Система ремонтов по уровню надежности

Стратегия ТО по состоянию с контролем уровня надежности

К характерным особенностям стратегии обслуживания с контролем уровня надежность можно отнести следующие:

— каждое изделие при этой стратегии эксплуатируется до отказа;

— межремонтных ресурсов для этих изделий не устанавливается;

— ТО каждого конкретного изделия заключается в выполнении необходимого объема работ по регулировке, калибровке, обнаружению возникших отказов и неисправностей и их устранение;

— для конструктивно сложных изделий может оказаться целесообразным выполнять замену некоторых из их составных частей по наработке, если она возможна без необходимости разборки изделия в стационарных условиях.

— применительно ко всему парку однотипных изделий осуществляется контроль уровня надежности. В случаях, когда фактический уровень надежности того или иного типа изделий ниже нормативного, проводиться анализ причин отклонения и принимаются меры по восстановлению надежности.

Внедрение ТО изделий с контролем уровня надежности (КУН) предполагает решение ряда организационных и технических задач, в том числе:

— организацию оперативного сбора и обработки информации о надежности, на основе которой определяется фактическая надежность изделий;

— разработку метода установления нормативных значений уровня надежности для каждого типа изделий;

— организацию оперативного сравнения фактического уровня надежности с нормативным и анализ возможных последствий;

— разработку мероприятий по поддержанию уровня надежности (назначений дополнительных работ по ТО и Р; изменение периодичности контроля уровня надежности; изменение условий или режимов эксплуатации; выполнение конструкторских доработок; переход на стратегию ТО и Р по наработке).

Область применения стратегии по состоянию с контролем уровня надежности обычно ограничивают изделиями, отказы которых не могут явиться причиной аварийной (опасной) обстановки на производстве; для которых имеет место экспоненциальное распределение вероятности безотказной работы; обладающими высокой эксплуатационной технологичностью (в том числе легкосъемностью, доступностью, взаимозаменяемостью); затраты на которые при эксплуатации до отказа (при обслуживании с контролем уровня надежность) не превышают затрат на планово-профилактическое ТО и др.

Применение на практике данной стратегии ТО может быть ограничено из-за невозможности решения перечисленных организационно-технических мероприятий: наличие вычислительной техники и обученного персонала, возможностями организации сбора информации по надежности для совокупности однотипных изделий и др.

При условии снятия этих ограничений целесообразность применения стратегии ТО с контролем уровня надежности для изделий систем должна определяться с учетом возможности получения экономического эффекта при эксплуатации данных типов изделий.

Контроль уровня надежности совокупности однотипных изделий осуществляется статистическими методами. Критерием уровня надежности при данной стратегии является такой показатель, который содержит максимум информации о техническом состоянии изделий, достаточно удобен для проведения оперативного сравнительного анализа, может реагировать на изменение процесса технической эксплуатации. Такими показателямиобычносчитают параметр потока отказов ω и число отказов изделий, приходящихся на определенных период эксплуатации К_опэ. Например, этот период можно установить в 1000 часов наработки изделия (К₁₀₀₀) или год эксплуатации К_год.

Номенклатура исходной информации по надежности должна содержать следующие сведения:

— число изделий в системе;

— число отказов, выявленных за контрольный (определенный) период эксплуатации;

— наработка наблюдаемой совокупности изделий за контрольный период времени;

— стоимость замены изделия, стоимость профилактического обслуживания и ремонта.

Для обработки информации используются методы математической статистики: оценка параметров распределения по выборке; проверка статических гипотез о законе распределения наработки до отказа и др. Иногда дополнительно используется информация о техническом состоянии отдельных образцов с наибольшей наработкой. Их полностью разбирают и подвергают всесторонним исследованиям технического состояния с целью заблаговременного выявления слабых мест конструкции изделия и предупреждения приближения предотказного состояния.

Особое значение при выборе стратегии с контролем уровня надежности имеет установление нормативного (допустимого) уровня надежности R_доп., который устанавливается для каждого типа изделия с учетом стоимостных затрат на ТО и Р и зависит от парка контролируемых объектов. Задача определения R_доп. решается с учетом обеспечения эффективности использования объектов по критерию минимальных затрат С=f(R_доп).

Фактический уровень надежности изделий определяется в соответствии с выбранным показателем надежности. При использовании показателей ω и К₁₀₀₀ (К_год), рекомендуется следующий способ контроля уровня надежности.

В качестве исходной информации служат:

— наблюдаемое число отказов изделий систем (объектов) при эксплуатации n_ф;

— наработка объектов, находящихся под наблюдением Т;

— число однотипных изделий на объекте а, уровень надежности которых контролируется.

Уровень надежности совокупности однотипных изделий контролируют путем сравнения наблюдаемого числа отказов n_ф с верхней границей регулирования (ВГР), представляющей собой допустимое число отказов. Наблюдаемое число отказов в определенные интервалы времени имеет случайный характер от 0 до ВГР. Значение ВГР определяется с использованием распределения Пуассона:

,

где Р_ЗАД – принятое значение вероятности;

ω – плановое значение параметра потока отказов, представляющее собой запланированный уровень надежности.

Р_ЗАД обычно устанавливается исходя из экономических соображений. В обычной практике, например, для определения ВГР принимают Р_ЗАД =0,975. Т.е. случайный выброс за верхнюю границу может произойти с вероятностью 0,025, что считается почти невозможным. В случае превышения наблюдаемым числом отказов ВГР предполагается наличие неслучайных причин. Для их устранения требуется разработать и осуществить конкретные мероприятия. Следовательно, если за контрольный период число отказов (замен) превысит ВГР, то это служит сигналом о снижении их надежности.

Кроме того, определяется тенденция изменения показателя надежности, вычисленного для контрольного периода заданной длительности, включающего текущий месяц. Контрольный период (месяц, квартал, год) является скользящим и ежемесячно сдвигается. Для анализа полученной последовательности используется следующая методика.

Плановые значения показателей надежности ω_ПЛ или К ПЛ _ОПЭ определяются в предприятиях предварительно на контрольный период для каждого типа изделия, исходя из требований обеспечения эффективности в процессе их технической эксплуатации.

Источник

Система ремонтов по уровню надежности

НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ

Dependability in technics.
Dependability prediction. Basic principles

МКС 21.020
ОКСТУ 0027

Дата введения 1997-01-01

1 РАЗРАБОТАН МТК 119 «Надежность в технике»

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 7 от 26 апреля 1995 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

3 Стандарт разработан с учетом положений и требований международных стандартов МЭК 300-3-1 (1991), МЭК 863 (1986) и МЭК 706-2 (1990)

4 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 26 июня 1996 г. N 430 межгосударственный стандарт ГОСТ 27.301-95 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации 1 января 1997 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 27.410-87 (в части п.2)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие правила расчета надежности технических объектов, требования к методикам и порядок представления результатов расчета надежности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.102-68 Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 27.003-90 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности

ГОСТ 27.310-95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения

3 Определения

В настоящем стандарте применены общие термины в области надежности, определения которых установлены ГОСТ 27.002. Дополнительно в стандарте применены следующие термины, относящиеся к расчету надежности.

3.1. расчет надежности: Процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета.

3.2 прогнозирование надежности: Частный случай расчета надежности объекта на основе статистических моделей, отражающих тенденции изменения надежности объектов-аналогов и/или экспертных оценок.

3.3 элемент: Составная часть объекта, рассматриваемая при расчете надежности как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению.

4 Основные положения

4.1 Порядок расчета надежности

Надежность объекта рассчитывают на стадиях жизненного цикла и соответствующих этим стадиям этапах видов работ, установленных программой обеспечения надежности (ПОН) объекта или документами, ее заменяющими.

ПОН должна устанавливать цели расчета на каждом этапе видов работ, применяемые при расчете нормативные документы и методики, сроки выполнения расчета и исполнителей, порядок оформления, представления и контроля результатов расчета.

4.2 Цели расчета надежности

Расчет надежности объекта на определенном этапе видов работ, соответствующем некоторой стадии его жизненного цикла, может иметь своими целями:

обоснование количественных требований по надежности к объекту или его составным частям;

проверку выполнимости установленных требований и/или оценка вероятности достижения требуемого уровня надежности объекта в установленные сроки и при выделенных ресурсах, обоснование необходимых корректировок установленных требований;

сравнительный анализ надежности вариантов схемно-конструктивного построения объекта и обоснование выбора рационального варианта;

определение достигнутого (ожидаемого) уровня надежности объекта и/или его составных частей, в том числе расчетное определение показателей надежности или параметров распределения характеристик надежности составных частей объекта в качестве исходных данных для расчета надежности объекта в целом;

обоснование и проверку эффективности предлагаемых (реализованных) мер по доработкам конструкции, технологии изготовления, системы технического обслуживания и ремонта объекта, направленных на повышение его надежности;

решение различных оптимизационных задач, в которых показатели надежности выступают в роли целевых функций, управляемых параметров или граничных условий, в том числе таких, как оптимизация структуры объекта, распределение требований по надежности между показателями отдельных составляющих надежности (например безотказности и ремонтопригодности), расчет комплектов ЗИП, оптимизация систем технического обслуживания и ремонта, обоснование гарантийных сроков и назначенных сроков службы (ресурса) объекта и др.;

проверку соответствия ожидаемого (достигнутого) уровня надежности объекта установленным требованиям (контроль надежности), если прямое экспериментальное подтверждение их уровня надежности невозможно технически или нецелесообразно экономически.

4.3 Общая схема расчета

4.3.1 Расчет надежности объектов в общем случае представляет собой процедуру последовательного поэтапного уточнения оценок показателей надежности по мере отработки конструкции и технологии изготовления объекта, алгоритмов его функционирования, правил эксплуатации, системы технического обслуживания и ремонта, критериев отказов и предельных состояний, накопления более полной и достоверной информации о всех факторах, определяющих надежность, и применения более адекватных и точных методов расчета и расчетных моделей.

4.3.2 Расчет надежности на любом этапе видов работ, предусмотренном планом ПОН, включает:

идентификацию объекта, подлежащего расчету;

определение целей и задач расчета на данном этапе, номенклатуры и требуемых значений рассчитываемых показателей надежности;

выбор метода(ов) расчета, адекватного(ых) особенностям объекта, целям расчета, наличию необходимой информации об объекте и исходных данных для расчета;

составление расчетных моделей для каждого показателя надежности;

получение и предварительную обработку исходных данных для расчета, вычисление значений показателей надежности объекта и, при необходимости, их сопоставление с требуемыми;

оформление, представление и защиту результатов расчета.

4.4 Идентификация объекта

4.4.1 Идентификация объекта для расчета его надежности включает получение и анализ следующей информации об объекте, условиях его эксплуатации и других факторах, определяющих его надежность:

назначение, области применения и функции объекта;

критерии качества функционирования, отказов и предельных состояний, возможные последствия отказов (достижения объектом предельного состояния) объекта;

структура объекта, состав, взаимодействие и уровни нагруженноcти входящих в него элементов, возможность перестройки структуры и/или алгоритмов функционирования объекта при отказах отдельных его элементов;

наличие, виды и способы резервирования, используемые в объекте;

типовая модель эксплуатации объекта, устанавливающая перечень возможных режимов эксплуатации и выполняемых при этом функций, правила и частоту чередования режимов, продолжительность пребывания объекта в каждом режиме и соответствующие наработки, номенклатуру и параметры нагрузок и внешних воздействий на объект в каждом режиме;

планируемая система технического обслуживания (ТО) и ремонта объекта, характеризуемая видами, периодичностью, организационными уровнями, способами выполнения, техническим оснащением и материально-техническим обеспечением работ по его ТО и ремонту;

распределение функций между операторами и средствами автоматического диагностирования (контроля) и управления объектом, виды и характеристики человеко-машинных интерфейсов, определяющих параметры работоспособности и надежности работы операторов;

уровень квалификации персонала;

качество программных средств, применяемых в объекте;

планируемые технология и организация производства при изготовлении объекта.

4.4.2 Полнота идентификации объекта на рассматриваемом этапе расчета его надежности определяет выбор соответствующего метода расчета, обеспечивающего приемлемую на данном этапе точность при отсутствии или невозможности получения части информации, предусмотренной 4.4.1.

4.4.3 Источниками информации для идентификации объекта служит конструкторская, технологическая, эксплуатационная и ремонтная документация на объект в целом, его составные части и комплектующие изделия в составе и комплектах, соответствующих данному этапу расчета надежности.

4.5 Методы расчета

4.5.1 Методы расчета надежности подразделяют:

по составу рассчитываемых показателей надежности (ПН);

по основным принципам расчета.

4.5.2 По составу рассчитываемых показателей различают методы расчета:

комплексных показателей надежности (методы расчета коэффициентов готовности, технического использования, сохранения эффективности и др.).

4.5.3 По основным принципам расчета свойств, составляющих надежность, или комплексных показателей надежности объектов различают:

структурные методы расчета,

физические методы расчета.

Методы прогнозирования основаны на использовании для оценки ожидаемого уровня надежности объекта данных о достигнутых значениях и выявленных тенденциях изменения ПН объектов, аналогичных или близких к рассматриваемому по назначению, принципам действия, схемно-конструктивному построению и технологии изготовления, элементной базе и применяемым материалам, условиям и режимам эксплуатации, принципам и методам управления надежностью (далее — объектов-аналогов).

Структурные методы расчета основаны на представлении объекта в виде логической (структурно-функциональной) схемы, описывающей зависимость состояний и переходов объекта от состояний и переходов его элементов с учетом их взаимодействия и выполняемых ими функций в объекте с последующими описаниями построенной структурной модели адекватной математической моделью и вычислением ПН объекта по известным характеристикам надежности его элементов.

Физические методы расчета основаны на применении математических моделей, описывающих физические, химические и иные процессы, приводящие к отказам объектов (к достижению объектами предельного состояния), и вычислении ПН по известным параметрам нагруженности объекта, характеристикам примененных в объекте веществ и материалов с учетом особенностей его конструкции и технологии изготовления.

Источник