События, состояния и показатели

Прикладная научная дисциплина надежность, как любая научная дисциплина оперирует специальными терминами и понятиями. Объектом исследований науки о надежности являются любые технические устройства, сборочные единицы, их детали, средства оснащения технологических процессов и т.д. Для формализованного описания этих объектов вводятся понятия систем и элементов, которые отражают только некоторые оговоренные представления об этих объектах. В соответствии с общепринятыми положениями в настоящем пособии термин «изделие» будет применяться в самом широком смысле, обозначая любое техническое устройство, которое, в зависимости от конкретного рассмотрения, может быть представлено как система структурно связанных элементов, так и элемент, структура которого не конкретизируется. Следовательно, наука о надежности рассматривает надежность не только самого технического устройства, но и надежность технологических систем изготовления этих устройств.

Наука о надежности выделяет состояния изделий (исправное и неисправное, работоспособное и неработоспособное и т.д.) и события (повреждение, отказ и т.д.), которые могут происходить с этими изделиями. При этом наука о надежности изучает вполне определенные свойства изделий, характеризующие их надежность: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Каждое из этих свойств характеризуется набором конкретных количественных показателей. Например, для безотказности – вероятность безотказной работы, вероятность выполнения технологического задания, интенсивность отказов и т.д. Для количественного определения этих показателей используется математический аппарат теории вероятностей и математической статистики. При этом величины показателей качества изделий рассматриваются как случайные величины, рассеивание значений которых возникает из-за стохастической природы технологических процессов и процессов их измерения и диагностики.

Например, летательный аппарат и технологическая система его изготовления характеризуется определенным набором свойств. Для количественной оценки определенного свойства вводится понятие показатель. Например, показатели качества, показатели надежности, показатели точности функционирования, показатели экономичности и т.д. Показатель характеризует в количественном виде, в какой степени эти свойства присущи конкретному изделию. При рассмотрении показателя следует различать: его наименование; его формулировку, содержащую указание о способе экспериментального или расчетного определения его численного значения; размерность показателя; его численное значение, которое может изменяться в зависимости от условий измерения, условий эксплуатации или стадии разработки изделия.

Показатели могут быть единичными или комплексными и они оговариваются в нормативных документах на изделие. При этом также оговаривается допустимая величина отклонения этих параметров от установленных значений, уровень внешних нагрузок при измерении параметра и необходимость проведения измерений при обязательном соблюдении методов и сроков технического обслуживания и ремонта изделия.

Свойство изделия сохранять во времени в установленных пределах значения параметров, оговоренных в нормативно-технической документации, характеризует техническое состояние изделия. Различают следующие шесть основных видов технического состояния изделий: исправное, работоспособное, неисправное, неработоспособное, предельное и состояние списания (рисунок 2).

Рисунок 2 - Виды состояний изделий

В исправном состоянии изделие соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Если же изделие не соответствует хотя бы одному требованию этой документации, то его состояние неисправное. В неисправное состояние изделие переходит вследствие возникновения дефекта. Однако, в неисправном состоянии изделие может быть работоспособным и неработоспособным. Работоспособное состояние накладывает меньше ограничений на изделие, чем исправное состояние, и требует, чтобы только те значения параметров, которые характеризуют способность изделия выполнять заданные функции, соответствовали документации на изделие. При этом в документации должно оговариваться, какие параметры обеспечивают работоспособное состояние.

Дефект, приводящий к переходу изделия из исправного состояния в неисправное, но работоспособное, получил название повреждения. В неработоспособном состоянии хотя бы один параметр изделия, характеризующий его способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям документации. Дефект, приводящий к переходу изделия из исправного или работоспособного неисправного состояния в неработоспособное состояние, получил название отказа. Таким образом, повреждение изделия сохраняет его способность выполнять заданные функции, а отказ - нет.

Предельное состояние - это такое состояние, при котором его эксплуатация должна быть прекращена в соответствии с требованиями документации. Т.е. переход в предельное состояние определяется нецелесообразностью или недопустимостью дальнейшего применения изделия по его назначению. Обычно переход в предельное состояние задается выработкой изделием ресурса или срока службы. Для изделия в предельном состоянии ставится вопрос либо о целесообразности проведения его ремонта, для перевода изделия в исправное или работоспособное состояние, либо о его списании.

Переход изделия из неработоспособного (непредельного) состояния в работоспособное осуществляется с помощью операций восстановления или ремонта. К операциям восстановления в основном относят операции идентификации отказа (определение его места и характера), замены, регулирования и контроля технического состояния и контроля работоспособности изделия в целом. При ремонте же происходит восстановление ресурса изделия в целом. В основном термин ремонт применяется при восстановлении работоспособности изделия из предельного состояния.

В зависимости от вида изделия подразделяют на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Восстанавливаемые изделия - это те, для которых в рассматриваемой ситуации (вид дефекта) восстановление работоспособности предусмотрено нормативно-технической и конструкторской документацией. Таким образом, восстанавливаемое изделие может при определенных видах дефектов не подлежать восстановлению.

В зависимости от того, предусмотрено ли документацией проведение ремонта на изделие в предельном состоянии, все изделия подразделяют на ремонтируемые или неремонтируемые. Причиной списания ремонтируемого изделия из предельного состояния или восстанавливаемого изделия из неработоспособного состояния может быть: невозможность обеспечения нужного уровня эффективности или надежности после восстановления или ремонта; неоправданно большие затраты на восстановление или ремонт; моральное старение изделия.

В настоящее время значительная часть авиационных изделий эксплуатируется по фактическому состоянию. При этом в процессе планового технического обслуживания проводится дефектация и восстановление исправного состояния без отправки изделия в специализированные ремонтные предприятия. Для применения этого прогрессивного метода необходимо оснащать изделия эффективными средствами контроля и диагностики работоспособности основных частей, отказы которых влияют на безопасность полетов, а также обеспечивать контролепригодность, доступность, взаимозаменяемость и идентичность функциональных характеристик отдельных узлов и агрегатов.