4.2. Стани й події

У теорії надійності розглядаються наступні основні стани об'єктів: справний, несправний, працездатний, непрацездатний.

Справний стан (справність) - стан об'єкта, за яким він здатний виконувати всі задані функції об’єкта.

Несправний стан (несправність) – стан об'єкта, за яким він не здатний хоч би на одну із заданих функції об’єкта.

Працездатний стан (працездатність) - стан об'єкта, який характеризується його здатністю виконувати усі потрібні функції.

Непрацездатний стан (непрацездатність) - стан об'єкта, за яким він не здатний виконувати хоч би одну з потрібних функцій.

Відзначимо, що поняття справність - ширше поняття працездатність. Працездатний об'єкт може бути справним або несправним. Наприклад, несправність резервного елемента безпосередньо не порушують нормального функціонування об'єкта, хоча він при цьому вважається несправним. Непрацездатний об'єкт завжди не справний.

Розглянемо тепер основні події, пов'язані зі змінами станів об'єкта.

Відмова - подія, що полягає у втраті об’єктом здатності виконувати потрібну функцію, тобто в порушенні працездатного стану об'єкта.

Пошкодження - подія, яка полягає у втраті об’єктом здатності виконувати потрібну функцію, тобто в порушенні працездатного стану об’єкта.

Варто враховувати, що поняття відмови і пошкодження відносні. Одна й та ж подія, наприклад перегоряння резистора в резервному блоці, стосовно цього блоку є відмовою, а стосовно об'єкта в цілому - пошкодженням.

При дослідженні конкретного об'єкта його відмову визначають за допомогою критерію відмови, під яким розуміють ознаку або сукупність ознак порушення працездатного стану об'єкта, встановлених у нормативно-технічній і (або) конструкторській (проектній) документації. Як приклад, можна привести багатоканальний об'єкт. Що вважати відмовою такого об'єкта? У нормативно-технічній документації чітко встановлений критерій відмови: кількість каналів, що одночасно перебувають у непрацездатному стані. У момент досягнення критерію відмови об'єкт переходить у непрацездатний стан (відмову).

Характер виникнення, вияву відмов та пошкоджень може бути різний. Залежно від цього відмови класифікують за різними ознаками і видами (табл. 1.1).

Таблиця 1.1

Класифікація відмов

Класифікація відмов	Види відмов
Характер зміни параметра до моменту виникнення відмови	Раптова відмова Поступова відмова
Зв'язок з відмовами інших об'єктів (елементів)	Незалежна відмова Залежна відмова
Характер вияву відмови	Збій Перемежована відмова
Причина виникнення відмови	Конструкційна відмова Виробнича відмова Експлуатаційна відмова
Ступінь впливу на працездатність об'єкта	Повна відмова Часткова відмова

Раптова відмова - відмова, яку неможливо передбачити попереднім дослідженням чи технічним оглядом.

Причиною виникнення раптових відмов є випадкова концентрація діючих на елемент зовнішніх і (або) внутрішніх навантажень, що перевищують його міцність. Фізична сутність раптової відмови зводиться до того, що після деякої порівняно швидкої зміни тих або інших фізико-хімічних властивостей матеріалу елемента відбувається стрибкоподібна зміна його основних характеристик, у результаті чого елемент руйнується або втрачає свої найважливіші властивості. Приклади раптових відмов: перегоряння ниток розжарення ЕВП, струмопровідного шару в резисторах, пробій діелектриків, обрив у конденсаторах і т.п.

Відновлення працездатності об'єкта при раптовій відмові здійснюється шляхом заміни або ремонту елемента, що відмовив.

Поступова відмова - відмова, спричинена поступовими змінами значень одного чи декількох параметрів об’єкта.

Поступові відмови пов'язані із процесами зношування деталей, старіння матеріалів, нагромадження змін фізико-хімічних властивостей. Під дією цих факторів відбувається поступова зміна параметрів об'єкта й при виході хоча б одного з основних параметрів за межі поля допуску виникає відмова.

Відновлення працездатності об'єкта при поступових відмовах у деяких випадках можливе не тільки шляхом заміни, або ремонту елементів, але й шляхом регулювання параметрів.

Відзначимо, що поступові відмови можна прогнозувати й попереджати при технічному обслуговуванні. Раптові відмови прогнозувати й, попереджати не можна.

Варто враховувати, що поділ відмов на раптові та поступові є умовним за двома причинами. По-перше, розходження між ними визначається лише швидкістю фізико-хімічних процесів, що приводять до відмов. Тому чітко розмежувати раптові й поступові відмови в багатьох випадках важко. По-друге, часто поступові зміни властивостей матеріалів елемента не спостерігаються (для цього б довелося зруйнувати елемент) або не можуть бути визначені через відсутність необхідних засобів виміру. У таких випадках поступові відмови для обслуговуючого персоналу виявляються як раптові.

Незалежна відмова – відмова об’єкта, не спричинена прямо чи не прямо відмовою або несправністю іншого об’єкта.

Залежна відмова - відмова об’єкта, спричинена прямо чи не прямо відмовою або несправністю іншого об’єкта.

Прикладом залежної відмови може служити перегорання резистора внаслідок пробою в конденсаторі. Залежні відмови особливо характерні для інтегральних мікросхем, у яких місцеве перегрівання кристалу може призвести до відмови декількох елементів.

Збій – самоусувна відмова або одноразова відмова, яку незначним втручанням усуває оператор.

Повторювальна відмова - самоусувна відмова одного й того ж характеру, що виникає багаторазово.

Збої й повторювані відмови найбільш характерні для апаратури дискретного типу (ПЕОМ, апаратури цифрового зв'язку та ін.), при функціонуванні яких багаторазово повторюються однотипні операції. Тому в такій апаратурі передбачають спеціальні засоби захисту від збоїв.

Конструкційна відмова - відмова, спричинена недосконалістю чи порушенням встановлених правил і (чи) норм проектування та конструювання об’єкта.

Виробнича відмова - відмова, спричинена невідповідністю чи порушенням виготовлення об’єкта до його проекту чи до норм виробничого процесу.

Експлуатаційна відмова - відмова, що пов'язана з порушенням установлених правил й (або) умов експлуатації.

Для складних багаторежимних об'єктів доцільно ввести поняття часткової й повної відмови.

Часткова відмова - відмова, що призводить до неспроможності об’єкта виконувати частину з потрібних функцій.

Повна відмова - відмова, що призводить до повної неспроможності об’єкта виконувати жодну з потрібних функцій.