Файл: Конспект лекций по надежности (2).doc

97

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова

Травин г.М., Токарев в.А., Родионова е.А.

Основы надежности технологических систем. Краткий конспект лекций для студентов специальности 030600 «Технология и предпринимательство»

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Кострома

2008

УДК

Рецензенты: кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ведущий специалист ЦНИИМАШдеталь Кулемкин Ю.В.

кафедра технологии художественной обработки материалов и технического сервиса Костромского технологического университета (заведующий кафедрой д-р техн. наук, профессор С.И. Галанин)

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом КГУ им. Н.А. Некрасова

Травин Г.М.

Основы надежности технологических систем. Краткий конспект лекций для студентов специальности 030600 «Технология и предпринимательство» / Г.М. Травин, В.А. Токарев, Е.А. Родионова. – Кострома: Изд-во КГУ им. Н.А. Некрасова, 2008. – 97 с.

ISBN

Настоящее учебное пособие отражает теоретические вопросы надежности технологических систем. В его основе лежит материал лекционных курсов цикла «Основы надежности технологических систем», читаемых авторами студентам специальности 030600 «Технология и предпринимательство».

УДК

ISBN

ãТравин Г.М., Токарев В.А., Родионова Е.А.

ãКостромской государственный университет им. Н.А. Некрасова, 2008

Содержание Лекция 1. Декомпозиция технологических систем 5

1.1. Понятие системы 5

1.2. Классификация систем 8

1.3. Технологические системы и их элементы 9

1.4. Состояния и события технической системы 12

Лекция 2. Качество и надежность технических систем15

2.1. Понятие качества 15

2.2. Свойства надежности 17

2.3. Показатели оценки надежности 19

Лекция 3. Факторы и процессы, влияющие на надежность

технических систем21

3.1. Факторы и процессы влияния 21

3.2. Изнашивание 23

3.3. Влияние скорости процессов на надежность технических систем 27

Лекция 4. Анализ отказов технических систем30

4.1. Классификация отказов 30

4.2. Характеристика потока отказов 32

Лекция 5. Безотказность. Свойства и показатели оценки36

5.1. Вероятность безотказной работы 36

5.2. Наработка на отказ, до отказа, интенсивность

и параметр потока отказов 38

5.3. Законы распределения времени между отказами 40

Лекция 6. Долговечность. Свойства и показатели оценки45

6.1. Понятие физической и моральной долговечности 45

6.2. Технико-экономическая долговечность 47

6.3. Определение оптимального срока службы оборудования 49

6.4. Количественные показатели долговечности 50

6.5. Выбор показателей долговечности средств технологического оснащения и их элементов 53

Лекция 7. Ремонтопригодность. Свойства и показатели оценки56

7.1. Понятие и свойства ремонтопригодности 56

7.2. Характеристики свойств ремонтопригодности 58

7.3. Частные показатели оценки ремонтопригодности 60

Лекция 8. Методы исследования и комплексной оценки

Надежности63

8.1. Требования к информации о надежности 63

8.2. Методы исследования и оценки надежности 64

8.3. Комплексные показатели надежности 67

Лекция 9. Методы повышения надежности технических систем70

9.1. Избыточность как основной метод повышения

надежности систем 71

9.2. Понятие о резервировании 72

9.3. Методы резервирования элементов 74

9.4. Методы резервирования систем 76

9.5. Использование алгебры логики для моделирования

систем с резервированием 78

Лекция 10. Методы расчета соединений деталей на надежность81

10.1. Расчет надежности резьбовых соединений 81

10.2. Расчет надежности сварных соединений 85

10.3. Расчет надежности соединений с натягом 87

Лекция 11. Надежность персонала91

11.1. Понятие и свойства надежности оперативного персонала 91

11.2. Виды и формы отказов персонала 93

11.3. Классификация ошибок оперативного персонала 94

Библиографический список97

«Система есть тень цели на среде»

Лекция 1. Декомпозиция технологических систем

1.1. Понятие системы

Развитие науки неизбежно приводит к появлению новых областей знаний. Их зарождение вызывается двумя факторами:

- фактором обособления;

- фактором обобщения.

Обособление приводит к возникновению специфических научных направлений глубокого проникновения в узкий класс объектов. Обобщающие науки занимаются изучением закономерностей явлений, протекающих в широком классе объектов. К числу именно таких наук относятся науки о системах. Системность является всеобщим свойством материи. Оно проявляется в познавательной и практической деятельности, в окружающей природе, что отражено на рисунке 1.

Системность познавательной деятельности это синтез, анализ, системный подход. Практической – целенаправленность и алгоритмичность. Системность окружающей природы это системность собственно природы, общества и взаимодействия человека с природой. Частными проявлениями системности выступают время, пространство, движение.

Рисунок 1. Системность как всеобщее свойство материи

Система (греческ.) – целое, состоящее из частей, соединение.

Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Всякая система состоит из элементов, каждый из которых может рассматриваться как подсистема. Каждая подсистема есть система более низкого иерархического уровня. Имеет место следующая иерархия систем: мега, мета, мезо, макро, микро, нано системы. Чтобы считаться системой объект должен обладать следующими четырьмя свойствами:

- целостностью и членимостью;

- связями и отношениями;

- организацией;

- интегративными качествами.

Первое свойство означает, что систему образует объект как единое целое, состоящее из взаимодействующих частей, может быть даже разнокачественных, но одновременно совместимых. Целостность обусловливается тем, что изменение любого компонента (подсистемы, элемента) оказывает воздействие на другие компоненты и, как следствие, на всю систему в целом. В свою очередь любое изменение системы в ее регулировании, управлении или другом неизбежно отзывается на составляющих.

Наличие связей и отношений отличает систему от конгломерата и выделяет в виде целого. Связь, по сути, физический канал, по которому обеспечивается обмен между элементами и с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Отношения те же связи, но в абстрактной форме как отображение реальных связей.

Свойство организации проявляется в снижении степени неопределенности системы по сравнению со степенью неопределенности факторов, определяющих саму возможность создания системы. Возникновение организации в системе есть упорядоченное распределение элементов и связей в пространстве и времени.

Интегративные качества проявляются в том, что существуют такие качества, которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному элементу в отдельности. Т.е. целое не равно сумме частей. Единство обеспечивается взаимодействием (эффект синергии).