Обеспечение надежности и безопасности технических систем

В большинстве случаев безопасность технической системы яв­ляется производной от ее надежности, т. е. эти свойства являются взаимосвязанными. Пути обеспечения надежности разнообразны и прежде всего они связаны с повышением стойкости изделия к внешним воздействиям. Например, для механических систем вы­сокая надежность достигается за счет создания прочных, жест­ких, износостойких узлов при их рациональной конструкции, применения материалов с высокой прочностью, износостойкостью, антикоррозийной стойкостью, теплостойкостью и т. д. Другой путь обеспечения достаточной надежности — их изоляция от вредных воздействий: установка машины на фундамент, защита поверхно­стей от запыления и загрязнения, создание специальных условий по температуре и влажности, применение антикоррозийных по­крытий, виброизолирующих устройств и т. д.

Эффективным средством для решения проблемы надежности и безопасности является применение автоматики для поддержания нормальных режимов работы и обеспечения возможности длитель­ного выполнения системой своего служебного назначения в различ­ных условиях эксплуатации. Не менее значимым является обучение персонала правилам безопасной эксплуатации технических систем.

Для недопущения отказов конструктивного, производственно­го и эксплуатационного характера существуют типовые меропри­ятия, методы и средства предупредительного, контролирующего и защитного характера, обеспечивающие надежность и безопасность технических систем. Их применяют на различных этапах жизнен­ного цикла технической системы — в процессе проектирования, создания (изготовления) и эксплуатации.

Стадия проектирования технических систем предусматри­вает следующие меры:

а) Предупредительные — использование отработанных методов
и средств обеспечения надежности; анализ альтернативных про-
ектно-конструкторских решений и выбор наилучших; создание
запасов работоспособности по нагрузкам и отказам различных
видов; использование резервирования; выбор высоконадежных
комплектующих элементов, материалов; создание контролепригод-
ных и ремонтопригодных элементов; обучение проектантов, кон-
структоров, испытателей передовым методам и способам обеспече-
ния надежности; установление проектных норм надежности и норм
испытаний при экспериментальной отработке; разработка новых
средств контроля и диагностики;

б) Контрольные — экспериментальная проверка технических
решений, особенно новых; проверка всех режимов функциониро-
вания; автономные и комплексные испытания; контроль и кор-
ректировка конструкторской документации; экспериментальная
проверка запасов работоспособности во всех режимах функциони-
рования; контроль надежности; контроль качества труда исполни-
телей, самоконтроль;

в) Защитные — анализ видов и последствий отказов; введе-
ние специальных приборов в состав системы, обеспечивающих
безопасность при возникновении отказов; разработка режимов
обкатки и тренировки системы на начальном этапе работы до
перехода на режимы нормального функционирования; составле-
ние инструкций для обучения производственного персонала; реа-
лизация технических решений по локализации отказов; обеспе-
чение оперативного контроля и управление функционировани-
ем; обеспечение сохранения работоспособности элементов при отказах в системах; разработка системы обслуживания и восста­новления техники;

Стадия изготовления технических систем предусматрива­ет следующие меры:

а) Предупредительные — выбор прогрессивных и стабильных
технологических процессов; отработка новых технологических
процессов и средств контроля до начала пуска производства; отра-
ботка и корректировка технологической документации; обучение
и аттестация производственного персонала при допуске к работе
на ответственных операциях; надзор за состоянием производствен-
ного оборудования и средств контроля.

б) Контрольные — проведение входного, пооперационного и вы-
ходного контроля; контрольно-технологические испытания; конт-
роль качества труда исполнителей, самоконтроль; авторский над-
зор; контроль качества и стабильности технологических процессов;

в) Защитные — использование избыточности (дублирование) в
оборудовании и средствах контроля; введение блокировок в ответ-
ственные технологические процессы, исключающих продолжение
работы при нарушениях предусмотренных режимов; разработка
системы обслуживания и восстановления производственного обо-
рудования и средств контроля.

Стадия эксплуатации технических систем предусматрива­ет следующие меры:

а) Предупредительные — использование автоматизированных
средств контроля и поиска неисправностей; отработка эксплуата-
ционно-технической документации; проведение предварительных
регламентных работ; оценка и прогнозирование технического со-
стояния и надежности; аттестация и обучение персонала;

б) Контрольные — автоматизированная регистрация и обработка
информации о командах по управлению технической системой,
возникающих отказах и неисправностях; постоянный мониторинг
качества исполняемых технической системой операций; самокон-
троль; гарантийный надзор;

в) Защитные — проведение оперативных доработок; использо-
вание автоматических средств защиты; использование качественных запасных частей, обменного фонда агрегатов и эксплуатаци­
онных материалов; анализ последствий отказов и реализация защитных мероприятий; обучение и аттестация персонала для рабо­ты при возникновении отказов.

Важнейшей составной частью активных средств, позволяющих, в конечном счете, добиться высокой надежности, безопасности и эффективности технической системы являются технические сред­ства (элементная база, экспериментальные и производственные возможности). Отсутствие материально-технической основы высо­кой надежности техники не может быть скомпенсировано други­ми средствами — организацией работ, реализацией программного подхода, методического, нормативного или информационного обес­печения.

Уровень технического обеспечения зависит от следующих факторов:

♦ уровня качества и надежности материалов, полуфабрикатов, электрооборудования и радиодеталей, комплектующих эле­ментов, агрегатов и изделий общего назначения, выпускае­мых промышленностью и используемых в составе техничес­ких систем;

♦ номенклатуры, количества, производительности, автомати­зации технических средств для проектирования, конструи­рования, отработки, производства, контроля и эксплуатации сложных изделий;

♦ уровня автоматизации и оперативного сбора, обработки, об­мена информацией для планирования, координации действий и контроля за ходом создания и применения изделий.

Для создания высоконадежных и эффективных технических систем необходимо, чтобы новые материалы, электронные изде­лия и др. комплектующие обладали высокими показателями на­дежности, достаточными для практически безотказной эксплуата­ции перспективных систем в заданных для них условиях в тече­ние срока эксплуатации, равного сроку их морального старения.

Заключение

В современном мире происхождение многих негативных процессов в природе и обществе связано с антропогенной деятельностью в техносфере, пренебрежительным отношением к вопросам и проблемам безопасности технологических процессов и производств.

Успешное и устойчивое экономическое развитие невозможно без целенаправленной деятельности на снижение техногенных рисков, без владения методами теории надежности технических систем, которые позволяют находить значения показателей надежности объектов по результатам экспериментальных исследований и создавать системы диагностирования технического состояния этих объектов.

Умение оценивать надежность слож­ной системы на основе известных показателей надежности ее эле­ментов позволяет на этапе проектирования системы выбирать наиболее удачные и безопасные конструктивные варианты, прогнозировать вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Знание теорети­ческих основ технической диагностики позволяет разрабатывать ав­томатические системы защиты, обладающие признаками искусст­венного интеллекта, т. е. способностью распознавать наиболее веро­ятные состояния и сценарии развития событий, согласно которым выполняются без участия человека необходимые действия, предуп­реждающие или локализующие аварийные ситуации.

Список использоваемой литературы/веб-ресурсов

1. Надёжность технических систем и техногенный риск / В. С. Малкин. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 432, [1] с.: ил. – (Высшее образование).

2. Испытания, обеспечение надёжности и ремонт авиационных двигателей и энергетических установок: Учеб. Пособие / Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов, К.А. Малиновский, В.Г. Попов, Н.Л. Ярославцев. – М.: Изд-во МАИ, 2005. – 540 с.: ил.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Надёжность