Примери за оперативни повреди. Видове повреди на обекти

Есе

По дисциплина

„Надеждност на техническите системи и техногенен риск“

по тази тема:

"Причини и видове повреди"

Въведение

Преход на обект от един родител техническо състояниенадолу по веригата обикновено възниква поради събития: повреда или повреда. Наборът от действителни състояния на обект и възникващи събития, които допринасят за прехода към ново състояние, обхваща така наречения жизнен цикъл на обект, който протича във времето и има определени модели, изучавани в теорията на надеждността. Включително понятия като повреда, повреда и др. Нека разгледаме тези понятия възможно най-пълно.

Повредата е събитие, състоящо се в нарушаване на експлоатационното състояние на обекта при запазване на експлоатационното състояние.

Отказът е събитие, състоящо се в нарушаване на работното състояние на обект.

Във връзка с повредата и повредата се разглеждат критерии като причина, симптоми, характер и последствия.

Критериите за повреда са признаци, които ни позволяват да установим факта на неизправност. Най-често срещаните критерии за повреда са пукнатини, корекции, износване и др.

Причините за повредите на съоръженията могат да бъдат дефекти по време на проектиране, производство и ремонт, нарушаване на правилата и нормите за експлоатация, различни видове повреди, както и естествени процеси на износване и стареене.

Признаците за повреда на обекта са прякото или косвеното въздействие върху сетивата на наблюдателя на явления, характерни за неработещото състояние на обекта (спад на налягането на маслото, поява на шумове от почукване, промени в температурен режими т.н.).

Характерът на повредата (повредата) е специфичните промени в обекта, свързани с възникването на повредата (счупване на проводник, деформация на част и др.).

В тази работа ще се опитам да разгледам изцяло класификацията, причините и последствията от неуспехите.

1. Концепция за провал

Повреда е събитие, състоящо се от пълна или частична загуба на функционалност на системата.

Повредата може да бъде свързана с нарушение в изпълнението на определени функции (функционална повреда) или с недостатъчна квалификация на персонала по поддръжката, в резултат на което системата не изпълнява посочените функции задоволително. Неизправностите могат да бъдат свързани с промени в системните параметри или характеристики, т.е. една от основните функции се изпълнява лошо (отказ на параметъра).

2. Класификация и характеристики на отказите

Отказите могат да бъдат класифицирани в зависимост от техния характер и характеристики, както и от момента на възникване. Нека да преминем към класификацията на неуспехите:

Според естеството на промяната на параметъра до възникване на повреда:

внезапен отказ;

постепенен отказ.

Във връзка с други повреди:

независим провал;

зависим провал.

Ако е възможно, последваща употреба след възникване на повреда:

пълен провал;

частичен отказ.

По естеството на отстраняването на повредата:

продължителен неуспех;

самокоригиращ се отказ (отказ или периодичен отказ).

Според наличието на външни прояви:

явен (изричен) отказ;

скрит (имплицитен) отказ.

Поради възникването:

структурна повреда;

технологична повреда;

оперативен срив.

По естество на произход:

естествен отказ;

изкуствена повреда (умишлено причинена).

По време на повреда:

провал на теста;

неизпълнение на периода на разработка;

повреда при нормална работа;

отказ на последния период на работа.

3. Характеристики на отказите

Постепенно (износване)Отказите се характеризират с възникване на повреда в резултат на постепенно протичане на един или друг процес, който прогресивно влошава изходните параметри на обекта.

Внезапни проваливъзникват в резултат на комбинация от неблагоприятни фактори и случайни външни влияния, надхвърлящи способността на обекта да ги възприема. Внезапните повреди се характеризират с внезапния характер на прехода на обект от работно към неработещо състояние.

Комплексната повреда включва характеристики на двете предишни повреди.

ДА СЕ пълни отказиТе включват повреди, след които е невъзможно обектът да се използва по предназначение (за обекти, които се възстановяват, това е невъзможно, докато не се извърши възстановяване).

Частични повреди- повреди, след възникването на които обектът може да се използва по предназначение, но с по-малка ефективност, или когато стойностите не на всички, а на един или няколко изходни параметри са извън допустимите граници.

Независим провал- повреда, която не е причинена от други повреди или повреди на обекта.

Зависим провал- повреда, причинена от други повреди или повреди на обекта.

Постоянни неуспехи- повреди, които могат да бъдат отстранени само чрез възстановяване (ремонт).

Повредите, които могат да бъдат отстранени без операции за възстановяване чрез регулиране или саморегулиране, се класифицират като саморазрешими.

Катастрофа- самокоригираща се повреда или еднократна повреда, отстранена чрез малка намеса на оператор.

Периодичен отказ- многократно възникващ самокоригиращ се отказ от едно и също естество.

Изричен отказ -повреда, открита визуално или чрез стандартни методи и средства за контрол и диагностика при подготовката на обекта за употреба или по време на употребата му по предназначение.

Скрит отказ- повреда, която не се открива визуално или чрез стандартни методи и средства за контрол и диагностика, но се открива по време на Поддръжкаили специални диагностични методи.

Повечето параметрични повреди се класифицират като скрити.

Конструктивен провал- повреда в резултат на причина, свързана с несъвършенство или нарушение установени правилаи (или) стандарти за проектиране и строителство.

Производствен провал- повреда, възникнала поради несъвършенство или нарушение на установения производствен или ремонтен процес, извършен в ремонтно съоръжение.

Оперативен провал- повреда, възникнала поради нарушение на установените правила и (или) условия на работа.

Деградационен отказ- повреда поради естествения процес на стареене, износване, корозия и умора, при спазване на всички установени правила и (или) стандарти за проектиране, производство и експлоатация.

Изкуствените повреди се причиняват умишлено, например за изследователски цели, с цел спиране на функционирането и т.н.

Неизправности, които възникват без съзнателна организация на възникването им в резултат на насочени човешки действия (или автоматични устройства), класифицирани като естествени повреди.

Причини и последствия от неуспехи

Причините за повреди могат да бъдат свързани с нарушение в изпълнението на определени функции (функционална повреда) или с недостатъчна квалификация на персонала по поддръжката, в резултат на което системата не изпълнява посочените функции задоволително. Неизправностите могат да бъдат свързани с промени в системните параметри или характеристики, т.е. една от основните функции се изпълнява лошо (отказ на параметъра). Също така, причините за повредите на обектите могат да бъдат дефекти, направени по време на проектиране, производство и ремонт, нарушаване на правилата и разпоредбите за експлоатация, различни видове повреди, както и естествени процеси на износване и стареене.

Въз основа на етапа на произход, дефектите могат да бъдат разделени на три групи:

Дефекти в дизайна (грешки). Това може да включва:

недостатъчна защита от вибрации;

наличието на повишени напрежения;

неправилен избор на материали;

неправилно определяне на очакваното ниво на експлоатационни натоварвания.

Производствени дефекти. Те включват:

машинни дефекти;

дефекти при запояване;

дефекти при термична обработка;

монтажни дефекти.

Експлоатационни дефекти. Това може да включва:

нарушаване на условията за ползване;

неправилна поддръжка и ремонти;

наличието на претоварвания и неочаквани натоварвания;

използване на нискокачествени експлоатационни материали.

Също така причините за неуспехите са:

Конструктивна повреда, причинена от недостатъци и лош дизайн на съоръжението;

Производствен срив, свързан с грешки в производството на обект поради несъвършенства или нарушения на технологията;

Неизправност в работата, причинена от нарушаване на правилата за работа.

Естество на елиминиране;

Продължителен неуспех;

Периодична повреда (появява се/изчезва).

Последиците от повреда включват явления, процеси и събития, възникнали след повредата и в пряка причинно-следствена връзка с нея (спиране на двигателя, принудителен престой по технически причини).

Последиците от отказа са:

Лесен отказ (лесно коригираем);

Средна повреда (която не причинява повреда на съседни възли - вторични повреда);

Тежка повреда (причиняваща вторична повреда или водеща до заплаха за човешкия живот и здраве).

По-нататъшно използване на обекта:

Пълни повреди, които възпрепятстват работата на съоръжението до тяхното отстраняване;

Частични повреди, при които обектът може да се използва частично.

Основни показатели за надеждност на неремонтируеми обекти

Невъзстановим обект е обект, който не може да бъде възстановен в резултат на повреда.

Вероятността за безотказна работа е вероятността в границите на работното време да не възникне повреда на обекта. На практика този показател се определя чрез статистическа оценка:

Където Не- брой подобни обекти, поставени за изпитване (под контрол); по време на тестването неуспешният обект не се възстановява или заменя с работещ;

n(t)- брой неуспешни обекти във времето T.

От дефиницията на вероятността за безотказна работа става ясно, че тази характеристика е функция на времето и е намаляваща функция и може да приема стойности от 1 до 0.

Графика на вероятността за безотказна работа на обект

Както се вижда от графиката, функцията P(t)характеризира промяната в надеждността във времето и е доста ясна оценка

Понякога е практично да се използва не вероятността за безотказна работа, а вероятността за повреда Q(t).Тъй като работоспособността и повредата са несъвместими и противоположни състояния, техните вероятности са свързани чрез връзката:

P(t) + Q(t) = 1.(2)

Според законите на теорията на вероятностите, вероятността за безотказно функциониране може да се определи по формулата:

(3)

Където f(t)- плътност на вероятността (според закона за разпределение).

По този начин, знаейки плътността на вероятността f(t),лесно намиране на желаната стойност P(t).

Връзка между P(t), Q(t) и f(t)може да се интерпретира, както е показано на фигура 3.

Графична интерпретация на вероятността за безотказна работа и вероятността от повреда

повреда невъзстановимо време на работа без проблеми

Имайте предвид, че времето (в часове, години) не винаги се използва като работно време. Например, за да се оцени вероятността за безпроблемна работа на комутационни устройства с голяма сумапревключвания, препоръчително е да вземете броя на циклите "включване" - "изключване" като променливо време на работа. При оценката на надеждността на плъзгащите се контакти е по-удобно да се вземе броят на преминаванията на пантографа през този контакт като време на работа, а при оценка на надеждността на движещи се обекти е препоръчително да се вземе времето на работа в километри. Същността на математическите изрази за оценка P(t), Q(t), f(t)обаче остава непроменена.

Средното време до повреда е математическото очакване за това колко време ще издържи даден обект до първата повреда. Т 1.

(4)

По този начин средното време до повреда е равно на площта, образувана от кривата на вероятността за безотказна работа P(t)и координатни оси.

Статистическата оценка за средното време до отказ се определя по формулата

Където Не- броя на работещите невъзстановими обекти от същия тип, когато t = 0(в началото на теста);

t j- работа до отказ й-ти обект.

Имайте предвид, че както в случая с дефиницията P(t)Средното време до повреда може да се оцени не само в часове (години), но и в цикли, километри и други аргументи.

Степента на повреда е условната плътност на вероятността за повреда на даден обект, определена при условие, че повредата не е настъпила преди разглеждания момент във времето. От вероятностната дефиниция следва, че

(6)

Статистическата оценка на степента на отказ има формата:

(7)

Където н(Δ T)- брой повреди на подобни обекти на интервала Δ T 𝑖 , за които се определя степента на отказ;

N ср. 𝑖 - брой експлоатационни обекти в средата на интервала Δ T 𝑖 (вижте Фигура 4).

(8)

Схема за определяне N ср

н 𝑖 +1 - брой експлоатационни обекти в края на интервала Δ T 𝑖 .

Ако при статистическа оценка на степента на неуспех времето на експеримента е разделено на достатъчно голям брой еднакви интервали Δ Tотзад дългосрочен, тогава резултатът от обработката на експерименталните данни ще бъде графиката, показана на фигура 5.

Крива на живот на обекта

Както показват многобройните данни от анализа на надеждността на повечето обекти, линеаризираната обобщена зависимост λ(t) е сложна крива с три характерни интервала (I, II, III). На интервал II (t 2 - t 1) λ = const. Този интервал може да бъде повече от 10 години, свързан е с нормалната експлоатация на съоръженията. Интервал I (t 1 - 0) често се нарича период на сработване на елементите. Тя може да се увеличи или намали в зависимост от нивото на организация на отхвърлянето на елементи в завода за производство, където елементите с вътрешни дефекти се отстраняват своевременно от производствената партида. Степента на повреда в този интервал до голяма степен зависи от качеството на сглобяване на вериги на сложни устройства, съответствие с изискванията за монтаж и др. Включване под товар сглобени веригиводи до бързо "изгаряне" на дефектни елементи и след известно време t 1 във веригата остават само работещи елементи и тяхната работа е свързана с λ = const. В интервал III (t > t 2), поради причини, причинени от естествените процеси на стареене, износване, корозия и т.н., степента на отказ се увеличава рязко и броят на отказите от деградация се увеличава. За да се осигури λ = const, е необходимо да се заменят неремонтируемите елементи с изправни нови или функционални, които са работили за време t ≤ t 2. Интервалът λ = const съответства на експоненциалния модел на разпределението на вероятностите за безотказна работа. Тук отбелязваме, че при l = const изчисляването на надеждността е значително опростено и λ най-често се използва като начален индикатор за надеждността на даден елемент.

Гама-процентното време до повреда е времето на работа, през което няма да възникне повреда в даден обект с вероятност γ, изразена като процент, в противен случай това е минималното време до повреда, което гама-процентът на обектите от този тип ще има. Обикновено γ =100%.

Заключение

От всичко казано по-горе можем да заключим, че провалът е неразделна част от всяка технология. Всичко си има срок на годност. Рано или късно частта се износва, деформира се, поврежда и т.н., което извежда цялото или част от оборудването извън експлоатация. Това събитие обикновено се нарича провал. От своя страна неуспехът е тласък за развитието на по-модерни технологии.

Библиография

1. Надеждност на техническите системи: Наръчник. / Ю.К. Беляев, В.А. Богатирев, В.В. Болотин. Изд. И.А. Ушакова - М.: Радио и комуникация 1985г

Надеждност на техническите системи. Бобров В.И. Учебник - Москва: MSUP, 2004

ГОСТ 27.002-89 „Надеждност в технологиите. Основни понятия, термини и определения"

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Добра работакъм сайта">

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

По дисциплина

„Надеждност на техническите системи и техногенен риск“

"Причини и видове повреди"

Въведение

Преходът на обект от едно по-високо техническо състояние към по-ниско обикновено се случва в резултат на събития: повреда или повреда. Наборът от действителни състояния на обект и възникващи събития, които допринасят за прехода към ново състояние, обхваща така наречения жизнен цикъл на обект, който протича във времето и има определени модели, изучавани в теорията на надеждността. Включително понятия като повреда, повреда и др. Нека разгледаме тези понятия възможно най-пълно.

Повредата е събитие, състоящо се в нарушаване на експлоатационното състояние на обекта при запазване на експлоатационното състояние.

Отказът е събитие, състоящо се в нарушаване на работното състояние на обект.

Във връзка с повредата и повредата се разглеждат критерии като причина, симптоми, характер и последствия.

Критериите за повреда са признаци, които ни позволяват да установим факта на неизправност. Най-често срещаните критерии за повреда са пукнатини, корекции, износване и др.

Причините за повредите на съоръженията могат да бъдат дефекти по време на проектиране, производство и ремонт, нарушаване на правилата и нормите за експлоатация, различни видове повреди, както и естествени процеси на износване и стареене.

Признаците за повреда на обекта са прякото или косвеното въздействие върху сетивата на наблюдателя на явления, характерни за неработоспособното състояние на обекта (спад на налягането на маслото, поява на удари, промени в температурата и др.).

Характерът на повредата (повредата) е специфичните промени в обекта, свързани с възникването на повредата (счупване на проводник, деформация на част и др.).

В тази работа ще се опитам да разгледам изцяло класификацията, причините и последствията от неуспехите.

1. Концепция за провал

Повреда е събитие, състоящо се от пълна или частична загуба на функционалност на системата.

Повредата може да бъде свързана с нарушение в изпълнението на определени функции (функционална повреда) или с недостатъчна квалификация на персонала по поддръжката, в резултат на което системата не изпълнява посочените функции задоволително. Неизправностите могат да бъдат свързани с промени в системните параметри или характеристики, т.е. една от основните функции се изпълнява лошо (отказ на параметъра).

2. Класификация и характеристики на отказите

Отказите могат да бъдат класифицирани в зависимост от техния характер и характеристики, както и от момента на възникване. Нека да преминем към класификацията на неуспехите:

1. Според естеството на промяната на параметъра до възникване на повреда:

Внезапен провал;

Постепенно оттегляне.

2. Във връзка с други повреди:

Независим провал;

Зависим провал.

3. Ако е възможно, последваща употреба след възникване на повреда:

Пълен отказ;

Частичен отказ.

4. По естеството на отстраняването на повредата:

Продължителен неуспех;

Самокоригираща се повреда (повреда или периодична повреда).

5. Според наличието на външни прояви:

Явен (изричен) отказ;

Скрит (имплицитен) отказ.

6. Поради настъпването:

Структурна повреда;

Технологичен срив;

Оперативен провал.

7. По естество на произход:

Естествен отказ;

Изкуствена повреда (умишлено причинена).

8. Според времето на възникване на повреда:

Неуспешен тест;

Неизправност в периода на разбиване;

Повреда при нормална работа;

Отказ на последния период на работа.

3. Характеристики на отказите

Постепенно (износване)Отказите се характеризират с възникване на повреда в резултат на постепенно протичане на един или друг процес, който прогресивно влошава изходните параметри на обекта.

Внезапни проваливъзникват в резултат на комбинация от неблагоприятни фактори и случайни външни влияния, които надхвърлят способността на обекта да ги възприема. Внезапните повреди се характеризират с внезапния характер на прехода на обект от работно към неработещо състояние.

Комплексната повреда включва характеристики на двете предишни повреди.

ДА СЕ пълни отказиТе включват повреди, след които е невъзможно обектът да се използва по предназначение (за обекти, които се възстановяват, това е невъзможно, докато не се извърши възстановяване).

Частични повреди- повреди, след настъпването на които обектът може да се използва по предназначение, но с по-малка ефективност, или когато стойностите не на всички, а на един или повече изходни параметри са извън допустимите граници.

Независим провал- повреда, която не е причинена от други повреди или повреди на обекта.

Зависим провал- повреда, причинена от други повреди или повреди на обекта.

Постоянни неуспехи- повреди, които могат да бъдат отстранени само чрез възстановяване (ремонт).

Повредите, които могат да бъдат отстранени без операции за възстановяване чрез регулиране или саморегулиране, се класифицират като саморазрешими.

Катастрофа- самокоригираща се повреда или еднократна повреда, отстранена чрез малка намеса на оператор.

Периодичен отказ- многократно възникващ самокоригиращ се отказ от едно и също естество.

Изричен отказ- повреда, открита визуално или чрез стандартни методи и средства за контрол и диагностика при подготовката на обекта за употреба или по време на употребата му по предназначение.

Скрит отказ- повреда, която не се открива визуално или чрез стандартни методи и средства за наблюдение и диагностика, но се открива при поддръжка или специални диагностични методи.

Повечето параметрични повреди се класифицират като скрити.

Конструктивен провал- повреда, възникнала по причина, свързана с несъвършенство или нарушение на установените правила и (или) стандарти за проектиране и строителство.

Производствен провал- повреда, възникнала поради несъвършенство или нарушение на установения производствен или ремонтен процес, извършен в ремонтно съоръжение.

Оперативен провал- повреда, възникнала поради нарушение на установените правила и (или) условия на работа.

Деградационен отказ- повреда поради естествения процес на стареене, износване, корозия и умора, при спазване на всички установени правила и (или) стандарти за проектиране, производство и експлоатация.

Изкуствените повреди се причиняват умишлено, например за изследователски цели, с цел спиране на функционирането и т.н.

Повредите, които възникват без съзнателна организация на възникването им в резултат на насочени човешки действия (или автоматични устройства), се класифицират като естествени повреди.

Причини и последствия от неуспехи

Причините за повреди могат да бъдат свързани с нарушение в изпълнението на определени функции (функционална повреда) или с недостатъчна квалификация на персонала по поддръжката, в резултат на което системата не изпълнява посочените функции задоволително. Неизправностите могат да бъдат свързани с промени в системните параметри или характеристики, т.е. една от основните функции се изпълнява лошо (отказ на параметъра). Също така, причините за повредите на обектите могат да бъдат дефекти, направени по време на проектиране, производство и ремонт, нарушаване на правилата и разпоредбите за експлоатация, различни видове повреди, както и естествени процеси на износване и стареене.

Според GOST 15467-79 повредата може да е резултат от дефект. Тази концепция отразява състоянието на даден обект. Дефект е всяко отделно несъответствие на даден обект с установените стандарти или изисквания. Дефектът отразява състояние, различно от повреда. В съответствие с определението за повреда, като събитие, състоящо се в нарушаване на работоспособността, се приема, че преди възникването на повредата обектът е бил работещ. Повредата може да бъде следствие от развитието на неотстранени повреди или наличието на дефекти: драскотини; износване на изолация; малки деформации.

Въз основа на етапа на произход, дефектите могат да бъдат разделени на три групи:

1. Проектни дефекти (грешки). Това може да включва:

недостатъчна защита от вибрации;

наличието на повишени напрежения;

неправилен избор на материали;

неправилно определяне на очакваното ниво на експлоатационни натоварвания.

2. Производствени дефекти (производствени). Те включват:

машинни дефекти;

дефекти при запояване;

дефекти при термична обработка;

монтажни дефекти.

3. Експлоатационни дефекти. Това може да включва:

нарушаване на условията за ползване;

неправилна поддръжка и ремонти;

наличието на претоварвания и неочаквани натоварвания;

използване на нискокачествени експлоатационни материали.

Също така причините за неуспехите са:

1. Конструктивна повреда, причинена от недостатъци и лош дизайн на обекта;

2. Производствена неизправност, свързана с грешки в производството на обект поради несъвършенства или нарушения на технологията;

3. Неизправност в работата, причинена от нарушаване на правилата за експлоатация.

4. Естество на елиминиране;

5. Продължителен неуспех;

6. Периодичен отказ (появяващ се/изчезващ).

Последиците от повреда включват явления, процеси и събития, възникнали след повредата и в пряка причинно-следствена връзка с нея (спиране на двигателя, принудителен престой по технически причини).

Последиците от отказа са:

1. Лесна повреда (лесно се отстранява);

2. Средна повреда (не причиняваща повреда на съседни възли - вторични повреда);

3. Тежка повреда (причиняваща вторична повреда или водеща до заплаха за живота и здравето на хората).

4. По-нататъшно използване на обекта:

5. Пълни повреди, изключващи възможността за експлоатация на съоръжението до отстраняването им;

6. Частични повреди, при които обектът може да се използва частично.

Основни показатели за надеждност на неремонтируеми обекти

Невъзстановим обект е обект, който не може да бъде възстановен в резултат на повреда.

Вероятността за безотказна работа е вероятността в границите на работното време да не възникне повреда на обекта. На практика този показател се определя чрез статистическа оценка:

Където н о- брой подобни обекти, поставени за изпитване (под контрол); по време на тестването неуспешният обект не се възстановява или заменя с работещ;

n(t)- брой неуспешни обекти във времето T.

От дефиницията на вероятността за безотказна работа става ясно, че тази характеристика е функция на времето и е намаляваща функция и може да приема стойности от 1 до 0.

Графика на вероятността за безотказна работа на обект

Както се вижда от графиката, функцията P(t)характеризира промяната в надеждността във времето и е доста ясна оценка

Понякога е практично да се използва не вероятността за безотказна работа, а вероятността за повреда Q(t).Тъй като работоспособността и повредата са несъвместими и противоположни състояния, техните вероятности са свързани чрез връзката:

P(t) + Q(t) = 1. (2)

Според законите на теорията на вероятностите, вероятността за безотказно функциониране може да се определи по формулата:

Където f(t)- плътност на вероятността (според закона за разпределение).

По този начин, знаейки плътността на вероятността f(t),лесно намиране на желаната стойност P(t).

Връзка между P(t), Q(t) и f(t)може да се интерпретира, както е показано на фигура 3.

Графична интерпретация на вероятността за безотказна работа и вероятността от повреда

повреда невъзстановимо време на работа без проблеми

Имайте предвид, че времето (в часове, години) не винаги се използва като работно време. Например, за да се оцени вероятността за безотказна работа на превключващи устройства с голям брой превключвания, препоръчително е да се вземе броят на циклите "включване" - "изключване" като променливо време на работа. При оценката на надеждността на плъзгащите се контакти е по-удобно да се вземе броят на преминаванията на пантографа през този контакт като време на работа, а при оценка на надеждността на движещи се обекти е препоръчително да се вземе времето на работа в километри. Същността на математическите изрази за оценка P(t), Q(t), f(t)обаче остава непроменена.

Средното време до повреда е математическото очакване за това колко време ще издържи даден обект до първата повреда. T 1 .

По този начин средното време до повреда е равно на площта, образувана от кривата на вероятността за безотказна работа P(t)и координатни оси.

Статистическата оценка за средното време до отказ се определя по формулата

Където н о- броя на работещите невъзстановими обекти от същия тип, когато t = 0(в началото на теста);

T й- работа до отказ й-ти обект.

Имайте предвид, че както в случая с дефиницията P(t)Средното време до повреда може да се оцени не само в часове (години), но и в цикли, километри и други аргументи.

Степента на повреда е условната плътност на вероятността за повреда на даден обект, определена при условие, че повредата не е настъпила преди разглеждания момент във времето. От вероятностната дефиниция следва, че

Статистическата оценка на степента на отказ има формата:

Където н(д T)- брой повреди на подобни обекти на интервал D T ?? , за които се определя степента на отказ;

н ср. ?? - брой експлоатационни обекти в средата на интервала D T ?? (вижте Фигура 4).

Схема за определяне н ср

н аз- брой експлоатационни обекти в началото на интервала t?? ;

н ?? +1 - брой оперативни обекти в края на интервала D T ?? .

Ако при статистическата оценка на степента на отказ времето на експеримента се раздели на достатъчно голям брой еднакви интервали D Tза дълъг период от време, резултатът от обработката на експерименталните данни ще бъде графиката, показана на фигура 5.

Крива на живот на обекта

Както показват многобройните данни от анализа на надеждността на повечето обекти, линеаризираната обобщена зависимост l(t) е сложна крива с три характерни интервала (I, II, III). На интервал II (t 2 - t 1) l = const. Този интервал може да бъде повече от 10 години, свързан е с нормалната експлоатация на съоръженията. Интервал I (t 1 - 0) често се нарича период на сработване на елементите. Тя може да се увеличи или намали в зависимост от нивото на организация на отхвърлянето на елементи в завода за производство, където елементите с вътрешни дефекти се отстраняват своевременно от производствената партида. Степента на повреда в този интервал до голяма степен зависи от качеството на сглобяване на вериги на сложни устройства, съответствие с изискванията за монтаж и др. Превключването на сглобените вериги под товар води до бързо "изгаряне" на дефектни елементи и след известно време t 1 във веригата остават само работещи елементи и тяхната работа е свързана с l = const. В интервал III (t > t 2), поради причини, причинени от естествените процеси на стареене, износване, корозия и т.н., степента на отказ се увеличава рязко и броят на отказите от деградация се увеличава. За да се осигури l = const, е необходимо неремонтируемите елементи да се заменят с изправни нови или функционални, които са работили време t? t2. Интервалът l = const съответства на експоненциалния модел на разпределението на вероятностите за безотказна работа. Тук да отбележим, че при l = const изчисляването на надеждността е значително опростено и l най-често се използва като начален индикатор за надеждността на даден елемент.

Гама-процентното време до повреда е времето на работа, през което няма да възникне повреда в даден обект с вероятност r, изразена като процент, в противен случай това е минималното време до повреда, което гама-процентът на обектите от този тип ще има. Обикновено r = 100%.

Заключение

От всичко казано по-горе можем да заключим, че провалът е неразделна част от всяка технология. Всичко си има срок на годност. Рано или късно частта се износва, деформира се, поврежда и т.н., което извежда цялото или част от оборудването извън експлоатация. Това събитие обикновено се нарича провал. От своя страна неуспехът е тласък за развитието на по-модерни технологии.

Библиография

1. Надеждност на техническите системи: Наръчник. / Ю.К. Беляев, В.А. Богатирев, В.В. Болотин. Изд. И.А. Ушакова - М.: Радио и комуникация 1985г

2. Надеждност на техническите системи. Бобров В.И. Учебник - Москва: MSUP, 2004

3. ГОСТ 27.002-89 „Надеждност в технологиите. Основни понятия, термини и определения"

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Конструиране на емпиричната вероятност за безотказно функциониране. Определяне на параметрите на разпределението чрез итеративен метод. Разглеждане на количествените характеристики на всеки фактор поотделно. Определяне на средното време до първата повреда на устройството.

доклад от практиката, добавен на 13.12.2017 г


Определяне на статистическата вероятност за безотказна работа на устройството. Изчисляване на средното време до повреда на горивните инжектори. Проучване на зависимостта от пробега на автомобила математическо очакванеизносване на коляновите щифтове на коляновия вал и разсейване на износването.

тест, добавен на 26.02.2015 г


Държавни стандарти по проблема за надеждността на енергийните съоръжения по време на експлоатация. Промяна в степента на повреда с увеличаване на експлоатационното време на даден обект. Вероятност за безпроблемна работа. Индикатори за дълготрайност и гама-процентен жизнен модел.

презентация, добавена на 15.04.2014 г


Определяне на модел на вероятност за повреда за резистор и кондензатор, изчисляване на коефициенти на натоварване и общи оперативни нива на повреда, за да се оцени безотказната работа на функционалния блок REU при наличие на постоянно резервиране.

курсова работа, добавена на 05.07.2010 г


Концепции на теорията на надеждността. Вероятност за безпроблемна работа. Индикатори за честотата на отказите. Методи за повишаване на надеждността на оборудването. Случаи на повреди, запазване на функционалността на оборудването. Критерии и количествени характеристики на оценката му.

курсова работа, добавена на 28.04.2014 г


Повреда като пълна или частична липса на детонация на заряда. Заряди, които не са избухнали поради технически причини. Видове повреди, тяхната класификация според външни признаци, честота на проявление. Основните причини за неуспехите, характеристиките на тяхното предотвратяване.

презентация, добавена на 23.07.2013 г


Схема на основните състояния и събития, характерни за възстановени системи. Показатели за надеждност на невъзстановими системи. Критерии за потока на отказите. Показатели за надеждност. Анализ на редица основни параметри, характеризиращи надеждността на системата.

курсова работа, добавена на 22.07.2015 г


Анализ на промените във вероятността за безотказна работа на системата в зависимост от времето на работа. Концепцията за процентно време на работа техническа система, характеристики на осигуряване на неговото увеличаване чрез повишаване на надеждността на елементите и структурното излишък на системните елементи.

тест, добавен на 16.04.2010 г


Основни понятия на теорията на надеждността. Поддържане на здравината на крилото при възникване на пукнатини от умора в обшивката му, чиито размери не надвишават зададените стойности. Причини и класификация на повреди. Вероятност за безотказна работа на оборудването.

презентация, добавена на 30.04.2014 г


Структурна схеманадеждност на техническата система. Графика на промените във вероятността за безаварийна работа на системата от работно време до ниво 0,1-0,2. 2. Определяне на Y-процентното време на работа на техническата система.

Основният източник на информация за надеждността на REO и SA на всички етапи жизнен цикълса информация за повреди, така че анализът на неуспехите има изключително важноза система за управление на надеждността. В процеса на анализ отказите се класифицират, определят се причините за възникването им, разкрива се механизмът на отказите и се разработват технически и организационни мерки за предотвратяването им.

Класификацията на отказите на етапа на разработване и производство на устройства е насочена към идентифициране на факторите, които играят доминираща роля при идентифицирането на причините за отказите. Такива фактори могат да бъдат конструктивни дефекти, материални дефекти, нарушения на технологичния режим и установените процедури за контрол и изпитване. Причините за неуспехите могат да бъдат организационни и технически. За да се премахнат организационните причини, е необходимо да се изяснят процедурите за контрол и самоконтрол на операторите, процедурите за изпитване и подобряване на технологичния процес. За да се отстранят техническите причини, трябва да се проучат механизмите на повреда, за да се разработят технически мерки за отстраняване на техните ефекти.

Особено внимание при анализа на отказите се обръща на систематичните или повтарящи се откази. Те възникват под въздействието на неслучайна комбинация от неблагоприятни фактори, поради което причините, които ги причиняват, трябва да бъдат идентифицирани и отстранени.

Техниката за анализ на отказите включва поредица от последователни действия, насочени към идентифициране на причините и механизмите на отказите. Според тази техника, на първо място, се извършва задълбочен анализ на условията за възникване на повреда, докато режимите на работа се изучават подробно.

Основните видове повреди се класифицират според:

Характер на изменението на параметрите на обекта - постепенно, внезапно;

Връзки с откази на други обекти - независими, зависими;

Етапи на възникване на причината за повреда - конструктивна, производствена, експлоатационна, деградационна;

Стабилност на неработоспособност - самоотстраняваща се, периодична,

Метод на откриване - явен, скрит.

При постепенен отказ параметърът се променя без рязък скок. Например, качеството на поддържащата течност на жирокомпас постепенно намалява с времето. Такива повреди се причиняват от износване и стареене на елементите на продукта, особено изолацията на частите под напрежение и подвижните електрически и механични връзки. Стареене на изолацията, т.е. необратима промяна в нейната структура и химичен състав, възниква под въздействието на различни експлоатационни фактори: температура, влажност, вибрации, електродинамични сили и др. Износването на елементите на подвижните електрически контакти на електрическите машини (комутатори, контактни пръстени и четки) се причинява от механично триене, биене на работни повърхности, нагряване при контакт и искрене.

Постепенното изменение на електрическите параметри на полупроводниковите устройства и интегралните схеми се дължи на неравномерното разпределение на примесите в полупроводниковия кристал и използването на структури с рязко различни физически характеристики. Възможността за промяна на параметрите и границите на тези промени се вземат предвид от критериите за отказ. Граничните промени в параметрите на устройството се вземат предвид при проектирането на оборудването, за да се елиминира чувствителността на неговите изходни характеристики към тези промени.

Примери за постепенни повреди включват повреди на устройства, които се появяват в резултат на увеличаване на обратните токове на pn преходите поради токове на утечка, намаляване на усилването на транзисторите, увеличаване на падането на напрежението напред на диодите, промени в нулата или единицата ниво на цифровите интегрални схеми и праговото напрежение на MIS-устройствата.

Внезапната повреда се характеризира с рязка промяна в стойностите на един или повече параметри на обекта. По този начин изгорял предпазител в захранващата верига на силовия трансформатор в усилвателя на ехолота води до мигновен отказ на линията за приемане на сигнала. Такива повреди възникват главно в резултат на късо съединение или прекъсване на електрическата верига (кабелни и задвижващи ядра, резистори, кондензатори, полупроводникови устройства, интегрални схеми и др.). Честите причини за внезапни повреди на REO и SA включват дефекти в дизайна, лошо качество на изработката и неправилни действия на персонала по поддръжката на кораба.

Причините за внезапни повреди могат да бъдат както естествени постепенни промени във физическата структура на устройството, които при определени условия придобиват лавинообразен характер, водещ до повреда, така и условията на работа на устройството в оборудването. При използване на устройство в електрически режим могат да възникнат микроповреди в структурата му в резултат на локални колебания в плътността на тока и прегряване, които, натрупвайки се, водят до внезапна повреда по време на следващото неконтролирано краткотрайно претоварване. Типични примери за внезапни повреди са прекъсвания в структурата на устройството и къси съединения (къси съединения), произтичащи от разрушаване на диелектрични изолационни слоеве или стопяване на p-n преходи, причинени от претоварване. Късо съединение, като правило, е последвано от прекъсване, тъй като в местата на повреда плътността на тока рязко се увеличава, възниква значително нагряване на получения проводящ джъмпер и той изгаря.

Разделянето на отказите на внезапни и постепенни е доста условно и се определя главно от възможностите за наблюдение на параметрите на обекта. Една повреда се класифицира като внезапна, ако не е предшествана от насочена промяна в някой от наблюдаваните експлоатационни параметри и следователно е практически невъзможно да се предвиди времето на възникване на такава повреда. Постепенният отказ се предшества от естествена промяна в работния параметър, което позволява да се предвиди времето на отказ.

За редица елементи постепенните повреди представляват значителна част от всички повреди.

Вероятността от постепенни и внезапни откази на някои радиоелементи е представена в табл. 3.1.

Въз основа на връзката между елементите отказите обикновено се разделят на независими и зависими. Ако повредата на определен елемент от устройството не е причинена от повреда или повреда на други елементи, тя се нарича независима. Например, в жирокомпас повредата на системата за ускоряване на привеждането на жиросферата в меридиана не може да бъде причинена от повреда на охладителната система, тъй като тези системи работят независимо една от друга.

Повредата на модула за изминаване на разстоянието в забавянето може да бъде свързана с неизправност в модула за скорост. Тъй като тези възли са взаимосвързани, този отказ е зависим. Повреда на захранване (при липса на защита от късо съединение) поради късо съединение в консуматор на електроенергия също може да служи като пример за зависима повреда.

Повреди на електронни устройства в резултат на процеси, протичащи в тях вътрешна структура, се наричат ​​независими. Въпреки това има много чести случаи, когато повредата на устройствата е свързана с повреда на предпазители на вериги за защита от претоварване и пасивни ограничителни елементи.

Отказите на устройството поради тези причини също се наричат ​​​​зависими.

При разглеждане на причините за повреда на полупроводникови устройства и интегрални схеми в оборудването е необходимо да се установи степента на зависимост на повредата на устройствата от повредите на други елементи. Това е много важно при избора на мерки за отстраняване на последващи повреди.

Въз основа на естеството на елиминирането се прави разлика между саморазрешаващи се (отказ) и периодични откази. В условия на кораб краткотрайното изключване на мрежата на кораба може да наруши работата на всяко корабно електрическо радионавигационно устройство (ERN) и комуникационно оборудване. Въпреки това, когато се подаде захранване, повредата може да се разреши сама. Това е пример за повреда, т.е. еднократна и самокоригираща се повреда или повреда, която може да бъде отстранена от оператора. Ако няколко повреди от едно и също естество следват една след друга, възниква периодична повреда на устройството. Най-простият пример за такива повреди са повреди, които се появяват в устройства поради наличието на проводящи частици в обема на запечатан корпус, които могат да създадат краткотрайни къси съединения между вътрешните клеми и отделните проводящи пътища.

Самокоригиращите се повреди могат да възникнат в резултат на краткотрайно излагане на някакъв елемент (или елементи) на устройство или система на външен шум, както и в резултат на краткотрайни промени в параметрите на елементите (краткосрочни прекъсване на контакти, подвижни връзки и др.).

Самокоригиращата се компютърна повреда е придружена от изкривяване на информацията по време на операциите по предаване, съхранение и обработка, следователно, ако последствията от такава повреда не бъдат елиминирани, задачата може да бъде неправилно решена поради изкривяване на данни, междинни резултати или програми себе си. В случай на самокоригиращ се отказ на REO и SA, изградени на базата на микропроцесори и компютри, е необходимо да се възстанови надеждността на информацията, например чрез рестартиране на програмата или част от нея; в този случай по правило не се изисква ремонт или настройка на оборудването.

Въз основа на степента на откриване се разграничават повреди:

Явни - установени визуално или чрез стандартни методи и средства за контрол и диагностика при подготовката на обекта за употреба или по време на употребата му по предназначение;

Скрити - не се откриват визуално или чрез стандартни методи и средства за контрол и диагностика, но се откриват по време на поддръжка или чрез специални диагностични методи.

Ако възникне повреда или повреда, е необходимо да се идентифицират признаци (критерии) за неизправност на обекта, да се установи причината за тяхното възникване, да се определи естеството и последствията.

Конструктивни повреди възникват в резултат на несъвършенства или нарушения на установените правила и (или) стандарти за проектиране на обект. Причините, причиняващи такива повреди, могат да бъдат неправилна оценка на възможностите на устройствата при избора им за производство на оборудване или грешки в неговия дизайн. В резултат на това устройствата могат да бъдат претоварени и да се повредят преждевременно.

Производствените повреди възникват поради несъвършенства или нарушения на установения процес за производство или ремонт на обект, който се извършва в ремонтно съоръжение.

По време на производството на електронно оборудване устройствата могат да се повредят в процеса входен контролзащото грешен изборрежими на измерване и изпитване при инсталиране в оборудването поради нарушаване на технологичните условия на сглобяване.

Експлоатационните повреди са свързани с нарушаване на установените правила и (или) условия на работа на съоръжението. Нека дадем пример за оперативна повреда. Правилата за включване на жирокомпас изискват всички превключватели да са в положение „Изключено“ преди стартиране. Ако операторът, нарушил това изискване, остави превключвателя за затихване в позиция „Без затихване“, което съответства на състояние „Включено“, тогава жирокомпасът няма да достигне до меридиана, въпреки факта, че всички стартиращи операции ще да се извършва стриктно в съответствие с правилата. В резултат на неправилни действия на оператора ще възникне повреда, която трябва да се класифицира като работна.

Деградационната повреда се причинява от естествените процеси на стареене, износване, корозия и умора, при спазване на всички установени правила и (или) стандарти за проектиране, производство и експлоатация.

Отказ на ресурс възниква, когато даден обект достигне своето гранично състояние.

Критерият за повреда е признак или набор от признаци за нарушение на експлоатационното състояние на обект, установен в регулаторната, техническата и (или) проектна (проектна) документация (например контролните амперметри показват ненормални токове в захранването схема на двигателите на жирокомпаса). Освен това критериите за отказ включват качествени атрибути, което показва нарушение на нормалната работа на обекта: специфични промени в устройството, свързани с появата на повреда (например счупен проводник, деформация на част, изгорели контакти и др.).

Причината за повредата са явленията, процесите, събитията и условията, довели до повредата на обекта. Причините за повредите могат да бъдат нарушения на правилата и разпоредбите, извършени по време на проектирането, производството и техническа експлоатация, както и естествените процеси на износване и стареене.

Последици от повреда са явления, процеси, събития и състояния, причинени от възникването на повреда на обект. Например последствието от повреда на вълновод в радар е повреда на радара.

Класификацията на отказите има голямо значениев практиката на работа с REO и SA, тъй като ви позволява да определите причините за повредата и да ги отстраните.

Обсъдените по-горе термини са отразени в Държавни стандартинормативна и техническа документация и са задължителни при класифициране на повреди.

По време на работа е възможно да се открият и отстранят редица повреди, които могат да доведат до повреди, наречени предотвратими. Те включват главно постепенни откази, при които е възможно да се контролира предходната промяна в характеристиките на електронното оборудване.

Някои повреди на обект може да не бъдат открити и в крайна сметка да доведат до непредотвратими повреди. Те включват внезапни откази, чиито статистически модели са неизвестни.

Трябва да се има предвид, че не всички постепенни повреди могат да бъдат предотвратени, тъй като често е много трудно да се открият бавни промени в параметрите различни елементи REO и SA. Не всички внезапни повреди са непредотвратими, тъй като появата на някои внезапни повреди може да бъде предвидена чрез изучаване на статистическите модели на тяхното възникване във времето. Разделянето на отказите на предотвратими и непредотвратими е условно и се използва при оценка на ефективността на превантивната работа. Подобряването на методите за наблюдение на радиооборудването води до факта, че все по-голяма част от промените в параметрите на оборудването могат да бъдат открити и предотвратени.

Връзката между броя на предотвратимите и непредотвратимите откази на различни видове радиооборудване се оценява чрез коефициента на природата на отказа:

Където - броя на предотвратимите и непредотвратимите повреди в даден тип радиооборудване.

Стойността на коефициента на отказ на всеки тип оборудване е силно повлияна от структурни, технологични и експлоатационни фактори: свойства на материалите и технологията за производство на елементи, физични и химични ефекти върху оборудването по време на работа, продължителност на работа и др.

Коефициентът на отказ A(t) може да се определи за специфични видове радиооборудване въз основа на статистически данни за отказите. По-долу са дадени стойностите на коефициента на отказ (в%) на някои елементи на радиооборудването:

По време на работа значителен брой повреди на радиооборудването могат да бъдат предотвратени чрез навременно идентифициране на неизправностите и тяхното отстраняване (настройка, настройка и др.). Броят на предотвратимите повреди зависи от качеството на извършената работа. В допълнение, подобряването на методите и средствата за контрол гарантира, че повечето промени в параметрите на превозното средство могат да бъдат открити и следователно предотвратени.

Анализът на повредите на оборудването показва, че приблизително 40 - 45% от всички повреди се дължат на грешки, направени по време на проектирането, 20% - поради грешки в производствения процес, 30% - в резултат на неправилна експлоатация, 5 -10% - поради естествено износване и стареене.

Причини за повреди на интегрални схеми. В момента се обръща много внимание на контрола на качеството на електронното оборудване, но въпреки това по време на работа често възникват повреди на отделни компоненти или цели системи.

Повреда на компонент може да възникне по различни причини, включително свръхток или претоварване на напрежение, прекомерна топлина, излагане на агресивни химически веществаили висока влажност, както и определени условия на производство и работа на оборудването. Да, на начална фазаНеизправностите в работата са резултат от производствени дефекти, грешки в дизайна или неправилна употреба на компоненти, както и използването на дефектни компоненти, които не са идентифицирани на етапа на входящата проверка. Повечето повреди по време на активния период на работа възникват поради висока температураи влажност, токови и напреженови претоварвания, вибрации, термични и механични въздействия, а впоследствие и в резултат на стареене на компонентите. Причините за повреди, които възникват по време на работа, могат да бъдат корозия, електрически утечки, разрушаване на изолацията, движение на метални йони по посока на тока под въздействието на електрическо поле, както и унищожаване на материали и проводници. Повреди на механични компоненти, като съединители, възникват в резултат на износване на контакта и повишена устойчивост.

Сред факторите, които най-често причиняват повреда на електронното оборудване, са следните:

Електрически претоварвания. Повреда, причинена от електрическо претоварване по време на работа на устройството, възниква при излагане на повишено напрежение, ток или мощност. Такива щети включват:

Разрушаване на преходи и области на метализация, както и овъгляване и разрушаване, свързани с прегряване на отделни области на кристалите (в полупроводникови устройства);

Разрушаване на резистивния слой или изгаряне (топене) на жицата в навити резистори, поява на дефекти и промяна на цвета на корпуса (в резистори);

Пробив на диелектричен материал и генериране на топлина (в кондензатори);

Топене на жицата в намотките, което води до късо съединение на намотките, прекомерно генериране на топлина в тях, изгаряне или овъгляване на компонента (в трансформатори и намотки);

Електростатични разряди. Възникват поради натрупване на заряд на клемите на микросхемите. Когато зареден обект влезе в контакт с проводяща повърхност, възниква електрически разряд, което води до краткотраен ток голямо количествоелектрони в проводник. Ако настъпят необратими промени във вътрешната структура на микросхемата, тя се проваля.

Повредите, причинени от електростатичен разряд, включват:

Разкъсване на тънки оксидни филми в полупроводникови устройства в резултат на пробив на диелектрик;

Топене на проводници и зони на метализация поради прегряване под въздействието на високо напрежение;

Влошаване на параметрите или скрити дефекти в структурата на компонентите, които не водят до незабавна повреда на устройството, но правят работата на системата нестабилна и провокират експлоатационни повреди при тежки условия;

Индуциране на мощни електрически полета, които причиняват смущения и неизправност на близките електронни устройства.

Електромагнитни смущения и термичен шок. Бързо сменящи се електрически и магнитни полетадопринасят за появата на електромагнитни смущения в проводниците. Най-честите източници на такива смущения са флуоресцентни лампи, промишлено и медицинско електронно оборудване и домакински уреди, които използват електрически двигатели. Естествените източници на този вид смущения включват мълниеносни разряди. Електромагнитните смущения в съоръжението се превръщат в проблем, когато има източник, среда, предаваща или разпространяваща смущенията, и система, чувствителна към тях. Електромагнитният сигнал от източника на смущение се предава към чувствителното устройство чрез явленията на проводимост и излъчване. В първия случай смущенията влизат в устройството през директен проводящ път, във втория - през околната среда. За да се намалят електромеханичните смущения, е необходимо да се изберат правилните схемни решения и съответните компоненти още на етапа на проектиране, правилно окабеляване печатни платки, специални техники за заземяване и екраниране.

Основни понятия на теорията на надеждността

Надеждност- това е свойството на обекта да поддържа своите изходни характеристики в определени граници при дадени условия на работа.

Ефективно, е състояние на система (елемент), при което стойностите на параметрите, характеризиращи способността на системата да изпълнява определени функции, са в границите, установени от регулаторна, техническа или проектна документация.

Неработещ, е състоянието на системата, при което стойността на поне един параметър, характеризиращ способността за изпълнение на определени функции, не е в границите, установени от определената документация.

Например, системата за измерване на температурата е неработеща, ако основният параметър, характеризиращ качеството на нейното функциониране - грешката на измерването - надвишава определена стойност.

Обслужваемсъстояние е състояние, в което системата отговаря на всички изисквания на нормативната, техническата и проектната документация.

Дефектен- при които има поне едно несъответствие с изискванията.

Разликата между здраво и работоспособно състояние е следната. Ефективната система отговаря само на онези изисквания, които са от съществено значение за функционирането, и може да не отговаря на други изисквания (например за запазване на външния вид на елементите). За система, която е в добро състояние, се знае, че работи.

Лимитсъстояние е състояние, при което по-нататъшното използване на системата по предназначение е неприемливо или неподходящо. След достигане на граничното състояние може да последва ремонт (основен или среден), в резултат на който се възстановява работоспособността или системата окончателно престава да се използва по предназначение.

Отказ- събитие, състоящо се в нарушаване на работата на системата, т.е. в нейния преход от работно в неработоспособно състояние.

Щета- събитие, състоящо се в преминаване на системата от изправно състояние в неизправно, но работещо състояние.

Възстановяванее събитие, което включва преминаването на системата от неработещо в работоспособно състояние.

ДА СЕ невъзстановимвключват системи, чието възстановяване веднага след повреда се счита за непрактично или невъзможно, и възстановими- при които възстановяването се извършва веднага след повреда.

Същата система в различни условияприложението може да бъде класифицирано като невъзстановимо (например, ако се намира в необслужвана стая, където достъпът на персонала е забранен по време на работа на процесния модул) и като възстановимо, ако персоналът може да започне възстановяване веднага след повреда. Самото понятие „възстановяване“ трябва да се разбира не само като настройка, настройка, запояване или други ремонтни операции по отношение на определени технически средства, но и като подмяна на тези средства.

По принцип по-голямата част от системите, използвани за автоматизиране на технологичните процеси, могат да бъдат възстановени след повреда, след което продължават да работят отново. Същото важи и за повечето технически средства; Само елементи като интегрални схеми, резистори, кондензатори и др. могат да бъдат класифицирани като невъзстановими.

Видове неуспехи

Неизправностите могат да бъдат разграничени по няколко характеристики.

Въз основа на естеството на елиминирането се прави разлика между окончателни (стабилни) и периодични (появяващи се или изчезващи) повреди. Отказобект - събитие, което се състои в това, че обектът напълно или частично губи свойството на работоспособност. С пълна загуба на производителност се случва пълен провал,частично - частичен отказ.Концепциите за пълни и частични повреди трябва всеки път да бъдат ясно формулирани преди анализа на надеждността, тъй като количествената оценка на надеждността зависи от това. Изискванията за надеждност на продукта, както и количествената оценка на надеждността без посочване на признаци на повреда, са безсмислени.

Отказите могат да бъдат внезапни или постепенни. Тези повреди се различават по естеството на тяхното възникване.

Внезапен провалне може да бъде предшествано от постепенно натрупване на увреждане и възниква внезапно. Технологията за производство на съвременни елементи на оборудването е толкова сложна, че не винаги е възможно да се проследят скрити производствени дефекти, които трябва да бъдат идентифицирани на етапа на обучение и въвеждане на оборудването. В резултат на това в полето на действие могат да попаднат следните дефектни елементи: резистор с недостатъчно здраво закрепване на токопроводника; полупроводниково устройство, в което дебелината на междинната област е недостатъчна; полупроводниково устройство, в което проводяща микрочастица е залепена върху повърхността на полупроводниковия материал; проводящ слой от печатни кабели, чиято дебелина е или прекалено малка, или прекалено голяма; интегрална схема, в която връзката на изхода към печатната платка не е достатъчно бърза и т.н. По време на работа могат случайно да възникнат условия, при които скрит дефект да доведе до повреда на продукта (върхови натоварвания, треперене и вибрации, скок на температурата, смущения и т.н.). Но може да няма неблагоприятна комбинация от неблагоприятни фактори, тогава няма да има внезапен провал. При високо ниво на случайни неблагоприятни ефекти може да възникне внезапна повреда дори при липса на скрити дефекти.

Постепенен отказвъзниква в резултат на постепенното натрупване на повреди, главно поради износване и стареене на материалите.

Необходимо е да се прави разлика между внезапни и постепенни провали, тъй като моделите, на които се подчиняват, са различни. Затова начините за справяне с тези откази трябва да са различни. За да се намали броят на внезапните повреди, може да се препоръча предварително обучение и разработка на продуктите, за да се идентифицират скрити производствени дефекти, както и въвеждане на защита от неблагоприятни въздействия като смущения, претоварвания, вибрации и др. на постепенните повреди може да помогне за навременна подмяна на сменяеми единици, които са изчерпали своя технически живот.

Неуспехът може да бъде краткотраен и самоограничаващ се. В този случай се нарича провал.Характерен признак на повреда е, че възстановяването на работоспособността след нейното възникване не изисква ремонт на хардуера. Причината за повредата може да бъде или краткотрайна повреда на оборудването (например блокиран контакт), или краткотрайна намеса, или софтуерни дефекти, водещи до неблагоприятни времеви характеристики на оборудването. Опасността от повреди се крие в това, че те трудно и често дори невъзможно се откриват по време на работа на оборудването, но могат да изкривят информацията до такава степен, че да доведат до неизпълнение на дадена функция.

Препоръчително е отказите в автоматизираните системи за управление да се разделят на хардуер и софтуер.

Софтуерна грешкаРазглежда се събитие, при което даден обект губи своята функционалност поради несъвършенство на програмата (несъвършенство на алгоритъма за решаване на проблема, липса на софтуерна защита срещу повреди, липса на софтуерен контрол върху състоянието на продукта, грешки в представянето на програмата на физически носител и др.). Софтуерната грешка се елиминира чрез коригиране на програмата.

За предмети отговорно назначениеПрепоръчително е повреди, които могат да доведат до катастрофални последици (смърт на хора и др.), да се класифицират в отделна група. При заданията за надеждност е необходимо изискванията за безопасност да се отделят в отделна група.

Тема 12. Осигуряване надеждността на EVA.

Концепцията за надеждност.Един от основните параметри на компютъра - надеждността - зависи както от надеждността използваната елементна база, както и възприетите схемотехнически и конструктивни решения. Като се има предвид значението на съвременния VT в човешката дейност, изискванията за неговата надеждност непрекъснато нарастват. Това се дължи на факта, че от правилна работаКомпютрите зависят от напредъка на изпълнението технологичен процес, надеждност на получаване на резултати от изчисления, надеждност на животоподдържащи системи в медицината, космически кораби т.н. Ето защо най-голямо внимание се обръща на повишаването на надеждността на компютъра на всички етапи от неговото проектиране и производство.

Под надеждностразбиране на способността на даден продукт да изпълнява определени функции, като поддържа работата си в определени граници за необходимия период от време или необходимото време на работа, при спазване на условията на работа, правилата за поддръжка, съхранение и транспортиране. Надеждността е комплексно, всеобхватно понятие, с помощта на което такива най-важните характеристикипродукти, като производителност, издръжливост, надеждност, поддръжка, възможност за възстановяване и др.

Във всеки един момент един компютър може да бъде в добро или лошо състояние. Ако компютърът в даден момент отговаря на всички изисквания, установени както по отношение на основните параметри, характеризиращи нормалното изпълнение на изчислителните процеси (точност, скорост и т.н.), така и по отношение на вторичните параметри, характеризиращи външен види лекота на използване, тогава това състояние се нарича добро състояние . Според това определение неизправно състояние - състоянието на компютъра, при което той в момента не отговаря на поне едно от тези изисквания, установени както по отношение на основните, така и на вторичните параметри. Не всяка повреда води до отказ на компютъра да изпълнява определени функции. Например образуването на вдлъбнатини или ръжда по корпуса на машината или повредата на крушките за подсветка не могат да попречат на работата на компютъра.

производителност - състоянието на продукта, при което той е в състояние да изпълнява определени функции с параметрите, установени от изискванията на техническата документация.

Отказ- събитие, състоящо се в пълна или частична загуба на функционалност на системата. Тъй като не всяка повреда води до повреда, правим разлика големи и незначителни грешки.

Само големите грешки водят до провал. Извикват се незначителни грешки дефекти. По естеството на промянатапараметри до момента на възникване отказите се делят на внезапни и постепенни.

Внезапно(катастрофални) повреди възникват в резултат на мигновена промяна в един или повече параметри на елементите, от които е изграден компютърът (счупване или късо съединение). Отстраняването на внезапна повреда се извършва чрез замяна на повредения елемент (възел, устройство) с работещ или чрез ремонт.

Постепенно(параметрични) повреди възникват в резултат на постепенна промяна в параметрите на елементите, докато стойността на един от параметрите надхвърли определени граници, които определят нормалната работа на елементите - (стареене на елементите, влияния на околната среда, колебания в температурата , влажност, налягане, ниво на радиация и др., механични въздействия (вибрации, удари, претоварвания). Премахването на постепенната повреда е свързано или с подмяна, ремонт, настройка на параметрите на повредения елемент, или с компенсация чрез промяна на параметрите на други елементи.

По характер на елиминираненеуспехите се делят на стабилен и самоотстраняващ се. За елиминиране устойчивиповреди, операторът, обслужващ компютъра, трябва да регулира или замени повредения елемент. Самоотстраняващ се повреди изчезват без намеса на оператор и се появяват под формата на срив или периодична повреда. Катастрофа- еднократна самокоригираща се повреда. Ако няколко провала следват един след друг, тогава периодична повреда. Отказът от тип отказ е особено типичен за компютрите.

Възникването на повреди се дължи на външни и вътрешни фактори. ДА СЕ външни фактори включват колебания на захранващото напрежение, вибрации, температурни колебания. Чрез предприемане на специални мерки (стабилизиране на мощността, амортизация, контрол на температурата и др.), влиянието на тези фактори може да бъде значително отслабено. ДА СЕ вътрешни фактори Те включват колебания в параметрите на елементите, асинхронна работа на отделни устройства, вътрешен шум и смущения. Ако в компютъра възникнат няколко повреди наведнъж, тогава въз основа на тяхната взаимна връзка те се различават независимаповреди (появата им не е свързана с предишни повреди) и зависим(появата им е причинена от повреда в предишния момент от време).

от външни проявиотказите се делят на явни и мълчаливи. Явни неуспехисе откриват по време на външен преглед и косвени неуспехи- специални методи за контрол.