Система государственных стандартов «Надежность в технике». Классификация стандартов. Содержание.
Надежность
Исторические предпосылки появления и развития теории надежности сложных технических систем.
Научно-техническое направление «надежность» прошло в своем развитии ряд этапов. Уже в начале века для обеспечения надежности использовали «запасы» прочности. Однако такой «запас» часто приводил к увеличению габаритов и массы изделий и соответственно к дополнительному расходу материалов. Стремление уменьшить нежелательные эффекты стимулировало изучение реальных нагрузок на изделие в эксплуатации, несущей способности материалов и конструкций, процессов изменения их состояния вследствие старения, усталости и других факторов. Основой для решения задач по обеспечению надежности явились теория вероятностей и математическая статистика. На их базе уже в 30-е годы установлена статистическая природа коэффициентов запаса прочности и сформулировано понятие отказа как превышение нагрузки над прочностью. В нашей стране программа электрификации дала толчок развитию идеи «резервирования» при параллельном использовании генераторов и трансформаторов в процессе создания энергосистем, обеспечивающих бесперебойное снабжение электроэнергией всех отраслей народного хозяйства.
Особенно бурное развитие теории надежности началось с интенсификации электроники и автоматики, авиации и ракетно-космической техники. В 1951 г. проблема надежности получила признание конгресса США. Полуэмпирические подходы к обеспечению надежности перестали удовлетворять требованиям практики, связанным с необходимостью уменьшения массы и габаритов аппаратуры, сокращением сроков проектирования и внедрения образцов новой техники. В сложившихся условиях возникли предпосылки к созданию нового научно-технического направления «надежность». Развитие этого направления можно разделить на три этапа: 50-е годы - становление направления; 60-е годы - этап классической теории надежности; с 70-х годов по настоящее время - этап системных методов надежности.
|
|
|
Первый этап в решении проблем надежности был связан с выяснением причин отказов оборудования. В декабре 1950 г. Военно-воздушные силы США организовали группу для изучения проблемы надежности радиоэлектронного оборудования и разработки мер, направленных на ее повышение и сокращение эксплуатационных затрат. В конце 1952 г. Министерство обороны США образовало консультативную группу по надежности, составленную из представителей правительственных организаций и промышленности. В 1957 г. эта группа опубликовала доклад со своими рекомендациями, многие из которых появились в военных стандартах на электронное оборудование и системы. Было установлено, что основная причина отказов радиоэлектронной аппаратуры заключалась в низкой надежности элементов. Перед разработчиками возникли вопросы: каковы основные причины ненадежности элементов и имеются ли пути их устранения? Существуют ли способы создания надежных систем из ненадежных элементов и можно ли прогнозировать надежность проектируемой системы?
|
|
|
Ответ на поставленные вопросы потребовал изучения влияния на отказы эксплуатационных факторов — температуры, среды, вибраций, электрической нагрузки и пр. В результате был собран богатый статистический материал для оценки характеристик надежности элементов и зависимости ее от нагрузок. В свою очередь, развитие методов аналитического расчета надежности изделий позволило прогнозировать их надежность. Уже на этом этапе происходит перераспределение значимости источников ненадежности. Центр тяжести перемещается на механическое и электромеханическое оборудование, на конструкцию, на стыки оборудования, на проведение работы в недостаточно хорошо известных условиях. В 1953 г. появляются первые контракты, требующие экспериментального подтверждения надежности аппаратуры. Начинается переход ко второму этапу.
|
|
|
Возрастающее количество испытаний на надежность и критический анализ причин отказов показали их существенную зависимость от конструкции изделий, технологии производства и условий эксплуатации. Было установлено, что причины отказов можно обнаружить и устранить. Требования американских стандартов того времени нашли наиболее полное воплощение в обширной программе «APOLLO» по обеспечению надежности космических летательных аппаратов в процессе разработки, производства и наземной экспериментальной отработки, позволившей выявить многочисленные конструктивные и технологические дефекты, которые привели бы к отказу в полете со 100%-ный вероятностью. В процессе работ на этом этапе выявилась недостаточная эффективность выборочного контроля и статистических испытаний на надежность, не исключающих отказы техники при эксплуатации. В результате появились новые вопросы: как на ранних этапах создания систем заложить возможности обеспечения высокой надежности? Как соразмерить программу обеспечения надежности со степенью ответственности решаемых задач и с ожидаемым эффектом?
Начиная с 1968 г. происходит переход к третьему этапу. Национальным агентством по аэронавтике и космическим исследованиям NASAбыл опубликован новый вариант требований к надежности, заложивший основу современных систем и программ обеспечения надежности. Среди них: четкое планирование и эффективное руководство всеми работами в области надежности; определение специальных задач по обеспечению надежности, их места в процессе проектирования; оценка надежности (с учетом взаимного влияния документального и математического обеспечения) путем использования инженерного анализа, испытаний, экспериментальных оценок и прогнозирования; регулярная и своевременная информация о состоянии дел в области надежности разрабатываемой системы. Отличием третьего этапа является сосредоточение усилий на качественных аспектах надежности, но это не исключает и количественные, составляющие основное содержание предыдущих этапов.
|
|
|
Разработанные в области космической техники программы и системы обеспечения надежности в настоящее время применяются за рубежом при создании самых различных видов техники. Типовая методика проведения мероприятий, связанных с обеспечением надежности, закреплена в многочисленных нормативно-технических документах по двум основным направлениям. Первое из них относится к потенциальной надежности, которая опирается на конструктивные методы (выбор материалов и запаса прочности, уменьшение взаимовлияния элементов конструкции и др.) и технологические (ужесточение допусков, повышение чистоты поверхности отдельных элементов конструкции и пр.). Второе направление относится к обеспечению эксплуатационной надежности, которое в свою очередь опирается на методы стабилизации условий эксплуатации (термостатирование, защитные экраны, стабилизация напряжений и пр.) и технического обслуживания (ремонт и профилактика).
Система государственных стандартов «Надежность в технике». Классификация стандартов. Содержание.
Основным документом, в котором изложен состав системы стандартов по надежности, является ГОСТ 27.001-95 «Система стандартов «Надежность в технике». Основные положения». Согласно этому документу Государственные стандарты по надежности классифицируются по группам, каждой из которых присвоен определенный код.
| Код группы | Классификационные группы объектов стандартизации |
| 0 | Общие вопросы надежности |
| 1 | Нормирование надежности |
| 2 | Методы расчета надежности |
| 3 | Методы обеспечения надежности |
| 4 | Испытания и контроль надежности |
| 5 | Сбор и обработка информации по надежности |
| 6 | Резерв |
ГОСТы по надежности должны обозначаться в соответствии со схемой
Примеры обозначения и наименования стандартов из разных групп:
ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.
ГОСТ 27.103-83. Надежность в технике. Критерии отказов и предельных состояний. Основные положения.
ГОСТ 27.203-83. Надежность в технике. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности.
ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения.
ГОСТ 27.451-80. Надежность в технике. Испытания на ремонтопригодность. Основные положения.
Стандартов по надежности довольно много. Достаточно привести пример со стандартом ГОСТ 27.451-80. Порядковый номер этого стандарта в четвертой группе – 51.
Кроме того, существуют стандарты по надежности, которые не подчиняются требованиям по обозначению, представленным в ГОСТ 27.001-95. Это объясняется тем, что некоторые стандарты выпущены ранее и они периодически продлеваются.
Следует отметить, что существуют стандарты по отдельным аспектам надежности с другим обозначением. Например, ГОСТ 24.701-83. Надежность. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Основные положения.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 900; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!