Мета вивчення дисципліни – оволодіння основними методами оцінювання та розрахунку надійності на етапі проектування та експлуатації електрообладнання, в тому числі – автоматизованих систем управління технологічними процесами.
В результаті вивчення курсу студент має:
- знати основні терміни теорії надійності;
- вміти формувати структурно-логічні схеми розрахунку надійності;
- вміти використовувати програмне забезпечення для розрахунку показників надійності;
- вміти розраховувати та нормувати показники ремонтопридатності блока апаратури автоматизації;
- знати та використовувати основні методи обробки статистичної інформації в процесі випробувань на надійність.
Теорія надійності встановлює закономірності виникнення відмов в різних виробах, вивчає вплив зовнішніх та внутрішніх впливів на процеси в них, закладає основи розрахунку надійності та прогнозування відмов, визначає способи підвищення надійності при конструюванні, виготовленні та експлуатації виробів, встановлює методику збору, обліку та аналізу статистичних відомостей, що характеризують надійність.
Предмет теорії надійності становить сукупність математичних методів, що базуються на теорії імовірності та математичній статистиці, організаційних і технічних заходів.
Під час аналізу та оцінки надійності конкретні технічні пристрої називаються узагальненим поняттям «об'єкт».
Об'єкт- це предмет певного цільового призначення, що розглядається в періоди проектування, виробництва, експлуатації, вивчення, дослідження і випробувань на надійність. Об'єктами можуть бути системи та їх елементи, зокрема технічні вироби, пристрої, апарати, прилади, їх складові частини, окремі деталі і т.і.
Надійність - властивість об'єкту зберігати в часі у встановлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання і транспортування.
Надійність є комплексною властивістю, яка, залежно від призначення об'єкту та умов його застосування, може включати:
- безвідмовність;
- довговічність;
- ремонтопридатність;
- зберігаємість,
або поєднання цих властивостей.
Безвідмовність - властивість об'єкту безперервно зберігати працездатний стан протягом деякого часу або напрацювання.
Довговічність - властивість об'єкту зберігати працездатний стан до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування і ремонту.
Ремонтопридатність - властивість об'єкту, що полягає в пристосованості до підтримання і відновлення працездатного стану шляхом технічного обслуговування і ремонту
Зберігаємість - властивість об'єкту зберігати в заданих межах значення параметрів, що характеризують здатність об'єкту виконувати необхідні функції, під час та після зберігання і транспортування.
Об'єкт може знаходитися в наступних станах:
1) справний стан - стан об'єкту, при якому він відповідає усім вимогам нормативно-технічної документації;
2) несправний стан - стан об'єкту, при якому він не відповідає хоч би одній з вимог нормативно-технічної документації;
3) працездатний стан - стан об'єкту, при якому значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати задані функції, відповідають вимогам нормативно-технічної документації;
4) непрацездатний стан - стан об'єкту, при якому значення хоч б одного параметра, що характеризує здатність виконувати задані функції, не відповідає вимогам нормативно-технічної і (чи) конструкторської (проектної) документації;
5) граничний стан - стан об'єкту, при якому його подальша експлуатація недопустима або недоцільна, або відновлення його працездатного стану неможливе або недоцільно.
Для опис різних пошкоджень об'єктів використовуються наступні терміни.
Дефект - кожна невідповідність властивостей об'єкту встановленим вимогам.
Ушкодження - подія, що полягає в порушенні справного стану об'єкту при збереженні працездатного стану.
Відмова - подія, що полягає в порушенні працездатного стану об'єкту.
Розрізняють наступні типи відмов:
- ресурсна відмова, в результаті якої об'єкт досягає граничного стану;
- незалежна відмова, що не обумовлюється іншими відмовами;
- залежна відмова;
- раптова відмова;
- поступова відмова;
- збій - відмова, що самоусувається, або одноразова відмова, що усувається незначним втручанням оператора;
- явна відмова (виявляється візуально);
- прихована відмова;
- конструктивна відмова;
- виробнича відмова;
- експлуатаційна відмова.
Часові поняття, що використовуються в теорії надійності.
1. Напрацювання - тривалість або об'єм роботи об'єкту. Напрацювання може бути як безперервною величиною (тривалість роботи в годинах, кілометраж пробігу і т.і.), так і дискретною величиною (кількість робочих циклів, запусків).
2. Напрацювання до відмови - напрацювання об'єкту від початку експлуатації до виникнення першої відмови.
3. Напрацювання між відмовами - напрацювання об'єкту від закінчення відновлення його працездатного стану після відмови до виникнення наступної відмови.
4. Час відновлення - тривалість відновлення працездатного стану об'єкту.
5. Ресурс - сукупне напрацювання об'єкту від початку його експлуатації або відновлення після ремонту до переходу в граничний стан.
6. Термін служби - календарна тривалість експлуатації від початку експлуатації об'єкту або відновлення після ремонту до переходу в граничний стан.
Показник надійності - кількісна характеристика одного або декількох властивостей, що становлять надійність об'єкту.
Розрізняють наступні основні показники надійності.
Одиничний показник надійності - показник надійності, що характеризує одну з властивостей, що складають надійність об'єкту.
Комплексний показник надійності - показник надійності, що характеризує декілька властивостей, які становлять надійність об'єкту.
Розрахунковий показник надійності - показник надійності, значення якого визначаються розрахунковим методом
Експериментальний показник надійності - показник надійності, точкова або інтервальна оцінка якого визначається за даними випробувань.
Експлуатаційний показник надійності - показник надійності, точкова або інтервальна оцінка якого визначається за даними експлуатації