Перегляд вихідного коду сторінки Надійність

{{About|властивість технічних об'єктів|властивість тестів|Надійність (статистика)}}

'''Наді́йність''' — властивість [[технічний об'єкт|технічних об'єктів]] зберігати протягом встановленого часу значення всіх параметрів, які характеризують здатність виконувати потрібні функції в заданих режимах та умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання та транспортування<ref name=DSTU2860>ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення.</ref>. Під технічними об'єктами розуміють пристрої, прилади, механізми, машини, комплекси обладнання, [[будівельні конструкції]] і споруди, технологічні операції і процеси, системи зв'язку, [[Інформаційна система|інформаційні системи]], автоматизовані системи управління [[Технологічний процес|технологічними процесами]] тощо.

Методи теорії і практики дослідження надійності базуються на застосуванні апарату [[Теорія ймовірностей|теорії імовірностей]] і випадкових процесів, [[математична статистика|математичної статистики]], [[Наукове моделювання|моделювання]].

== Основні поняття ==
Під час оцінювання надійності машини користуються такими термінами і поняттями:
* ''[[Граничний стан]]'' ({{lang-en|limit state, ultimate state}})&nbsp;— [[Технічний стан об'єкта|стан об'єкта]], за якого його подальша [[Експлуатація_(техніка)|експлуатація]] неприпустима чи недоцільна<ref name="EN1990">EN 1990:2002 E, Eurocode&nbsp;— Basis of Structural Design, CEN, November 29, 2001</ref>.
* ''Пошкодження''&nbsp;— подія, яка полягає в порушенні справного стану об'єкта, коли зберігається його працездатність<ref name=DSTU2860 />.
* ''Термін служби''&nbsp;— календарна тривалість експлуатації об'єкта від початку чи її поновлення після ремонту до переходу в граничний стан<ref name=DSTU2860 />.
* ''[[Безвідмовність]]''&nbsp;— властивість об'єкта виконувати потрібні функції в певних умовах протягом заданого інтервалу часу чи наробітку<ref name=DSTU2860 />. Ця властивість особливо важлива для машин, відмова яких може спричинити людські жертви (літальні апарати) або значні матеріальні ушкодження. Такі відмови називаються катастрофічними.
* ''[[Ремонтопридатність]]'' ({{lang-en|maintainability}})&nbsp;— властивість [[технічний об'єкт|об'єкта]] бути пристосованим до підтримання та [[відновлення (техніка)|відновлення]] стану, в якому він здатний виконувати потрібні функції за допомогою [[технічне обслуговування|технічного обслуговування]] та [[ремонт]]у<ref name=DSTU2860 />. Ремонтопридатність характеризується або середнім проміжком часу простою для профілактики, відшукання місця пошкодження і його усунення, або ймовірністю виконання технічного обслуговування і ремонту протягом заданого часу. Високий ступінь ремонтопридатності досягається застосуванням в конструкціях елементів і вузлів, які легко замінюються.
* ''[[Довговічність]]''&nbsp;— властивість [[технічний об'єкт|об'єкта]] зберігати [[працездатність (техніка)|працездатний стан]] або виконувати потрібні функції до настання граничного стану при встановленій [[система|системі]] технічного обслуговування і [[ремонт]]у<ref>{{СЗТ|1078.3529.0}}</ref><ref name=DSTU2860 />. Кількісним показником довговічності є технічний ресурс або термін служби. Призначеним ресурсом називається сумарний наробіток виробу, у разі досягнення якого експлуатація має бути припинена незалежно від його стану. Середній ресурс&nbsp;— математичне очікування ресурсу, гама‐відсотковий ресурс&nbsp;— наробіток, впродовж якого не досягається критичний стан із заданою ймовірністю ''γ'' у відсотках (зазвичай ''γ'' = 80…90%).
* ''[[Збережуваність]]''&nbsp;— властивість [[технічний об'єкт|об'єкта]] зберігати в заданих межах значення параметрів ([[безвідмовність|безвідмовності]], [[довговічність|довговічності]] і [[ремонтопридатність|ремонтопридатності]]), що характеризують здатність об'єкта виконувати потрібні функції, під час і після [[зберігання]] та (чи) [[транспортування]]<ref name=DSTU2860 />. Властивість збережуваності має важливе значення для виробів, що мають відносно малий коефіцієнт використання за часом.

== Параметри надійності ==
# Закон розподілу ресурсу&nbsp;— ймовірність відмови Q(t)<br/>
# [[Імовірність безвідмовної роботи]] P(t)=1-Q(t)<br/>
# λ(t)&nbsp;— [[інтенсивність відмов|інтенсивність імовірності відмови]]&nbsp;— це питома умова ймовірність відмови на нескінченно малому проміжку від t до t+Δt при умові що на проміжку часу від 0 до t відмови не було.<br/>
# Щільність імовірності відмови, за законом:<br/>
## Гаусса: <math>q(t)=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_T}}exp(-\frac{(t-m_t)^2}{2\sigma_T^2})</math> <br/>
## Експоненційним: <math>~q(t)=\lambda e^{-\lambda t}</math> <br/>
## Вейбула <math>~q(t)=\alpha_{\beta} e^{-\alpha t \beta} t^{\beta-1}</math> <br/>
## Релея<br/>
# Математичне очікування (середній ресурс) <br/>
# Дисперсія часу до відмови <br/>

== Теорія надійності ==
{{Main|Теорія надійності}}
'''Теорія надійності'''&nbsp;— наукова дисципліна, у якій вивчаються і розробляються методи забезпечення ефективності роботи об'єктів (виробів, пристроїв, систем тощо) у процесі експлуатації. Вона є основою інженерної практики в галузі надійності технічних об'єктів.

В основі теорії надійності і її критеріїв лежить таке поняття як ''[[відмова]]''&nbsp;— подія, в результаті якої відбувається повне або часткове порушення працездатності.

Під надійністю технічного об'єкта у широкому розумінні слова мається на увазі здатність технічного пристрою або системи до [[безвідмовність|безвідмовної]] роботи протягом заданого часу, зумовленого часом виконання поставленого завдання. У справному стані об'єкт повинен відповідати всім вимогам, встановленим для нього нормативно-технічною і конструкторською документацією. Невідповідність хоч би одній вимозі переводить об'єкт в категорію несправних.

В теорії надійності вводяться параметри надійності об'єктів, обґрунтовуються вимоги до надійності з врахуванням економічних та інших факторів, розробляються рекомендації із забезпечення заданих вимог до надійності на етапах проєктування, виробництва зберігання та експлуатації.

== Випробування на надійність ==
{{Main|Випробування на надійність}}
'''Випробування на надійність'''&nbsp;— [[випробування (техніка)|випробування]], які виконують для визначення чи контролю показників надійності в заданих умовах<ref name=DSTU2860 /><ref name=DSTU3021>ДСТУ 3021-95 Випробування і контроль якості продукції. Терміни та визначення.</ref>.

Випробування на надійність проводяться для того, щоб на ранніх стадіях [[життєвий цикл продукції|життєвого циклу виробу]] виявити потенційні проблеми, забезпечити впевненість, що система буде відповідати поставленим вимогам.

Складні системи можуть випробовуватися як у цілому, так і на рівні компонент, пристроїв, підсистем. Наприклад, випробування окремих компонент виробу на вплив зовнішніх факторів може виявити проблеми до того, як вони будуть виявлені на вищому рівні інтеграції. Недоліками таких випробувань є значні затрати часу і коштів. Для здешевлення і скорочення у часі випробувань можуть проводитись прискорені випробування та застосовуватись методи [[планування експерименту]] та моделювання.

Все частіше застосовуються так звані прискорені випробування у динамічно змінному середовищі у тому числі і структурно-складних систем з урахуванням їх старіння, втоми, зносу та деградації в ході їх експлуатації. Для цього в статистиці прискорених випробувань розроблені спеціальні моделі прискорення життя (див праці авторів: Nelson<ref>''Nelson W.'' Accelerated Testing: Statistical Models, Test Plans, and Data Analysis.- New York: J.Wiley and Sons, (1990).</ref>, Meeker and Escobar<ref>''Meeker W.Q., Escobar, L.A.'' Statistical Methods for Reliability Data.- New York: J.Wiley and Sons, (1998).</ref>, Singpurvalla<ref>Singpurvalla N. Survival in Dynamic Environments. «Statistical Science», (1995), v.1, 10, p.86-103.</ref>), котрі добре адаптовані для статистичного аналізу даних про відмови, що спостерігаються як при змінних у часі стресових навантаженнях, так і за наявності процесів деградації, які своєю чергою можуть залежати від цих стресових навантажень.

== Надійність і безпека ==
Надійність в інженерній практиці відрізняється від [[безпека|безпеки]] ставленням до видів небезпек, з якими вона має справу. Надійність в техніці головним чином пов'язана з оцінкою вартісних показників. Вони стосуються тих небезпек з точки зору надійності, які можуть перерости в аварії, що приведуть до додаткових витрат коштів розробника та/або замовника. Це може статися через збитки з причини неготовності системи, несподівано високих витрат на запасні частини та ремонт, перерви у нормальній роботі тощо. Безпека ж належить до тих випадків прояву небезпек, які можуть призвести до потенційно тяжких наслідків від аварій. Вимоги з безпеки функціонально пов'язані з вимогами до надійності, але характеризуються вищим ступенем відповідальності. Безпека має справу з небажаними небезпечними подіями для життя людей і навколишнього середовища в тому ж розумінні, що і надійність, але не пов'язана прямо з вартісними показниками і не має відношення до дій з відновлення після відмов та аварій. У безпеки інші рівні важливості відмов у суспільстві і контролю з боку держави. Безпека переважно перебуває під контролем держави (наприклад, атомна промисловість, космічна галузь, оборона, залізничний та авіаційний транспорт, нафтогазовий сектор тощо).

== Методи підвищення надійності ==
Основними шляхами підвищення надійності машин та їх деталей є:
# Обґрунтований вибір матеріалів деталей та широке використання методів [[зміцнення матеріалів|зміцнення]] їх.
# Створення структурних схем машин з мінімальною кількістю складових елементів за високої надійності кожного елемента.
# Широке застосування уніфікованих і стандартизованих елементів.
# Оснащення конструкції контрольними та сигнальними пристроями, що запобігають виникненню аварійних ситуацій.
# Розробка системи технічних оглядів та обслуговування конструкцій.
# Використання [[резервування (техніка)|резервування]]&nbsp;— введення у конструкцію додаткових елементів, що не є вкрай потрібними, але дублюють роботу найважливіших робочих елементів машини.

== Див. також ==
* [[Надійність гірничого обладнання]]
* [[Надійність програмного забезпечення]]
* [[Безвідмовність]]
* [[Довговічність]]
* [[Ремонтопридатність]]
* [[Збережуваність]]
* [[Коефіцієнт вимушеного простою]]

== Примітки ==
{{reflist|2}}

== Джерела ==
* ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення.&nbsp;— К.: Держстандарт України, 1994.&nbsp;— 36 с.
* ДСТУ 2861-94 Надійність техніки. Аналіз надійності. Основні положення.
* ДСТУ 2862-94 Надійність техніки. Методи розрахунку показників надійності. Загальні вимоги.
* ДСТУ 3021-95 Випробування і контроль якості продукції. Терміни та визначення&nbsp;— К.: КНДІРВА, 1995.&nbsp;— 74 с.
* {{МГЕ|nocat=1}}
* ''Васілевський О. М.'' [https://web.archive.org/web/20130122010806/http://posibnyky.vntu.edu.ua/pdf/000754.pdf Нормування показників надійності технічних засобів: навчальний посібник] / О.&nbsp;М.&nbsp;Васілевський, В.&nbsp;О.&nbsp;Поджаренко.&nbsp;— Вінниця: ВНТУ, 2010.&nbsp;— 129 с.
* ''Семенов А. А., Мелкумян В. Г.'' [https://web.archive.org/web/20131029200122/http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/526 Основи теорії надійності: Навчальний посібник.]&nbsp;— К.: КМУЦА, 1998.&nbsp;— 84 с. ISBN 966-598-010-6

== Посилання ==
* ''Бурлаков В. І.'' [https://vue.gov.ua/Надійність Надійність] // {{ВУЕ}}  (дата звернення: 24.04.2020).
* {{ТС_Буд|частина=Надійність виробів|сторінки =130}}
{{Статистика|state=collapsed}}
 
[[Категорія:Теорія надійності|*]]
[[Категорія:Системотехніка]]
[[Категорія:Статистика]]
[[Категорія:Технічна діагностика]]
[[Категорія:Теорія ймовірностей]]
[[Категорія:Надійність]]
[[Категорія:Якість програмного забезпечення]]
[[Категорія:Аналіз виживаності]]