Министерство общего и профессионального образования РФ

Ульяновский государственный технический университет

Кафедра «БЖД, экология и химия»

Тишин В.Г.

НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК

Курс лекций и контрольные задания

Предназначено для студентов заочного факультета. Специальность 330500 «Безопасность технологических систем и производств»

Ульяновск 2003г.

Глава 1. Надежность технических систем.

1.1. Роль и место надежности технических систем, в общем

контексте безопасности

1.1. Понятие технической системы

Под технической системой (объектом) понимается упорядоченная совокупность отдельных элементов, связанных между собой функционально и взаимодействующих таким образом, чтобы обеспечить выполнение некоторых заданных функций (достижение цели) при различных состояниях работоспособности.

Объектами могут быть различные системы и их элементы, в частности: сооружения, установки, технические изделия, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Упорядоченность означает, что относительно окружающей среды система выступает и соответственно воспринимается как нечто функционально единое.

Признаком системы является структурированность, взаимосвязанность составляющих ее частей, подчиненность организации всей системы определенной цели (рис 1.1).

Обязательным компонентом любой системы являются составляющие элементы (подсистемы), само понятие элемента условно и относительно, так как любой элемент, в свою очередь, всегда можно рассматривать как совокупность других элементов.

Поскольку все подсистемы и элементы, из которых состоит система, определенным образом взаиморасположены и взаимосвязаны, образуя данную систему, можно говорить о структуре системы. Структура системы – это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, реализации различных форм поведения, совершения системой операций и т. п.

Система самостоятельно выполняет определенные практические задания.

Состояния системы

3 2

1

3 2

4 5

Рис. 1.1. Схема основных состояний и событий:

1 – повреждение; 2 – отказ; 3 – переход объекта в предельное состояние из-за

неустранимого нарушения требований безопасности, снижения эффективности

эксплуатации, морального старения и др. факторов; 4 – восстановление; 5 – ремонт.

Рис. 1.2. Система охлаждения и очистки отработавшего газа:

1- нагнетательный вентилятор; 2 – сетчатая прокладка; 3 – два циркуляционных насоса предварительной очистки газа; 4 – предварительный газоочиститель; 5 – водяной насос; 6 – два охлаждающих насоса.

Любая система имеет, как правило, иерархическую структуру, т. е. мо­жет быть представлена в виде совокупности подсистем разного уровня, рас­положенных в порядке постепенности. При анализе тех или иных конкрет­ных систем достаточным оказывается выделение некоторого определенного числа ступеней иерархии.

Системы функционируют в пространстве и времени. Процесс функцио­нирования систем представляет собой изменение состояния системы, пере­ход ее из одного состояния в другое. В соответствии с этим системы подраз­деляются на статические и динамические.

Статическая система — это система с одним возможным состоянием. Динамическая система — система с множеством состояний, в которой с те­чением времени происходит переход из одного состояния в другое.

С позиций безопасности задачи исследования технических систем заключаются в том, чтобы увидеть, каким образом элементы системы функционируют и системе во взаимодействии с другими ее частями и по каким причинам может произойти отказ, грозящий негативными последствиями для окружающей среды.

Введем единую терминологию, которая подразумевается на рис. 1.1 и которая будет использоваться в дальнейшем в отношении системы:

• Исправное состояние - система соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации.

• Неисправное состояние - система не соответствует хотя бы одному из требований.

• Работоспособное состояние - значение всех параметров, характеризующих способность системы выполнить заданные функции, находиться в пределах, установленных документацией.

• Неработоспособное состояние - значение какого-либо параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции системы, не соответствует документации.

• Предельное состояние - дальнейшее применение системы по назначению недопустимо или нецелесообразно.

• Дефект - переход системы из исправного состояния в неисправное.

• Повреждение – переход системы из исправного состояния в неисправное, но работоспособное.

• Отказ - переход из исправного состояния или неисправного работоспособного в неисправное неработоспособное.