Jedným z hlavných konceptov teórie spoľahlivosti je koncept zlyhania (produkt, objekt, prvok, systém). Ako už bolo uvedené vyššie, zlyhanie je strata schopnosti produktu vykonávať požadovanú funkciu.

V súlade s GOST R 53480-2009 sú definované druhy porúch (odsek 1.1).

Hlavný dôvody výskytom porúch sú:

Štrukturálne chyby;

Technologické chyby;

Prevádzkové chyby;

Postupné starnutie (opotrebovanie).

Poruchy spôsobené konštrukčnými poruchami vznikajú v dôsledku konštrukčných nedokonalostí spôsobených „nedostatkami“ v konštrukcii. V tomto prípade sú najbežnejšie podceňovanie „špičkových“ záťaží, použitie materiálov s nízkymi vlastnosťami spotrebiteľa, „chýbajúce obvody“ atď. Poruchy tejto skupiny ovplyvňujú všetky prípady produktu, objektu, systému.

Poruchy spôsobené technologickými chybami vznikajú v dôsledku porušenia akceptovanej technológie na výrobu výrobkov (napríklad odchod jednotlivých charakteristík nad stanovené limity). Poruchy tejto skupiny sú charakteristické pre jednotlivé šarže výrobkov, pri výrobe ktorých sa zistilo porušenie výrobnej technológie.

Poruchy spôsobené prevádzkovými poruchami vznikajú v dôsledku nedodržania požadovaných prevádzkových podmienok, platných servisných predpisov. Poruchy tejto skupiny sú charakteristické pre jednotlivé kópie výrobkov.

Poruchy spôsobené postupným starnutím (opotrebovaním) v dôsledku hromadenia ireverzibilných zmien v materiáloch, ktoré vedú k narušeniu pevnosti (mechanické, elektrické), vzájomnému pôsobeniu častí objektu.

podľa typ poruchy sa delia na:

- poruchy fungovania (ukončenie plnenia hlavných funkcií produktom je napríklad zlomenie zubov ozubeného kolesa);

- parametrické poruchy (niektoré parametre produktu sa líšia v rámci neprijateľných limitov, napríklad strata presnosti stroja).

V jeho príroda zlyhania môžu byť:

- náhodný - v dôsledku nepredvídaného preťaženia, vecných chýb, personálnych chýb alebo nesprávneho fungovania kontrolného systému atď .;

- systematický, v dôsledku pravidelných a nevyhnutných javov, ktoré spôsobujú postupné hromadenie poškodenia: únava, opotrebenie, starnutie, korózia atď.

Následkom toho môžu nastať poruchy systémových prvkov (obr. 1.1):

1) primárne zlyhanie;

2) sekundárne poruchy;

3) chybné príkazy (iniciované zlyhania).

Obr. 1.2 Klasifikácia porúch

Poruchy všetkých týchto kategórií môžu mať vo vonkajšom kruhu rôzne príčiny. Ak sa stanoví presný typ porúch a údaje o nich sa prijmú a konečná udalosť je kritická, považujú sa za počiatočné poruchy.

Primárne zlyhanie Prvok je definovaný ako nefunkčný stav tohto prvku, ktorého príčinou je sám, a je potrebné vykonať opravné práce, aby sa prvok vrátil do funkčného stavu. Primárne poruchy sa vyskytujú počas vstupných vplyvov, ktorých hodnota je v medziach ležiacich vo vypočítanom rozsahu, a poruchy sa vysvetľujú prirodzeným starnutím prvkov. Prerušenie nádrže v dôsledku starnutia (únava) materiálu je príkladom primárneho zlyhania.

Sekundárne zlyhanie - rovnaké ako primárne, s výnimkou toho, že samotný prvok nie je príčinou zlyhania. Sekundárne poruchy sa vysvetľujú účinkom predchádzajúceho alebo súčasného nadmerného napätia na prvky. Amplitúda, frekvencia, trvanie týchto napätí môže prekročiť tolerancie alebo mať opačnú polaritu a sú spôsobené rôznymi zdrojmi energie: tepelnými, mechanickými, elektrickými, chemickými, magnetickými, rádioaktívnymi atď. Tieto napätia sú spôsobené susednými prvkami alebo prostredím, napríklad meteorologickými (zrážky, zaťaženie vetrom), geologickými podmienkami (zosuvy pôdy, pokles pôd), ako aj vystavením iným technickým systémom.

Príkladom sekundárnych porúch je „poistka od vysokého elektrického prúdu“, „poškodenie zásobníkov počas zemetrasenia“. Je potrebné poznamenať, že eliminácia zdrojov zvýšeného napätia nezaručuje návrat prvku do funkčného stavu, pretože predchádzajúce preťaženie by mohlo spôsobiť nezvratné poškodenie prvku, čo v tomto prípade vyžaduje opravu.

Začaté poruchy (chybné príkazy). Ľudia, napríklad obsluha a personál údržby, sú tiež možnými zdrojmi sekundárnych porúch, ak ich konanie vedie k poruche komponentov. Chybné príkazy sa zobrazujú vo forme prvku, ktorý je nefunkčný z dôvodu nesprávneho ovládacieho signálu alebo rušenia (v tomto prípade je potrebná oprava iba občas, aby sa tento prvok vrátil do funkčného stavu). Spontánne riadiace signály alebo rušenie často nezanechávajú následky (poškodenie) a v normálnych následných režimoch prvky fungujú v súlade so stanovenými požiadavkami. Typickými príkladmi chybných príkazov sú: „spínač sa náhodne neotvoril z dôvodu rušenia“, „rušenie na vstupe ovládacieho zariadenia do bezpečnostného systému spôsobilo nesprávny signál zastavenia“, „obsluha nestlačila núdzové tlačidlo“ (chybný príkaz z núdzového tlačidla).

Viacnásobné zlyhanie (všeobecné poruchy) existuje udalosť, keď niekoľko prvkov zlyhá z toho istého dôvodu. Medzi tieto dôvody môžu patriť nasledujúce:

Konštrukčné nedostatky v zariadení (chyby nezistené vo fáze projektovania a vedúce k poruchám v dôsledku vzájomnej závislosti medzi elektrickými a mechanickými subsystémami alebo prvkami redundantného systému);

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

Vystavenie životného prostredia (vlhkosť, prach, nečistoty, teplota, vibrácie, ako aj extrémne režimy normálnej prevádzky);

Vonkajšie katastrofické účinky (prírodné vonkajšie javy, ako sú povodne, zemetrasenia, požiare, hurikány);

Všeobecný výrobca (nadbytočné vybavenie alebo jeho komponenty dodané tým istým výrobcom môžu mať bežné štrukturálne alebo výrobné chyby. Napríklad výrobné chyby môžu byť spôsobené nesprávnym výberom materiálu, chybami v inštalačných systémoch, nesprávnym spájkovaním atď.);

Všeobecný externý zdroj energie (všeobecný zdroj energie pre hlavné a záložné zariadenie, redundantné subsystémy a prvky);

Porucha (nesprávne vybraná sada meracích prístrojov alebo nesprávne plánované ochranné opatrenia).

Je známych niekoľko príkladov viacerých porúch: napríklad niektoré paralelne zapojené pružinové relé zlyhali súčasne a ich poruchy boli spôsobené spoločnou príčinou; z dôvodu nesprávneho odpojenia spojok počas údržby boli dva ventily nainštalované v nesprávnej polohe; v dôsledku zničenia parného potrubia došlo k niekoľkým poruchám rozvádzača naraz. V niektorých prípadoch spoločná príčina nespôsobuje úplné zlyhanie redundantného systému (súčasné zlyhanie viacerých uzlov, t. J. Extrémny prípad), ale menej závažné všeobecné zníženie spoľahlivosti, čo vedie k zvýšeniu pravdepodobnosti zlyhania kĺbov systémových uzlov. Tento jav sa pozoruje v prípade extrémne nepriaznivých podmienok prostredia, keď zhoršenie charakteristík vedie k zlyhaniu záložného uzla. Prítomnosť všeobecne nepriaznivých vonkajších podmienok vedie k tomu, že zlyhanie druhého uzla závisí od zlyhania prvého uzla a je s ním spárované.

Pre každú spoločnú príčinu je potrebné určiť všetky iniciačné udalosti, ktoré spôsobuje. Zároveň sa určí rozsah každej spoločnej príčiny, ako aj umiestnenie prvkov a čas nehody. Niektoré bežné príčiny majú iba obmedzený rozsah. Napríklad únik tekutiny môže byť obmedzený na jednu miestnosť a elektrické inštalácie, ich komponenty v iných miestnostiach nebudú poškodené v dôsledku netesností, pokiaľ tieto miestnosti spolu nekomunikujú.

Porucha sa považuje za kritickejšiu v porovnaní s inou, ak je vhodnejšie ju v prvom rade zohľadniť pri rozvíjaní otázok spoľahlivosti a bezpečnosti. Pri porovnávaní kritickosti porúch sa zohľadňujú následky zlyhania, pravdepodobnosť výskytu, možnosť detekcie, lokalizácia atď.

Vyššie uvedené vlastnosti technických objektov a priemyselná bezpečnosť spolu súvisia. Takže s neuspokojivou spoľahlivosťou zariadenia by sa dalo len ťažko očakávať dobré ukazovatele jeho bezpečnosti. Zároveň majú uvedené vlastnosti svoje vlastné nezávislé funkcie. Ak analýza spoľahlivosti skúma schopnosť objektu vykonávať stanovené funkcie (za určitých prevádzkových podmienok) v rámci stanovených limitov, potom sa pri posudzovaní priemyselnej bezpečnosti odhalia príčinné súvislosti výskytu a vývoja nehôd a iných porušení komplexnou analýzou dôsledkov týchto porušení.

Odraziť príčinné vzorce výskytu sú rozdelené do nasledujúcich skupín:

Poruchy s okamžitým výskytom;

Poruchy s postupným výskytom;

Poruchy s relaxačným vzorcom výskytu;

Poruchy kombinovaných vzorcov výskytu.

Poruchy so vzorom okamžitého výskytu sú charakterizované skutočnosťou, že čas začiatku zlyhania nezávisí od času predchádzajúcej operácie a stavu objektu, moment zlyhania nastane náhodne, náhle. Príkladmi zavedenia takejto schémy môžu byť poruchy produktov pôsobením špičkového zaťaženia v elektrickej sieti, mechanické zničenie vonkajším vonkajším vplyvom atď.

K poruchám s postupným výskytom dochádza v dôsledku postupnej akumulácie v dôsledku fyzikálno-chemických zmien v poškodených materiáloch. Zároveň hodnoty niektorých „rozhodujúcich“ parametrov presahujú povolené hranice a objekt (systém) nie je schopný vykonávať špecifikované funkcie. Poruchy spôsobené znížením izolačného odporu, erózie elektrických kontaktov atď. Môžu slúžiť ako príklady realizácie postupného výskytu.

Poruchy s relaxačným vzorcom výskytu sú charakterizované počiatočnou postupnou akumuláciou poškodenia, ktoré vytvára podmienky pre náhle (ostré) zmeny stavu objektu, po ktorom nastane poruchový stav. Príklad implementácie relaxačnej schémy pri výskyte porúch môže slúžiť ako porucha káblovej izolácie v dôsledku deštrukcie panciera koróziou.

Poruchy kombinovaných vzorcov výskytu sú charakteristické pre situácie, keď niekoľko príčinných schém funguje súčasne. Príkladom, ktorý implementuje túto schému, môže byť porucha motora v dôsledku skratu z dôvodu zníženia izolačného odporu vinutí a prehriatia.

Pri analýze spoľahlivosti je potrebné identifikovať prevládajúce príčiny porúch a až potom, ak je to potrebné, zohľadniť vplyv iných dôvodov.

Z hľadiska času a stupňa predvídateľnosti sú poruchy rozdelené na náhly a postupný .

Podľa charakteru eliminácie v priebehu času sa rozlišujú udržateľný (konečný) a sebestačné (krátkodobé) zlyhanie. Krátkodobá porucha sa nazýva porucha. Charakteristickým znakom zlyhania je, že obnovenie výkonu po jeho výskyte nevyžaduje opravu hardvéru. Príkladom je krátkodobá interferencia pri prijímaní signálu, poruchy programu atď.

Pre analýzy a štúdie spoľahlivosti môžu byť schémy kauzálneho zlyhania zastúpené vo forme štatistických modelov, ktoré sú opísané pravdepodobnostnými zákonmi z dôvodu pravdepodobného výskytu škody.

Hlavné znaky klasifikácie porúch sú uvedené v tabuľke 1.1.

Tabuľka 1.1 Hlavné znaky klasifikácie porúch

povaha výskytu:		náhle zlyhanie - porucha, ktorá sa prejavuje prudkou (okamžitou) zmenou charakteristík objektu;
		postupné zlyhanie - porucha spôsobená pomalým, postupným zhoršovaním kvality predmetu.
Náhle poruchy sa zvyčajne prejavujú vo forme mechanického poškodenia prvkov (praskliny - krehké zlomeniny, poruchy izolácie, zlomenia atď.) A nie sú sprevádzané predbežnými viditeľnými znakmi ich prístupu. Náhle zlyhanie je charakterizované nezávislosťou okamihu výskytu od času predchádzajúcej práce. Postupné poruchy - spojené s opotrebovaním častí a materiálov starnutia.
príčina výskytu:	štrukturálne zlyhanie spôsobené nedostatkami a neúspešnou stavbou objektu;
	zlyhanie výroby spojené s chybami pri výrobe predmetu v dôsledku nedokonalosti alebo porušenia technológie;
	prevádzková porucha spôsobená porušením prevádzkových predpisov.
povaha eliminácie:	pretrvávajúce zlyhanie;
	občasné zlyhanie (vznikajúce / zanikajúce). následky zlyhania: mierne zlyhanie (ľahko odstrániteľné);
	stredná porucha (nespôsobenie porúch priľahlých uzlov - sekundárne poruchy);
	závažné zlyhanie (spôsobujúce sekundárne zlyhania alebo vedúce k ohrozeniu ľudského života a zdravia).
ďalšie využitie zariadenia:	úplné zlyhania vylúčenie možnosti zariadenia pracovať, kým nebude vylúčené;
	čiastočné poruchy v ktorých je možné objekt čiastočne použiť.
ľahká detekcia:	zjavné (explicitné) poruchy;
	latentné (implicitné) poruchy.
čas výskytu:	poruchy zabehnutia vznikajúce v počiatočnom období prevádzky;
	poruchy počas normálnej prevádzky;
	poruchy nosenia spôsobené nezvratnými procesmi opotrebovania častí, starnutia materiálov atď.

Klasifikácia porúch

TO kategória:

Technická prevádzka strojov

-

Klasifikácia porúch

Základom klasifikácie porúch je povaha výskytu a charakteristika procesov vedúcich k poruche. Poruchy môžu byť náhle a postupné.

Náhle zlyhanie nastane, keď náhle zmeny jedného alebo viacerých parametrov objektu, ktoré určujú jeho kvalitu. Takéto zmeny sú výsledkom kombinácie nepriaznivých faktorov. Náhle zlyhanie sa môže vyskytnúť, keď mechanické namáhanie prekročí vypočítané zaťaženie, ak sa nedodržia prevádzkové podmienky, existujú skryté technologické chyby, keď je mazivo prerušené atď. K náhlemu poklesu výkonu dôjde bez akýchkoľvek predchádzajúcich známok poruchy.

Postupné poruchy sa vyskytujú v dôsledku postupnej zmeny jedného alebo viacerých parametrov objektu. Ich hlavným dôvodom je opotrebovanie častí a proces prirodzeného starnutia. Postupnému zlyhaniu predchádzajú rôzne priame a nepriame znaky, ktoré umožňujú jeho predvídanie.

Medzi náhlymi a postupnými poruchami neexistuje zásadný rozdiel. Náhle poruchy sú najčastejšie dôsledkom konštantných, ale skrytých pred očami pozorovateľa, starnutia, ktoré zhoršujú počiatočné parametre objektu. Postupná akumulácia únavových stresov teda vedie k náhlemu zlyhaniu.

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

V závislosti od príčiny vzniku poruchy sa poruchy delia na štrukturálne, výrobné a prevádzkové. Štrukturálne zlyhanie je zlyhanie, ktoré je dôsledkom nedokonalosti alebo porušenia stanovených pravidiel a (alebo) noriem pri návrhu predmetu. Porucha spôsobená nedokonalosťou alebo porušením zavedeného výrobného alebo opravného procesu vykonaného v opravárenskom zariadení sa nazýva výrobná porucha. Prevádzková porucha je porucha, ktorá vznikla v dôsledku porušenia stanovených pravidiel a (alebo) prevádzkových podmienok zariadenia.

Hlavným zdrojom informácií o spoľahlivosti v podniku je zhromažďovanie informácií o funkčných zlyhaniach. Porucha je stav systému, v ktorom zariadenie nemôže vykonávať zamýšľané funkcie a udržiavať danú úroveň výkonu. Inými slovami, táto udalosť sa prejavuje úplnou alebo čiastočnou stratou funkčnosti zariadenia alebo systému.

Poruchy sa klasifikujú podľa množstva znakov a podmienok výskytu porúch. Potom vypracujte opatrenia na ich prevenciu a odstránenie.

Klasifikácia, charakteristiky a príčiny porúch

Podľa povahy zmeny parametrov objektu:

• Postupné zlyhanie (parametrické)- je to porucha, ktorá nastáva v dôsledku postupných, postupných zmien jedného alebo viacerých parametrov bez ostrého skoku. Postupnej údržbe je možné predchádzať postupnému zlyhaniu a odstrániť ho. Dôvody:starnutie materiálov, korózia, opotrebovanie častí atď.
• Náhle (okamžité) zlyhanie. Vyznačuje sa náhlou náhlou zmenou jedného alebo viacerých parametrov. Zvyčajne sa prejavuje vo forme prudkého spontánneho poškodenia (praskliny, zlomeniny, poruchy atď.) A nie je sprevádzané viditeľnými znakmi jeho prístupu. Dôvody:vnútorné chyby, chyby personálu, porušenie prevádzkového režimu. Príčiny výskytu sa však najčastejšie neurčujú okamžite, na nejaký čas zostávajú neznáme a rozlišujú sa pomocou teórie pravdepodobnosti.

V súvislosti s poruchami iných objektov:

• Nezávislýnazýva zlyhanie nespôsobené inými zlyhaniami. Dôvodom môže byť čokoľvek iné ako podmienenosť iných zlyhaní.
• závislýdo úvahy sa berie zlyhanie z dôvodu iných porúch. Príčinou sú poškodenia a poruchy iných prvkov objektu alebo systému.

Z dôvodov výskytu:

• Štrukturálne zlyhanie vzniká v dôsledku nedostatkov a štrukturálnych defektov. Dôvody: chyby vo vývoji a projektovaní zariadenia, podcenenie bezpečnostných rezerv, porušenie noriem GOST atď.
• Zlyhanie výroby v dôsledku porušenia výrobnej technológie alebo chýb spojených s opravou. Dôvody : nesúlad s dokumentačnými normami, používanie materiálov a komponentov nízkej kvality, nedostatočná úroveň kontroly kvality výroby atď.
• Prevádzková poruchasa objaví v dôsledku porušenia pravidiel a / alebo prevádzkových podmienok zariadenia a môže sa vyskytnúť v počiatočnom období aj neskôr. Dôvody: chyby personálu s nízkou kvalifikáciou, ignorovanie / porušovanie pravidiel technickej dokumentácie, ako aj starnutie a odpisovanie zariadení z uvedených dôvodov.
• Zlyhanie degradáciecharakterizované postupnou aproximáciou predmetu do medzného stavu (fyzické opotrebenie) pod vplyvom týchto dôvodov: opotrebenie, starnutie a únava pri dodržaní výrobných prevádzkových noriem.

Podľa povahy eliminácie:

• Porucha automatického resetovania- Toto je jednorazová porucha zariadenia alebo systému, ktorá môže zmiznúť bez zásahu človeka alebo s miernym zásahom. Dôvody:krátkodobá vonkajšia interferencia, krátkodobá zmena parametrov objektu.
• Občasné zlyhanie- Toto je opakovane sa vyskytujúca porucha rovnakej povahy. Dôvody : vonkajšie rušenie, ktoré presahuje povolené technické limity a je reverzibilné.
• Stále zlyhanie- porucha, ktorú je možné odstrániť iba obnovením (opravou).

Metódou detekcie:

• Explicitné (zrejmé) zlyhanie - chýbajúce funkcie vybavenia, ktoré je za bežných podmienok vizuálne zistené pracovníkmi údržby;
• Skryté zlyhanie -druh poruchy, ktorá je za normálnych podmienok neviditeľná pre obslužný personál, ak k nej dôjde autonómne.

Podľa času výskytu:

• Počiatočná (bežiaca) porucha - zlyhanie, ktoré je v počiatočnej fáze činnosti objektu (výrobku) a ktoré je hlavne skryté tym. Dôvody:nízka kvalita materiálov, porušenie konštrukčných, montážnych alebo výrobných technológií; nedostatočná kontrola kvality atď.
• Normálna operácia- poruchy, ktoré sa vyskytnú medzi dobou zábehu a dobou opotrebenia. Toto je najdlhšie obdobie, počas ktorého zostávajú vlastnosti zariadení a výrobkov nezmenené. Dôvodom porúch v tejto fáze môžu byť vysoké zaťaženia, zničenie pri vonkajšom mechanickom pôsobení atď.
• Opotrebenie- je to porucha spôsobená nezvratnými následkami starnutia materiálov, opotrebovaných častí. Dôvody sú v samotnej definícii pojmu.

Podľa stupňa vplyvu na výkon:

• Úplné zlyhanie charakterizované stratou funkčnosti zariadenia alebo systému, v ktorých nie je možná ďalšia prevádzka zariadenia.
• Čiastočné zlyhaniecharakterizované zachovaním funkčnosti zariadenia, ale so znížením efektívnosti a kvality výroby. Je možná ďalšia prevádzka, avšak s obmedzeniami týkajúcimi sa zaťaženia, výkonu, rýchlosti atď.

Príčinou týchto porúch sú nepredvídané preťaženia, chyby v komponentoch a materiáloch, chyby a nízka kvalifikácia personálu, poruchy riadiaceho systému atď.

Ďalšie informácie o metodike RCM a softvér RCM Navigator , ako aj kľúčové kroky pre jeho úspešnú implementáciu, napíšte nám: [chránený e-mailom] alebo zavolajte na: 8 800 555 30 53.

Typy porúch objektov

Základné pojmy teórie spoľahlivosti

Teória spoľahlivosti skúma procesy zlyhania technických objektov a spôsoby riešenia porúch. Technickými objektmi môžu byť výrobky, systémy a ich prvky, najmä konštrukcie, zariadenia, prístroje, stroje, prístroje, zariadenia a ich časti, agregáty a jednotlivé časti.

V posledných rokoch sa oblasť uplatňovania teórie spoľahlivosti rozširuje, jej metódy sa rozširujú aj na formalizované algoritmy na cielené použitie technických objektov (počítačové programy, pracovné plány) a na akcie užívateľa PC ako prepojenie v riadiacom systéme.

Z dôvodu všeobecnosti budeme často hovoriť o systémoch a jednotlivých pracovných častiach systémov - prvkoch. Systém je navrhnutý tak, aby nezávisle vykonával konkrétnu praktickú úlohu. termín element aplikované na komponent systému. Prvok obvykle nie je určený na nezávislé praktické použitie bez ohľadu na iné prvky. Príklady prvkov: procesor PC. Systém sa v zásade dá rozdeliť na ľubovoľný počet prvkov potrebných na štúdium (výpočet) spoľahlivosti. Rozdelenie systému na prvky však nemožno považovať za svojvoľné. Každý prvok musí mať schopnosť vykonávať určité funkcie v systéme. Niekedy je podmienené, aby bol prvok takou časťou systému, ktorú je možné obnoviť iba úplnou výmenou.

Existujú dva hlavné stavy objektov: spracovateľný a nepoužiteľný , Stav objektu, v ktorom je schopný vykonávať špecifikované funkcie, pri zachovaní hodnôt určených parametrov v rámci limitov stanovených normatívnou a technickou dokumentáciou, sa nazýva funkčný.

Stav objektu, v ktorom hodnota najmenej jedného daného parametra charakterizujúceho schopnosť vykonávať špecifikované funkcie nespĺňa požiadavky stanovené normatívnou a technickou dokumentáciou, sa nazýva neaktívna.

zrieknutie sa – v prípade prerušenia prevádzkyschopnosti, t. j. prechod do nečinného stavu.

Obvykle je nefunkčnosť stav, pri ktorom nie je možné začať používať predmet (napríklad uvoľnenie letúna do vzduchu). Sú však možné úlohy, pri ktorých je nefunkčnosť stav, pri ktorom objekt nemôže naďalej plniť svoj účel. Možné sú aj ďalšie príznaky nefunkčného stavu zariadenia (napríklad zariadenie vyžaduje strednú alebo generálnu opravu, výkonnosť zariadenia je nižšia ako kritická atď.). Preto je pri posudzovaní spoľahlivosti potrebné vopred určiť, ktorý stav objektu sa považuje za nefunkčný.

Ak je objekt určený na vykonávanie viacerých funkcií, často nájdete hodnoty indikátorov spoľahlivosti pre každú z funkcií.

Možný je aj iný spôsob: hodnotia vlastnosť objektu, aby vykonával všetky požadované funkcie. Porucha sa považuje za zlyhanie pri vykonávaní aspoň jednej z funkcií, bez ohľadu na to, či nastala náhodná situácia, v ktorej sa vyžaduje alebo nie je vykonanie tejto funkcie.

Popíšeme ďalšie vyjadrenie problému posudzovania spoľahlivosti, ktoré je, žiaľ, v literatúre dosť bežné. Pri tejto úlohe sa pri posudzovaní spoľahlivosti berie do úvahy náhodná potreba objektu vykonávať určité funkcie.

Nechajte pozostávať z p prvky systému určené na vykonávanie niekoľkých k funkcie. Fungovanie takého systému môže byť predstavované ako proces zmeny stavového vektora Z(t) v štátnom priestore [ x(t), y(t)], Kde x i - štát japrvok systému, ( ja=1, 2, …, n; y j - premenná charakterizujúca potrebu vykonávania jfunkcie j\u003d l, 2, ..., k.

Obvykle sa predpokladá, že jednotlivé súradnice vektora Z(t) sú nezávislé náhodné funkcie času (prevádzkový čas), ktoré majú jednu z dvoch možných hodnôt:

Požadované ukazovatele „spoľahlivosti“ sa nachádzajú ako číselné charakteristiky určitej funkčnej skupiny z náhodného procesu Z(t). Pojem funkčný je zovšeobecnením pojmu funkčný. Funkčná F je definovaná v procese Z(t), ak každá trajektória z(t) číslo T \u003d Φ [ z(t)]. V tomto prípade zistené ukazovatele „spoľahlivosti“ ne charakterizujú technický systém, ale situáciu na uspokojenie náhodného dopytu. Preto je citované slovo „spoľahlivosť“.

Vyššie uvedené úvahy možno ilustrovať takým jednoduchým príkladom. Nechajte v noci prevážať náklad lesom, v ktorom môžu byť lupiči. Muž strážiaci náklad je vyzbrojený pištoľou. Hodnota ukazovateľa spoľahlivosti tejto pištole by samozrejme nemala závisieť od jej náhodnej potreby, t. J. Od toho, či lupiči zaútočia alebo nie.

Typy porúch objektov

Poruchy možno klasifikovať podľa rôznych kritérií.

1. Podľa charakteru eliminácie možno rozlíšiť konečný (udržateľný) a striedavý (niekedy vznikajú, potom miznú) zlyhania. Konečné poruchy sú výsledkom nezvratných procesov v častiach a materiáloch. V prípade konečných porúch je potrebné opraviť (upraviť), aby sa obnovila funkčnosť objektu. Príkladom konečnej poruchy je zlyhanie počítača v dôsledku zlyhania pamäte RAM.

Dočasné poruchy sú vo väčšine prípadov výsledkom reverzibilných náhodných zmien v prevádzkových režimoch a parametroch objektu. Keď sa prevádzkový režim vráti na prijateľné limity, samotný objekt, obvykle bez zásahu človeka, sa vráti do zdravého stavu. Napríklad dokonale fungujúci počítačový prvok môže prestať reagovať na riadiaci signál v dôsledku náhodného prudkého poklesu napájacieho napätia. Keď sa napájacie napätie opäť zmení na menovitú hodnotu, tento prvok bude naďalej správne fungovať (samozrejme, ak k konečnej poruche nedošlo v dôsledku kolísania napätia).

Dôsledky výskytu občasných porúch sa zvyčajne líšia od dôsledkov výskytu konečných porúch. Napríklad, ak v dôsledku nízkeho napájacieho napätia nie je na televízore žiadny obraz, potom je to menej obťažovania ako konečné zlyhanie trubice. V niektorých prípadoch majú prerušované poruchy závažnejšie následky ako tie konečné. Občasné poruchy sú obzvlášť nepríjemné v informačných systémoch, kde sú známe ako poruchy. Výskyt poruchy je ťažké odhaliť, pretože po jej zmiznutí zostáva objekt funkčný.

Intermitentné poruchy sa teda výrazne líšia od konečnej príčiny výskytu, vonkajších prejavov a dôsledkov prejavu. Preto je niekedy vhodné rozlišovať medzi dvoma ukazovateľmi spoľahlivosti: v prípade konečných porúch a prerušovaných porúch.

2. V súvislosti s inými poruchami možno chyby rozlíšiť primárny , t. j. vznikajú z iného dôvodu, ako je konanie iného zlyhania, a Ut orica , t. j. vyplývajúce z iného zlyhania. Napríklad v dôsledku poruchy kondenzátora môže odpor horieť. Pri výpočte ukazovateľov spoľahlivosti sa zvyčajne berú do úvahy iba primárne poruchy.

Poruchy sú náhodné udalosti, ktoré môžu byť nezávislé alebo závislé. Poruchy sú závislé, ak výskyt jednej z nich zmení pravdepodobnosť druhej poruchy. V prípade nezávislých porúch nezávislosť pravdepodobnosti jedného z nich nezávisí od toho, či sa vyskytli iné zlyhania alebo nie.

3. Pre ľahšiu detekciu môžu byť poruchy zrejmý (výslovne alebo skrytý (Implicitné).

4. Pre každý špecifický typ objektu môžu byť poruchy rozlíšené vonkajšími prejavmi. Napríklad rôzne poruchy kondenzátora možno rozdeliť do dvoch skupín: typ otvoreného obvodu a typ skratu.

5. Povaha udalosti môže rozlišovať medzi poruchami náhly spočíva v ostrej, takmer okamžitej zmene vlastností objektov a poruchách postupný vyskytujúce sa v dôsledku pomalého, postupného zhoršovania kvality predmetov.

Náhle poruchy sa zvyčajne prejavujú vo forme mechanického poškodenia prvkov (poruchy, praskliny, praskliny, poruchy izolácie atď.), A preto sa tieto poruchy často nazývajú hrubé. Náhle zlyhania dostali svoj názov kvôli skutočnosti, že zvyčajne neexistujú žiadne viditeľné znaky ich prístupu, to znamená, že pred zlyhaním zvyčajne nie je možné zistiť kvantitatívne zmeny v charakteristikách objektu.

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

Náhle zlyhanie zariadenia je tiež dôsledkom hromadenia nezvratných zmien v materiáloch. Inými slovami, výskyt náhleho zlyhania je tiež dôsledkom náhodného procesu zmeny niektorých parametrov objektu. Zlyhanie sa zdá byť náhle iba preto, že variabilný parameter nie je regulovaný a pri kritickej hodnote, pri ktorej dôjde k poruche objektu, je zvyčajne spojený s jeho mechanickým poškodením.

Výskytom akýchkoľvek porúch teda predchádza akumulácia určitých zmien v zariadení (v tomto prípade sa samozrejme nezohľadňujú poruchy, ktoré sa vyskytli v dôsledku nedbanlivosti alebo neschopnosti zamestnancov).

Pre objekty rôznych účelov a zariadení sa používajú rôzne indikátory spoľahlivosti. V súčasnosti možno rozlišovať štyri skupiny objektov, ktoré sa líšia ukazovateľmi a metódami na hodnotenie spoľahlivosti:

1) neodstrániteľné predmety, použité a prvé zlyhanie;

2) opravené predmety, ktorých obnova počas aplikácie nie je možná (nenahraditeľné predmety);

3) opravené predmety obnovené počas používania, pre ktoré sú prerušenia práce neprijateľné;

4) opravené predmety obnovené počas aplikácie, pri ktorých sú prípustné krátke prerušenia prevádzky.

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

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

Poruchy systémových prvkov sú hlavnými predmetmi výskumu pri analýze kauzálnych vzťahov. Ako je znázornené na vnútornom krúžku (obr. 4.1.2), ktorý sa nachádza okolo „poruchy prvku“, môžu sa vyskytnúť poruchy v dôsledku:

1) primárne zlyhanie;

2) sekundárne poruchy;

3) chybné príkazy (iniciované zlyhania).

Poruchy všetkých týchto kategórií môžu mať vo vonkajšom kruhu rôzne príčiny. Ak sa stanoví presný typ porúch a dostanú sa údaje o nich, pričom posledná udalosť je kritická, považujú sa za počiatočné poruchy .

Primárne zlyhanieprvok je definovaný ako nefunkčný stav tohto prvku, ktorého príčinou je sám, a je potrebné vykonať opravné práce, aby sa prvok vrátil do funkčného stavu. Primárne poruchy sa vyskytujú počas vstupných vplyvov, ktorých hodnota je v medziach ležiacich vo vypočítanom rozsahu, a poruchy sa vysvetľujú prirodzeným starnutím prvkov. Prerušenie nádrže v dôsledku starnutia (únava) materiálu je príkladom primárneho zlyhania.

Sekundárne zlyhanie- rovnaké ako primárne, s výnimkou toho, že samotný prvok nie je príčinou zlyhania. Sekundárne poruchy sa vysvetľujú účinkom predchádzajúceho alebo súčasného nadmerného napätia na prvky.

Amplitúda, frekvencia, trvanie týchto napätí môžu prekročiť tolerancie alebo mať opačnú polaritu a sú spôsobené rôznymi zdrojmi energie: tepelnými, mechanickými, elektrickými, chemickými, magnetickými, rádioaktívnymi atď. Tieto napätia sú spôsobené susednými prvkami alebo prostredím, napríklad meteorologickými (zrážky, zaťaženie vetrom), geologickými podmienkami (zosuvy pôdy, pokles pôd), ako aj vplyvmi iných technických systémov.

Príkladom sekundárnych porúch je „poistka od vysokého elektrického prúdu“, „poškodenie zásobníkov počas zemetrasenia“. Je potrebné poznamenať, že eliminácia zdrojov zvýšeného napätia nezaručuje návrat prvku do funkčného stavu, pretože predchádzajúce preťaženie by mohlo spôsobiť nezvratné poškodenie prvku, čo v tomto prípade vyžaduje opravu.

Iniciované poruchy (chybné príkazy).Ľudia, ako napríklad operátori a pracovníci údržby, sú tiež možnými zdrojmi sekundárnych porúch, ak ich konanie vedie k poruche komponentov. Chybné príkazy sa zobrazujú vo forme prvku, ktorý je nefunkčný z dôvodu nesprávneho ovládacieho signálu alebo rušenia (v tomto prípade je potrebná oprava, iba ak sa tento prvok vráti do funkčného stavu). Spontánne riadiace signály alebo rušenie často nezanechávajú následky (poškodenie) a v normálnych následných režimoch prvky fungujú v súlade so stanovenými požiadavkami. Typickými príkladmi chybných povelov sú: „na reléové vinutie je privedené napätie“, „spínač sa náhodou neotvoril z dôvodu rušenia“, „rušenie na vstupe ovládacieho zariadenia do bezpečnostného systému spôsobilo nesprávny signál zastavenia“, „obsluha nestlačila núdzové tlačidlo“ (chybný príkaz z núdzového tlačidla).

Viacnásobné poruchy (všeobecné poruchy)existuje udalosť, keď niekoľko prvkov zlyhá z toho istého dôvodu. Medzi tieto dôvody môžu patriť nasledujúce:

Konštrukčné nedostatky v zariadení (chyby nezistené v etape projektovania a vedúce k poruchám v dôsledku vzájomnej závislosti medzi elektrickými a mechanickými subsystémami alebo prvkami nadmerného systému);

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

Vystavenie životného prostredia (vlhkosť, prach, nečistoty, teplota, vibrácie, ako aj extrémne režimy normálnej prevádzky);

Vonkajšie katastrofické účinky (prírodné vonkajšie javy, ako sú povodne, zemetrasenia, požiare, hurikány);

Všeobecný výrobca (nadbytočné zariadenie alebo jeho komponenty dodané tým istým výrobcom môžu mať bežné štrukturálne alebo výrobné chyby. Napríklad výrobné chyby môžu byť spôsobené nesprávnym výberom materiálu, chybami v inštalačných systémoch, nesprávnym spájkovaním atď.);

Všeobecný externý zdroj energie (všeobecný zdroj energie pre hlavné a záložné zariadenie, redundantné subsystémy a prvky);

Porucha (nesprávne vybraná sada meracích prístrojov alebo nesprávne plánované ochranné opatrenia).

Je známych niekoľko príkladov viacerých porúch: napríklad niektoré paralelne zapojené pružinové relé zlyhali súčasne a ich poruchy boli spôsobené spoločnou príčinou; z dôvodu nesprávneho odpojenia spojok počas údržby boli dva ventily nainštalované v nesprávnej polohe; v dôsledku zničenia parného potrubia došlo k niekoľkým poruchám rozvádzača naraz. V niektorých prípadoch spoločná príčina nespôsobuje úplné zlyhanie redundantného systému (súčasné zlyhanie viacerých uzlov, t. J. Extrémny prípad), ale menej závažné všeobecné zníženie spoľahlivosti, čo vedie k zvýšeniu pravdepodobnosti zlyhania kĺbu systémových uzlov. Tento jav sa pozoruje v prípade extrémne nepriaznivých podmienok prostredia, keď zhoršenie charakteristík vedie k zlyhaniu záložného uzla. Prítomnosť všeobecne nepriaznivých vonkajších podmienok vedie k tomu, že zlyhanie druhého uzla závisí od zlyhania prvého uzla a je s ním spárované.

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

Niektoré bežné príčiny majú iba obmedzený rozsah. Napríklad únik tekutiny môže byť obmedzený na jednu miestnosť a elektrické inštalácie, ich komponenty v iných miestnostiach nebudú poškodené v dôsledku netesností, pokiaľ tieto miestnosti spolu nekomunikujú.

Porucha sa považuje za kritickejšiu v porovnaní s inou, ak je vhodnejšie ju v prvom rade zohľadniť pri rozvíjaní otázok spoľahlivosti a bezpečnosti. Pri porovnávaní kritickosti porúch sa zohľadňujú následky zlyhania, pravdepodobnosť výskytu, možnosť detekcie, lokalizácia atď.

Vyššie uvedené vlastnosti technických objektov a priemyselná bezpečnosť spolu súvisia. Takže s neuspokojivou spoľahlivosťou zariadenia by sa dalo len ťažko očakávať dobré ukazovatele jeho bezpečnosti.

Zároveň majú uvedené vlastnosti svoje vlastné nezávislé funkcie. Ak analýza spoľahlivosti skúma schopnosť objektu vykonávať stanovené funkcie (za určitých prevádzkových podmienok) v rámci stanovených limitov, potom sa pri posudzovaní priemyselnej bezpečnosti odhalia príčinné súvislosti výskytu a vývoja nehôd a iných porušení komplexnou analýzou dôsledkov týchto porušení.