Теория надёжности

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Тео́рия надёжности — наука, изучающая закономерности распределения отказов технических устройств и конструкций, причины и модели их возникновения.

Теория надёжности изучает методы обеспечения стабильности работы объектов (конструкций, изделий, устройств, систем и т. п.) в процессе проектирования, производства, приёмки, транспортировки, эксплуатации и хранения.

Устанавливает и изучает количественные показатели надёжности. Исследует связь между показателями эффективности и надёжности.

Предмет теории надёжности[править | править вики-текст]

Теория надёжности является комплексной научной дисциплиной, предмет которой включает изучение методов и приёмов, которых надлежит придерживаться в ходе проектирования, производства, приёмки, транспортировки, эксплуатации и хранения изделий и устройств для достижения максимальной эффективности и безопасности их использования, а также разработку методов, позволяющих рассчитывать количественные характеристики качества сложных технических систем на основе известных характеристик их составных частей. В частности, теория надёжности призвана устанавливать закономерности возникновения отказов устройств, прогнозировать появление отказов, находить способы повышения надёжности изделий при их проектировании, разрабатывать методы расчёта и проверки надёжности технических систем, изыскивать приёмы поддержания надёжности технических систем при их транспортировке, эксплуатации и хранении[1][2][3].

В рамках теории надёжности сформулировано немало положений, справедливых для любых технических устройств. На этих общих принципах базируются применяемые к различным системам и объектам методы и способы обеспечения надёжности, но реализация данных методов зачастую носит специфичный характер применительно к системам и объектам определённого назначения. В результате на практике выделяют общую теорию надёжности, в которой изучают общие закономерности отказов и восстановлений технических систем и общие методы обеспечения надёжности, и частные разделы этой теории, которые ориентированы на отдельные классы устройств и их элементов и учитывают их специфику[4].

Значительная часть вопросов, рассматриваемых в теории надёжности, носит по своему существу математический характер и для своего решения требует как применения уже известных математических средств, так и разработки новых. В теории надёжности нашли широкое применение методы теории вероятностей и математической статистики[4][5].

В рамках теории надёжности вводят количественные показатели надёжности технических систем, выявляют связи между ними и экономической эффективностью и безопасностью, обосновывают требования к надёжности объектов с учётом влияния на происходящие в них процессы внешних и внутренних воздействий, разрабатывают методы синтеза элементов и технических систем с заданной надёжностью, методы испытания технических систем и их элементов на надёжность[2][6].

Основные понятия и определения теории надёжности технических устройств сформулированы в ГОСТ 27.002—89 «Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения»[7].

История возникновения и развития теории надежности[править | править вики-текст]

Первым Этапом становления теории надежности можно считать 1950 г. – 1960 г.г. В 1950 г. военно-воздушные силы США организовали группу для изучения проблем надежности радиоэлектронного оборудования. Группа установила, что основная причина выхода из строя радиоэлектронной аппаратуры заключалась в низкой надежности ее элементов. Был собран богатый статистический материал, который и явился основой теории надежности. Для математической обработки данного материала разрабатывались новые вероятностно-статистические математические подходы.

В 50-х годах ХХ-го века в СССР также были созданы первые группы надежности в ВВА им. Н.Е. Жуковского и ЦНИИ 22 МО. В конце 50-х в НИИ МЭП была разработана первая отраслевая методика расчета надежности. Тогда же появилось математическое определение термина "надежность":

• Надежность (reliability) есть вероятность того, что устройство выполняет свои функции в соответствии с предъявляемыми требованиями в течение заданного интервала времени.

Со временем появилось и другое определение: • Надежность является интегральной функцией распределения вероятности безотказной работы от момента включения до первого отказа.

И наконец короткое определение, давшее начало следующему этапу разработки теории: "Надежность – это вероятность безотказной работы.

Этап классической теории надежности (1960 г. – 1970 г). В эти годы появляется космическая техника, требующая повышенной надежности. С целью обеспечения требуемой надежности исследуется надежность при разработке, производстве и эксплуатации изделий. Разрабатывается теория диагностики сложных систем. Появляются новые стандарты по надежности машин.

Этап системных методов надежности (с 1970 г.). На этом этапе были разработаны новые требования к надежности, заложившие основу современных систем и программ обеспечения надежности. Были разработаны типовые методы обеспечения надежности на всех стадиях жизненного цикла изделий: конструктивные (выбор материала, запас прочности и т.д.), технологические (ужесточение допусков, повышение чистоты поверхности и т.д.), эксплуатационные (стабилизация условий эксплуатации, совершенствование методов диагностики, ТО и ремонта и т.д.). В начале 60-х при Госстандарте создан НТС по проблемам надежности. В середине 60-х на предприятиях оборонного комплекса были созданы службы надежности. В 1969 году стал выходить журнал «Надежность и контроль качества». В середине 70-х в журнале Известия АН СССР «Техническая кибернетика» открыт раздел «Теория надежности». В конце 50-х, в начале 60-х годов в различных городах СССР зарождались научные школы надежности (Москва, Ленинград, Киев, Иркутск, Минск и др.). В 1985 был издан справочник «Надежность технических систем» под редакцией И.А. Ушакова с участием большого числа авторов не только из СССР, но и из США и других стран, обобщивший мировой опыт теоретических разработок и практических исследований надежности.

С развалом СССР в 90-х годах развитие теории надежности в России приостановилось. И вновь началось после 2000 года.

Математический аппарат[править | править вики-текст]

Математический аппарат современной теории надёжности основан на результатах следующих разделов математики:

Приложения теории надёжности[править | править вики-текст]

Развитие теории надёжности привело к появлению таких новых направлений прикладных научных исследований, как:

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Гнеденко, Беляев, Соловьёв, 1965, с. 9—10.
  2. 1 2 Острейковский, 2003, с. 10.
  3. Юрков и др., 2012, с. 6.
  4. 1 2 Шкляр, 2009, с. 9.
  5. Гнеденко, Беляев, Соловьёв, 1965, с. 10.
  6. Шкляр, 2009, с. 11—12.
  7. ГОСТ 27.002—89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 1998. — 36 с.

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]