21

Министерство образования и науки Украины

Донбасская национальная академия

строительства и архитектуры

ДонНАСА

Кафедра «Прикладная экология и химия»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

(тезисы)

по дисциплине

Основы надёжности природоохранных объектов

для студентов специальности 7.070801 (специалисты)

«Экология и охрана окружающей среды»

Код 2510

Составил проф. Кравец В.А.

Макеевка-2009

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1.	Исторический очерк. О курсовой работе.	3
2	Краткие сведения из теории вероятностей	5
3	Анализ риска	7
4	Качественный анализ надёжности систем	8
5	Экспериментальные и статистические методы оценки надёжности базовых элементов	9
6	Зависимость интенсивности отказов от времени работы элемента. Экспоненциальная зависимость вероятности безотказной работы от времени P=f(t) для невосстанавливаемых систем.	10
7	Другие виды зависимости P(t).	12
8	Мероприятия по исключению из эксплуатации периода приработки и повышенного износа	12
9	Надёжность систем. Зависимость надёжности систем от надёжности элементов при последовательном и параллельном соединении. Понятие о резервировании.	13
10	Количественные аспекты анализа систем. Применение вычислительной техники для обработки баз данных. Характеристика программ для анализа частоты отказов и расчёта уровней риска.	13
11	Краткие сведения о количественном исследовании систем при независимости базовых событий. Системы с голосованием.	14
12	Особый вид резервирования - накопительные ёмкости	15
13	Восстанавливаемое оборудование и системы	16
14	Краткие сведения о количественном исследовании систем при взаимозависимости базовых событий. Марковская модель для описания резервирования. Коэффициенты неготовности. Количественный анализ совместных причин. Безусловная интенсивность отказов системы	16
15	Системы с защитой	18
16	Учёт человеческого фактора при анализе надёжности систем. Ошибки оператора	18
17	.Рассмотрение отдельных примеров расчёта надёжности систем.	19
18	Заключительная лекция. Подведение итогов. Пожелание успехов в труде и счастья в личной жизни.	20
	Литература	21
	Контрольные вопросы	21

Лекция 1.

Введение. Краткий исторический очерк. Цели и задачи курса.

«Всё, что может испортиться, - обязательно портится. Всё, что не может испортиться, - портится тоже» - эта шутливая истина определяет особое отношение потребителя к надёжности технического изделия как к основному параметру, характеризующему его эксплуатационные свойства.

Стандарт определяет надёжность как свойство изделия выполнять функции, сохраняя во времени значения установленных параметров в заданных пределах.

Вследствие очевидных причин первые систематические исследования по надёжности были проведены в авиационно-космической промышленности. В связи с ростом числа авиаперевозок после второй мировой войны были выполнены сравнительные исследования надёжности одно- и многомоторных самолётов, разработаны критерии безотказности и необходимые уровни безопасности полётов. Например, было установлено, что число аварий при посадке составляет в среднем одну на миллион посадок. В связи с этим при разработке систем автоматической посадки к ним предъявлялись требования обеспечить уровень надёжности, при котором число аварий не превышает одной на 10⁷ посадок. Таким образом, появились численные оценки надёжности систем и процессов и были сформулированы требования к этим системам или процессам.

Тогда же для получения численных характеристик надёжности сложных систем стали применять стендовые испытания элементов этих систем, и были установлены математические законы вычисления надёжности системы в целом по надёжности её элементов.

В 50-е годы повышается интерес к безопасности во всех отраслях промышленности, но наиболее заметен этот процесс в ядерной и аэрокосмической отрасли. Для описания надёжности компонентов стали применять термины «интенсивность отказов», «ожидаемый срок службы» и «прогнозирование вероятности безотказной работы», которые употребляются и в настоящее время. При расчёте параметров надёжности впервые стали учитывать возможные ошибки оператора, т.е. человеческий фактор. Таким образом, человек стал рассматриваться как составной элемент сложной технической системы.

В 60-70-е годы в основном изучались эффекты воздействия отказов отдельных элементов на поведение системы в целом. Если ранее усилия в основном были направлены на достижение надёжности каждого элемента, то в этот период стремились применить технические решения обеспечения надёжности путём дублирования систем и ограничения функционирования ненадёжных компонентов. Начало эры пилотируемых космических полётов повысили значение такого показателя как «вероятность безотказной работы в течение заданного времени», что опиралось на требование «разового использования».

Большие усилия были приложены к эксплуатационным исследованиям надёжности. Каждый случай отказа старательно протоколировался, причины отказа устанавливались, статистический материал анализировался. В аэрокосмической и ядерной промышленности эта система сохранилась поныне и не утратила своей важности. В 80-е годы методы анализа и обеспечения надёжности стали применяться и в других отраслях, в том числе при выпуске потребительских товаров для обеспечения их потребительских качеств. При анализе надёжности стали широко применяться компьютеры.

В этот период резко возросли требования к защите окружающей среды как при нормальной работе предприятий, так и при различных промышленных катастрофах. Следствием этого стало принятие ряда законодательных актов, формулирующих требования к надёжности и введение дисциплины «Основы надёжности» в курс подготовки студентов-экологов в славной Донбасской государственной академии строительства и архитектуры.

Целью курса является обучение студентов методам анализа безопасности, анализа последствий аварий и численной оценки риска, а также получение навыков разработки мероприятий повышающих надёжность работы технологических систем и оборудования.

В рамках данного курса предусмотрено выполнение курсовой работы и использование материалов курса при дипломном проектировании.

Курсовая работа – методика выполнения.

• Цели и задачи курсовой работы

Целью курсовой работы является изучение и закрепление основ теории надёжности, приобретение навыков выполнения практических расчётов и самостоятельного решения технических задач, связанных с обеспечением надёжности технологических систем природоохранного назначения.

Задачей курсовой работы является качественная и количественная оценка надёжности технологических систем, предназначенных для очистки газа, сточных вод или переработки отходов, разработка мероприятий по повышению надёжности таких систем и оценка эффективности этих мероприятий.

Курсовая работа может быть составной частью пояснительной записки к дипломному проекту и входить в дипломный проект в качестве самостоятельного раздела.