Состояние объекта и события, характеризующие надежность

2.2.1. Состояние объекта

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособность состояния – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Предельное состояние определяется с помощью специального критерия.

Критерии предельного состояния – признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Следует отметить принципиальное различие терминов: исправное и работоспособное состояния, неисправное и неработоспособное состояния.

Работоспособное состояние объекта характеризуют лишь те параметры, от которых зависит выполнение заданных функций. Исправным же состояние объекта считается тогда, когда все требования, а следовательно, и все параметры соответствуют нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Так, транспортное средство, способное выполнять все свои функции, находится в работоспособном состоянии. Но по характеристикам исправности оно может одновременно находиться в неисправном состоянии. Например, это транспортное средство имеет дефекты и повреждения: нарушение лакокрасочного покрытия корпуса, трещины в смотровых стеклах, вмятины в элементах корпуса, трещины в резиновых деталях (уплотнителях, соединительных шлангах). Таким образом, заданные функции объект выполнять может, т.е работоспособен, но всем требованиям документации не соответствуют, т.е. неисправен.

По аналогии с изложенным можно сделать вывод, что неисправное состояние – более широкое понятие, чем неработоспособное состояние; неработоспособное состояние более конкретно отражает неисправное состояние, так как устанавливает соответствие параметров объекта возможностям выполнять им свои функции.

Таким образом, можно одновременно характеризовать объект следующими состояниями:

1. Исправное, работоспособное (так как по определению исправное состояние характеризуется удовлетворением всем требованиям документации, а следовательно, и способности выполнять заданные функции);

2. Неисправное и работоспособное;

3. Неисправное, неработоспособное (уточненное неисправное).

Обычно эта терминология используется так:

а) для оценки работоспособности объекта применяются лишь термины: «работоспособное состояние», «неработоспособное состояние»;

б) для уточнения работоспособного состояния применяются еще термины: «исправное состояние», “неисправное состояние”.

Таким образом, имеем структурную схему терминов (рис.2.2).

 

Состояния

Работоспособное Неработоспособное

 

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.