Основы надежности и ремонтируемости объектов строительства

В технике отсутствуют абсолютно надежные изделия и объекты. Вопросами возникновения отказов и способами снижения их числа занимается раздел научного направления "Теория надежности".

Надежностью принято называть свойство объекта выполнять заданные функции при сохранении во времени проектных показателей в заданных пределах, соответствующих установленным режимам работы и условиям техобслуживания и ремонта. Поэтому, если объект сохраняет заданные характеристики в течение расчетного времени, о нем говорят, что он работает надежно, и, наоборот, если не сохраняет, - говорят, что объект отказал или работает ненадежно. Соответственно в такой формулировке объекты могут находиться в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном.

Работоспособностью принято называть такое состояние, при котором рассматриваемый объект способен выполнять заданные функции с предусмотренными технической документацией параметрами.

Сформулировать неработоспособное состояние объекта сложнее, так как различают основное неработоспособное состояние, при котором объект прекращает выполнять свое функциональное назначение, и второстепенное неработоспособное состояние, при котором дальнейшая работа объекта по соображениям промышленной безопасности должна быть прекращена или ограничена по рабочим параметрам.

В теории надежности общепринято вероятностное событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта, называть отказом.

В строительном деле рассматривают ремонтируемые объекты длительного использования, которые характеризуются тем, что на них после возникновения отказа выполняются ремонтные работы, по окончании которых они снова включаются в работу.

Показателем надежности ремонтируемых объектов является последовательность случайных величин, измеряющихся временем работы объекта между двумя соседними отказами или наработкой на отказ.

Наработка на отказ количественно оценивается средним значением работы ремонтируемого объекта между отказами. В том случае, когда наработка выражается в единицах времени, применяют термин "среднее время безотказной работы" t.

Оценка надежности ремонтируемых объектов может быть выполнена путем вычисления: характеристик потока отказов; условных распределений наработки между отказами.

В теории надежности предпочтение отдается первому способу - вычислению характеристик потока отказов.

С этой целью рассматривается некоторый абстрактный поток случайных событий - отказов ремонтируемых объектов. При этом предполагается, что рассматриваемый поток отказов обладает следующими тремя свойствами: стационарностью, ординарностью и отсутствием последствий.

Условие стационарности означает, что вероятность наступления определенного количества отказов на рассматриваемом промежутке времени зависит от его длительности и не зависит от начала отсчета времени. Для стационарного потока отказов главная количественная характеристика - интенсивность отказов (параметр потока отказов) остается постоянной величиной. Если поток отказов не обладает указанными выше свойствами, считаться стационарным он не может и называется нестационарным.

Ординарность потока означает практическую невозможность появления двух или более отказов в один и тот же очень малый промежуток времени.

Отсутствие последействия предполагает, что вероятность наступления п отказов в любом интервале времени (t, t + Δt) не зависит от того, сколько отказов и как они наступили до этого промежутка.

В теории случайных процессов поток, удовлетворяющий этим трем условиям, называют простейшим. Важнейшей характеристикой простейшего потока является интенсивность отказов. Математическое ожидание числа отказов в единицу времени называют интенсивностью потока, которую обозначают Nn.

Для простейшего потока отказов вероятность появления одного отказа на интервале времени продолжительностью At определяется интенсивностью потока Nn из условия стационарности.