1.2. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение данной дисциплины

- студент должен знать:

- терминологию, установленную государственными стандартами для теории надежности, как области знаний;

- основные показатели надежности невосстанавливаемых объектов, понятия надежности и ненадежности и их свойства, определение количественных показателей надежности невосстанавливаемых технических устройств по априорной информации и с использованием статистических моделей;

- основные показатели надежности восстанавливаемых объектов, понятия надежности и ненадежности и их свойства, определение количественных показателей надежности восстанавливаемых технических устройств по априорной информации и с использованием статистических моделей;

- понятия о структурной и функциональной надежности объектов и систем, методы расчета показателей структурной и функциональной надежности;

- современные стратегии технического обслуживания систем электроснабжения, конструктивные и эксплуатационные методы повышения их надежности;

- современные методы контроля уровня надежности систем электроснабжения, применяемые для этого средства и периодичность.

- студент должен уметь:

- определять виды отказов, возникающих в объектах и составлять структурные схемы для различных видов соединений их элементов;

- определять количественные показатели надежности различных объектов и проводить их анализ;

- проводить анализ эксплуатационной надежности устройств электроснабжения с учетом процессов старения и износа;

- выявлять наиболее ненадежные элементы в системах и разрабатывать рекомендации по повышению надежности таких элементов и объектов в целом;

- выполнять расчеты по определению потребностей в запасных частях на планируемый период эксплуатации систем электроснабжения и их объектов;

- студент должен приобрести навыки:

- определения показателей надежности и расчета ресурса основных агрегатов и систем электроснабжения;

- использования современной вычислительной техники при выполнении оценки надежности систем электроснабжения;

- самостоятельного использования государственных стандартов, методик, приказов, положений и других нормативных документов, определяющие порядок оценки и обеспечения заданного уровня надежности объектов электроснабжения железнодорожного транспорта.

2. Основные понятия, термины и определения

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения своих характеристик (параметров) при заданных режимах и условиях эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки [2].

Таким образом, надежность является комплексным свойством, которое зависит от сочетания безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости объекта.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность - свойство объекта непрерывно 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.

Исправное состояние объекта (исправность) – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативной, технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении его работоспособного состояния.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Все отказы можно классифицировать по типу, природе, характеру возникновения, причинам возникновения, времени возникновения, возможностям обнаружения, дальнейшим возможности использования отказавшего объекта и связи отказов элементов объекта друг с другом.

По типу отказы делятся на отказы функционирования и параметрические отказы.

Отказы функционирования – это отказы, при которых объект прекращает выполнять свои функции.

Параметрические отказы - это отказы, при которых параметры объекта выходят за допустимые пределы.

По своей природе отказы делятся на случайные и систематические.

Случайные отказы – это отказы, обусловленные случайными явлениями, такими, как непредусмотренные нагрузки на объект, скрытые дефекты, ошибки персонала, сбои системы управления и т.д.

Системные отказы – это отказы, обусловленные закономерными явлениями, такими, как постепенное накопление повреждений, усталость, износ, старение, коррозия и т.д.

По характеру возникновения отказы делятся на внезапные, постепенные и перемежающиеся.

Внезапный отказ – отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта.

Постепенный отказ – отказ, возникающий в результате постепенного изменения одного или нескольких параметров объекта.

Перемежающийся отказ – многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера.

По причине возникновения отказы делятся на конструкционные, производственные и эксплуатационные.

Конструкционный отказ – отказ, обусловленный недостатками в конструкции объекта.

Производственный отказ - отказ, связанный с нарушением технологии изготовления объекта.

Эксплуатационный отказ - отказ, связанный с нарушением правил эксплуатации объекта.

По времени возникновения отказы делятся на отказы, возникшие в период приработки, в период нормальной работы объекта и в период старения.

По возможностям обнаружения отказы делятся на явные (очевидные) и неявные (неочевидные).

По возможности использования отказавшего объекта отказы делятся на полные и частичные.

Полным называется отказ, при котором дальнейшая работа объекта до его устранения невозможна. При частичном отказе объект сохраняет частичную работоспособность.

По связи отказов элементов объекта друг с другом отказы делятся на зависимые и независимые.

Зависимый отказ – отказ одного элемента объекта (системы), возникающий в результате отказа другого элемента объекта (системы).

Независимый отказ – отказ, не обусловленный другими отказами.

Элемент – объект, который не может быть разделен на более мелкие отдельные составляющие. Элемент представляет собой простейшую часть системы.

Система – объект, представляющий собой совокупность функционально взаимосвязанных элементов.

Структура системы – взаимосвязи и взаиморасположение составных частей системы, ее устройство.

Процесс – это набор состояний системы, соответствующий упорядоченному изменению параметров объекта.

Невосстанавливаемый объект – объект, работоспособное состояние которого не предусмотрено восстанавливать. После отказа такой объект подлежит замене.

Восстанавливаемый объект – объект, работоспособное состояние которого может быть восстановлено путем его ремонта.

Наработка – продолжительность или работы объекта, измеряемая в тех или иных выбранных величинах (время, циклы нагружения, километры пробега и т.д.).

Наработка до отказа (на отказ) – наработка от начала эксплуатации объекта до его отказа.

Наработка между отказами – наработка между двумя соседними событиями потери работоспособности объекта.

Технический ресурс – наработка объекта от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние.

Назначенный ресурс – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Средний ресурс - математическое ожидание технического ресурса.

Гамма-процентный ресурс – наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации, хранения, ремонта объекта от начала работы объекта до наступления предельного состояния.

Средний срок службы - математическое ожидание срока службы.

Гамма-процентный срок службы – календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах.

Время восстановления работоспособного состояния объекта – время. необходимое для восстановления объекта.

Техническая система называется невосстанавливаемой (неремонтируемой), если ее отказ приводит к неустранимым последствиям и систему нельзя использовать по своему назначению. Пример – полупроводниковые приборы.

Техническая система называется восстанавливаемой (ремонтируемой), если ее отказ может быть устранен и система может использоваться по своему назначению.

Резервированием называется повышение надежности системы, путем включение в ее состав резервных единиц.

Резервирование бывает трех видов – общее, раздельное и смешанное.

Общим называется резервирование, при котором параллельно друг другу включаются идентичные системы.

Раздельным называется резервирование системы путем использования отдельных резервных устройств.

Комбинированным называется сочетание общего и раздельного резервирование в одной системе.

Отношение числа резервных устройств к числу основных называется кратностью резервирования. Кратность резервирования может быть либо целым, либо дробным числом.

По способу включения резервных устройств резервирование может быть постоянным и с замещением.

Постоянным называется резервирование, при котором резервные объекты соединены с основными объектами в течение всего времени работы.

Замещением называется резервирование, при котором резервные объекты соединяются с основными объектами только после их отказа.

Резервные объекты могут находиться в трех режимах работы:

- в нагруженном режиме, при котором резервные объекты находятся в тех же рабочих условиях, что и основные;

- в ненагруженном режиме, при котором резервные объекты не включены в работу;

- в облегченном режиме, при котором резервные объекты включены, но работают не на полную нагрузку.

В качестве дополнительной литературы рекомендуются источники [3, 4 и 5].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выводы по материалу занятия.

2. Ответы на вопросы.

3. Задание на самостоятельную работу.

ЛИТЕРАТУРА

1. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов ж/д транспорта/ А.В. Ефимов, А.Г. Галкин. – М.: УМК МПС России, 2000, с. 275 … 280.

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

3. ГОСТ 27.301-95 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения.

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

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