Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Надежность

Надежность (далее Н) изделия, свойство изделия сохранять значения установленных параметров функционирования в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Н - комплексное свойство, которое в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость в отдельности или определенное сочетание этих свойств как изделия в целом, так и его частей. Основное понятие, используемое в теории надежности, - понятие отказа, т. е. утраты работоспособности, наступающей либо внезапно, либо постепенно. Работоспособность - такое состояние изделия, при котором оно соответствует всем требованиям, предъявляемым к его основным параметрам. К числу основных параметров изделия относятся: быстродействие, нагрузочная характеристика, устойчивость, точность выполнения производственных операций и т.д. Вместе с другими показателями (масса, габариты, удобство в обслуживании и др.) они составляют комплекс показателей качества изделия. Показатели качества могут изменяться с течением времени. Изменение их, превышающее допустимые значения, приводит к возникновению отказового состояния (частичного или полного отказа изделия). Показатели Н нельзя противопоставлять другим показателям качества: без учета Н все другие показатели качества изделия теряют свой смысл, точно так же и показатели Н становятся полноценными показателями качества лишь в сочетании с др. характеристиками изделия. Понятие "Н изделия" давно используется в инженерной практике. Любые технические устройства - машины, инструменты или приспособления - всегда изготавливались в расчете на некоторый достаточный для практических целей период использования. Однако долгое время Н не измерялась количественно, что значительно затрудняло ее объективную оценку. Для оценки Н использовались такие понятия, как высокая Н, низкая Н и др. качественные определения. Установление количественных показателей Н и способов их измерения и расчета положило начало научным методам в исследовании Н На первых этапах развития теории Н основное внимание сосредоточивалось на сборе и обработке статистических данных об отказах изделий. В оценке Н преобладал характер констатации степени Н на основании этих статистических данных. Развитие теории Н сопровождалось совершенствованием вероятностных методов исследования, как-то: определение законов распределения наработки до отказа, разработка методов расчета и испытаний изделий с учетом случайного характера отказов и т.п. Вместе с тем возникали новые направления исследований: поиск принципиально новых способов повышения Н, прогнозирование отказов и прогнозирование Н, анализ физико- процессов, оказывающих влияние на Н, установление количественных связей между характеристиками этих процессов и показателями Н, совершенствование методов расчета Н изделий, обладающих все более сложной структурой, с учетом все большего числа действующих факторов (достоверность исходных данных, контроль и профилактика, условия работы и обслуживания и т.д.). Испытания на Н совершенствовались главным образом в направлении проведения ускоренных и неразрушающих испытаний. Наряду с совершенствованием натурных испытаний широкое распространение получили математическое моделирование и сочетание натурных испытаний с моделированием. В результате к 50-м гг. 20 в. сформировались основы общей теории Н и ее частных направлений по отдельным видам техники.

  Увеличивающаяся сложность технических устройств; возрастающая ответственность функций, которые выполняют технические устройства; повышение требований к качеству изделий и условиям их работы; возросшая роль автоматизации, которая сокращает возможность непрерывного наблюдения за состоянием устройства, - основные факторы, определившие главное направления в развитии науки о Н Технические средства и условия их работы становятся все более сложными. Количество элементов в отдельных видах устройств исчисляется сотнями тысяч. Если не принимать специальных мер по обеспечению Н, то любое современное сложное устройство практически будет неработоспособным. Так, например, в современной ЭВМ средней производительности за 1 сек происходит около 5 млн. смен состояний в результате переключений ее двоичных элементов, число которых достигает нескольких десятков тыс. За 5 ч непрерывной работы ЭВМ, требуемых на решение типовой задачи, происходит свыше 1012-1014 смен состояний машины. Вероятность возникновения хотя бы одного отказа при этом становится достаточно большой, а следовательно, необходимы специальные меры, обеспечивающие работоспособность ЭВМ.

  Техническим средствам отводят все более ответственные функции на производстве и в сфере управления. Отказ технического устройства зачастую может привести к катастрофическим последствиям. Н в эпоху научно-технической революции стала важнейшей проблемой.

  Количественные показатели надежности. Н изделий определяется набором показателей; для каждого из типов изделий существуют рекомендации по выбору показателей Н Для оценки Н изделий, которые могут находиться в двух возможных состояниях - работоспособном и отказовом, применяются следующие показатели: среднее время работы до возникновения отказа Тср - наработка до первого отказа; среднее время работы, приходящееся на один отказ, Т - наработка на отказ; интенсивность отказов l(t ); параметр потока отказов w(t ); среднее время восстановления работоспособного состояния tв; вероятность безотказной работы за время t (Р (t )); готовности коэффициент r.

  Закон распределения наработки до отказа определяет количественные показатели Н невосстанавливаемых изделий. Закон распределения записывается либо в дифференциальной форме плотности вероятности f (t ), либо в интегральной форме (t ). Существуют следующие соотношения между показателями Н и законом распределения:



  Для восстанавливаемых изделий вероятность появления n отказов за время t в случае простейшего потока отказов определяется законом Пуассона:



  Из него следует, что вероятность отсутствия отказов за время t равна Р (t) = exp(-lt) (экспоненциальный закон надежности).

  Технические системы, состоящие из конструктивно независимых узлов, обладающие способностью перестраивать свою структуру для сохранения работоспособности при отказе отдельных частей, в теории Н принято называть сложными техническими системами (в отличие от сложных кибернетических систем, называются также большими системами). Число работоспособных состоянии таких систем - два и более. Каждое из работоспособных состояний характеризуется своей эффективностью работы, которая может измеряться производительностью, вероятностью выполнения поставленной задачи и т.д. Показателем Н сложной системы может быть суммарная вероятность работоспособности системы - сумма вероятностей всех работоспособных состояний системы.

  Способы определения количественных показателей надежности. Показатели Н определяются из расчетов, проведением испытаний и обработкой результатов (статистических данных) эксплуатации изделий, моделированием на ЭВМ, а также в результате анализа физико- процессов, обусловливающих Н изделия. Расчеты Н основаны на том, что при определенной структуре изделия и имеющемся законе распределения наработки до отказа изделий этого типа существуют вполне определенные зависимости между показателями Н отдельных элементов и Н изделия в целом. Для установления таких зависимостей используются следующие приемы: решение уравнении, составленных на основании структурной схемы Н (использование последовательно-параллельных структур) или на основании логических связей между состояниями изделия (использование алгебры логики); решение дифференциальных уравнений, описывающих процесс перехода изделия из одного состояния в другие (использование графов состояний); составление функций, описывающих состояния сложного изделия. Расчеты Н производятся главным образом на этапе проектирования изделий с целью прогнозирования для данного варианта изделия ожидаемой Н Это позволяет выбрать наиболее подходящий вариант конструкции и методы обеспечения Н, выявить "слабые места", обоснованно назначить рабочие режимы, форму и порядок обслуживания изделия.

  Испытания на Н производятся на этапах разработки опытного образца и серийного производства изделия. Существуют испытания на Н определительные, в результате которых определяют показатели Н; контрольные, имеющие целью контроль качества технологического процесса, обеспечивающего с некоторым риском Н не ниже заданной; ускоренные, в ходе которых используют факторы, ускоряющие процесс возникновения отказов; неразрушающие, основанные на применении методов дефектоскопии и интроскопии, а также на изучении косвенных признаков (шумов, тепловых излучений и т.п.), сопутствующих возникновению отказов.

  Моделирование на ЭВМ является наиболее эффективным средством анализа Н сложных систем. Широко распространены два алгоритма моделирования: первый, основанный на моделировании физических процессов, происходящих в исследуемом объекте (оценка Н при этом определяется по числу выходов параметров объекта за пределы допуска); второй, основанный на решении систем уравнений, описывающих состояния исследуемого объекта.

  Анализ физико- процессов также позволяет получить оценку Н исследуемого изделия, т.к. часто удается установить зависимость Н от состояния и характера протекания физико- процессов (соотношение показателей прочности и нагрузки, износостойкость, наличие примесей в материалах, изменение электрических и характеристик, шумовые эффекты и т.д.). Наиболее часто анализ физико- процессов применяется при оценке Н элементов радиоэлектронной аппаратуры.

  Способы повышения надежности. На стадии разработки изделий: использование новых материалов, обладающих улучшенными физико- характеристиками, и новых элементов, обладающих повышенной Н по сравнению с применявшимися ранее; принципиально новые конструктивные решения, например замена электровакуумных ламп полупроводниковыми приборами, а затем интегральными схемами; резервирование, в том числе аппаратурное (поэлементное), временное и информационное; разработка помехозащищенных программ и помехозащищенного кодирования информации; выбор оптимальных рабочих режимов и наиболее эффективной защиты от неблагоприятных внутренних и внешних воздействий; применение эффективного контроля, позволяющего не только констатировать техническое состояние изделия (простой контроль) и устанавливать причины возникновения отказового состояния (диагностический контроль), но и предсказывать будущее состояние изделия, с тем чтобы предупреждать возникновение отказов (прогнозирующий контроль).

  В процессе производства: использование прогрессивной технологии обработки материалов и прогрессивных методов соединения деталей; применение эффективных методов контроля (в том числе автоматизированного и статистического) качества технологических операций и качества изделий; разработка рациональных способов тренировки изделий, выявляющих скрытые производственные дефекты; испытания на надежность, исключающие приемку ненадежных изделий.

  Во время эксплуатации: обеспечение заданных условий и режимов работы; проведение профилактических работ и обеспечение изделий запасными деталями, узлами и элементами, инструментом и материалами; диагностический контроль, предупреждающий о возникновении отказов.

  В ходе развития техники возникают новые аспекты проблемы обеспечения Н Так, например, внедрение больших интегральных схем требует принципиально новых методов расчета их Н, применение систем автоматизированного контроля приводит к необходимости учета его влияния на показатели Н и т.д. Наука о Н возникла на стыке ряда научных дисциплин, а именно: теории вероятностей и случайных процессов, математической логики, термодинамики, технической диагностики и др., развитие которых взаимосвязанно и находит свое отражение в развитии теории Н Основное направление развития науки о Н определяется общей тенденцией технического развития в различных отраслях народного хозяйства и задачами народно-хозяйственных планов страны. К числу наиболее актуальных вопросов теории Н относятся оценка и обеспечение Н сложных кибернетических систем. Проблема Н является "вечной" проблемой, т.к. она всякий раз возникает в новой формулировке на каждом новом этапе развития техники.

  Лит.: Шор Я. Б., Статистические методы анализа и контроля качества и надежности, М., 1962; Берг А. И., Кибернетика и надежность, М., 1964; Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д., Математические методы в теории надежности, М., 1965; Сотсков Б. С., Основы теории и расчета надежности элементов и устройств автоматики и вычислительной техники, М., 1970; Бруевич Н Г., Количественные оценки надежности изделий, в сборнике: Основные вопросы теории и практики надежности, М., 1971; Ллойд Д. и Липов М., Н, пер. с англ., М., 1964; Базовский И., Н. Теория и практика, пер. с англ., М., 1965; Барлоу Р. и Прошан Ф., Математическая теория надежности, пер. с англ., М., 1969.

  Н Г. Бруевич, Т. А. Голинкевич.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 18.01.2021 10:05:41
09:53 Темпы роста экономики Китая оказались самыми низкими за 40 лет
09:51 В Иране посадили американского бизнесмена по обвинению в шпионаже
09:48 В Подмосковье полицейский отдал свои ботинки заблудившейся в лесу девушке
09:46 Японский премьер заявил о необходимости решить вопрос Южных Курил
09:40 Беременная невеста российского миллиардера снялась на пляже в купальнике
09:34 Google вернется на смартфоны Honor
09:24 Россиян предупредили о наступлении плюсовой температуры
08:32 Ученые предупредили об угрозе «кокаиновых» бегемотов Пабло Эскобара для экологии
08:02 Малышева прокомментировала смерть Грачевского и дала россиянам совет
Больше новостей
СегодняБывший СССР Диктатура в законеВ Киргизии завершилась революция, президентом стал бывший арестант. Куда поведет страну новый лидер?
СегодняМир Красный закатСССР давал африканским странам миллиарды на борьбу с Западом. Почему эти деньги были потрачены зря?
СегодняЦенности Чемпионы стиляКак одежда помогает спортсменам зарабатывать миллионы спустя десятилетия после их побед
00:31 В России началась массовая вакцинация от коронавируса
09:16 Названы сроки начала массовой вакцинации от коронавируса в Белоруссии
08:15 Стало известно о планах Трампа помиловать 100 человек
17 января 2021Путешествия «Местные не осуждают любовь за деньги»Шашлычные, цыганки и русские в джунглях: что искать туристу в Колумбии?
СегодняКультура «В борьбе за власть изуродовали Москву»Как СССР начал отрицать прошлое и до неузнаваемости изменил сознание людей
09:07 Установлена плата за переезд в российские офшоры
19:02, 17 января 2021 Врач развеял популярные мифы о наркозе
07:56 В сети высмеяли новый способ носить джинсовые трусы за 20 тысяч рублей
СегодняИнтернет и СМИ Троянский коньНапуганные новой политикой WhatsApp люди ринулись в Telegram и Signal. Но так ли они безопасны?
15 января 2021Из жизни Пацанка ДжоИстория жизни королевы тропического острова, любовницы Марлен Дитрих и самой быстрой женщины на воде
17:09, 17 января 2021 Захарова назвала бессодержательным ответ Германии на запросы о Навальном
07:37 Российская стюардесса бизнес-авиации раскрыла секрет «кайфа для экипажа»
08:41 Названо число пострадавших от мошенников россиян
17 января 2021Из жизни «Страдания открыли мне великую истину»Женщина семь лет искала автора письма в бутылке и нашла. Ей помогали детективы и экстрасенсы
17 января 2021Россия «Чтобы выжить, необходимо было отказаться от смелости»СССР пытался создать поколение мужчин-героев. Что из этого вышло?
08:31 Врач назвал неожиданный симптом коронавируса у больных и здоровых россиян
07:11 Миф о связи коронавируса с сетями 5G стал предметом особого исследования
08:26 В Сирию для усиления постов направили около 300 российских военных
16 января 2021Ценности «Влюбила в себя султана»Как правитель Малайзии женился на российской модели и с чем оставил ее и сына после развода
16 января 2021Спорт «Меня называли сексом на коньках»История немецкой фигуристки, которая выиграла Олимпиаду, снялась для Playboy и отказала Трампу
06:33 Американского чиновника заподозрили в участии в штурме Капитолия
06:06 Экономисты предсказали рост числа обанкротившихся россиян
08:25 ФБР проверит бойцов Нацгвардии перед инаугурацией Байдена
16 января 2021Культура Возвращая в реальностьРадиоактивные кошки, микробы и Линч: американка руками создает скульптуры, похожие на 3D-модели
17 января 2021Наука и техника Нам бы их проблемыСмартфон-рулон, умный унитаз и датчик мочевого пузыря: самые странные изобретения 2021 года
08:15 Ведущая осталась дома с детьми и назвала пыткой совместное времяпрепровождение
05:49 США предрекли полмиллиона смертей от коронавируса и наступление «мрачных» недель
07:45 Инфекционист рассказал о правильном использовании маски на крещенских купаниях
16 января 2021 Rolls-Royce Ghost: привидение с моторомВидео: это начальная модель Rolls-Royce — и она стоит 37 миллионов рублей
16 января 2021Силовые структуры Смерть на обочинеДерзкое нападение на инкассаторов в Крыму потрясло СССР. Прошло полвека, а виновных так и не нашли
05:26 Россиянин перечислил главные волнующие турок вопросы к русским
04:56 В Алжире рассказали о сроках поступления 500 тысяч доз вакцины «Спутник V»
06:53 99-летняя актриса раскрыла секрет долголетия
17 января 2021 13 самых популярных кроссоверов года в РоссииНа какие кроссоверы и внедорожники пересаживались россияне в ушедшем году
16 января 2021Экономика Последний звонокОни были на вершине мобильного рынка. Кто потопил производителей культовых телефонов?
06:34 Россиянин с ножом украл из зоомагазина попугаев для своей девушки
04:26 Американскую разведку обвинили в «провале» после штурма Капитолия
06:27 Таинственное излучение указало на существование Новой физики
16 января 2021Мир Хайль КришнаКак греческая писательница шпионила на Германию, приняла индуизм и объявила Гитлера воплощением бога
15 января 2021Культура Мальчишкам и девчонкамСоздатель «Ералаша» Борис Грачевский умер от коронавируса. Что он думал о юморе, детях и славе?
02:40 Стало известно о заработках соратников Трампа на помиловании преступников
05:52 Звезде реалити-шоу пришлось худеть после упрека мужа на свадьбе
01:38 Врачи оценили вероятность новой волны коронавируса из-за школьников
15 января 2021Бывший СССР Нет словВ Киеве решились окончательно разорвать связь с Россией. Украинцам запретят говорить по-русски
14 января 2021Интернет и СМИ «Потому что мы банда!»Умер Борис Грачевский. На его киножурнале «Ералаш» выросло несколько поколений
05:20 Врач оценил вероятность заразиться коронавирусом во время крещенских купаний
01:30 Ученые предупредили об опасности больничных грибков-мутантов
04:58 Женщина раскрыла беспроигрышный способ приготовления яиц и восхитила соцсети
14 января 2021Силовые структуры «Он кричал от боли, лежа в багажнике»Украинский криминальный авторитет сбежал от СБУ в Россию. Но его похитили и скормили свиньям
15 января 2021Дом Дальше — большеКвартиры в России беспрецедентно подорожали. Что будет с ценами в 2021 году?
01:09 Трампа захотели лишить доступа к информации разведки США
04:40 Диетолог рассказала о правильных способах употреблять имбирь
02:20 Российскую оборонку уличили в создании ненужной гражданской продукции
03:38 Конкурент Илона Маска впервые вывел свою ракету LauncherOne на орбиту
00:16 Отец отказался от ребенка из-за его имени
03:19 Темные круги под глазами от недосыпа стали новым трендом в TikTok
00:09 США назвали условие победы в мировой войне
03:02 От Apple потребовали удалить Telegram из магазина приложений
02:51 Названа неожиданная опасность недосыпа
00:01 В Петербурге погас Вечный огонь
23:41, 17 января 2021 Сенатор назвал политической местью импичмент Трампу
02:14 Москвичам пообещали аномальный холод на Крещение
23:36, 17 января 2021 В Евросоюзе задумались над паспортами для вакцинированных от коронавируса