Jedným zo základných pojmov teórie spoľahlivosti je pojem poruchy (výrobku, predmetu, prvku, systému, ako bolo uvedené vyššie, porucha je strata schopnosti výrobku vykonávať požadovanú funkciu).

V súlade s GOST R 53480-2009 sú uvedené definície režimov porúch (odsek 1.1).

Hlavná dôvodov výskyt porúch je:

Štrukturálne chyby;

Technologické chyby;

Prevádzkové poruchy;

Postupné starnutie (opotrebenie).

Poruchy v dôsledku konštrukčných chýb vznikajú ako dôsledok konštrukčných nedokonalostí v dôsledku „chyb“ pri projektovaní. V tomto prípade sú najčastejšie podcenenie „špičkových“ zaťažení, použitie materiálov s nízkymi spotrebiteľskými vlastnosťami, „chyby“ okruhu atď. Poruchy tejto skupiny ovplyvňujú všetky kópie produktu, objektu, systému.

Poruchy v dôsledku technologických chýb vznikajú v dôsledku porušenia akceptovanej technológie výroby produktov (napríklad odchýlka individuálnych charakteristík za stanovené limity). Poruchy v tejto skupine sú typické pre jednotlivé šarže výrobkov, pri výrobe ktorých boli pozorované porušenia výrobnej technológie.

Poruchy v dôsledku prevádzkových závad vznikajú v dôsledku nesúladu medzi požadovanými prevádzkovými podmienkami a pravidlami údržby a skutočnými. Poruchy v tejto skupine sú typické pre jednotlivé produktové jednotky.

Poruchy v dôsledku postupného starnutia (opotrebenia) v dôsledku hromadenia nezvratných zmien v materiáloch vedúcich k narušeniu pevnosti (mechanickej, elektrickej) a interakcie častí predmetu.

Autor: typu poruchy sa delia na:

- prevádzkové poruchy(výkon hlavných funkcií produktu zastaví, napríklad zlomenie zubov ozubeného kolesa);

- parametrické poruchy(niektoré parametre produktu sa menia v neprijateľných medziach, napr. strata presnosti stroja).

Svojím spôsobom prírody zlyhania môžu byť:

- náhodný, spôsobené nepredvídanými preťaženiami, chybami materiálu, chybami personálu alebo poruchami riadiaceho systému a pod.;

- systematický, spôsobené prírodnými a nevyhnutnými javmi, ktoré spôsobujú postupné hromadenie škôd: únava, opotrebovanie, starnutie, korózia atď.

V dôsledku toho môžu nastať poruchy prvkov systému (obr. 1.1):

1) primárne poruchy;

2) sekundárne poruchy;

3) chybné príkazy (iniciované zlyhania).

Ryža. 1.2 Klasifikácia porúch

Poruchy vo všetkých týchto kategóriách môžu mať rôzne príčiny uvedené vo vonkajšom kruhu. Keď sa určí presný spôsob zlyhania a získajú sa údaje a konečná udalosť je kritická, potom sa považujú za počiatočné poruchy.

Primárne zlyhanie prvok je definovaný ako nepracovný stav tohto prvku, ktorého príčina je sama o sebe a je potrebné ho vykonať renovačné práce vrátiť prvok do funkčného stavu. Primárne poruchy vznikajú pri vstupných vplyvoch, ktorých hodnota je v rámci projektovaného rozsahu a poruchy sa vysvetľujú prirodzeným starnutím prvkov. Prasknutie nádrže v dôsledku starnutia (únavy) materiálu je príkladom primárneho zlyhania.

Sekundárne zlyhanie - rovnaké ako primárne, s tým rozdielom, že samotný prvok nie je príčinou poruchy. Sekundárne poruchy sa vysvetľujú účinkami predchádzajúceho alebo súčasného nadmerného namáhania prvkov. Amplitúda, frekvencia a trvanie týchto napätí môžu byť mimo tolerančných limitov alebo môžu mať opačnú polaritu a sú spôsobené rôznymi zdrojmi energie: tepelnou, mechanickou, elektrickou, chemickou, magnetickou, rádioaktívnou atď. Tieto napätia sú spôsobené susednými prvkami alebo prostredím, napríklad meteorologickými (zrážky, zaťaženie vetrom), geologickými podmienkami (zosuvy pôdy, poklesy pôdy), ako aj vplyvmi iných technických systémov.

Príklady sekundárnych porúch sú „spustenie poistky proti zvýšenému elektrickému prúdu“, „poškodenie skladovacích kontajnerov pri zemetrasení“. Je potrebné poznamenať, že odstránenie zdrojov zvýšeného napätia nezaručuje návrat prvku do funkčného stavu, pretože predchádzajúce preťaženie by mohlo spôsobiť nezvratné poškodenie prvku, ktoré si v tomto prípade vyžaduje opravu.

Spustené zlyhania (nesprávne príkazy). Ľudia, ako sú operátori a pracovníci údržby, sú tiež možnými zdrojmi sekundárnych porúch, ak ich činnosť spôsobí zlyhanie komponentov. Chybné príkazy sú reprezentované prvkom, ktorý je nefunkčný v dôsledku nesprávneho riadiaceho signálu alebo rušenia (s iba občasnými opravami potrebnými na vrátenie prvku do prevádzkyschopného stavu). Spontánne riadiace signály alebo rušenie často nezanechávajú žiadne následky (škody) a v normálnych následných režimoch prvky fungujú v súlade so stanovenými požiadavkami. Typické príklady chybných príkazov sú: „spínač sa náhodne nerozopol v dôsledku rušenia“, „zásah na vstupe ovládacieho zariadenia v bezpečnostnom systéme spôsobil falošný signál zastavenia“, „obsluha nestlačila núdzové tlačidlo“ ( chybný príkaz z núdzového tlačidla).

Viacnásobné zlyhania (všeobecné zlyhania) existuje udalosť, pri ktorej zlyhá niekoľko prvkov z rovnakého dôvodu. Takéto dôvody môžu zahŕňať nasledovné:

Chyby konštrukcie zariadenia (chyby neidentifikované v štádiu projektovania a vedúce k poruchám v dôsledku vzájomnej závislosti medzi elektrickými a mechanickými podsystémami alebo prvkami redundantného systému);

Chyby pri prevádzke a údržbe (nesprávne nastavenie alebo kalibrácia, nedbalosť obsluhy, nesprávna manipulácia atď.);

Vystavenie prostrediu (vlhkosť, prach, špina, teplota, vibrácie, ako aj extrémne podmienky bežnej prevádzky);

Vonkajšie katastrofické vplyvy (prírodné vonkajšie javy ako povodeň, zemetrasenie, požiar, hurikán);

Spoločný výrobca (vyhradené zariadenia alebo komponenty dodané tým istým výrobcom môžu mať spoločné konštrukčné alebo výrobné chyby. Výrobné chyby môžu byť napríklad spôsobené nesprávnym výberom materiálu, chybami v inštalačných systémoch, zlým spájkovaním a pod.);

Spoločné externé napájanie (spoločné napájanie pre hlavné a záložné zariadenia, redundantné podsystémy a prvky);

Nesprávna obsluha (nesprávne zvolená sada meracích prístrojov alebo zle naplánované ochranné opatrenia).

Existuje množstvo príkladov viacnásobných porúch: napríklad niektoré paralelne zapojené pružinové relé zlyhali súčasne a ich poruchy boli spôsobené spoločnou príčinou; v dôsledku nesprávneho odpojenia spojok počas údržby boli dva ventily nainštalované v nesprávnej polohe; V dôsledku zničenia parovodu došlo k viacerým poruchám rozvádzača naraz. V niektorých prípadoch spoločná príčina nespôsobuje úplné zlyhanie redundantného systému (súčasné zlyhanie viacerých uzlov, t. j. extrémny prípad), ale menej závažný všeobecný pokles spoľahlivosti, ktorý vedie k zvýšeniu pravdepodobnosti vzniku tzv. spoločné zlyhanie uzlov systému. Tento jav je pozorovaný v prípade extrémne nepriaznivých podmienok prostredia, kedy zhoršenie výkonu vedie k zlyhaniu záložného uzla. Prítomnosť všeobecných nepriaznivých vonkajších podmienok vedie k tomu, že zlyhanie druhého uzla závisí od zlyhania prvého uzla a je s ním spojené.

Pre každú spoločnú príčinu je potrebné určiť všetky iniciačné udalosti, ktoré spôsobuje. Zároveň je určený rozsah každej spoločnej príčiny, ako aj umiestnenie prvkov a čas incidentu. Niektoré všeobecné príčiny majú len obmedzený rozsah. Napríklad únik kvapaliny môže byť obmedzený na jednu miestnosť a elektroinštalácie, nedôjde k poškodeniu ich prvkov v iných miestnostiach v dôsledku zatekania, pokiaľ tieto miestnosti medzi sebou nekomunikujú.

Porucha sa považuje za kritickejšiu ako iná, ak je lepšie zvážiť ju najskôr pri vývoji otázok spoľahlivosti a bezpečnosti. Pri porovnávacom hodnotení kritickosti porúch sa berú do úvahy následky poruchy, pravdepodobnosť výskytu, možnosť detekcie, lokalizácia atď.

Vyššie uvedené vlastnosti technických objektov a priemyselnej bezpečnosti sú vzájomne prepojené. Ak je teda spoľahlivosť objektu neuspokojivá, ťažko možno očakávať dobré bezpečnostné ukazovatele. Uvedené vlastnosti majú zároveň svoje nezávislé funkcie. Ak analýza spoľahlivosti skúma schopnosť objektu vykonávať špecifikované funkcie (za určitých prevádzkových podmienok) v rámci stanovených limitov, potom sa pri posudzovaní priemyselnej bezpečnosti identifikujú vzťahy príčin a následkov vzniku a vývoja nehôd a iných porušení s komplexnú analýzu dôsledkov týchto porušení.

Odmietnutia od kauzálne vzorce výskytu sú rozdelené do nasledujúcich skupín:

Poruchy s okamžitým výskytom;

Poruchy s postupným výskytom;

Poruchy s relaxačným vzorom výskytu;

Zlyhania s kombinovanými vzormi výskytu.

Poruchy s okamžitým výskytom sa vyznačujú tým, že čas poruchy nezávisí od času predchádzajúcej prevádzky a stavu objektu, moment poruchy nastáva náhodne, náhle. Príkladmi implementácie takejto schémy môžu byť poruchy produktu pod vplyvom špičkových zaťažení v elektrickej sieti, mechanické zničenie vonkajšími vonkajšími vplyvmi atď.

Poruchy s postupným priebehom sa vyskytujú v dôsledku postupného nahromadenia poškodenia v dôsledku fyzikálno-chemických zmien materiálov. V tomto prípade hodnoty niektorých „rozhodujúcich“ parametrov presahujú povolené limity a objekt (systém) nie je schopný vykonávať zadané funkcie. Príklady implementácie postupnej schémy výskytu zahŕňajú poruchy v dôsledku poklesu izolačného odporu, elektrickej erózie kontaktov atď.

Poruchy s relaxačným vzorcom výskytu sú charakterizované počiatočnou postupnou akumuláciou poškodenia, ktorá vytvára podmienky pre náhlu (prudkú) zmenu stavu objektu, po ktorej nastáva poruchový stav. Príkladom implementácie relaxačnej schémy pre výskyt porúch môže byť porucha izolácie kábla v dôsledku koróznej deštrukcie panciera.

Zlyhania s kombinovanými vzormi výskytu sú typické pre situácie, kde súčasne pôsobí niekoľko príčinných vzorov. Príkladom implementácie tejto schémy by bola porucha motora v dôsledku skratu v dôsledku zníženia izolačného odporu vinutia a prehriatia.

Pri analýze spoľahlivosti je potrebné identifikovať prevládajúce príčiny porúch a až potom v prípade potreby brať do úvahy vplyv iných príčin.

Podľa časového hľadiska a miery predvídateľnosti sa poruchy delia na náhly A postupné .

Podľa charakteru eliminácie v čase rozlišujú udržateľný (konečný) A samoodstránenie (krátkodobé) odmietnutia. Krátkodobé zlyhanie sa nazýva krach. Charakteristickým znakom poruchy je, že obnovenie prevádzkyschopnosti po jej výskyte nevyžaduje opravu hardvéru. Príkladom môže byť krátkodobé rušenie pri príjme signálu, chyby programu atď.

Na analýzu a štúdium spoľahlivosti je možné kauzálne vzorce zlyhania reprezentovať vo forme štatistických modelov, ktoré sú vzhľadom na pravdepodobnostný výskyt poškodenia opísané pravdepodobnostnými zákonmi.

Hlavné charakteristiky klasifikácie porúch sú uvedené v tabuľke 1.1.

Tabuľka 1.1 Hlavné charakteristiky klasifikácie porúch

povaha výskytu:		náhle zlyhanie – porucha, prejavujúca sa prudkou (okamžitou) zmenou charakteristík objektu;
		vyradiť – porucha, ku ktorej dochádza v dôsledku pomalého, postupného zhoršovania kvality predmetu.
Náhle poruchy sa zvyčajne prejavujú vo forme mechanického poškodenia prvkov (trhliny - krehký lom, poruchy izolácie, zlomy a pod.) a nie sú sprevádzané predbežnými viditeľnými známkami ich priblíženia. Náhle zlyhanie je charakterizované nezávislosťou okamihu vzniku od času predchádzajúcej prevádzky. Postupné poruchy sú spojené s opotrebovaním dielov a starnutím materiálov.
príčina:	konštrukčné zlyhanie, spôsobené nedostatkami a zlým dizajnom zariadenia;
	zlyhanie výroby, spojené s chybami pri výrobe predmetu v dôsledku nedokonalosti alebo porušenia technológie;
	prevádzková porucha, spôsobené porušením prevádzkového poriadku.
charakter eliminácie:	trvalé zlyhanie;
	občasné zlyhanie (vznikajúce/zanikajúce). následky zlyhania: ľahké zlyhanie (ľahko napraviteľné);
	priemerné zlyhanie (nespôsobujúce poruchy susedných uzlov - sekundárne poruchy);
	ťažké zlyhanie (spôsobujúce sekundárne poruchy alebo vedúce k ohrozeniu ľudského života a zdravia).
ďalšie využitie objektu:	úplné zlyhania, vylúčenie možnosti prevádzky zariadenia až do ich odstránenia;
	čiastočné zlyhania, v ktorej možno predmet čiastočne využiť.
jednoduchosť detekcie:	zjavné (explicitné) zlyhania;
	skryté (implicitné) zlyhania.
čas výskytu:	poruchy pri zábehu, vznikajúce v počiatočné obdobie prevádzka;
	poruchy počas normálnej prevádzky;
	poruchy opotrebovania, spôsobené nevratnými procesmi opotrebovania dielov, starnutím materiálov a pod.

Klasifikácia porúch

TO kategória:

Technická obsluha strojov

-

Klasifikácia porúch

Základom pre klasifikáciu porúch je charakter výskytu a charakteristika procesov vedúcich k poruche. Poruchy môžu byť náhle alebo postupné.

K náhlej poruche dochádza, keď dôjde k náhlej zmene jedného alebo viacerých parametrov objektu, ktoré určujú jeho kvalitu. Takéto zmeny sú výsledkom kombinácie nepriaznivých faktorov. K náhlej poruche môže dôjsť pri zvýšení mechanického zaťaženia nad konštrukčné zaťaženie, pri nedodržaní prevádzkových podmienok, pri skrytých technologických poruchách, pri zastavení dodávky maziva atď. Strata výkonu v tomto prípade nastáva náhle, bez predchádzajúceho známky zničenia.

Postupné poruchy vznikajú v dôsledku postupnej zmeny jedného alebo viacerých parametrov objektu. Hlavným dôvodom ich vzniku je opotrebovanie dielov a prirodzený proces starnutia. Postupnému zlyhaniu predchádzajú rôzne priame a nepriame znaky, ktoré ho umožňujú predvídať.

Medzi náhlymi a postupnými zlyhaniami nie je zásadný rozdiel. Náhle poruchy sú najčastejšie dôsledkom neustáleho, no oku pozorovateľa skrytého starnutia, ktoré zhoršuje počiatočné parametre objektu. Postupné hromadenie únavových napätí teda vedie k náhlemu zlyhaniu.

Poruchy v závislosti od ich následkov možno rozdeliť na závislé a nezávislé. Závislé poruchy sa vyskytujú v dôsledku zlyhania inej časti. Príkladom závislej poruchy je porucha piestu v dôsledku prasknutia ventilu. Nezávislé poruchy nezávisia od porúch iných častí príslušného produktu.

V závislosti od príčiny vzniku sa poruchy delia na konštrukčné, výrobné a prevádzkové. Štrukturálna porucha je porucha vyplývajúca z nedokonalosti alebo porušenia stanovených pravidiel a (alebo) konštrukčných noriem objektu. Porucha vyplývajúca z nedokonalosti alebo porušenia zavedeného výrobného alebo opravárenského procesu vykonávaného v opravovni sa nazýva výrobná porucha. Prevádzková porucha je porucha vyplývajúca z porušenia stanovených pravidiel a (alebo) prevádzkových podmienok zariadenia.

Hlavným zdrojom informácií o spoľahlivosti v podniku je zber informácií o funkčných poruchách. Porucha je stav systému, v ktorom zariadenie nemôže vykonávať zamýšľané funkcie a udržiavať špecifikovanú úroveň výkonu. Inými slovami, ide o udalosť, ktorá sa prejavuje úplnou alebo čiastočnou stratou funkčnosti zariadenia alebo systému.

Poruchy sa klasifikujú podľa množstva charakteristík a podmienok, za ktorých sa poruchy vyskytujú. Potom sa vypracujú opatrenia na ich prevenciu a odstránenie.

Klasifikácia, charakteristika a príčiny porúch

Podľa povahy zmien parametrov objektu:

• Postupné (parametrické) zlyhanie je porucha, ktorá vzniká v dôsledku gradujúcej, postupnej zmeny jedného alebo viacerých parametrov bez prudkého skoku. Postupnému zlyhaniu je možné predchádzať a korigovať ho bežnou údržbou. Príčiny: starnutie materiálov, korózia, opotrebovanie dielov a pod.
• Náhle (okamžité) zlyhanie. Charakterizovaná náhlou, náhlou zmenou jedného alebo viacerých parametrov. Zvyčajne sa prejavuje vo forme náhleho spontánneho poškodenia (praskliny, zlomy, poruchy atď.) A nie je sprevádzané viditeľnými známkami jeho priblíženia. Príčiny: vnútorné chyby, chyby personálu údržby, porušenie prevádzkových podmienok. Najčastejšie však príčiny výskytu nie sú určené okamžite, zostávajú nejaký čas neznáme a diferencované pomocou teórie pravdepodobnosti.

V súvislosti s poruchami iných objektov:

• Nezávislý nazývaná porucha, ktorá nie je spôsobená inými poruchami. Dôvody môžu byť iné ako v dôsledku iných porúch.
• Závislý uvažuje sa porucha, ktorá je spôsobená inými poruchami. Dôvodom je poškodenie a zlyhanie iných prvkov objektu alebo systému.

Z dôvodov výskytu:

• Štrukturálne zlyhanie vzniká ako dôsledok nedokonalostí a konštrukčných chýb. Dôvody: chyby vo vývoji a dizajne zariadenia, podcenenie bezpečnostných rezerv, porušenie noriem GOST atď.
• Výrobné zlyhanie spôsobené porušením technológie výroby alebo chybami spojenými s opravami. Príčiny : nedodržiavanie štandardov dokumentácie, používanie nekvalitných materiálov a komponentov, nedostatočná úroveň kontroly kvality výroby a pod.
• Prevádzková porucha sa objavuje ako dôsledok porušenia pravidiel a/alebo prevádzkových podmienok zariadenia a môže sa prejaviť tak v počiatočnom období, ako aj následne. Dôvody: chyby nekvalifikovaného personálu údržby, ignorovanie/porušovanie pravidiel technickej dokumentácie, ako aj starnutie a opotrebovanie zariadení z vyššie uvedených dôvodov.
• Degradačné zlyhanie charakterizované postupným približovaním sa objektu do medzného stavu (fyzické opotrebovanie) pod vplyvom nasledujúcich príčin: opotrebovanie, starnutie a únava pri dodržaní prevádzkových výrobných noriem.

Podľa povahy eliminácie:

• Samoopravné zlyhanie- Ide o jednorazovú poruchu zariadenia alebo systému, ktorá môže zmiznúť bez zásahu človeka alebo s menším zásahom. Príčiny: krátkodobé vonkajšie rušenie, krátkodobá zmena parametrov objektu.
• Občasné zlyhanie- Ide o opakované zlyhanie rovnakého charakteru. Príčiny : vonkajšie rušenie, ktoré presahuje prijateľné technické limity a je reverzibilné.
• Trvalé zlyhanie- porucha, ktorú je možné odstrániť iba obnovou (opravou).

Podľa metódy detekcie:

• Výslovné (zjavné) odmietnutie— nedostatok funkcií zariadenia, ktoré pracovníci údržby za normálnych podmienok vizuálne zistia;
• Skryté odmietnutie - typ poruchy, ktorý si obsluha za normálnych podmienok nevšimne, ak k nemu dôjde autonómne.

Podľa času výskytu:

• Počiatočná (zábehová) porucha- porucha, ktorá je v počiatočnom štádiu prevádzky objektu (produktu) a je prevažne skrytá tym. Príčiny: nízka kvalita materiálov, porušenie dizajnových, montážnych alebo výrobných technológií; nedostatok kontroly kvality atď.
• Obdobie bežnej prevádzky- poruchy vyskytujúce sa medzi obdobím zábehu a obdobím opotrebovania. Toto je najdlhšie obdobie, počas ktorého zostanú vlastnosti zariadení a výrobkov nezmenené. Príčiny porúch v tomto štádiu môžu byť vysoké zaťaženie, zničenie pod mechanickým vonkajším vplyvom atď.
• Porucha opotrebovania- ide o poruchu spôsobenú nezvratnými následkami starnutia materiálov a opotrebovania dielov. Dôvody spočívajú v samotnej definícii tohto pojmu.

Podľa stupňa vplyvu na výkon:

• Úplné odmietnutie charakterizované stratou funkčnosti zariadenia alebo systému, ktorá znemožňuje ďalšiu prevádzku zariadenia.
• Čiastočné zlyhanie charakterizované zachovaním prevádzkyschopnosti zariadenia, avšak s poklesom efektívnosti a kvality výroby. Ďalšia prevádzka je možná, ale s obmedzením zaťaženia, produktivity, rýchlosti atď.

Príčinou týchto porúch sú nepredvídané preťaženia, chyby komponentov a materiálov, chyby a nízka kvalifikácia personálu, poruchy riadiaceho systému atď.

Ak sa chcete dozvedieť viac o metodike RCM a softvér RCM Navigator, ako aj kľúčové kroky pre jeho úspešnú implementáciu, napíšte nám: [chránený e-mailom] alebo volajte: 8 800 555 30 53.

Typy porúch objektov

Základné pojmy teórie spoľahlivosti

Teória spoľahlivosti študuje procesy zlyhania technických objektov a metódy riešenia porúch. Technické predmety môžu byť výrobky, systémy a ich prvky, najmä konštrukcie, inštalácie, prístroje, stroje, prístroje, prístroje a ich časti, zostavy a jednotlivé časti.

IN posledné roky Rozsah aplikácie teórie spoľahlivosti sa rozširuje aj na formalizované algoritmy pre cielené využitie technických objektov (PC programy, plány pracovného systému) a na činnosti užívateľa PC ako spojovníka v riadiacom systéme.

Často sa pre všeobecnosť budeme baviť o systémoch a jednotlivých pracovných častiach systémov – prvkoch. Systém je navrhnutý tak, aby samostatne vykonával konkrétnu praktickú úlohu. Termín element aplikované na integrálnu súčasť systému. Typicky nie je prvok určený ako samostatný prvok praktické uplatnenie mimo spojenia s inými prvkami. Príklady prvkov: PC procesor. V zásade je možné systém rozdeliť na ľubovoľný počet prvkov potrebných na štúdium (výpočet) spoľahlivosti. Rozdelenie systému na prvky však nemožno považovať za ľubovoľné. Každý prvok musí byť schopný vykonávať určité funkcie v systéme. Niekedy je stanovená podmienka, aby prvok bol takou súčasťou systému, ktorú je možné obnoviť len úplnou výmenou.

Existujú dva hlavné stavy objektov: spracovateľný A nefunkčný . Stav objektu, v ktorom je schopný vykonávať stanovené funkcie pri zachovaní hodnôt stanovených parametrov v medziach stanovených regulačnou a technickou dokumentáciou, sa nazýva prevádzkový.

Stav objektu, v ktorom hodnota aspoň jedného špecifikovaného parametra charakterizujúceho schopnosť vykonávať špecifikované funkcie nespĺňa požiadavky stanovené regulačnou a technickou dokumentáciou, sa nazýva nefunkčný.

Odmietnutie – udalosť pozostávajúca z poruchy, t.j. prechodu do nefunkčného stavu.

Nefunkčnosť je zvyčajne stav, v ktorom nie je možné začať používať predmet (napríklad vypustenie lietadla do vzduchu). Môžu však existovať úlohy, pri ktorých je nefunkčnosť stavom, v ktorom objekt nemôže naďalej plniť svoj účel. Môžu existovať aj iné znaky nefunkčného stavu objektu (napríklad objekt vyžaduje stredné alebo väčšie opravy, produktivita objektu je pod kritickou hodnotou atď.). Preto je pri posudzovaní spoľahlivosti potrebné vopred stanoviť, aký stav objektu sa považuje za nefunkčný.

Ak je objekt určený na vykonávanie niekoľkých funkcií, často sa nachádzajú hodnoty indikátorov spoľahlivosti pre každú z funkcií.

Je možný aj iný spôsob: hodnotia vlastnosť objektu vykonávať všetky funkcie, ktoré sa od neho vyžadujú. Za poruchu sa považuje neplnenie aspoň jednej z funkcií bez ohľadu na to, či nastala náhodná situácia, pri ktorej sa výkon tejto funkcie vyžaduje alebo nie.

Popíšme si inú formuláciu problému hodnotenia spoľahlivosti, ktorá je, žiaľ, v literatúre pomerne bežná. V tejto úlohe sa pri posudzovaní spoľahlivosti berie do úvahy náhodná potreba objektu vykonávať jednotlivé funkcie.

Nech sa skladá z P prvkov je systém navrhnutý tak, aby vykonával niekoľko k funkcie. Fungovanie takéhoto systému možno znázorniť ako proces zmeny vektora stavu Z(t) v stavovom priestore [ X(t), y(t)], Kde x i- štát i- prvok systému, ( i=1, 2, …, n; y j– premenná charakterizujúca potrebu naplnenia j funkcia, j=l, 2,..., k.

Zvyčajne sa predpokladá, že jednotlivé vektorové súradnice Z(t) sú nezávislé náhodné funkcie času (čas trvania), ktoré nadobúdajú jednu z dvoch možných hodnôt:

Požadované ukazovatele „spoľahlivosti“ sa nachádzajú ako číselné charakteristiky nejakého funkcionálu z náhodného procesu Z(t). Pojem funkcionál je zovšeobecnením pojmu funkcie. Funkcionalita Ф je definovaná v procese Z(t), ak každá trajektória z(t) je spojené s určitým číslom T=Ф[ z(t)]. V posudzovanom prípade zistené ukazovatele „spoľahlivosti“ charakterizujú nie technický systém, ale situáciu uspokojovania náhodného dopytu. Preto je slovo „spoľahlivosť“ v úvodzovkách.

Vyššie uvedené úvahy možno ilustrovať na tomto najjednoduchšom príklade. Predpokladajme, že potrebujete prepraviť náklad v noci cez les, kde môžu byť lupiči. Muž, ktorý stráži náklad, je ozbrojený pištoľou. Je zrejmé, že hodnota ukazovateľa spoľahlivosti tejto pištole by nemala závisieť od náhodnej potreby, teda od toho, či lupiči zaútočia alebo nie.

Typy porúch objektov

Poruchy možno klasifikovať podľa rôznych kritérií.

1. Podľa povahy eliminácie možno rozlíšiť Konečný (udržateľné) a prerušovaný (buď sa objavujúce alebo miznúce) zlyhania. Konečné poruchy sú dôsledkom nevratných procesov v častiach a materiáloch. V prípade konečných porúch je pre obnovenie funkčnosti objektu potrebné vykonať jeho opravu (úpravu). Príkladom konečného zlyhania je zlyhanie počítača v dôsledku zlyhania pamäte RAM.

Občasné poruchy sú vo väčšine prípadov dôsledkom reverzibilných náhodných zmien prevádzkových režimov a parametrov objektu. Keď sa prevádzkový režim vráti do prijateľných hraníc, samotný objekt, zvyčajne bez ľudského zásahu, sa vráti do prevádzkového stavu. Napríklad úplne dobrý počítačový prvok môže prestať reagovať na riadiaci signál v dôsledku náhodného prudkého poklesu napájacieho napätia. Keď sa napájacie napätie vráti na nominálnu hodnotu, tento prvok bude naďalej správne fungovať (samozrejme, ak nedôjde ku konečnému výpadku v dôsledku kolísania napätia).

Následky občasných porúch sa zvyčajne líšia od následkov trvalých porúch. Napríklad, ak kvôli nízkemu napájaciemu napätiu nie je na televízore žiadny obraz, je to menej nepríjemné ako konečné zlyhanie kineskopu. V niektorých prípadoch majú občasné poruchy závažnejšie následky ako konečné. Občasné poruchy sú obzvlášť problematické v informačných systémoch, kde sú známe ako závady. Výskyt poruchy je ťažké odhaliť, pretože po jej zmiznutí zostáva objekt prevádzkyschopný.

Intermitentné poruchy sa teda od konečných výrazne líšia v príčine ich vzniku, vonkajších prejavoch a následkoch prejavu. Preto je niekedy vhodné rozlišovať dva ukazovatele spoľahlivosti: pre konečné poruchy a pre občasné poruchy.

2. V súvislosti s inými poruchami možno poruchy rozlíšiť primárny , t. j. vzniknuté z akéhokoľvek iného dôvodu, ako je následok iného zlyhania, a oric , teda vznikajúce v dôsledku inej poruchy. Napríklad v dôsledku poruchy kondenzátora môže dôjsť k vyhoreniu odporu. Pri výpočte ukazovateľov spoľahlivosti sa zvyčajne berú do úvahy iba primárne poruchy.

Zlyhania sú náhodné udalosti, ktoré môžu byť nezávislé alebo závislé. Poruchy sú závislé, ak výskyt jednej z nich zmení pravdepodobnosť výskytu druhej poruchy. Pri nezávislých poruchách pravdepodobnosť výskytu jednej z nich nezávisí od toho, či sa vyskytli iné poruchy alebo nie.

3. Na základe jednoduchosti detekcie môžu byť poruchy zrejmé (jednoznačne resp skryté (implicitne).

4. Pre každý konkrétny typ objektu možno poruchy rozlíšiť podľa vonkajších prejavov. Napríklad rôzne poruchy kondenzátorov možno rozdeliť do dvoch skupín: otvorený typ a typ skratu.

5. Poruchy možno rozlíšiť podľa povahy ich výskytu náhly , pozostávajúce z prudkej, takmer okamžitej zmeny charakteristík objektov a porúch postupné , vyskytujúce sa v dôsledku pomalého, postupného zhoršovania kvality predmetov.

Náhle poruchy sa zvyčajne prejavujú vo forme mechanického poškodenia prvkov (lomy, praskliny, zlomy, poruchy izolácie a pod.), preto sa tieto poruchy často nazývajú ťažké. Náhle poruchy dostávajú svoje meno vďaka tomu, že zvyčajne nie sú viditeľné známky ich priblíženia, t.j. pred zlyhaním zvyčajne nie je možné zistiť kvantitatívne zmeny v charakteristikách objektu.

Postupné poruchy (parametrické, plynulé) sú spojené s opotrebovaním dielov, starnutím materiálov a reguláciou zariadení. Parametre objektu môžu dosiahnuť kritické hodnoty, pri ktorých sa jeho stav považuje za nevyhovujúci, t.j. dôjde k poruche.

Náhle zlyhanie objektu je tiež dôsledkom nahromadenia nezvratných zmien v materiáloch. Inými slovami, výskyt náhlej poruchy je aj dôsledkom náhodného procesu zmeny niektorého parametra objektu. Porucha sa javí ako náhla len preto, že nie je kontrolovaný meniaci sa parameter, pri kritickej hodnote, pri ktorej objekt zlyhá, zvyčajne spojený s jeho mechanickým poškodením.

Vzniku akejkoľvek poruchy teda predchádza nahromadenie určitých zmien v rámci objektu (samozrejme sa neberú do úvahy poruchy, ku ktorým došlo v dôsledku nedbanlivosti alebo neschopnosti pracovníkov).

Pre predmety na rôzne účely a zariadení sa používajú rôzne ukazovatele spoľahlivosti. V súčasnosti možno rozlíšiť štyri skupiny objektov, ktoré sa líšia ukazovateľmi a metódami hodnotenia spoľahlivosti:

1) neopraviteľné predmety používané do prvého zlyhania;

2) opravované predmety, ktorých obnova počas používania nie je možná (neobnoviteľné predmety);

3) predmety, ktoré sa počas používania opravujú a obnovujú, pre ktoré sú prerušenia práce neprijateľné;

4) predmety, ktoré sa počas používania opravujú a obnovujú, pri ktorých sú prípustné krátkodobé prerušenia prevádzky.

Klasifikácia objektov podľa ukazovateľov a metód hodnotenia spoľahlivosti je znázornená na obr. 1, kde sú vyššie uvedené skupiny objektov zvýraznené obdĺžnikmi.

Ryža. 1. Skupiny objektov, ktoré sa líšia ukazovateľmi spoľahlivosti.

Poruchy prvkov systému sú hlavným predmetom štúdia pri analýze kauzálnych vzťahov. Ako je znázornené na vnútornom krúžku (obr. 4.1.2), ktorý sa nachádza okolo „porucha prvku“, poruchy sa môžu vyskytnúť v dôsledku:

1) primárne poruchy;

2) sekundárne poruchy;

3) chybné príkazy (iniciované zlyhania).

Poruchy vo všetkých týchto kategóriách môžu mať rôzne príčiny uvedené vo vonkajšom kruhu. Keď sa určí presný spôsob zlyhania a získajú sa údaje a konečná udalosť je kritická, potom sa považujú za kritické počiatočné zlyhania .

Primárne zlyhanie prvku je definovaný ako neprevádzkový stav tohto prvku, ktorého príčinou je on sám a na vrátenie prvku do prevádzkového stavu je potrebné vykonať opravné práce. Primárne poruchy vznikajú pri vstupných vplyvoch, ktorých hodnota je v rámci projektovaného rozsahu a poruchy sa vysvetľujú prirodzeným starnutím prvkov. Prasknutie nádrže v dôsledku starnutia (únavy) materiálu je príkladom primárneho zlyhania.

Sekundárne zlyhanie- rovnaké ako primárne, s tým rozdielom, že samotný prvok nie je príčinou poruchy. Sekundárne poruchy sa vysvetľujú účinkami predchádzajúceho alebo súčasného nadmerného namáhania prvkov.

Amplitúda, frekvencia a trvanie týchto napätí môžu byť mimo tolerančných limitov alebo môžu mať opačnú polaritu a sú spôsobené rôznymi zdrojmi energie: tepelnou, mechanickou, elektrickou, chemickou, magnetickou, rádioaktívnou atď. Tieto napätia sú spôsobené susednými prvkami alebo prostredím, napríklad meteorologickými (zrážky, zaťaženie vetrom), geologickými podmienkami (zosuvy pôdy, poklesy pôdy), ako aj vplyvmi iných technických systémov.

Príklady sekundárnych porúch sú „spustenie poistky proti zvýšenému elektrickému prúdu“, „poškodenie skladovacích kontajnerov pri zemetrasení“. Je potrebné poznamenať, že odstránenie zdrojov zvýšeného napätia nezaručuje návrat prvku do funkčného stavu, pretože predchádzajúce preťaženie by mohlo spôsobiť nezvratné poškodenie prvku, ktoré si v tomto prípade vyžaduje opravu.

Spustené zlyhania (nesprávne príkazy).Ľudia, ako sú operátori a pracovníci údržby, sú tiež možnými zdrojmi sekundárnych porúch, ak ich činnosť spôsobí zlyhanie komponentov. Chybné príkazy sú reprezentované prvkom, ktorý je nefunkčný v dôsledku nesprávneho riadiaceho signálu alebo rušenia (s iba občasnými opravami potrebnými na vrátenie prvku do prevádzkyschopného stavu). Spontánne riadiace signály alebo rušenie často nezanechávajú žiadne následky (škody) a v normálnych následných režimoch prvky fungujú v súlade so stanovenými požiadavkami. Typickými príkladmi chybných príkazov sú: „napätie bolo spontánne privedené na vinutie relé“, „spínač sa náhodne nerozopol v dôsledku rušenia“, „rušenie na vstupe ovládacieho zariadenia v zabezpečovacom systéme spôsobilo falošný signál zastavenia“, „operátor nestlačil núdzové tlačidlo“ (nesprávny príkaz z núdzového tlačidla).

Viacnásobné zlyhania (všeobecné zlyhania) existuje udalosť, pri ktorej zlyhá niekoľko prvkov z rovnakého dôvodu. Takéto dôvody môžu zahŕňať nasledovné:

Chyby konštrukcie zariadenia (chyby neidentifikované v štádiu projektovania a vedúce k poruchám v dôsledku vzájomnej závislosti medzi elektrickými a mechanickými podsystémami alebo prvkami redundantného systému);

Chyby pri prevádzke a údržbe (nesprávne nastavenie alebo kalibrácia, nedbalosť obsluhy, nesprávna manipulácia atď.);

Vystavenie prostrediu (vlhkosť, prach, špina, teplota, vibrácie, ako aj extrémne podmienky bežnej prevádzky);

Vonkajšie katastrofické vplyvy (prírodné vonkajšie javy ako povodeň, zemetrasenie, požiar, hurikán);

Spoločný výrobca (vyhradené zariadenia alebo komponenty dodané tým istým výrobcom môžu mať spoločné konštrukčné alebo výrobné chyby. Výrobné chyby môžu byť napríklad spôsobené nesprávnym výberom materiálu, chybami v inštalačných systémoch, zlým spájkovaním a pod.);

Spoločné externé napájanie (spoločné napájanie pre hlavné a záložné zariadenia, redundantné podsystémy a prvky);

Nesprávne fungovanie (nesprávne zvolená sada meracích prístrojov alebo zle naplánované ochranné opatrenia).

Existuje množstvo príkladov viacnásobných porúch: napríklad niektoré paralelne zapojené pružinové relé zlyhali súčasne a ich poruchy boli spôsobené spoločnou príčinou; z dôvodu nesprávneho vypínania spojok pri údržbu dva ventily boli nainštalované v nesprávnej polohe; V dôsledku zničenia parovodu došlo k viacerým poruchám rozvádzača naraz. V niektorých prípadoch spoločná príčina nespôsobuje úplné zlyhanie redundantného systému (súčasné zlyhanie viacerých uzlov, t. j. extrémny prípad), ale menej závažný všeobecný pokles spoľahlivosti, ktorý vedie k zvýšeniu pravdepodobnosti vzniku tzv. spoločné zlyhanie uzlov systému. Tento jav je pozorovaný v prípade extrémne nepriaznivých podmienok prostredia, kedy zhoršenie výkonu vedie k zlyhaniu záložného uzla. Prítomnosť všeobecných nepriaznivých vonkajších podmienok vedie k tomu, že zlyhanie druhého uzla závisí od zlyhania prvého uzla a je s ním spojené.

Pre každú spoločnú príčinu je potrebné určiť všetky iniciačné udalosti, ktoré spôsobuje. Zároveň je určený rozsah každej spoločnej príčiny, ako aj umiestnenie prvkov a čas incidentu.

Niektoré všeobecné príčiny majú len obmedzený rozsah. Napríklad únik kvapaliny môže byť obmedzený na jednu miestnosť a nedôjde k poškodeniu elektrických inštalácií a komponentov v iných miestnostiach v dôsledku úniku, pokiaľ tieto miestnosti spolu nekomunikujú.

Porucha sa považuje za kritickejšiu ako iná, ak je lepšie zvážiť ju najskôr pri vývoji otázok spoľahlivosti a bezpečnosti. Pri porovnávacom hodnotení kritickosti porúch sa berú do úvahy následky poruchy, pravdepodobnosť výskytu, možnosť detekcie, lokalizácia atď.

Vyššie uvedené vlastnosti technických objektov a priemyselnej bezpečnosti sú vzájomne prepojené. Ak je teda spoľahlivosť objektu neuspokojivá, ťažko možno očakávať dobré bezpečnostné ukazovatele.

Uvedené vlastnosti majú zároveň svoje nezávislé funkcie. Ak sa pri analýze spoľahlivosti skúma schopnosť objektu vykonávať špecifikované funkcie (za určitých prevádzkových podmienok) v rámci stanovených limitov, potom pri posudzovaní priemyselná bezpečnosť identifikovať príčinno-následné vzťahy vzniku a vývoja nehôd a iných porušení s komplexnou analýzou následkov týchto porušení.