Надежность машин: Надежность автомобилей

Надежность автомобиля и ее основные характеристики

Для того чтобы дать оценку надежности автомобиля, необходимо правильно классифицировать термины надежности.

Исправность — это состояние автомобиля, при котором он соответствует всем тех­ническим требованиям, установленным нормативно-технической до­кументацией как в отношении основных параметров, характери­зующих нормальное выполнение заданных функций, так ив отношении второстепенных параметров, характеризующих внешний вид, удобство эксплуатации и т. д.

Неисправность — это состояние автомобиля, при котором он в данный момент времени не удовлетворяет хотя бы одному из тре­бований, установленных нормативно-технической документацией.

Работоспособность — это состояние автомобиля, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Значит, между работоспособностью и исправностью существует очень важное различие: исправность предполагает, что выполняются все требования, относящиеся как к основным, так и к второстепенным параметрам, установленным нормативно-технической документацией. Работоспособность характеризует только требования, относящиеся к основным параметрам. Требования, относящиеся к второстепенным параметрам, могут не выполняться. Так, например, автомобиль остается работоспособным, когда у него повреждены лакокрасочные или антикоррозионные покрытия, сгорела лампочка освещения щитка приборов и т.д.

Остановка автомобиля из-за возникших технических неисправ­ностей или работа с недопустимыми отклонениями от заданных рабочих характеристик называется отказом.

Отказ автомобиля можно также определить как полную или частичную утрату им работоспособности.

Полный отказ — это отказ, лишающий автомобиль подвижности.

Частичный отказ — это снижение эксплуатационных качества автомобиля.

Неисправности, устраняемые водителем в пути с помощью ин­дивидуального комплекта ЗИП и за время проведения ежедневного технического обслуживания, и неисправности, не влияющие на ра­ботоспособность автомобиля, в отказы не включаются.

В зависимости от причины появления отказы подразделяются на заводские и эксплуатационные.

Заводские отказы — это отказы, появившиеся по вине завода — изготовителя автомобиля. Они подразделяются на конструктивные и производственные.

Эксплуатационные отказы — это отказы, обусловленные нарушением правил эксплуатации и внешними воздействиями, не свойст­венными нормальной эксплуатации. Эксплуатационные отказы и неисправности при оценке надежности автомобиля не учитываются.

Отказы и неисправности, учитываемые при оценке надежности автомобиля, могут значительно отличаться по степени влияния на его работоспособность и сложности их устранения. Поэтому необходимо их классифицировать и по этим признакам.

По признаку «степень влияния на работоспособность» отказы и неисправности распределяются на три группы:

• лишающие автомобиль подвижности
• снижающие эксплуатационные качества
• не влияющие на работоспособность автомобиля

К группе лишающих автомобиль подвижности относятся отказы, без устранения которых дальнейшее его использование невозможно (отсутствие подачи топлива, поломка буксирного крюка тягача и др.) или недопустимо (отсутствие давления в системе смазки двигателя, отказ тормозов и т. п.).

Неисправности этой группы являются полными отказами автомобиля. Их появление вызывает необходимость восстанавливать автомобиль на месте выхода из строя или буксировать в автотранс­портное предприятие.

К группе отказов, снижающих эксплуатационные качества, относятся отказы и неисправности, ухудшающие такие показатели, как время подготовки к движению, средняя скорость движения, грузоподъемность, проходимость, расход ГСМ и т. д., но допускающие использование автомобиля по назначению в течение некоторого времени.

К группе неисправностей, не влияющих на работоспособность, относятся неисправности, не ухудшающие основные характеристики автомобиля, не создающие неудобства при его эксплуатации и ус­транение которых может быть отложено до очередного номерного технического обслуживания (незначительные подтекания смазочного материала через уплотнения, трещины элементов облицовки, от­слоение лакокрасочных покрытий и т. п.).

Отказы как случайные события могут быть независимыми и зависимыми. Независимый отказ — это отказ, который не приводит к отказу других элементов автомобиля. Отказ, проявившийся в результате отказа других элементов, называется зависимым. Отказ может быть внезапным, если повреждения агрегатов автомобиля наступают мгновенно, и постепенным, в результате длительного, постепенного изменения параметров элементов (усталость металла, изнашивание поверхности и пр.).

Чтобы оценить качество продукции, выпускаемой автомобильной промышленностью, применительно к конкретным условиям эксплу­атации, необходимо изучать надежность автомобилей после их обкатки.

Сравнение надежности новых и капитально отремонтированных автомобилей, работающих в одинаковых условиях, может дать объективную оценку качества ремонта.

Количественные характеристики надежности одномарочных ав­томобилей, полученные различными автотранспортными предприя­тиями, но работающих в одинаковых условиях, являются достаточно точными характеристиками уровня технической эксплуатации автомобилей в конкретном автотранспортном предприятии.

Анализ характеристик надежности автомобилей позволяет выя­вить узкие места в организации и технологии технического обслу­живания и ремонта. Эти данные могут быть использованы для обоснованных заявок на запасные части и материалы.

Для характеристики надежности автомобиля в зависимости от конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов принимают систему критериев, позволяющих оценивать надежность всего автомобиля или отдельных его элементов в числовых пока­зателях. Только в этом случае можно сравнивать надежность различных марок и моделей автомобилей и вести работу по повышению их надежности.

Для обеспечения надежности автомобилей необходимо, чтобы показатели надежности задавались в техническом задании на про­ектирование и контролировались при разработке конструкции, из­готовлении и эксплуатации. Следовательно, для каждого типа автомобилей в зависимости от условий их эксплуатации должны уста­навливаться некоторая совокупность показателей надежности, значения и методы их количественной оценки.

Надежность автомобиля характеризуется четырьмя свойствами:

• безотказностью
• ремонтопригодностью
• долговечностью
• сохраняемостью

Безотказность — свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Количественно оно оценивается вероятностью безотказной работы, средней наработкой до отказа, интенсивностью отказов, средней наработкой на отказ и параметром потока отказов.

Ремонтопригодность — свойство автомобиля, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстанов­лению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Количественно оно оценивается средним временем восстановле­ния, средней удельной трудоемкостью технического обслуживания и текущего ремонта, вероятностью восстановления работоспособности в заданное коэффициентом готовности, коэффициентом технического использования время и коэффициентом сложности отказов.

При сравнительной оценке различных типов автомобилей необходимо иметь в виду, что время их простоя в связи с проведением технического обслуживания или ремонта зависит от уровня орга­низации этих работ, их технического оснащения, квалификации персонала и ряда других факторов эксплуатационного характера.

Долговечность — свойство автомобиля сохранять работоспособ­ное состояние до наступления предельного состояния при установ­ленной системе технического обслуживания и ремонта.

Безотказность и долговечность — свойства автомобиля сохранять работоспособное состояние. Но безотказность — свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособное состояние, а долговеч­ность — свойство автомобиля длительно сохранять работоспособное состояние с необходимыми перерывами для технического обслужи­вания и ремонта.

Определение долговечности автомобилей, агрегатов, деталей должно осуществляться на стадии проектирования одновременно с оп­ределением эксплуатационных затрат на их техническое содержание.

Количественно долговечность оценивается средним ресурсом автомобиля до капитального ремонта, средней наработкой на отказ автомобиля за пробег до капитального ремонта, средней наработкой до капитального ремонта основного агрегата, гамма-процентным ресурсом.

Каждая новая модель автомобиля должна быть более совершенной по сравнению с предыдущей и соответствовать лучшим мировым образцам. Совершенство в данном случае определяется снижением суммарных удельных затрат на изготовление и техническое содер­жание, а также структурой этих затрат, т. е. возможным снижением доли затрат в эксплуатации. Одновременно определяются показатели долговечности, которые имеют, как правило, тенденцию к увеличению.

Долговечность автомобилей повышается в результате совершен­ствования их конструкции, технологии изготовления и улучшения организации технической эксплуатации.

Сохраняемость — свойство автомобиля сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.

Основным показателем сохраняемости автомобилей должна быть вероятность сохранения безотказности. Этот показатель характеризует готовность автомобилей к немедленному выполнению транс­портной работы после определенного срока хранения.

Показателем сохраняемости является также средний срок сохра­няемости автомобилей при длительном хранении.

Перечисленные свойства отражают потенциальные возможности конструкции автомобиля. Они формируются при проектировании и производстве, являются внутренними причинами, от которых зависит степень надежности автомобиля.

1. Надежность машин, основные понятия надежности

Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки

Долговечность — свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта

Сохраняемость — свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Надежность подразделяется на:

Единичные — характеризуют одно из свойств надежности (безотказность, долговечность и тд.).

Комплексные — характеризуют одновременно несколько свойств, т.е. 2 и более составляющих надежности изделия.

Расчетные — те которые определяются расчетным путем.

Экспериментальные — те которые определяются в процессе исследований (экспериментально).

Групповые — те которые служат для оценки надежности совокупности изделия данного типа.

Индивидуальные — предназначены для оценки надежности изделий данного типа.

2. Сущность и область применения существующих методов обнаружения скрытых дефектов.

Большую сложность при дефектации деталей имеет определение скрытых дефектов. Существуют следующие методы обнаружения дефектов:

Пневматический — в контролируемое изделие подается воздух под давлением 0,1-0,2 МПа, и погружают его в воду, или смазывают мыльным раствором. Наличие пузырьков свидетельствует о наличии трещин (трубопроводы, баки, радиаторы, шины, емкости).

Гидравлический — в полости подается вода под давлением 0,5-0,6 МПа и выдерживают до 10 мин. Снижение давления свидетельствует о трещинах. А если добавить 10 г. поваренной соли, то через 30-60 мин. при наличии зарождающихся трещин на их месте появятся следы ржавчины (блоки, головки блоков, трубопроводы и т.д.).

Магнитный — основывается на образовании магнитного поля рассеивания при наличии дефектов на поверхности и под поверхностью детали. Для обнаружения дефектов пром. выпускаются дефектоскопы МД-70, УМД-900. Намагничивание может осуществляться в приложенном и остаточном поле. Величина тока намагничивания в приложенном поле. Величина тока

мм — приложенное поле.

мм — остаточное поле.

D — линейный размер контролируемого сечения детали.

Для выявления магнитного поля используют феромагнитный парашок. Более эффективной является дефектация в приложенном поле. После контроля детали размагничивают, помещая их в соленоид.

Ультразвуковой — он основан на способности материалов, передавать с высокой скоростью ультразвуковые колебания на большие расстояния в виде направленных пучков. Для реализации такого контроля промышленностью выпускается УЗ дефектоскопы ДУК-6, ДУК-5М, УЗД-10М и д.р.

Капиллярный — он подразделяется на 2 метода: люминесцентный и цветовой.

Люминесцентный — основан на способности в-в поглощать лучистую энергию. Наиболее распространен: трансформаторное масло (1), керосин (2), бензин Б-66 (1) + 2 грамма на литр золотистого деффектоля. При воздействии УФ лучей на эту смесь места трещин светятся наиболее интенсивно т.к больше раствора.

Цветовой — на обезжиренную поверхность наносят раствор состоящий из 65% керосина, 30% трансформаторного масла, 5% скипидара + 5гр/литр красителя (судан). Раствор обладает хорошей смачивающей способностью и попадает во все трещины, через 10 мин его смывают и наносят слой белой глины или мела после высыхания краски на поверхности дают очертания трещин.

Рентгенографический — он используется для выявления дефектов в ответственных деталях при их изготовлении и эксплуатации.

Качество и надежность машин | Теория

Качество выпускаемой продукции является одним из важнейших показателей деятельности предприятия.

Качество продукции — это совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением; свойство продукции — объективная особенность продукции, проявляющаяся при ее создании и использовании. Из этой формулировки следует, что не все свойства изделия имеют одинаковую значимость и входят в понятие «качество». Например, качество трактора будет определяться тяговым усилием, удельным расходом топлива, наработкой до капитального ремонта и др.

Показатели качества продукции — количественная характеристика свойств продукции, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее создания или эксплуатации. Другими словами, показателями качества продукции являются параметры, которые характеризуют качество.

Качество автомобиля — это совокупность свойств, определяющих его способность выполнять свои функции в соответствии с требованиями. Все показатели качества автомобиля делятся на несколько групп:

• Показатели назначения характеризуют приспособленность автомобиля к использованию по назначению, его технические и эксплуатационные возможности (мощность, производительность, скорость и др.).
• Показатели технологичности характеризуют эффективность конструкции и технологию ее производства.
• Эргономические показатели учитывают его приспособленность к антропометрическим, физиологическим, психологическим, биомеханическим и другим свойствам человека, проявляющимся в производственных процессах (шум, вибрация, усилив на рычагах и др.).
• Показатели унификации и стандартизации характеризуют степень использования одинаковых по своему функциональному назначению деталей сборочных единиц, применяемых на различных автомобилях, и стандартных деталей и узлов.
• Экономические показатели отражают затраты на разработку, изготовление и использование автомобиля, трудоемкость и стоимость технического обслуживания и ремонта.
• Экологические показатели характеризуют систему человек—машина—среда с точки зрения уровня вредных воздействий на природу, возникающих в процессе эксплуатации машины.
• Эстетические показатели отражают такие свойства автомобиля, как форма, внешний вид. Они определяются уровнем художественного конструирования.
• Патентно-правовые показатели характеризуют весомость новых изобретений, реализованных в автомобиле.

Надежность автомобиля — один из важнейших показателей качества. Надежность — это свойство изделия, обеспечивающее выполнение заданных функций при сохранении эксплуатационных показателей в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Наработка — продолжительность функционирования или объем работы, выполненный автомобилем, которые измеряют в часах, моточасах, гектарах, условных эталонных гектарах. При эксплуатации автомобилей различают наработку: сменную, суточную, месячную или годовую, до первого отказа, между отказами и т. п.

Отказ — нарушение работоспособности автомобиля (детали, узла и т. п.). Повреждение заключается в нарушении исправности. В соответствии с теорией надежности автомобиль может находиться в состоянии работоспособности или неработоспособности, исправности или неисправности.

Работоспособность — состояние автомобиля или сборочных единиц, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют нормативно-технической (стандарты, технические условия и т. д.) и (или) конструкторской документации (мощность двигателя, сила тяги на крюке, расход топлива и т. д.).

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

Исправность — состояние автомобиля, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической и (или) конструкторской документацией.

Неисправность — состояние автомобиля, при котором он не соответствует хотя бы одному из этих требований.

Понятие «исправность» шире, чем «работоспособность». Работоспособный автомобиль в отличие от исправного удовлетворяет лишь тем требованиям нормативно-технической документации, которые обеспечивают его нормальное функционирование при выполнении заданных функций. Однако автомобиль может не удовлетворять, например, требованиям, относящимся к внешнему виду (дефекты кабины, облицовки и др.). Следовательно, работоспособный автомобиль может быть неисправным, однако его повреждения не препятствуют нормальному функционированию.

Надежность автомобиля — комплексное свойство, которое характеризуется безотказностью, ремонтопригодностью, долговечностью и сохраняемостью. Каждое из указанных свойств надежности оценивается рядом технических и экономических показателей, физическая сущность и количество которых зависит от конструкции автомобиля, технологии изготовления и условий эксплуатации, качества технического обслуживания и ремонта.

Безотказность — свойство автомобиля сохранять работоспособность при эксплуатации в течение определенного времени или наработки без вынужденных перерывов. Показатели безотказности определяются опытным путем.

Ремонтопригодность — свойство автомобиля, заключающееся в приспособленности его конструкции к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов для поддержания и восстановления работоспособности. Другими словами, ремонтопригодность — эксплуатационно-техническое свойство автомобиля, характеризующее приспособленность его конструкции к ремонтно-обслуживающим работам (проверка технического состояния, регулировка сопряжений, устранение отказов, замена деталей и т. д.).

Долговечность — свойство автомобиля сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта до предельного состояния, указанного в нормативно-технической документации.

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

Сохраняемость — свойство автомобиля сохранять значения показателей безотказности, ремонтопригодности и долговечности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Для оценки надежности автомобиля или сборочной единицы используются единичные и комплексные показатели надежности.

Надежность машин — Студопедия

Тема 1. Основы теории надежности и износа машин и аппаратов

Надежность (ГОСТ 13377-80)— свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных размерах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

Надежность характеризуется работоспособностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Работоспособность— состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Безотказность— свойство изделия сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Долговечность— свойство изделия длительно сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность— свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путем технического обслуживания и ремонта.

Количественно ремонтопригодность определяется затратами времени и средств на устранение отказов.

Следовательно, ремонтопригодность характеризуется приспособленностью машины к требованиям по ликвидации повреждений, ремонтодоступностью и ремонтоспособностью.

Приспособленность к отысканию повреждений, диагностированию, определению технического состояния оборудования без разборки сборочных единиц зависит от конструктивных особенностей машины и наличия в ней устройств для защиты от перегрузок и ошибок обслуживающего персонала, а также устройств, сигнализирующих о повреждениях.

Ремонтодоступность оценивается удобствами монтажа и доступа к деталям и сборочным единицам в целях их осмотра или замены, а также для обслуживания системы; ремонтодоступность зависит от типа и вида креплений деталей и сборочных единиц, наличия свободных (удобных) разъемов, количества и массы снимаемых для ремонта деталей, степени сложности движений при осмотрах и ремонтах.

Ресурс— суммарная наработка изделия от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние. Ресурс выражают в единицах времени работы (в часах) или длины пути (в километрах).

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации изделия от начала до перехода в предельное состояние. Выражается обычно в годах. Срок службы включает наработку изделия и время простоев.

Основными показателями надежности являются:

1. по безотказности—вероятность безотказной работы и интенсивность отказов;

2. по долговечности — средний и гамма-процентный ресурс;

3. по ремонтопригодности — вероятность восстановления.

Под вероятностью безотказной работы P(t) понимают вероятность того, что в заданном интервале времени или в пределах заданной наработки не возникает отказ изделия.

Вероятность безотказной работы сложного изделия равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных его элементов.

Эксперты назвали самые надежные автомобили

https://ria.ru/20200213/1564669410.html

Эксперты назвали самые надежные автомобили

Консалтинговая компания J. D. Power опубликовала рейтинг самых надежных автомобилей. РИА Новости, 13.02.2020

2020-02-13T17:35

2020-02-13T17:45

авто

экономика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/149270/55/1492705506_36:0:1757:968_1400x0_80_0_0_1e502e9bd00711eb67dc677bba0aaaa1.jpg

https://ria.ru/20200118/1563579015.html

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/149270/55/1492705506_36:0:1757:968_1400x0_80_0_0_1e502e9bd00711eb67dc677bba0aaaa1.jpg

https://cdn23.img.ria.ru/images/149270/55/1492705506_251:0:1542:968_1400x0_80_0_0_7896e90d802ce96c6bfd6062436f6fee.jpg

https://cdn22.img.ria.ru/images/149270/55/1492705506_412:0:1380:968_1400x0_80_0_0_ace609db414671a7260d1a725949ffac.jpg

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601


https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

авто, экономика

МОСКВА, 13 фев — РИА Новости. Консалтинговая компания J. D. Power опубликовала рейтинг самых надежных автомобилей.

Аналитики опросили автовладельцев и подсчитали количество поломок на сотню машин одной марки. Учитывались различные жалобы: от проблем со светотехникой до неполадок бортовых систем и электронных «помощников». Срок эксплуатации машин составил от двух лет.

18 января, 15:16

Названы самые популярные иномарки в России

В итоге первую строчку в общем рейтинге занял южнокорейский бренд Genesis. На сто машин двух моделей марки аналитики зафиксировали 89 жалоб. Второе место у Lexus — по одной жалобе на машину. Третье место у американского бренда Buick — 103 жалобы.

В первую пятерку также вошли Porsche (104) и Toyota (113).

Пять последних мест в рейтинге заняли GMC (162), Volvo (185), Jaguar (186), Chrysler (214) и Land Rover (220).

Ненадежность современных автомобилей: взгляд профессионала

Это известное заблуждение: современные машины создаются заведомо ненадежными, и все ради процветания производителей. О том, как зародилась эта навязчивая идея и почему она ложная, размышляет мастер-диагност.

Никогда не знаешь, какая случайность натолкнет тебя на новые мысли. На этот раз случайностью стала болезнь моего друга. Когда я навестил его в больнице, он долго мне жаловался, что стал чаще болеть, организм его подводит, а раньше он мог хоть босиком пойти встречать Новый год на Красную площадь и даже не чихнуть. Он стал не так надежен.

В последнее время я все чаще слышу от окружающих людей фразы, смысл которых сводится к тому, что раньше трава была зеленее. Никогда не любил эту фразу. Я считаю, что ее используют люди, которые не могут радоваться настоящему, а живут прошлыми идеализированными воспоминаниями. Но больше всего меня раздражает, когда так говорят о машинах.

Тысячи интернет специалистов кричат на каждом шагу, что современные автомобили ненадежны, а производители ломают свои же машины, чтобы вы покупали их запчасти и наполняли их кошельки золотом. Всемирный заговор автопроизводителей: продать вам машину и заставить вас покупать запчасти. Чистейшая паранойя. Уж так сложилось, что мы никому не доверяем, всегда ждем подвоха, а те, кто богаче нас — обязательно обманщики и воры. Смешно? Мне — да. Развеять такие утверждения легко, чем я и займусь, с вашего позволения.

Однажды, на крупном автофоруме, я наткнулся на обсуждение надобности проведения техобслуживания автомобиля. Десятки людей кричали о том, что проводить ТО бессмысленно, ибо это просто вымогательство. Аргументы были великолепные. Чем грязнее фильтр, чем лучше он фильтрует. Менять масло? Зачем, если можно просто доливать, когда уровень падает. Заменить колодки и диски? Не стоит, если машина тормозит и на старых запчастях. Последний раз я так смеялся над ведущими известной телепрограммы Top Gear.

---

Самое печальное в том, что потом такие люди жалуются на свой автомобиль, ведь ехать он стал медленно, расход увеличился, а из печки пахнет горелой пылью. Так и появляется один из мифов о ненадежности автомобилей.

Другим же примером может послужить опыт общения с клиентами (автор статьи — сотрудник одного из дилерских сервисов Mercedes-Benz, — прим. ред). Расскажу один случай из моей практики. Однажды, клиент заявил мне о ненадежности переднего моста на «Гелендевагене». Этому утверждению я был удивлен сильнее, чем победе женщины с бородой на престижном музыкальном конкурсе. Но ненадежность моста оказалась таким же бредом, как и бородатый мужчина в женском обличье. Рассекая зимние поля нашей необъятной Родины, мой клиент умудрился на приличной скорости врезаться в пень, покрытый снегом. Он был крайне возмущен, ведь передний мост стал похож на банан. Как вы понимаете, эта «ненадежность» вызвана лишь некомпетентностью владельца автомобиля.

Третьим «столпом» моей защиты в адрес современных автомобилей является то, что надежность — понятие растяжимое, и каждый понимает его по-своему. Для кого-то щелчок в салоне на скорости 200 км/ч является неисправностью, а для кого-то отвалившийся глушитель является нормой. Мой товарищ считает, что неисправность — это то, что невозможно починить на трассе.

Это были лишь три основные причины появления мифа о ненадежности современных машин, но на самом деле их намного больше. Автосервисы существуют столько же, сколько и сами авто, а это значит, что машины всегда ломались. До сих пор находятся люди, которые удивлены местом моей работы, ведь Мерседесы, по общему мнению, сверхнадежные.

---

---

К сожалению, в нашем мире ломается все, а особенно — автомобили. Вы сможете назвать мне вещь, которая никогда не сломается? Даже обычный нож с годами тупится, а его ручка может отвалиться. Что может быть проще ножа? Вы можете мне возразить, что у вас дома до сих пор лежит тридцатилетний советский нож, который достался вам от деда. Но у меня есть другая история: моя жена, находящаяся «в положении», умудрилась сломать дорогущий, казавшийся вечным немецкий нож, что меня откровенно напугало. Теперь я стараюсь держаться подальше от кухни.

Вы никогда не замечали, что одна и та же вещь может годами служить одному хозяину, а другой ее сломает за день? Все зависит об отношении человека к вещам. Мой мудрый отец говорил, что в каждый механизм заложено определенное количество использования. Только от нашего отношения зависит, как долго проживет механизм.

Ломаются и люди — здоровье не раз подводит человека в его жизни. Любой человек когда-нибудь умирает. Получается… Человек одноразовый? Но вы ведь не избавляетесь от своей жены, если у нее часто болит голова? Так почему же мы тогда жалуемся на автомобиль, когда у него возникает неисправность? Казалось бы, сравнивать живых людей с автомобилями безрассудно, но меня еще в университете учили, что диагносты-электрики живут в своем мире. Поэтому я разговариваю с машинами и считаю их живыми, так что это сравнение для меня логично.

Да и попробуйте задать себе вопрос: а так ли нужна вам надежность? Вы бежите в магазин за новой моделью телефона, хотя старый работает исправно, вы меняете одежду, потому что она вам надоела и вас вряд ли расстроит поломка ножа. Понимаю ваши возмущения, ведь автомобиль дороже в разы, но зачем производителю делать машину надежной, когда через два года выйдет новая модель и большинство людей побегут наполнять карманы дилеров?

---

---

Пора открыть глаза, мы живем уже не в Советском Союзе — прошло время, когда один автомобиль был на всю жизнь. Меняются жизнь и люди — меняются машины. Автомобили стали сложнее, устройств больше, шансы на поломку выше. Мы уже не хотим прожорливый карбюратор, нам нужен инжектор с турбиной и куча электроники, для обеспечения комфорта. Общество требует нового, а мода диктует свои правила. Одноразовые вещи уже везде. Одноразовая посуда, одежда, бритвы и даже еда. В этом нет ничего страшного, так уж построен наш мир.

Я долго ждал, пока мой друг поправится. И знаете что? Он выздоровел и остался для меня все тем же надежным партнером. Так же и с машиной. А теперь подумай: Ты сам — надежен?

---

Читайте также:

---

Надежные автомобили

Все грани надежности

Проект «Рейтинги» предусматривает общенациональное голосование в четырех сегментах. Мы уже во всех подробностях обсудили специфику автомобилей многоцелевых, семейных, современных, и теперь настала очередь надежных.

Принципиальное отличие этого сегмента от других заключается в том, что понятие «надежность» в технике имеет исчерпывающее определение, которое в профессиональной среде обладает статусом общепринятого. Итак, это «свойство объекта сохранять во времени значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции». Специалисты тут же добавят, что надежность «является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать в себя безотказность, ремонтопригодность, восстанавливаемость, долговечность, сохраняемость, готовность или же определенные комбинации этих свойств». Обе цитаты взяты не с потолка, а позаимствованы прямиком из официального документа с ведомственным обозначением ГОСТ 27.002‒2015.

Сегодня, когда конструктивная сложность двигателей и автоматических КПП достигла небывалых высот, их ремонтопригодность приобретает важное, порой даже решающее значение при выборе автомобиля

Не спешите жаловаться, что от этой инженерной казуистики у вас голова идет кругом, да и вообще – в бытовой лексике таких слов не встречается. Дело в том, что в повседневной речи мы оперируем не перечисленными выше терминами, а их фактическими смыслами. Например, одна из наиболее популярных точек зрения напрямую ассоциирует надежность автомобиля с качеством сборки. И, кстати, в техническом плане такая позиция выглядит вполне обоснованной. Качество сборки – не только осязаемый, но и давно «оцифрованный» параметр: исследовательская компания J.D. Power, являющаяся лидером в области маркетинговой аналитики, фиксирует количество дефектов у новых автомобилей (по истечении первых 90 дней эксплуатации) и у машин возрастом три года (за последние 12 месяцев). Считается, что полученные данные оптимальным образом характеризуют качество изготовления автомобилей. В технической терминологии это соответствует «безотказности», то есть непрерывной способности выполнять свои функции. Вероятность возникновения спонтанных поломок и неисправностей у качественного автомобиля крайне мала.

Не менее востребован у покупателей и другой аспект надежности, а именно «долговечность». Выражаясь научным языком, это «свойство объекта сохранять способность выполнять свои функции до достижения предельного состояния». Желание владельцев, чтобы их автомобили ездили и выглядели как новые вплоть до момента полной выработки ресурса, относится к категории естественных. Хотя бы потому, что долговечность выступает гарантией ликвидности на вторичном рынке и обещает высокую цену перепродажи. Безотказность и долговечность особенно волнуют покупателей, когда разговор заходит об электронных компонентах, которые в случае выхода из строя диктуют безальтернативную необходимость замены. От механических агрегатов – двигателя, коробки передач, деталей трансмиссии и так далее – в контексте надежности ждут еще и ремонтопригодности, что подразумевает возможность восстановления способности выполнять требуемые функции. Сегодня, когда конструктивная сложность двигателей и автоматических КПП достигла небывалых высот, их ремонтопригодность приобретает важное, порой даже решающее значение при выборе автомобиля.

Возникает вопрос: как и где почерпнуть достоверные сведения о надежности той или иной модели? Казалось бы, в наш век тотальной информационной доступности нет ничего проще: заходишь во Всемирную сеть и читаешь статьи профильных СМИ, изучаешь отчеты независимых агентств, погружаешься в пучину профильных форумов и персональных страниц, где владельцы машин делятся личным опытом. Это не мешает многим потенциальным покупателям действовать по старинке, руководствуясь рекомендациями приятелей и репутацией бренда. Подобная тактика жизнеспособна, но сопряжена с известными рисками: многие автомобильные компании в последние годы существенно «подтянули» качество продукции, а промахи случаются даже у именитых производителей с безупречным (вроде бы) реноме.

Кто-то идет другим путем, обращая самое пристальное внимание на глубину адаптации машины к условиям отечественной эксплуатации, видя именно в этом залог надежности. Идеально адаптированными представляются кроссоверы российской сборки, которые способны работать в сложных климатических условиях, с рельефом второстепенных дорог и топливом, произведенным с отступлением от технических регламентов. Крайне желательной является принадлежность такого автомобиля одному из брендов с развитой дилерской сетью – это обеспечит возможность быстрого, качественного и недорогого устранения любой возникшей неисправности. Весьма резонная стратегия! Тем более что она предоставляет широкий выбор, поскольку требованию «адаптации» удовлетворяют машины отечественных производителей, иномарки российской сборки и многие кроссоверы из числа импортных.

Одна из наиболее популярных точек зрения напрямую ассоциирует надежность автомобиля с качеством сборки. В техническом плане такая позиция выглядит вполне обоснованной. Качество сборки – не только осязаемый, но и давно «оцифрованный» параметр: исследовательская компания J.D. Power фиксирует количество дефектов у новых автомобилей и у машин возрастом три года

Напоследок необходимо сказать о группе – весьма многочисленной ‒ автовладельцев, кто трактует надежность как предсказуемость и безопасность поведения автомобиля. Гарантированно, в срок добраться из точки «А» в точку «Б» без риска и оглядки на капризы погоды ‒ вот что для этих людей значит слово «надежность». Такая философия диктует определенный свод технических требований, в котором много современного оборудования: электронные средства активной безопасности, начиная с системы курсовой устойчивости и заканчивая детекцией препятствий с экстренным торможением, высококачественная навигация, электрические обогревы стекол и зеркал и все в том же духе. Привод на все колеса практически обязателен. В результате получается хорошо, хотя и дорого.

А чем является надежность автомобиля именно для вас? Мы приглашаем вас принять участие в голосовании проекта «Рейтинги» и выбрать те параметры, без которых – по вашему мнению ‒ о надежности не может идти и речи. Если в предложенном нами списке вы не найдете необходимого пункта, смело добавляйте его в графу «другое». Вполне возможно, с вами согласятся многие респонденты, и тогда к голосованию следующего года мы перенесем предложенный вами параметр в основной перечень. И, конечно же, просим вас назвать самый надежный из автомобилей, которые можно официально купить в России. Этот опрос действительно важен, так как его результаты станут толковой подсказкой для тех покупателей, кто находится на стадии принятия решения о покупке. Не останутся в стороне и производители, каждому из которых хочется видеть свои машины на верхних строках итогового рейтинга.

Надежность компонентов машины

Надежность характеризует компоненты или систему компонентов вероятностью того, что они будут выполнять желаемые функции в течение заданного времени.

В целом —

• больше компонентов и / или более сложные системы снижают надежность
• более простые системы с небольшим количеством компонентов повышают надежность

Уравнения надежности:

Надежность

Надежность в данный момент:

R = e ^{— λt} (1)

где

R = надежность.Значения от 0 до 1, где значение 1 указывает на 100% работающих компонентов, а значение 0 указывает на 0% компонентов, находящихся под напряжением.

λ = пропорциональная интенсивность отказов — интенсивность отказов, выраженная как пропорция начального количества активных компонентов — N _o

t = время (часы) — Примечание! другие единицы могут использоваться, если их использование согласовано с расчетами.

Интенсивность отказов может быть выражена как

λ = N _F / N _o t

= N _o — Н _с / ( Н _o т) (2)

где

Н _F = Н _или — N _с = количество отказавших компонентов в момент времени t

N _с = количество живых оставшихся компонентов в момент времени t

N _o = начальное количество живых компонентов в нулевой момент времени

Пример — частота отказов и надежность

Производитель автомобилей продает 400000 автомобилей определенной модели в год.За первые три года у владельцев 50000 таких автомобилей произошли серьезные поломки. Интенсивность отказов может быть рассчитана как

λ = (50000 автомобилей) / ((400000 автомобилей) (3 года))

= 0,042 (в год)

Надежность модели этого автомобиля в течение трех лет можно рассчитать как

R = e ^{— ( 0,042 1 / год) (3 года)}

= 0.88

= 88%

Ненадежность — вероятность отказа устройства

Связь между надежностью и ненадежностью:

R + Q = 1 (3)

где

Q = ненадежность. Значения от 0 до 1, где значение 1 указывает на 0% компонентов, находящихся под напряжением, а значение 0 указывает на 100% компонентов, находящихся под напряжением.

(1) и (2) могут использоваться для выражения ненадежности

Q = 1 — e ^{— λt} (4)

Пример — ненадежность

Ненадежность модель автомобиля в приведенном выше примере в течение трех лет можно рассчитать как

Q = 1 — e ^{— ( 0.042 1 / год) (3 года)}

= 0,12

= 12%

Количество активных компонентов

Количество живых оставшихся компонентов в системе в данный момент времени:

N _s = N _o e ^{— λt} (5)

Количество отказавших компонентов

Количество отказавших компонентов в системе в данный момент времени:

N _s = N _o (1 — e ^{— λt} ) (6)

Среднее время наработки на отказ — MTBF

Среднее время наработки на отказ — MTBF:

MTBF = 1 / λ (7)

где

MTBF = Среднее время наработки на отказ (часы)

• MTTF — Среднее время наработки на отказ является альтернативой MTBF

Пример — Среднее время наработки на отказ

В приведенном выше примере частота отказов равна 0.42 в год. Среднее время безотказной работы можно рассчитать как

Среднее время безотказной работы = 1 / (0,042 1 / год)

= 23,8 года

Среднее время безотказной работы (MTBF) можно определить, оценив общее количество часов службы по сравнению с количеством отказов как

MTBF = t _с / N _F (8)

где

t _с = общее время эксплуатации (часы)

Объединение (5) с формулами для обеспечения надежности и более

R = e ^{— т / м} (1b)

Q = 1 — e ^{— т / м} (4b)

N _s = N _o e ^{— т / м} (5b)

N _s = N _o (1 — e ^{— т / м} ) (6b)

MTBF vs.MTTF по сравнению с MTTR

• MTBF — Среднее время наработки на отказ> обычно используется для определения среднего времени наработки на отказ
• MTTF — Среднее время до отказа> обычно используется для заменяемых продуктов, которые не подлежат ремонту
• MTTR — Среднее время ремонта> обычно используется для определения того, сколько времени потребуется, чтобы снова запустить неисправный продукт.

MTBF и MTTF часто используются как взаимозаменяемые.

Надежность систем

Существует два основных типа систем надежности — последовательные и параллельные, а также их комбинации.

• в последовательной системе — все устройства в системе должны работать, чтобы система работала
• в параллельной системе — система работает, если хотя бы одно устройство в системе работает

Надежность последовательных систем

Надежность последовательно соединенных систем может быть выражена как

R _с = R ₁ R ₂ (9)

, где

R _с = надежность системы

R _1,2 = надежность подсистемы

Пример — надежность систем серии

В приведенном выше примере надежность автомобиля в течение трех лет составляет 0.88 . Если мы полагаемся на две машины для миссии — какой бы она ни была — надежность будет

R _s = 0,88 0,88

= 0,77

= 77%

Надежность параллельных систем

Надежность параллельных систем может быть выражена как

R _с = R ₁ Q ₂ + R ₂ Q ₁ + R ₁ R ₂ (10)

где

Q _1,2 = (1 — R _1,2 ) ненадежность подсистемы

Пример — Надежность параллельных систем

Из приведенного выше примера надежность автомобиля превышает три года — 0.88 . Если для нашей миссии нам потребуется хотя бы одна из наших двух машин — надежность можно рассчитать как

R _с = 0,88 (1- 0,88) + 0,88 (1- 0,88) + 0,88 0,88

= 0,99

= 99%

Примечание! — две параллельные системы с надежностью 99% по сравнению с одной системой с надежностью 88%, демонстрирует мощь резервирования.

.

Надежность и доступность: понимание различий и их взаимосвязи

Хотя непрофессионалы часто используют как взаимозаменяемые, надежность и доступность имеют два очень разных значения в контексте заводского обслуживания. Их смешение может означать смешивание важных данных о работе машины и, что еще хуже, упущение эффективности подхода к обслуживанию.

Причина путаницы между терминами связана с семантикой. Надежность — это мера того, как долго машина выполняет свою функцию, тогда как доступность — это мера процента времени, в течение которого машина находится в рабочем состоянии. Например, машина может быть доступна 90% времени, но надежна только 75% времени с точки зрения производительности.

Понимание разницы между надежностью и доступностью, а также их взаимосвязи позволяет лучше подойти к обслуживанию.

Отличительные отличия

Это помогает думать о надежности с точки зрения контроля качества и доступности с точки зрения эксплуатации.У вас может быть машина, которая находится в рабочем состоянии и может работать, но из-за неэффективности имеет более низкий уровень надежности при обработке дефектов. Ключ к тому, чтобы увидеть разницу, заключается в том, как измеряется каждая переменная:

• Готовность машины измеряет общее время безотказной работы, разделенное на общее время простоя, чтобы получить процент доступных рабочих часов. Формула для этого — среднее время ремонта (MTTR) (в часах) плюс среднее время между ремонтами (MTBR) (в часах), деленное на MTBR.
• Надежность машины измеряет интенсивность отказов машины при выполнении поставленной задачи. Это обычно классифицируется как общее количество отказов, деленное на общее время безотказной работы машины. MTBR также используется как прямое представление о надежности, поскольку машина не может быть доступной или надежной, когда она не работает.

Категорическое признание надежности и доступности как двух различных переменных означает понимание того, как ваш подход к обслуживанию может решать проблемы с одним или обоими из них.

Подобные, но разные подходы к обслуживанию

Регулярное обслуживание может сделать машину доступной, но ненадежной. Точно так же нечастое, но качественное обслуживание может снизить доступность, но повысит надежность во время безотказной работы. Повышение согласованности планового профилактического обслуживания обычно направлено на проблемы с доступностью, в то время как упор на качество и точность обслуживания решит проблемы с надежностью.

Более важным для рассмотрения, чем эти отдельные аспекты обслуживания, является общая надежность и обслуживание оборудования (ERM).В этом подходе доступность и надежность рассматриваются как две стороны одной медали, а не как отдельные проблемы или единая идея. Когда мы рассматриваем их как отдельные концепции с переплетенными судьбами, наш подход должен отражать эту концепцию.

Согласно National Academic Press, ERM «охватывает не только оборудование, такое как машины, инструменты и приспособления, но также технические, эксплуатационные и управленческие действия, начиная от технических требований к оборудованию и заканчивая ежедневной эксплуатацией и обслуживанием, необходимым для поддержания производительности. технологического оборудования на протяжении всего срока его эксплуатации.«Этот метод признает, что надежность зависит от доступности, а доступность зависит от комплексного обслуживания и аккуратной эксплуатации.

Собираем вместе

Вы бы предпочли иметь машину более доступную или более надежную? Почему не оба? Слишком много планов обслуживания сосредоточено на одной переменной, тогда как подход ERM может быть простым способом сосредоточиться на обеих. Повышение надежности означает, прежде всего, решение проблемы доступности, и это начинается с надежного обслуживания.Контроль персонала, методов, машины, материалов и измерений (обычно называемых пятью M) обеспечит подход ERM, который учитывает как доступность, так и надежность вашего оборудования.

Запросить цену

Как выглядит статистика надежности и доступности вашей техники? Если один или оба страдают, возможно, пришло время поддержать ваш план обслуживания. Положитесь на профессионалов Global Electronic Services. Свяжитесь с нами по всем вопросам, связанным с промышленной электроникой, серводвигателем, электродвигателем переменного и постоянного тока, гидравликой и пневматикой, и не забывайте ставить лайки и подписываться на нас на Facebook! ,

MTTR, MTBR, частота отказов, доступность и надежность

Цель этого поста — внести ясность в понимание двух часто путающих терминов, а именно: Доступность и Надежность , объясняя в простой перспективе для понимания обычным специалистом по обслуживанию.

Попробуем понять через эту картинку.

Это временная шкала конкретного оборудования, где U — время работы (время безотказной работы в часах), D — время ремонта (время простоя в часах).Общий срок анализа составил 6 недель.

Здесь изображены два случая.

Футляр1:

Количество отказов = 6 (знаменатель для расчетов MTTR, MTBR)

Общее время безотказной работы = U1 + U2 + U3 + U4 + U5 + U6 + U7. = Скажем, 900 часов.

Общее время простоя = D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + D6. = Скажем, 108 часов.

Мы знаем, что MTTR (Среднее время ремонта в часах) = (D1 + D2 + D3 + D4 + D5 + D6) / 6 = 18.

Аналогично MTBR (Среднее время между ремонтами в часах) = (U1 + U2 + U3 + U4 + U5 + U6 + U7) / 6 = 150.

Сейчас,

Готовность оборудования (%) составляет: Время работы / общее время = (900/1008) * 100 = 89,2

Другая формула для оценки доступности оборудования на практике: [MTBR / (MTTR + MTBR)] * 100 = (150/168) * 100 = 89,2

Ящик 2:

Количество отказов = 2 (знаменатель для расчетов MTTR, MTBR)

Предположим, здесь мы также получаем такие же итоговые значения, как:

Общее время безотказной работы = U1 + U2 + U3 = Допустим, 900 часов

Общее время простоя = D1 + D2 = Допустим, 108 часов

MTTR (H) = (D1 + D2) / 2 = 54.

MTBR (H) = (U1 + U2 + U3) / 2 = 450.

Готовность оборудования (%) составляет: Время работы / общее время = (900/1008) * 100 = 89,2

По другой формуле для доступности оборудования: [MTBR / (MTTR + MTBR)] * 100 = (450/504) * 100 = 89,2

Мы увидели доступность, теперь давайте посмотрим на надежность. Что такое надежность?

Надежность в широком смысле можно определить как вероятность того, что Оборудование будет выполнять свои функции непрерывно в течение определенного времени.

Как мы измеряем надежность

Значение MTBR (H)
1. является прямым показателем надежности. Чем больше MTBR, тем больше надежность.
2. Коэффициент отказов (ʎ): В простом выражении это можно рассчитать как Количество отказов / общее время

А теперь сведем результаты в таблицу

Корпус	Продолжительность (ч)	Отказы	Время простоя (ч)	Доступность (%)	Среднее время безотказной работы (ч)	Частота отказов (ʎ)
1

.

Надежность систем | IntechOpen

Многие объекты состоят из нескольких частей или элементов. С точки зрения надежности элементом является любой компонент или объект, который рассматривается в исследуемом случае в целом и не раскладывается на более простые объекты. Элементом может быть колба лампы, точка соединения двух электрических компонентов, винт, масляный шланг, поршень в двигателе и даже весь двигатель в тепловозе. Кроме того, отдельные операции или их группы в сложном производственном или строительном процессе можно рассматривать как элементы.

Пример простой системы — электрическая лампа, состоящая из лампочки, розетки, переключателя, проводов, вилки и корпуса лампы. Чрезвычайно сложная система — это самолет, содержащий десятки тысяч механических, гидравлических или электрических элементов. Каждый из них может потерпеть неудачу. Это увеличивает вероятность отказа всей системы. Результирующая надежность зависит от надежности отдельных элементов, их количества и взаимного расположения. Подходящее расположение может даже повысить надежность системы.В этой главе будут показаны важные случаи вместе с формулами для расчета результирующей надежности. Две основные системы — последовательная и параллельная, также возможны их комбинации.

1. Последовательная система

С точки зрения надежности последовательная система (рис. 1а) выходит из строя, если выходит из строя какой-либо из ее элементов. Например, мотоцикл не может ехать, если не может работать какая-либо из следующих частей: двигатель, бак с топливом, цепь, рама, переднее или заднее колесо и т. Д.И, конечно же, водитель. Таким образом, все эти элементы расположены последовательно. Элементами также являются винты и многое другое. Если отказ какого-либо компонента не зависит от другого компонента, надежность системы получается просто как произведение надежности отдельных элементов,

R = R1 × R2 × R3 × … × Rn = ΠRj.E1

Практический вывод таков: «надежность серийной системы всегда ниже, чем надежность любого из ее компонентов».

Рисунок 1.

Примеры последовательной системы (а) и параллельной системы (б).

Вероятность отказа дополняет надежность, т.е.

Характерные особенности последовательного расположения будут показаны на нескольких примерах.

Пример 1

Результирующая надежность двух компонентов составляет R = R ₁ × R ₂ . Например, если F ₁ = 0,1 и F ₂ = 0,2, то R ₁ = 0,9 и R ₂ = 0.8 и R = 0,9 × 0,8 = 0,72. Это меньше, чем надежность более слабого компонента нет. 2. Вероятность отказа увеличилась до 1 — 0,72 = 0,28, т.е. больше, чем вероятность отказа F ₂ .

Пример 2

Надежность последовательной системы с тремя элементами с R ₁ = 0,9, R ₂ = 0,8 и R ₃ = 0,5 составляет R = 0,9 × 0,8 × 0.5 = 0,36, что меньше надежности худшего компонента ( R ₃ = 0,5). Это напоминает известную поговорку «Цепь слабее самого слабого звена» (которая, однако, не учитывает, что несколько компонентов могут выйти из строя одновременно).

Пример 3

Влияние количества элементов (и, следовательно, сложности системы) можно проиллюстрировать на нескольких системах, где все компоненты имеют одинаковую вероятность отказа F ₁ = 0.02; соответствующая надежность R ₁ = 0,98. Какова будет надежность системы, состоящей из (а) 2 компонентов, (б) 10 компонентов, (в) 50 компонентов и (г) 200 компонентов?

Решение: (а) R = R ₁ × R ₁ = 0,98 ² = 0,960; (б) R = R ₁ ¹⁰ = 0,98 ¹⁰ = 0,817; (c) R = R ₁ ⁵⁰ = 0.98 ⁵⁰ = 0,364; и (d) R = R ₁ ²⁰⁰ = 0,98 ²⁰⁰ = 0,0176.

Видно, что падение надежности существенно, особенно для большого количества компонентов. Хотя один компонент имеет относительно высокую надежность (98%), система с 200 такими частями практически не может работать, поскольку ее надежность ниже примерно 2% и вероятность отказа 98%! Поэтому сложные большие системы необходимо собирать из очень надежных элементов.

До сих пор мы предполагали, что надежность отдельных частей не меняется со временем. Если оно меняется, уравнение (1) изменяется на

R (t) = R1 (t) × R2 (t) × R3 (t) × … × Rn (t) = ΠRj (t); E3

результирующая вероятность отказа получается как

F (t) = 1 –R (t) или F (t) = 1 –Π [1 –Fj (t)] .E4

Надежность компонентов часто характеризуется интенсивностью отказов λ . Если интенсивность отказов можно считать постоянной (особенно в системах, содержащих много элементов), снижение надежности со временем будет экспоненциальным, R ( t ) = exp (- λt ), и уравнение (3) изменится на

R (t) = ехр (–λ1t) × ехр (–λ2t) × ехр (–λ3t) ×… × exp (–λnt) == exp [- (λ1 + λ2 + λ3 + … + λn) t] = exp (–λt) .E5

Распределение времени до отказа такой системы снова экспоненциально, с результирующая интенсивность отказов равна сумме индивидуальных интенсивностей отказов,

Это означает, что «интенсивность отказов последовательной системы всегда выше (а среднее время наработки на отказ короче), чем у отдельных компонентов, а надежность R ( т ) уменьшается со временем быстрее ».

Среднее время наработки на отказ составляет

Уменьшение надежности со временем показано на рисунке 2 для нескольких систем с разным количеством элементов.Наблюдается очень быстрое падение надежности в системах с большим количеством компонентов. Это необходимо учитывать, если требуется гарантированная работа сложного объекта в течение определенного времени. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен позже.

Рисунок 2. Система серии

. Временной ход надежности для различного количества элементов n.

2. Параллельная система

Параллельная система (рис. 1б) выходит из строя только в случае отказа всех ее частей. Примером может служить четырехцилиндровый двигатель. Он выйдет из строя, только если все четыре цилиндра не смогут работать.Если один, два или даже три цилиндра не работают, четвертый все еще может привести машину в движение (хотя и со значительно меньшей мощностью).

Вероятность одновременного возникновения взаимно независимых событий равна произведению индивидуальных вероятностей. Таким образом, в параллельных системах результирующая вероятность отказа рассчитывается как

F (t) = F1 (t) × F2 (t) × F3 (t) × … × Fn (t) = ΠFj (t) .E8

Надежность дополняет вероятность отказа, т. Е.

R (t) = 1 –F (t) или R (t) = 1 –Π [1 –Rj (t)].E9

Например, если два компонента расположены параллельно, каждый с надежностью R ₁ = R ₂ = 0,9, то есть F ₁ = F ₂ = 0,1 , результирующая вероятность отказа составляет F = 0,1 × 0,1 = 0,01. Результирующая надежность составляет R = 1 — 0,01 = 0,99. Таким образом, вероятность отказа снизилась в 10 раз. Эта функция иногда используется для повышения надежности за счет использования дублирующих частей (см. Ниже).

Если надежность элементов характеризуется интенсивностью отказов, ситуация более сложная, чем в последовательной системе, даже если интенсивность отказов отдельных элементов постоянна. В простейшем случае из двух компонентов: R ₁ ( t ) = exp (- λ ₁ t ) и R ₂ ( t ) = exp (- λ ₂ t ),

F (t) = F1 (t) × F2 (t) = [1 –R1 (t)] × [1 –R2 (t)] == [1 — exp (−λ1t)] × [1 — exp (−λ2t)] == 1 — exp (−λ1t) — exp (−λ2t) + exp [- (λ1 + λ2) t], E10

и

R (t) = 1 -F (т) = ехр (-λ1t) + ехр (-λ2t) — ехр [- (λ1 + λ2) т].E11

Распределение больше не является экспоненциальным, и частота отказов не постоянна. Средняя наработка на отказ составляет

MTTF = ∫0∞R (t) dt = ∫0∞ [exp (−λ1t) + exp (−λ2t) −exp [−λ1t + λ2t]] dt = λ1−1 + λ2− 1− (λ1 + λ2) −1E12

Для идентичных компонентов, с λ ₁ = λ ₂ = λ ,

MTTF = λ − 1 + λ − 1– (λ + λ) — 1 = (3/2) λ − 1 = (3/2) MTTF, E13

, т.е. на 50% больше, чем средняя наработка на отказ отдельных компонентов.

Аналогичным образом можно получить решение для параллельных систем с большим количеством элементов.Однако все намного сложнее. Аналитические решения существуют только в очень простых случаях; более эффективным является использование метода моделирования Монте-Карло, описанного в главе 15.

В целом надежность параллельной схемы можно охарактеризовать следующим образом:

«Вероятность безотказной работы системы с несколькими параллельными элементами составляет всегда выше, чем у лучшего элемента системы ». Ситуация изображена на рисунке 3. Кроме того, среднее время наработки на отказ параллельной системы всегда больше, чем у любой из ее частей.По этой причине для повышения надежности иногда используется параллельное расположение (см. Далее).

Рисунок 3.

Параллельная система. Временной ход надежности для различного количества элементов n.

3. Комбинированное расположение

В некоторых системах последовательное и параллельное расположение элементов отображается вместе (рис. 4). Результирующую надежность можно найти, используя пошаговое решение и постепенное упрощение. Группа последовательно расположенных элементов заменяется одним элементом с эквивалентными параметрами надежности.Иногда параллельные элементы также можно заменить эквивалентным элементом и т. Д. Ситуация проще, если не нужно учитывать временную зависимость надежности. К сожалению, если надежность характеризуется интенсивностью отказов, интенсивность отказов при параллельном расположении непостоянна, и простых и точных аналитических решений не существует, только приблизительные. Лучшие результаты можно получить с помощью методов численного моделирования.

Рисунок 4.

Комбинированная система.

4.Резервирование

Надежность можно повысить, если одну и ту же функцию выполняют два или более элементов, расположенных параллельно. Это называется избыточностью. Можно выделить два вида резервирования: структурное и алгоритмическое. Структурное резервирование использует больше компонентов для той же цели. Примеры включают двухконтурные тормоза в современных автомобилях, резервный водяной насос на электростанции, соединение двух несущих частей с использованием большего количества заклепок, чем необходимо для безопасного переключения нагрузки, запасной электрогенератор для обеспечения безопасного электроснабжения в больнице. , или резервная электрическая линия. Резервирование может быть активным (параллельные элементы работают или загружаются одновременно) или резервным . В последнем случае загружается или работает только один элемент, а второй (третий и т. Д.) Избыточный элемент включается только в случае выхода из строя первого. Преимущество резервирования в том, что только один компонент загружен и подвержен износу или другим видам износа. Недостатком является то, что для такой компоновки обычно требуется переключатель или аналогичный элемент, что увеличивает стоимость и также может способствовать ненадежности системы.

Второй случай — алгоритмическое резервирование. Это означает повторение некоторых операций, например, измерение или проверку дефектов в некоторых видах неразрушающего контроля, таких как рентгеновское или ультразвуковое обнаружение внутренних дефектов в отливках или усталостных трещин в планере или крыльях, а также вычитку бумага для поиска ошибок. Алгоритмическая избыточность обычно используется при передаче сигналов и информации, от простого добавления битов четности (контрольных цифр) до сложных систем для безопасного кодирования информации.

5. Распределение надежности

До сих пор мы определяли итоговую надежность системы, состоящей из большего количества компонентов. При проектировании сложных систем возникает противоположная проблема: какой должна быть надежность отдельных частей, чтобы надежность всей системы была равна некоторому требуемому значению (или лучше)? Было предложено несколько методов определения надежности. В простейшем случае для серийных систем используется равное распределение , которое равномерно распределяет надежность между всеми элементами.Если результирующая надежность должна быть R , а система состоит из n компонентов в серии, каждый из которых имеет надежность R _и , то из уравнения (1) следует, что R = R _i ⁿ , чтобы каждый отдельный элемент имел надежность

Если учитывать интенсивность отказов, то частота отказов λ _i каждого элемента должна быть

, где λ — требуемая интенсивность отказов система.

Возможны и другие раскладки. Не всегда каждый доступный компонент имеет надежность R _i или λ _i , точно соответствующую уравнению (14) или (15). Такие значения могут служить руководством для определения параметров, чтобы полученная надежность (1), (3) или (6) удовлетворяла требованиям. При распределении надежности можно также учитывать другие критерии, например важность отдельных частей.

Пример 4

Система состоит из трех параллельных компонентов (рис.1б) с вероятностями отказа (в течение определенного, неопределенного времени): F ₁ = 0,08, F ₂ = 0,20 и F ₃ = 0,20. Рассчитайте результирующую вероятность отказа ( F ) и безотказной работы ( R ). Предположим, что компоненты независимы.

Решение. В параллельных системах F = F ₁ × F ₂ × F ₃ = 0.08 × 0,20 × 0,20 = 0,0032. R = 1 — F = 1 — 0,0032 = 0,9968. (Сравните результаты с вероятностями отказа отдельных компонентов!)

Пример 5

Рассчитайте среднюю наработку до отказа и интенсивность отказов системы, состоящей из четырех элементов в серии (как на рис. 1a). Отдельные элементы имеют экспоненциальное распределение наработки на отказ с интенсивностью отказов λ ₁ = 8 × 10 ^{— 6} ч ^–1 , λ ₂ = 6 × 10 ^{— 6} ч ^–1 , λ ₃ = 9 × 10 ^{— 6} h ^–1 и λ ₄ = 2 × 10 ^{— 5} h ^–1 .Рассчитайте вероятность отказа (в%) за время t = 500 часов работы.

Решение.

λ = λ1 + λ2 + λ3 + λ4 = (8 + 6 + 9 + 20) × 10–6 = 43 × 10– 6h – 1.MTTF = 1 / λ = 1/43 × 10– 6 = 23,256 hF ( т) = 1 — ехр (-λt) = 1 — ехр (-43 × 10- 6 × 500) = 0,9787 = 97,87%. R = 1 –F = 2,13% .BB1

Пример 6

Рассчитайте результирующую вероятность отказа ( F ) и безотказной работы ( R ) для комбинированной последовательно-параллельной системы (рис. 4) ,Предположим, что компоненты независимы. Вероятности отказа отдельных элементов составляют: F ₁ = 0,08, F ₂ = 0,30, F ₃ = 0,20 и F ₄ = 0,10.

Решение. Систему надо решать поэтапно. Сначала рассчитывается надежность элементов 2 и 3 в серии: R _2–3 = R ₂ × R ₃ = (1 — F ₂ ) × ( 1 — F ₃ ) = (1 — 0.3) × (1 — 0,2) = 0,7 × 0,8 = 0,56. Вероятность отказа дополняет надежность, так что F _2–3 = 1 — R _2–3 = 1 — 0,56 = 0,44. Тогда надежность этой группы F _2–3 , расположенной параллельно элементу 4, получается как F _4,2–3 = F ₄ × F _2–3 = 0,10 × 0,56 = 0,056. Результирующая надежность всей системы получается как надежность компонента 1 в серии с подсистемой 4,2-3.Здесь надежности надо умножать. Результирующая надежность, таким образом, равна

R = R1 × R4,2–3 = (1 –F1) × (1 –F4, 2–3) = = (1 — 0,08) × (1 — 0,056) = 0,92 × 0,944 = 0,86848. .BB2

Результирующая вероятность отказа составляет F = 1 — R = 1 — 0,86848 = 0,13152 ≈ 0,13.

Пример 7

Интенсивность отказов системы из пяти компонентов, расположенных в ряд, должна составлять λ = 2,0 × 10 ^-5 h ^-1 . Определите интенсивность отказов отдельных компонентов при условии, что все они могут иметь одинаковые λ _i .

Решение. Результирующая интенсивность отказов системы этой серии составляет λ = λ ₁ + λ ₂ + λ ₃ + λ ₄ + λ ₅ . Для идентичных компонентов это λ = 5 λ _i . Требуемая интенсивность отказов каждой части составляет λ _i = λ /5 = 2,0 × 10 ^{— 5} /5 = 4,0 × 10 ^{— 6} ч ^-1 .

.