Файл: Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет) А. Е. Бром, З. С. Терентьева организация и управление жизненным циклом наукоемкой продукции Курс лекций.docx

Примечание: - среднее время восстановления; - средняя наработка на отказ; - математическое ожидание наработки восстанавливаемого объекта; - математическое ожидание интервалов времени простоя при проведении плановых и неплановых работ ТОиРа; - заявленная в технической документации продолжительность эксплуатационного этапа; - математическое ожидание плановых работ по ТОиР за этап эксплуатации; Э – эффективность за определенный срок эксплуатации объекта; - номинальное значение показателя эффективности Э, вычисленное при условии, что не возникают отказы объекта за определенный срок эксплуатации.

Коэффициент оперативной готовности характеризует надежность техники, необходимость применения которой возникает совершенно в случайный, произвольный момент времени, после которого от объекта требуется безотказная работа (соответственно параметрам, заложенным в технической документации). В большинстве случаев это объекты военного назначения и спасательная техника. До наступления такого момента технические системы находятся в определенных видах режимов:

- режим дежурства, при котором возможны как полные, так и частичные нагрузки объекта, без выполнения заданных рабочих функций;

- режим применения (для выполнения рабочих функций).

Отказы и восстановление работоспособности системы могут возникать и в том, и в другом случае.

В случае, когда необходимо отразить специфику эксплуатации системы, в некоторых отраслях применяются свои комплексные показатели надежности: так, например, в ядерной энергетике используется коэффициент использования установленной мощности.

Уравнения технической эффективности могут быть представлены следующим образом:

---

Готовность системы к работе может определяться совокупностью различных факторов, таких как:



Рассмотрим подробнее некоторые показатели.

Надежность.

Надежность связывают с уменьшением частоты отказов в течение некоторого времени. Свойством надёжности является безотказность, показатель вероятности безотказной работы – вероятность того, что в течение заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Р ассмотрим функцию изменения вероятности безотказной работы оборудования во времени t (рис. 6.8) и допустимое значение вероятности отказа оборудования.

Рис. 6.8. Функция изменения вероятности безотказной работы оборудования во времени t.

Под вероятностью безотказной работы технического объекта понимается вероятность того, что в пределах заданной продолжительности работ (или объеме работ) отказ объекта не возникает.

Если учитывать, что отказ объекта – событие противоположное вероятности работы, то вероятность отказа оборудования (рис. 6.9) можно записать по формуле:






Рис. 6.9. График вероятности отказа оборудования ;

– допустимое время работы ресурса,

– допустимое значение вероятности рабочего состояния объекта (определяется при анализе безопасности технического ресурса).
При вероятностном анализе безопасности допустимое значение вероятности отказа конкретного вида оборудования , с учетом расчетов вероятностей возникновения аварийных ситуаций, будет выглядеть следующим образом:

---

.

Кроме того, надежность может определяться совокупностью различных факторов, таких как:



Ремонтопригодность.

Ремонтопригодность — это свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ключевые показатели ремонтопригодности качественно характеризуют простоту, с которой аппаратное или программное обеспечение системы восстанавливают ее функционирование. Количественно они также имеют вероятностные характеристики и оцениваются на основе общего простоя из-за технического обслуживания, включая время на диагностику, устранение неисправностей, разборку, удаление/замену, ремонт, проверочного тестирования, задержки в логистических потоках и административные задержки обслуживания.

Общими показателями ремонтопригодности машин технических объектов являются:

• время нахождения в неработоспособном состоянии (время простоя);

• минимальные затраты труда и средств на осуществление технического обслуживания и ремонтов;

•минимальный ущерб, наносимый простоями в период восстановления их работоспособности.

Частные показатели ремонтопригодности:

• контролепригодность — приспособленность объекта к проведению контроля средствами мониторинга и технической диагностики;

• доступность конструкции — приспособленность к удобному и быстрому проведению технического обслуживания и ремонта;

• легкосъемность — возможность выполнения операций разборки и сборки;

• взаимозаменяемость — возможность производить замену узлов и агрегатов без дополнительной пригонки с сохранением в норме рабочих функций;

• преемственность оборудования — возможность использования уже имеющегося оборудования для ремонта узлов других машин.

Способность к работе (эффективность применения по назначению).

Этот показатель измеряет способность технического объекта выполнять предназначенную функцию (функции) на системной основе.

---

Часто термин используется как синоним производительности, объема выработки, мощности и т.д. Коэффициент эффективности определяется как отношение потенциального эффекта операции (в соответствующих единицах измерения) к ее ресурсоемкости. Можно брать в качестве знаменателя коэффициент использования — показатель, характеризующий степень производительного использования активной части фондов.

Системная эффективность.

Уравнение системной эффективности полезно для понимания параметров эталонного, прошлого, настоящего и будущего состояний системы для выбора оптимального решения в условиях наличия нескольких проектов. На рис. 6.10 и в таблице 6.3 приведен пример выбора проекта по строительству завода.



Рис. 6.10. Графическая иллюстрация выбора проекта по строительству (модернизации) завода.

Таблица 6.3 Выбор проекта на основе оценки его системной эффективности
Параметр (показатели для расчета технической эффективности)	Существующий проект	Новый проект	Лучший преокт
Показатель готовности	0,95	0,95	0,98
Безотказность	0,3	0,4	0,8
Ремонтопригодность	0,7	0,7	0,7
Эффективность применения по назначению	0,7	0,8	0,6
Системная эффективность	0,14	0,22	0,25
СЖЦ/LCC, млн.руб	80	100	95

В правом нижнем углу рисунка 6.10 находится лучшее решение, обеспечивающее максимальную отдачу. В верхнем левом углу показано самое неудачное решение. Оставшиеся два угла ставят вопросы об адекватности затрат в СЖЦ/LCC и ценности, важности инжинирингового проекта для заказчика.

Уравнение системной эффективности используется для выбора лучшего решения, как показано на рисунке 6.11.

---

Рис. 6.11. Примеры результатов поиска решения в координатах «LCC - системная эффективность проекта/продукта».

С помощью уравнения системной эффективности можно оказывать большое влияние на плановую калькуляцию затрат в СЖЦ/LCC изделия, потому что многие решения, принятые в начале проекта, определяют дальнейшую стоимость жизненного цикла изделия. Около 2/3 общей стоимости фиксируется уже на этапе создания концепции проекта технического объекта, и хотя расходование средств будет происходить спустя время, возможность влиять на снижение стоимости ЖЦ изделия уменьшается со временем, как показано на рисунке 6.12.



Рис. 6.12. Финансирование и расходы в соответствии с концепцией СЖЦ/LCC .

Анализ и планирование СЖЦ изделия включает в себя непрерывный мониторинг фактического состояния изделия в процессе его эксплуатации и технического обслуживания, для выявления областей, в которых могут быть сокращены издержки. На рис. 6.12 также наглядно видно, что на этапе эксплуатации возникает рост затрат и резко падает возможность сокращения СЖЦ – этот факт свидетельствует, что необходимо постоянно вести поиск методов по рационализации ТОиР и МТО сложной техники.

Для этого необходимо обеспечивать обратную связь эксплуатанта изделия и разработчика при проектировании СУЖЦ. Это поможет быстро находить пути снижения затрат ЖЦ, например, эксплуатанты могут рекомендовать проектировщикам заменить изделие с низкой надежностью до окончания срока его службы или предусмотреть резервные элементы в конструкции; часто это оказывается более эффективным решением, чем продолжать его эксплуатацию.

---