Надежность в машиностроении. Определение надежности

Тема:

«Надежность в машиностроении. Определение надежности»

 
 

Содержание

 

Введение

1. Место вопросов надежности  изделий в системе управления  качеством

2. Структура системы обеспечения  надежности на базе стандартизации

3. Методы оценки и повышения  надежности технологических систем

Заключение

Список литературы

 

Введение

 

Живая природа за миллионы лет создала совершенные живые системы, в том числе и человека. За сравнительно более короткие сроки человек научился управлять свойствами живой природы и изменять свойства отдельных организмов применительно к своим нуждам. Но человек не только управляет живой природой — он создает машины и механизмы, облегчающие ему эту деятельность. И так же, как свойствами природы, он может управлять свойствами создаваемых средств техники и, в первую очередь, их надежностью. Однако проблема эта весьма сложна, что обусловлено особенностями надежности как научной дисциплины. Пожалуй, нельзя назвать ни одной технической дисциплины, в которую не «вмешивались» бы специалисты по надежности.

Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций в заданных условиях эксплуатации.

Уровень надежности в значительной степени определяет развитие техники по основным направлениям: автоматизации производства, интенсификации рабочих процессов и транспорта, экономии материалов и энергии.

Современные технические средства очень разнообразны и состоят из большого количества взаимодействующих механизмов, аппаратов и приборов. Первые простейшие машины и радиоприемники состояли из десятков или сотен деталей, а, к примеру, система радиоуправления ракетами состоит из десятков и сотен миллионов различных деталей. В таких сложных системах в случае отсутствия резервирования отказ всего одного ответственного элемента может привести к отказу или сбою в работе всей системы.

Низкий уровень надежности оборудования вполне может приводить к серьезным затратам на ремонт, длительному простою оборудования, к авариям и т.п.

В настоящее время наблюдается быстрое и многократное усложнение машин, объединение их в крупные комплексы, уменьшение их металлоемкости и повышением их силовой и электрической напряженности. Поэтому наука о надежности быстро развивается.

Отказы деталей и узлов в разных машинах и разных условиях могут иметь сильно отличающиеся последствия. Последствия выхода из строя машины, имеющейся на заводе в большом количестве, могут быть легко и без последствий устранены силами предприятия. А отказ специального станка, встроенного в автоматическую линию, вызовет значительные материальные убытки, связанные с простоем многих других станков и невыполнением заводом плана.

В данной работе сделана попытка осветить только основные методы оценки надежности технических систем. Это потребовало обобщения результатов исследований в данной области целого ряда отечественных и зарубежных специалистов, причем был сделан упор не только на теоретическую разработку отдельных вопросов, но и на их практическую применимость.

 

1. Место вопросов  надежности изделий в системе  управления качеством

 

Проблема качества особенно важна для машино- и приборостроения, так как продукция этих отраслей в значительной степени предопределяет темпы технического прогресса и степень механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства.

Важной особенностью современного машино- и приборостроения является широкое развитие унификации и стандартизации изделий и непрерывно расширяющийся на этой основе уровень специализации производства. В результате каждый машиностроительный завод имеет кооперативные связи с сотнями предприятий, поставляющих материалы, комплектующие изделия, необходимые для организации производства технологическое оборудование, оснастку, средства контроля и т. п.

Таким образом, качество изделий в значительной степени зависит от качества продукции предприятий-поставщиков. Например, по мнению специалистов Волжского автозавода, качество выпускаемых здесь автомобилей более чем на 50% зависит от качества комплектующих изделий и материалов.

Такого типа сложная зависимость между различными предприятиями и различными отраслями приводит к тому, что многие раздробленные процессы производства сливаются в один общественный процесс производства. Поэтому при решении проблемы качества необходимо учитывать весь общественный процесс производства. Это значит, что мероприятия по повышению качества должны: проводиться одновременно во всех отраслях, на всех промышленных предприятиях; охватывать все этапы процесса общественного производства — планирование, проектирование, серийное изготовление, эксплуатацию и ремонт; распространяться на все элементы процесса общественного производства — предметы и средства производства, деятельность людей.

Для современного машино- и приборостроения характерны также большая многономенклатурность и разнохарактерность одновременно осваиваемых изделий, повышение требований к техническому уровню, качеству и надежности, сокращение сроков морального устарения средств техники. Это приводит к необходимости постоянного совершенствования конструкций машин и технологии их производства, внедрения новых материалов, более точных методов расчета, улучшения системы контроля и систематического проведения других конструктивно-технологических мероприятий, обеспечивающих современный технический уровень и стабильное качество выпускаемой продукции.

Следовательно, для улучшения качества выпускаемой продукции необходим комплексный, системный подход, т. е. создание систем управления качеством.

Проблема обеспечения надежности технических систем должна решаться в рамках комплексной системы управления качеством, так как надежность является одним из основных свойств качества продукции.

Свойство надежности особенно важно для изделий машиностроения по следующим причинам:

1) объем продукции машиностроения  и металлообработки составляет  около 25% от общего объема производства  и, следовательно, решение проблемы  обеспечения оптимальной надежности  изделий этой отрасли практически  является решением проблемы надежности  для подавляющей части промышленной  продукции;

2) эта отрасль производит  средства производства, определяющие  степень механизации труда и  автоматизации технологических  процессов во всех отраслях  народного хозяйства, поэтому низкая  надежность изделий машиностроения  приводит к снижению производительности  общественного труда по всему  народному хозяйству;

3) продукция машиностроения  является основным объектом экспорта  страны, а надежность является  основным свойством, обеспечивающим  конкурентоспособность изделий  машиностроения на мировом рынке.

 

2. Структура системы  обеспечения надежности на базе  стандартизации

 

Система обеспечения надежности изделий — это комплекс организационно-технических и экономических мероприятий, методов и средств, направленных на оптимизацию уровня надежности технических систем. Эта система обладает рядом свойств качества, в том числе и свойством надежности.

Сложность проблемы надежности приводит к необходимости использования системного подхода к решению и построению системы обеспечения надежности изделий.

Стратегическая цель системы - это обеспечение оптимального уровня надежности технических систем и их элементов. При этом под оптимальным понимается такой уровень, при котором обеспечивается максимальная эффективность от эксплуатации изделия в заданных условиях при минимальных суммарных затратах на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Для синтеза (построения) структуры системы обеспечения надежности необходимо установить:

- множество возможных  принципов построения системы  и ее элементов;

- множество взаимосвязанных  частных целей (функций) системы;

- множество взаимосвязанных  элементов.

Практика создания аналогичных систем (например, ЕСКД, ЕСТПП и др.) показала, что основными их принципами являются стандартизация, системность, преемственность и автоматизация.

Принцип стандартизации в системе обеспечения надежности означает, что система должна опираться на комплексную и опережающую стандартизацию. Кроме того, в условиях нашей страны наиболее действенным средством обеспечения живучести организационно-технических систем является государственная система стандартизации. Обязательность стандартов, охват стандартами трех основных иерархических уровней, на которых решаются задачи обеспечения качества, а также наличие четко действующей системы государственного надзора позволяют рассматривать эту систему в качестве основного регулятора, ограждающего систему обеспечения надежности от помех и обеспечивающего ее функционирование. В системе стандартизации имеется три уровня, позволяющие решать: общеотраслевые проблемы на базе государственных стандартов, отраслевые — на базе отраслевых стандартов, задачи предприятий — на базе стандартов предприятий.

Принцип системности означает, что система обеспечения надежности должна создаваться на основе методов теории систем.

Принцип преемственности заключается в том, что при решении задач надежности необходимо максимально использовать: накопленный опыт решения вопросов надежности в отрасли и на конкретном предприятии; достижения смежных научных и технических дисциплин; опыт передовых предприятий страны и зарубежных фирм.

Принцип автоматизации предполагает широкую автоматизацию процессов прохождения информации, выработки управляющих воздействий и решения конструктивно-технологических задач по данной проблеме.

В укрупненном виде частные цели системы обеспечения надежности могут быть сведены к решению задач:

- планирования надежности  изделий на основе данных научного  прогноза развития техники и  технологии;

- обеспечения надежности  при проектировании изделий;

- обеспечения надежности  в процессе производства;

- поддержания надежности  при эксплуатации и восстановления  при ремонте.

Указанные цели должны обеспечиваться комплексом элементов системы обеспечения надежности, решающих специфические вопросы надежности, а также такими системами, как ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, система унификации, система разработки, испытаний и постановки изделий на производство, государственная система приборов и т. д.

Таким образом, вертикальную структуру системы обеспечения надежности составляют различные уровни функционирования системы.

Общеотраслевой уровень составляют директивные указания межотраслевых ведомств по вопросам надежности (Госплан, Государственный комитет по науке и технике, Госстандарт РФ и др.), а также государственные стандарты, рекомендации СЭВ и ИСО.

Функционирование системы на этом уровне должно контролироваться и обеспечиваться органами государственного надзора за качеством, внедрением и соблюдением стандартов. Эти же органы должны осуществлять обратную связь в системе и вызывать управляющие воздействия со стороны соответствующих органов во всех случаях нарушений в функционировании системы.

Отраслевой уровень составляют документы общеотраслевого уровня, директивные документы министерств и отраслевые стандарты. Функционирование системы на этом уровне обеспечивают и контролируют службы ведомственного контроля качества.

Уровень предприятий составляют документы более высоких уровней иерархической структуры системы, а также стандарты предприятий, технические условия и другая документация, утверждаемая руководством предприятий (объединений). Функционирование системы на этом уровне контролируется службами технического контроля, стандартизации и качества предприятий.

Горизонтальную структуру системы обеспечения надежности изделий на базе стандартизации составляют следующие подсистемы:

1) Система планирования  и регламентации требований к  надежности, основу которой составляют  планы стандартизации, а также  комплексы стандартов на технические  требования к промышленной продукции  и технические условия. Создание  этого комплекса документов должно  осуществляться на принципах  опережающей и комплексной стандартизации.

2) Система методов оценки  надежности. Ее основу составляют  комплекс стандартов, устанавливающих  для всех отраслей машиностроения  и приборостроения единые термины  и определения, единую номенклатуру  показателей надежности, дифференцированную  по видам продукции и целям  применения, единые методы расчета  показателей надежности однотипных  изделий. Эта подсистема должна  обеспечить объективность и сопоставимость  оценок частных показателей надежности (независимо от места проведения  аналогичных оценок).

3) Система обеспечения  надежности при проектировании. В эту подсистему входят стандарты  на типовые конструктивные решения, на методы учета требований  надежности при унификации, на  методы обеспечения функциональной  взаимозаменяемости и др.

4) Система технологических  методов, включающая: правила выбора  и требования к материалам  с учетом требований к надежности; методы упрочнения (поверхностного  и объемного) деталей машин; правила  выбора технологических процессов  и режимов обработки.

5) Система обеспечения  надежности при эксплуатации  и ремонте, включающая НТД: на  методы обеспечения ремонтопригодности; на оптимальные стратегии технического  обслуживания и ремонта техники; на требования к качеству запасных  частей; на требования к маслам  и смазочным материалам.

6) Система испытаний надежности, предусматривающая разработку НТД  на методы и средства испытаний, которые определяются основным  видом разрушений, видом техники, а также на такие методы, как  ускоренные испытания и техническая  диагностика машин. Это предполагает  широкое проведение работ по  унификации испытательного оборудования  для получения возможности компоновать  испытательное оборудование из  унифицированных элементов агрегатными  методами.