2.2.2 Показатели надежности

Надежность - свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность - комплексное свойство, включающее:

• безотказность,

• долговечность,

• ремонтопригодность,

• сохраняемость.

Для сложных бытовых машин и приборов важны все свойства. Для товаров, не выполняющих технически сложных функций, а также товаров, не подлежащих ремонту, надежность определяется долго­вечностью и сохраняемостью.

Важнейшими для понимания свойств надежности являются характеристики состояния изделий:

Исправность - состояние изделия, при котором оно способно выполнять все заданные функции.

Неисправность - состояние изделия, при котором оно не способно выполнять хотя бы одну из заданных функций.

Работоспособное состояние - состояние изделия, которое характеризуется его способностью выполнять все необходимые функции.

Неработоспособное состояние - состояние изделия, при котором оно не способно выполнять хотя бы одну из требуемых функций.

Важной характеристикой состояния изделия является предельное состояние, наступающее, когда изделие имеет очень много отказов или становится неремонтопригодным вследствие неисправности.

Каждое из этих состояний изделия характеризуется совокупностью количественных параметров и качественных признаков. Номенклатура этих параметров и признаков, а также пределы допустимых их изменений содержатся в нормативной документации.

Работоспособное изделие в отличие от исправного должно удовлетворять лишь тем требованиям нормативной документации, выполнение которых обеспечивает нормальное его применение по назначению. Работоспособное изделие может быть неисправным, если оно, например, не удовлетворяет эстетическим требованиям, причем ухудшение внешнего вида изделий не препятствует его применению по назначению.

Для технически сложных изделий возможны частично неработоспособные состояния, при которых объект способен выполнять требуемые функции с пониженными показателями или способен выполнять лишь часть требуемых функций.

Переход изделия из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа. Переход изделия из исправного состояния в неисправное работоспособное состояние происходит из-за повреждений.

Отказ- утрата изделием способности выполнять требуемую функцию, т.е. нарушение работоспособного состояния изделия.

Если работоспособность изделия характеризуют совокупностью значений некоторых технических параметров, то признаком возникновения отказа является выход значений любого из этих параметров за пределы допусков.

Повреждение - нарушение исправного состояния изделия при сохранении работоспособности.

Нормативной документацией определено более двадцати разновидностей отказов.

Переход изделия в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение его эксплуатации. При достижении предельного состояния изделие должно быть снято с эксплуатации, направлено в средний или капитальный ремонт, списано, уничтожено или передано для применения не по назначению. Если критерий предельного состояния установлен по причине безопасности хранения и транспортирования, то при наступлении предельного состояния должно быть прекращено применение изделия по назначению.

Безотказность характеризует свойство товара выполнять требуемые функции в определенных условиях в течение заданного интервала времени или наработки.

Безотказностью характеризуются в основном технически сложные изделия. Единичными свойствами безотказности являются:

• вероятность безотказной работы,

• средняя наработка на отказ,

• средняя наработка между отказами,

• гамма-процентная наработка на отказ,

• интенсивность отказов,

• средняя интенсивность отказов,

• параметр потока отказов,

• средний параметр потока отказов.

Безотказность имеет наибольшее значение для эксплуатируемых изделий при их использовании по назначению. Но во многих случаях причиной отказов могут быть неправильные условия транспортирования и хранения.

Долговечность - свойство товара выполнять требуемые функции до перехода в предельное состояние при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Товар может перестать удовлетворять потребности как вследствие изменения своего физического состояния в системе "человек - изделие - физическая среда", так и вследствие изменения самих потребностей под влиянием различных процессов, происходящих в социальной среде. Поэтому различают долговечность физическую, связанную с физическим износом изделий, и социальную, связанную с их моральным старением.

Основными факторами физического износа являются:

• механические (деформации, трение),

• биологические (микроорганизмы, насекомые, грызуны),

• термические (повышенные и пониженные температуры, их перепад),

• химические (кислоты, щелочи, окислители),

• физико-химические (совокупное воздействие химических факторов, влаги, температуры, ультрафиолетовых лучей и т.д.).

Под влиянием факторов износа снижение показателей потребительских свойств может происходить до предельного состояния.

Переход изделия в предельное состояние может возникать вследствие отказа, если изделие является неремонтируемым. Для ремонтируемых изделий предельное состояние наступает после того, как изделие уже подвергалось средним и капитальным ремонтам, и дальнейший ремонт экономически нецелесообразен или невозможен по причине безопасности или другим причинам.

Единичными показателями физической долговечности технически сложных изделий являются:

• средний ресурс,

• гамма-процентный ресурс,

• средний срок службы,

• гамма-процентный срок службы.

Ресурс изделия представляет собой запас возможной наработки, а срок службы - календарную продолжи­тельность эксплуатации до предельного состояния. Для неремонтируемых изделий показатели совпадают с продолжительностью пребывания изделия в работоспособном состоянии. Ресурс ремонтируемых изделий частично или полностью восстанавливается в процессе ремонтов, для них отсчет наработки возобновляют после окончания ремонта. В связи с этим различают доремонтный, межремонтный, послеремонтный и полный (до полного выхода изделия из строя) ресурс.

Сложность оценки свойств безотказности и долговечности состоит в том, что, в отличие от других потребительских свойств, их единичные и комплексные показатели могут быть определены только после того, как наступил отказ или предельное состояние. Поэтому показатели этих свойств прогнозируют с определенной точностью (т.е. при заданной относительной погрешности) и с определенной достоверностью (т.е. при заданном уровне доверительной вероятности).

Безотказность и долговечность изделий зависят не только от свойств сырья, материалов, полуфабрикатов, но и от множества других факторов:

• достигнутого уровня технологии и степени стабильности технологических процессов,

• уровня технологической дисциплины,

• выполнения всех требований по хранению, транспортированию и применению изделий по назначению.

Комплектующие изделия, детали и элементы для сложнотехнических товаров поставляются, как правило, различными предприятиями и могут иметь разный уровень производственного исполнения. В связи с этим изделия одного и того же вида могут существенно различаться по показателям безотказности, долговечности, а также сохраняемости.

Физическая долговечность изделий, не относящихся к технически сложным, имеет другую номенклатуру единичных свойств. Например, проф. В.П. Склянниковым предложено подразделить долговечность текстильных товаров на три группы: стойкость изделия к изменению размеров и формы; стойкость поверхности изделия к изменению; стойкость изделия к общему разрушению [22].

Стойкость размеров и формы обеспечивается отсутствием или равномерностью усадки материалов, составляющих изделие, величиной обратной деформации материалов при растяжении и изгибе, достаточной жесткостью материалов и конструкции изделия.

Стойкость поверхности изделий к изменению включает стойкость поверхности материалов к истиранию, устойчивость к загрязнению, засаливанию, образованию блеска, стойкость к изменению цвета и других эффектов отделки.

Стойкость изделия к общему разрушению определяется стойкостью к механическим, физико-химическим, биологическим воздействиям и комплексному влиянию этих факторов.

Социальная долговечность определяется продолжи­тельностью эксплуатации изделия до его выхода из строя вследствие полного морального старения. Моральное старение товаров является неизбежным следствием научно-технического прогресса. На ранних стадиях промыш­ленного производства социальная долговечность значительной части изделий намного превышала их физическую долговечность. По мере развития общественного производства сроки морального старения сокращаются, что носит объективный и прогрессивный характер, так как свидетельствует о более высоком материальном уровне и повышении интеллекта членов общества.

В этих условиях особое значение имеет соотношение между физической (Дф) и социальной долговечностью (Д_с), так как вследствие морального старения изделие может выйти из строя значительно раньше, чем будет исчерпан его физический ресурс.

Оптимальным соотношением между указанными свойствами является их равенство: Дф - Д_с. В этом случае Дф соответствует общественно необходимым потребностям в данном изделии. Значительный разрыв в показателях физической и социальной долговечности приводит к материальному ущербу покупателей или государства, так как практически бесполезными оказываются затраты и усилия на повышение физической долговечности изделий, а также показателей других свойств.

Необходимо иметь в виду, что для каждого периода развития общества представления об оптимальном соотношении физической и социальной долговечности могут быть различными. Для наиболее сложных периодов в жизни общества решающей является физическая долговечность; в периоды высокого развития значение ее уменьшается и возрастает значение социальной долговечности.

Сроки морального старения разных видов изделий различны и во многом определяются основной их функцией, циклом смены моды на ту или иную группу товаров. Наименьшую социальную долговечность имеют одежда, обувь, украшения, т.е., те изделия, которые наряду с утилитарной функцией выполняют функцию эстетическую. В наименьшей степени моральному старению подвержены товары, в которых ведущую роль играет утилитарная функция (например, хозяйственного назначения).

Сохраняемость - свойство изделия сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность изделия выполнять требуемые функции во время и после хранения и транспортирования.

Единичными показателями сохраняемости являются:

• средний срок сохраняемости и

• гамма-процентный срок сохраняемости.

Значение этих свойств для непродовольственных товаров чрезвычайно велико, так как в процессе хранения и транспортирования они могут подвергаться различным неблагоприятным воздействиям, например:

• колебаниям температуры,

• действию влажного воздуха,

• вибрациям и т.п.

В результате еще до начала эксплуатации изделия могут оказаться в неработоспособном и даже в предельном состоянии.

Ремонтопригодность - свойство изделия быть приспособленным к поддержанию и обновлению состояния, в котором оно способно выполнять требуемые функции с помощью технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность является важным свойством изделий, позволяющим значительно повысить их долговечность путем ремонта, т.е. восстановления исправного состояния или работоспособности изделия, его ресурса.

Единичными показателями ремонтопригодности являются вероятность восстановления, средняя продолжительность восстановления, интен­сивность восстановления.

Термин "ремонтопригодность" традиционно трактуется в широком смысле. Этот термин эквивалентен международ­ному термину "приспособленность к поддержанию работоспособного состояния". Помимо ремонтопригодности, это понятие включает в себя приспособленность изделия к техническому обслуживанию.