Основные пути обеспечения и повышения надежности
Факторы, определяющие надежность, делят на две группы:
· объективные – воздействие окружающей среды, механические и другие внешние воздействия, динамически нагрузки, старение, износ и др.;
· субъективные – такие, которые зависят от деятельности человека: выбор схемы, конструктивного решения, элементов, материалов, режимов эксплуатации, организации технического обслуживания и др.
Факторы, понижающие надежность:
· объективные - воздействие окружающей среды, эксплуатационные режимы, динамические и инерционные нагрузки, вибрации и удары, температура рабочей жидкости;
· субъективные – недостатки разработки и изготовления, нарушение правил эксплуатации и т.п.
Факторы, повышающие надежность: выбор надежных элементов, снижение рабочих режимов, оптимизация схем и конструктивных решений, большой объем отработки, профилактика, прогнозирование, стандартизация и унификация, подготовка кадров.
По физической природе факторы, влияющие на надежность в эксплуатации, можно разделить на три группы:
1) климатические (температура, влажность, запыленность);
2) гидравлические (состояние рабочей жидкости);
3) механические.
На этапе проектирования требуемый уровень надежности закладывается и обеспечивается применением совершенных и отработанных к тому моменту элементов и узлов новой конструкции, усовершенствованием принципиальных схем, различных способов резервированием и т.п.
При проектировании выбирают оптимальный вариант принципиальной схемы и рациональной компоновки изделия и его узлов; оптимальную конструкцию узлов, обеспечивающую взаимозаменяемость при наименьшей трудоемкости; соблюдают конструктивную преемственность наиболее совершенных узлов, максимальную унификацию и стандартизацию. Все эти операции проводят до окончания технического проектирования, что обеспечивает требуемый уровень надежности.
На стадиях эскизного и технического проектирования разрабатывают программу обеспечения надежности (ПОН), в которой предусматривают как технические, так и организационные мероприятия.
При длительном серийном производстве и многолетней эксплуатации может быть дополнительно разработана программа поддержания и повышения надежности (ППН).
ПОН состоит из 4-х разделов:
1) «Общие положения». Включены основные сведения по структуре и назначению изделий, эксплуатационно-технические характеристики, номенклатура и количественные показатели надежности, условия эксплуатации;
2) «Работы и мероприятия по обеспечению надежности». Содержит перечень работ и мероприятий ПОН в течение всего жизненного цикла системы;
3) «Методическое обеспечение». Содержит полный перечень руководящих нормативно-технических и методических документов, которыми необходимо руководствоваться при выполнении работ, предусмотренных в разделе 2;
4) «Порядок контроля выполнения и корректировки ПОН». Содержит сроки рассмотрения хода выполнения ПОН и возможные сроки корректировки, порядок рассмотрения и согласования отчетных документов и принятых решений.
Значительная роль в обеспечении и подтверждении надежности принадлежит испытаниям.
На этапе лабораторно-стендовых испытаний выявляется существенно отличие уровня надежности отрабатываемых элементов от принятого задания. Отработку элементов и узлов ведут до тех пор, пока основные характеристики не достигнут требуемого значения в соответствии с техническим заданием. Таким образом, в результате доработок надежность элементов к концу испытаний повышается и стабилизируется.
К завершению всех испытаний, определенных программой экспериментальной отработки опытных образцов изделия, значения надежности должны соответствовать заданным. Изменение надежности наблюдают также при изготовлении установочной партии (постановка на производство) в начале серийного производства, когда идет отладка технологии.
Отработка на технологичность – это совокупность конструктивных и технологических решений, обеспечивающих применение прогрессивных способов и методов изготовления и организации производства с наименьшими затратами материалов, труда и времени, минимальную себестоимость и высокое качество изделия.
В общем случае испытания изделий делят на:
1) Исследовательские испытания опытных образцов;
2) Контрольные испытания опытных образцов;
3) Контрольные испытания серийных изделий.
Исследовательские испытания опытных образцов – испытания в процессе экспериментальной отработки опытных образцов в соответствии с требованиями конструкторской документации – определяются целевым назначением изделия, сложностью и степенью преемственности конструкторских решений, наличием экспериментальной базы. Подразделяются на:
a) Автономные – проверка на функционирование, отработка конструкторской документации, выявление и устранение неисправностей, определение допустимых границ запасов, оценка соответствия требованиям технического задания;
b) Комплексные– экспериментальная совместная отработка в условиях, близких к реальным, проверка взаимного функционирования прошедших автономные испытания нескольких опытных изделий.
Контрольные испытания опытных образцов, изготовленных по документации главного конструктора для серийного производства, подразделяют на:
a) Предварительные (приемосдаточные), которые проводятся с каждым опытным изделием в объеме, определенном конструкторской документацией;
b) Приемочные, которые проводят с опытными изделиями, проверяя соответствие характеристик и параметров изделий требованиям технического задания в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации.
Обобщающим программным документом, организующим испытания и определяющим полноту и достаточность отработки опытного изделия, является программа экспериментальной отработки (ПЭО), выполняемая по ГОСТ и продолжающая действовать на этапах серийного производства и эксплуатации.
Контрольные испытания серийных изделий предусматривают проверку соответствия характеристик и параметров требованиям технических условий. К ним относятся испытания установочной партии, приемосдаточные, периодические, ресурсные, типовые.
Общий объем наработки при проведении приемочных испытаний каждого изделия установочной партии составляет 30…40% гарантийного ресурса. Такой объем испытаний позволяет завершить отладку технологического процесса для серийного производства и произвести корректировку технологической документации.