5. Оценка надежности функционирования технологического процесса

Цель работы – освоить методику оценки надежности функ-ционирования технологического процесса как важнейшего по-казателя, определяющего качество продукции.

5.1. Краткие теоретические сведения

Надежность функционирования технологического процесса

Способность технологической системы сохранять во време-ни в установленных пределах значения всех параметров, харак-теризующих способность системы выполнять требуемые функ-ции в заданных режимах и условиях эксплуатации, называется надежностью. Надежность зависит от следующих факторов: ка-чество сырья, требования к изготовляемой продукции, условия эксплуатации оборудования линии, организация технического об-служивания и ряда других , в том числе психологических, харак-теризуемых отношениями в системном комплексе «человек – ма-шина».

Надежность включает в себя четыре качественных показа-теля: безотказность, ремонтопригодность, долговечность и со-храняемость.

Безотказность – это свойство системы сохранять работо-способность (выполнять свои функции не хуже заданных) в те-чение определенного промежутка времени непрерывно. Это свойство является наиболее важным, так как отражает способ-ность системы длительное время работать без отказов.

Ремонтопригодность – это свойство системы, которое за-ключается в ее приспособленности к предупреждению, обнару-жению и устранению причин возникновения отказов, а также поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Это

49

свойство зависит от того, как выполнены различные элементы: отдельно или в виде блоков, легкозаменяемые они или нет и т.д., а также от использования средств встроенного контроля работо-способности и диагностики.

Долговечность – это свойство системы сохранять работо-способность до наступления предельного состояния с необхо-димыми перерывами для технического обслуживания и ремон-тов. Оно зависит от долговечности используемых элементов и от подверженности системы моральному старению.

Сохраняемость – это свойство системы сохранять значения показателей безотказности и ремонтопригодности в тече-ние срока хранения и транспортировки и после. Это свойство для систем не столь существенно , так как системы в целом не хранятся, храниться могут только отдельные технические сред-ства и элементы.

Фундаментальным понятием теории надежности является отказ – выход за границу допуска показателя качества продук-ции. По характеру возникновения отказы технологических систем можно разделить на два типа: постепенные и внезапные. Постепен-ные отказы вызываются медленным изменением параметров системы, их постепенным отклонением от заданных значений. Причинами постепенных отказов могут быть, например , нару-шение регулирования процессов, накопление отложений на по-верхностях теплообменных аппаратов, технологических отходов в рабочих органах машин и т.п.

Внезапные отказы проявляются в резком, неожиданном из-менении параметров системы, им обычно не предшествуют ка-кие-либо характерные признаки. Типичными причинами таких отказов являются резкое отклонение от нормы параметров ис-ходного сырья, изменение микроклимата в цехе при отсутствии системы кондиционирования воздуха, грубые нарушения техно-логической дисциплины обслуживающим персоналом и др.

50

Отказы, как правило, являются случайными событиями, а момент появления как постепенного, так и внезапного отказа может быть определен только как случайная величина.

Алгоритм обработки информации при отказах системы

1. Строится вариационный ряд случайной величины и опре-деляется его размах. Под случайной величиной в этом случае понимается наработка на отказ.

2. Вычерчивается гистограмма и полигон частостей.

3. Определяется эмпирическая функция вероятности отказа.

4. Вычисляется среднее значение, дисперсия, стандартное отклонение и коэффициент вариации случайной величины.

5. Находятся ошибки определения среднего значения

• ошибка стандартного отклонения.

6. Высказывается предположение о виде (законе) распреде-ления случайной величины.

7. Проверяется предположение, высказанное о законе рас-пределения, и формируется аналитическое выражение для пара-метров потока отказов.

6. Записываются аппроксимирующие математические вы-ражения: для плотности вероятности данного распределения, функции вероятности отказов и функции вероятности безотказ-ной работы объекта.

6. Строятся аппроксимирующие графики функций вероят-ности отказов и вероятности безотказной работы объекта.

7. Составляется таблица, содержащая основные показатели надежности функционирования объекта.

8. Выполняется сравнительный анализ основных показате-лей надежности функционирования объектов и принимается со-ответствующее управляющее решение.