Причины ненадёжности

Причин ненадёжности множество, попробуем выделить несколько основных групп факторов, определяющих ненадёжность объектов.

Недостаток знаний. Развитие науки и техники позволяет создавать всё новые и новые устройства для выполнения всё более и более сложных работ. Однако то, что является возможным и осуществимым, не обязательно надёжно. Приборы и системы недостаточно совершенны, и в различных условиях они работают неодинаково. Наши общие сведения о каком – либо изделии могут оказаться недостаточными, так что при помещении его в определённую среду, о которой мы имеем мало сведений, происходят отказы. Другими словами, мы работаем в пределах наших технологических знаний. Конечно, при наличии времени мы бы приобрели и систематизировали знания так, чтобы положение изменилось. Этому служит процесс обучения. Если бы эта эволюция происходила естественным путём, проблема надёжности так бы остро не возникала. Однако существующее положение вещей не даёт нам возможности уделять достаточно времени и внимания всем этим вопросам. Эволюционный процесс вступает в конфликт с «революционной» атмосферой. Вместо того, чтобы использовать время на экспериментирование, синтез и применение знаний, разрабатываются всё новые и новые системы и приборы. Исключается возможность повторения некоторых ошибок, но вместо них обычно появляются другие ошибки за счёт отличия новых систем и условий их эксплуатации.

Сложность оборудования. Сложность является не только свойством самой физической системы, но также и процессов, необходимых для её создания. Рассмотрим сначала физическую систему. Обратимся к системе, для успешной работы которой требуется, чтобы все её подсистемы, составные части и элементы также работали успешно. Теория вероятностей утверждает: вероятность успешной работы системы определяется вероятностью того, что все элементы системы работают успешно. Математически это может быть сформулировано следующим образом: вероятность успешной работы системы (т.е., как мы определим позднее, надёжность системы), равна произведению вероятностей успешной работы каждого её элемента (т.е. произведению надёжностей этих элементов), при условии, что они статистически независимы. Это правило, обычно называемое правилом перемножения, позволяет сделать заключение о том, что, чем сложнее система, тем ниже её надёжность.

Другим проявлением сложности, приводящим к ненадёжности, является взаимодействие подсистем. Это взаимодействие может определяться воздействием окружающей среды или функциональным взаимодействием, когда выходные параметры одного элемента могут превысить технические условия на входе сопряжённого с ним другого элемента. Последнее входит в круг вопросов, решаемых при конструировании системы, и тем не менее может служить причиной ненадёжности. Сложность требует параллельных разработок. Мы добиваемся усовершенствований во многих отраслях сразу и поэтому часто не имеем достаточно сведений о пределах возможностей отдельных частей и компонентов, хотя в то же время знаем, что неправильное поведение любого компонента может отрицательно повлиять на поведение так или иначе связанного с ним соседнего компонента.

Таким образом, при создании системы или её отдельных частей может выявиться столько непредвиденных обстоятельств и неучтённых взаимосвязей, что конструктор в начальном проекте не в состоянии всех их охватить и каким – либо образом учесть. Он сможет сделать это со временем, но при этом будет вынужден пройти весь процесс познания, о котором уже упоминалось выше, с его непременными ошибками и неудачами.

Сложность организации. Кроме физической сложности системы существуют связанные с ней и не менее важные трудности. Сложная система требует хорошо организованного руководства, которое в свою очередь нуждается в эффективной системе связи. Если собрать вместе все сведения, касающиеся использования какого – либо типа оборудования во всевозможных условиях его применения, и правильно интерпретировать, то можно значительно снизить интенсивность его отказов. Этого можно достичь правильным его использованием, изменением его отдельных компонентов и с помощью резервирования. Однако из – за ограничений нашей системы связи невозможно производить полный обмен данными. Более того, существует проблема передачи частной и секретной информации. Никакая фирма не будет делиться знаниями и наработками в своей области деятельности с другими бескорыстно. Это приводит к тому, что мы должны постигать многое на собственном опыте, а не полагаться на чей – то другой. Не менее серьёзной, чем отсутствие информации, является проблема неправильной интерпретации фактов производителями и пользователями. В результате это приведёт к напрасной трате сил, времени и денег до тех пор, естественный процесс познания не вернёт нас в правильное русло.

Человеческий фактор. Очень важной причиной ненадёжности является группа факторов, посвящённая ошибке человека. Отказы при этом возникают не столько из – за непонимания оператором того, что он делает (при условии, конечно, что он прошёл соответствующую подготовку), а попросту из – за его невнимательности или забывчивости.

Обычно руководства, учебники и инструкции предопределяют правильную последовательность операций, которой необходимо следовать при техническом обслуживании и при работе. Тем не менее по мере знакомства с инструкцией обслуживающий персонал иногда пренебрегает ею, в результате чего обычно пропускается нечаянно какая – либо операция или нарушается их последовательность. Кроме того, из – за недостатка времени при выполнении каких – либо внеплановых работ могут быть неправильно подключены провода, не привинчена какая – нибудь деталь и т.п., что, естественно, приводит к отказам.

Но, хотя вмешательство человека может привести к отказу, его отсутствие нанесёт, вероятно, ещё больший ущерб. Способность человека управлять процессом работы представляет собой почти незаменимый фактор с точки зрения принятия решения. Его знания и опыт позволяют предусмотреть или изменить возможные ситуации и компенсировать ухудшение условий. Однако в поисках всё более высоких скоростей, сокращения времени и оптимальных конечных результатов человек всё более и более программирует свои действия при работе с современными сложными системами. Например, пилот реактивного самолёта является менее абсолютным хозяином положения, чем пилот менее скоростного винтового самолёта. Он не может достаточно быстро принять решение, так как факторов, которые необходимо учесть и проанализировать, слишком много и они очень сложно взаимосвязаны. Поэтому большая часть работы должна выполняться за него высокоскоростными автоматическими вычислительными и управляющими устройствами. Здесь мы имеем наложение уже нескольких факторов ненадёжности.

Таковы основные причины ненадёжности. Большую часть отказов можно отнести к общим случаям, рассмотренным выше.

Необходимо особо рассматривать так называемый внезапный отказ, который проявляется в резком, практически мгновенном изменении характеристик объектов, приводящем к его неработоспособности. Внезапные отказы обычно проявляются в виде механических повреждений элементов (поломки, трещины, обрывы, пробои изоляции и т.п.), из – за чего эти отказы часто называют грубыми. Внезапные отказы получили своё название из – за того, что обычно отсутствуют видимые признаки их приближения, т.е. перед отказом обычно не удаётся обнаружить количественные изменения характеристик объекта.

Внезапный отказ объекта также является следствием накопления необратимых изменений материалов. Иначе говоря, возникновение внезапного отказа также является следствием случайного процесса изменения какого – то параметра объекта. Внезапным отказ кажется лишь потому, что не контролируется изменяющийся параметр, при критическом значении которого наступает отказ объекта, обычно связанный с его механическим повреждением. Отсюда следует, что внезапный отказ нельзя объяснять только как отказ за счёт неустановленной причины, поскольку мы должны осознавать различие между действительным существованием причины и нашими способностями связать её с определённым влиянием на отказ. Если внезапный отказ относится к событию, которое является случайным во времени, тогда его определение можно считать достоверным.

Тщательный анализ отказов позволит исключить их причины и уменьшить интенсивность отказов до допустимых пределов, а их последствия свести к минимуму.

Дата добавления: 2014-01-07