проявляться при ее создании, эксплуатации или потреблении. Качество продукции формируется на всех этапах ее жизненного цикла. Свойство продукции выражается показателями качества, т.е. количественными характеристиками одного или нескольких свойств продукции, входящих в качество и рассматриваемых применительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или потребления.
В зависимости от роли, выполняемой при оценке, различают классификационные и оценочные показатели. Классификационные показатели характеризуют принадлежность продукции к определенной группе в системе классификации и определяют назначение типоразмер, область применения и условия использования продукции. Вся промышленная и сельскохозяйственная продукция систематизирована, имеет кодовое обозначение и в виде различных классификационных группировок включена в Общероссийский классификатор продукции (ОКП). Классификационные показатели используются на исходных этапах оценки качества продукции для формирования групп аналогов оцениваемой продукции. В оценке качества продукции эти показатели, как правило, не участвуют.
Оценочные показатели количественно характеризуют те свойства, которые образуют качество продукции как объекта производства и потребления или эксплуатации. Они используются для нормирования требований к качеству, оценки технического уровня при разработке стандартов, проверки качества при контроле, испытаниях и сертификации. Оценочные показатели разделяют на функциональные, ресурсосберегающие и природоохранные.
1. Функциональные показатели характеризуют свойства, определяющие функциональную пригодность продукции удовлетворять заданные потребности. Они объединяют показатели функциональной пригодности, надежности, эргономичности и эстетичности:
1.1. показатели функциональной пригодности характеризуют техническую сущность продукции, свойства, определяющие способность продукции выполнять свои функции в заданных условиях использования по назначению (например, единичные показатели – грузоподъемность, вместимость и водонепроницаемость, комплексные – калорийность, производительность);
1.2. показатели надежности продукции характеризуют ее способность сохранять во времени (в установленных пределах) значения всех заданных показателей качества при соблюдении заданных режимов и условий применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки. Единичными показателями надежности являются показатели безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости, комплексными (обеспечивающими несколько свойств) – безотказность и восстанавливаемость:
Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется в зависимости от его схемно-конструктивных особенностей, режима эксплуатации и сферы использования. Для многих неремонтируемых изделий (например, осветительные лампы, шестерни, узлы бытовых электро- и радиоприборов) предельное состояние совпадает с отказом. В ряде случаев предельное состояние определяется достижением периода повышенной интенсивности отказов. Таким методом определяется предельное состояние для компонент автоматических устройств, выполняющих ответственные функции. Применение этого метода обусловлено снижением эффективности эксплуатации изделий, компоненты которых имеют повышенную интенсивность отказов, а также нарушением требований безопасности. Период эксплуатации неремонтируемых изделий до предельного состояния устанавливается по результатам специальных испытаний и вносится в техническую документацию на изделия. Если нельзя заранее получить сведения об изменении интенсивности отказов, предельное состояние изделия определяется непосредственным обследованием его состояния в процессе эксплуатации.
Предельное состояние ремонтируемых изделий определяется неэффективностью их дальнейшей эксплуатации из-за старения и частых отказов или увеличения затрат на ремонт. В некоторых случаях критерием предельного состояния ремонтируемых изделий может быть нарушение требований безопасности, например на транспорте. Предельное состояние может также определяться моральным устареванием.
Долговечность сокращается при неправильной эксплуатации зданий и сооружений, перегрузках конструкций, а также при резко выраженных разрушающих влияниях окружающей среды (действие влаги, ветра, мороза и т.д.). Большое значение для обеспечения Долговечность имеет правильный выбор конструктивных решений с учётом особенностей климата и условий эксплуатации. Повышение Долговечность достигается применением строительных и изоляционных материалов, обладающих высокой стойкостью при замораживании и оттаивании, влагостойкостью, биостойкостью, и защитой конструкций от проникновения в них разрушающих агентов и прежде всего жидкой влаги. В строительных нормах и правилах, действующих в СССР, установлены следующие степени долговечности ограждающих конструкций: I степень со сроком службы не менее 100 лет, II - 50 лет и III - 20 лет.
Показатели долговечности характеризуют свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. К ним относятся ресурс, гамма-процентный ресурс, назначенный ресурс, средний ресурс, ресурс до первого капитального ремонта, межремонтный ресурс, суммарный ресурс, средний срок службы, медианный срок службы, срок службы до первого капитального ремонта, межремонтный срок службы, срок службы до списания.
Долговечность определяется двумя условиями: физическим либо моральным износом
— Физический износ наступает в том случае, когда дальнейший ремонт и эксплуатация элемента или системы становятся уже невыгодными, так как затраты превышают доход в эксплуатации;
— Моральный износ означает несоответствие параметров элемента или системы современным условиям их эксплуатации.
Различают показатели долговечности, характеризующие долговечность по наработке и по календарному времени службы. Показатель, характеризующий долговечность изделия по наработке, называется ресурсом; показатель, характеризующий долговечность по календарному времени, - сроком службы. Различают ресурс и срок службы до первого капитального ремонта, между капитальными ремонтами, до выбраковки изделия.
– Наработка - это продолжительность (или объем) работы изделия, измеряемая в часах (мото-ч), километрах пробега, циклах, кубометрах или других единицах, специфичных для данной машины. Наработку нельзя смешивать с календарной продолжительностью (сроком службы), так как два изделия за один и тот же срок службы могут иметь неодинаковую (различную наработку);
Т = 1/m * Σti
где ti - наработка i-го объекта между отказами; m - число отказов.
Различают: суточная наработка, месячная наработка, наработка до первого отказа, наработка между отказами, наработка между двумя капитальными ремонтами. Наработка - один из показателей надёжности. Измеряется в часах (минутах), кубометрах, гектарах, километрах, тоннах, циклах и т.п. Наработка зависит от технических характеристик изделия и условий его эксплуатации. Так, суточная наработка экскаватора, выраженная в кубометрах вынутого грунта, зависит от продолжительности его работы, от физических свойств почвы, от объёма ковша и т.п. Поскольку на наработку влияют такие факторы, как температура и влажность окружающей среды, различие в структуре и прочности деталей и механизмов, из которых состоит устройство, и т.д., можно считать наработку случайной величиной. Её характеристиками являются средняя наработка до первого отказа для неремонтируемых устройств и средняя наработка между отказами (наработка на отказ) для ремонтируемых устройств.
Наработка на отказ - технический параметр, характеризующий надёжность ремонтируемого прибора, устройства или технической системы.
Средняя продолжительность работы устройства между ремонтами, то есть показывает какая наработка в среднем приходится на один отказ. Выражается обычно в часах.
Для программных продуктов обычно подразумевается срок до полного перезапуска программы или полной перезагрузки операционной системы.
Наработка между отказами — от окончания восстановления работоспособного состояния объекта после отказа до возникновения следующего отказа.
Наработка до отказа - эквивалентный параметр для неремонтопригодного устройства. Поскольку устройство неремонтируемое, то это просто среднее время, которое проработает устройство до того момента, как сломается.
На стадии проектирования изделия его средняя наработка до первого отказа или наработка на отказ рассчитывается по характеристикам безотказности комплектующих элементов; при эксплуатации изделия эти показатели определяются методами математической статистики по данным о наработке однотипных устройств.
– Ресурс - суммарная наработка изделия до определенного состояния, оговоренного в технической документации, Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный, назначенный, полный, остаточный, суммарный и др.
Ресурс технический — наработка технического устройства (машины, системы) до достижения им предельного состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна или нежелательна из-за снижения эффективности либо возросшей опасности для человека. Ресурс технический представляет собой случайную величину, так как продолжительность работы устройства до достижения им предельного состояния зависит от большого числа не поддающихся учёту факторов, таких, например, как условия окружающей среды, структура самого устройства и т.п. Различают средний, гамма-процентный и назначенный ресурс.
Назначенный ресурс - наработка изделия, при достижении которой эксплуатация его должна быть прекращена независимо от технического состояния изделия. Этот ресурс назначается в технической документации с учетом безопасности и экономичности.
Технический Средний Ресурс — это математическое ожидание ресурса технического;
Гамма-процентный ресурс технический — наработка, в течение которой устройство не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью (g процентов);
Длительность назначенного ресурса технического определяется условиями безопасной эксплуатации устройства.
Полный технический ресурс - наработка от начала до конца эксплуатации для невосстанавливаемого изделия или до ремонта для восстанавливаемого.
Остаточный технический ресурс -расчетная наработка от рассматриваемого момента до конца эксплуатации или до ремонта.
Суммарный технический ресурс - наработка восстанавливаемого изделия на протяжении его срока службы до списания.
Моторесурс — наработка какой-либо машины с двигателем внутреннего сгорания (автомобиля, трактора и др.) или самого двигателя внутреннего сгорания до предельного состояния, при котором их дальнейшая эксплуатация вообще невозможна или связана с недопустимым снижением эффективности и нарушениями требований техники безопасности. Моторесурс для транспортных машин определяется пробегом в километрах, пройденным от начала эксплуатации до момента достижения предельного состояния. Для тракторов и др. нетранспортных машин, а также для двигателей внутреннего сгорания моторесурс определяется количеством часов работы, для сельско-хозяйственных комбайнов - количеством га убранной площади.
Используются также такие показатели как предельный и допустимый износ.
Предельный износ — это износ, соответствующий предельному состоянию изнашивающегося изделия. Основными признаками приближения предельного износа являются увеличение расхода топлива, снижение мощности, снижение прочности деталей, т. е. дальнейшая работа изделия становится технически ненадежной и экономически нецелесообразной. При достижении предельных износов деталей и соединений их полный ресурс (Тп) исчерпывается, и необходимо принимать меры для его восстановления.
Допустимый износ — износ, при котором изделие сохраняет работоспособность, т. е. при достижении этого износа детали или соединения могут работать без их восстановления еще целый межремонтный срок. Допустимый износ меньше предельного, и остаточный ресурс деталей не исчерпан.
Срок службы — период времени от начала эксплуатации технического устройства до достижения им предельного состояния. Срок службы включает наработку устройства и время простоев всех видов, обусловленных как техническим обслуживанием и ремонтом, так и организационными или иными причинами. Срок службы устройств одного типа может быть различен, т.к. на него влияют многие случайные факторы, не поддающиеся учёту, например проявление особенностей структуры устройства, условия его эксплуатации. Поэтому для количественной оценки срока службы используют вероятностные показатели, например средний срок службы (математическое ожидание срока службы) и гамма-процентный срок службы (календарный период эксплуатации, в течение которого устройство не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью гамма %).
Назначенный срок службы - период эксплуатации, по истечении которого изделие снимается с эксплуатации окончательно (и подлежит списанию) или направляется на обследование его технического состояния с целью определения пригодности к дальнейшей работе. Если устройство эксплуатируется непрерывно, то его срок службы совпадает с ресурсом техническим. Во всех остальных случаях соотношение между сроком службы и ресурсом устройства определяется интенсивностью эксплуатации.
Интенсивность эксплуатации, показатель, характеризующий режим использования изделия; выражается отношением продолжительности эксплуатации изделия к календарному периоду (в часах), в течение которого осуществляется наработка.
То есть показатели ресурс и срок службы имеют много общего, так как они определяются одним и тем же предельным состоянием, однако существенно отличаются один от другого. При одном и том же ресурсе может быть различный срок службы в зависимости от интенсивности эксплуатации изделия. Например, два двигателя каждый с ресурсом 12 тыс. мото-ч в год с интенсивностью эксплуатации 3 тыс. и 6 тыс. мото-ч будут иметь соответственно срок службы первый 4 года, второй 2 года.
Таким образом, для повышения долговечности ремонтируемых машин, отдельных узлов, соединений, а также деталей путем их восстановления, выбора рационального способа восстановления и материала покрытия, определения расхода запасных частей весьма важно знать и уметь оценивать величины предельных износов и других показателей долговечности.
Основными техническими оценочными показателями долговечности являются ресурс и срок службы. При характеристике показателей следует указывать вид действия после наступления предельного состояния объекта (например, средний ресурс до капитального ремонта; гамма-процентный ресурс до среднего ремонта и т. д.).
Список использованной литературы
1. Басовский Л. Е., Протасьев В. Б. Управление качеством: Учебник. — М.: ИНФРА — М, 2001. -212 с.
2. Белейчева А.С., Гаффорова Е.Б. Экспертная оценка продукции-инструмент определения удовлетворенности потребителей//Методы менеджмента качества.-2002-№6
3. Гиссин В.И. Управление качеством продукции: Учебн. пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2000.
Документы
