В системах, где время до отказа подчиняется экспоненциальному распределению, ключевые параметры, такие как интенсивность отказов, входят в формулы надежности в виде множителей. Это создает важную взаимосвязь: сокращение времени непрерывной работы системы напрямую эквивалентно снижению интенсивности отказов. Следовательно, на этапе проектирования любые возможности для уменьшения длительности рабочих циклов следует рассматривать как эффективный инструмент повышения общей надежности.
Роль готовности системы
Для сложных технических комплексов критически важным показателем является готовность к выполнению задач. Этот параметр количественно выражается коэффициентом готовности, который зависит от времени восстановления. Уменьшение времени, необходимого для устранения неисправности и возвращения системы в строй, при прочих равных условиях напрямую повышает вероятность ее исправного состояния в произвольный момент времени, то есть увеличивает готовность.
Факторы, влияющие на восстанавливаемость на этапе создания
Повысить способность системы к быстрому восстановлению на стадии проектирования и производства позволяют следующие меры:
- Автоматизация процессов поиска неисправностей и контроля ключевых рабочих параметров.
- Применение резервирования критически важных компонентов.
- Рациональное конструирование: модульный принцип, обеспечение легкого доступа для монтажа и демонтажа.
- Разработка понятной и полной эксплуатационной документации.
Эти факторы напрямую определяют такие эксплуатационные показатели, как среднее время ожидания и проведения ремонта, время доставки запасных частей, а также оптимальный состав комплекта ЗИП (запасных изделий и принадлежностей).
Мероприятия по повышению восстанавливаемости в процессе эксплуатации
Эффективность обслуживания напрямую зависит от действий персонала, которые должны быть направлены на:
- Постоянное повышение квалификации и отработку навыков быстрого поиска и замены отказавших элементов.
- Научное обоснование периодичности и объема профилактических работ.
- Оптимизацию состава ЗИП и создание оперативной системы снабжения.
- Совершенствование методов эксплуатации, систем учета и отчетности, а также документации.
Методы снижения интенсивности отказов
Для уменьшения частоты возникновения неисправностей применяются следующие подходы:
- Использование элементов с высокой собственной надежностью и отбраковка ненадежных.
- Облегчение режимов работы компонентов (снижение электрической, тепловой, вибрационной нагрузки).
- Настройка системы для работы вдали от граничных, предельных режимов.
Работа элементов в облегченном (разгруженном) режиме — широко распространенная практика. Она приводит к уменьшению интенсивности отказов в период нормальной эксплуатации и увеличению длительности этого периода по сравнению с номинальным режимом. Эффект особенно значителен, если изначально элементы работали с перегрузкой.
Роль технического обслуживания (ТО) в поддержании надежности
Плановое техническое обслуживание — краеугольный камень поддержания заданного уровня надежности сложных систем. Его основа — профилактические работы и регламентные проверки, направленные на раннее выявление и устранение потенциальных неисправностей.
График вероятности безотказной работы P(t) системы без ТО имеет вид монотонно убывающей кривой. При проведении регулярных профилактик, устраняющих выявленные дефекты, этот график приобретает «пилообразный» вид: после каждого обслуживания вероятность P(t) повышается, а затем постепенно снижается до следующего цикла.
Периодичность ТО — ключевой параметр. Слишком большие интервалы между обслуживанием приводят к недопустимому падению надежности. Оптимальный период выбирается таким образом, чтобы вероятность безотказной работы не опускалась ниже допустимого порогового значения (Pдоп).
Эксплуатация по состоянию vs. Календарное обслуживание
Существует два основных подхода к организации ТО:
- Календарное (планово-предупредительное): работы проводятся через фиксированные промежутки времени.
- По фактическому состоянию (эксплуатация по состоянию): решение о проведении работ принимается на основе непрерывного или периодического контроля диагностических параметров системы.
Второй подход считается более прогрессивным, так как использует объективную информацию о реальном износе и состоянии оборудования, позволяя оптимизировать затраты и избежать как необоснованных простоев, так и внезапных отказов. Его внедрение требует решения задач по выбору контролируемых параметров, определению их допустимых границ, созданию средств диагностики и разработке алгоритмов обработки информации.