Словарик
В статье [14] обращено внимание на то, что основополагающий термин «надежность» в системе менеджмента качества очень часто используется в «бытовом» смысле. Не является исключением и литература по релейной защите, где можно встретить «коэффициент надежности», «надежность срабатывания» и «надежность несрабатывания» [8], «надежность работы вспомогательных реле» [6] и многие другие словосочетания с использованием термина «надежность».
Такое чрезмерное увлечение часто приводит к появлению фраз, подобных этой: «Надежность функционирования релейной защиты предполагает надежное срабатывание устройства при появлении условий на срабатывание и надежное несрабатывание устройства...»1.
Еще один пример: «Основным предпосылками, обеспечивающими как надежность срабатывания, так и надежность несрабатывание (орфография цитируемого текста сохранена), является высокое качество используемых реле, характеризуемое их принципом действия, конструкцией и технологией исполнения, высокое качество вспомогательных устройств и правильное ведение эксплуатации»[1] [2].
Увлечение словом «надежность» привело к тому, что был предложен «обобщенный коэффициент надежности», изменяющийся в том числе и от количества неправильных действий обслуживающего персонала [61, 62].
Помимо значения, в смысле установленного стандартом [20], слово «надежность» в технических текстах часто используют в общепринятом смысле, когда им обозначают нечто внушающее доверие, верное, прочное, хорошо сработанное, достигающее цели. Но, к сожалению, такое расширенное использование термина «надежность» приводит к недоразумениям.
Встретив в книге по релейной защите «коэффициент надежности кн» в контексте «проверяется надежность работы вспомогательных реле» можно предположить, что здесь речь пойдет о каком-либо показателе надежности в технически корректном смысле [20].
На самом же деле, в результате такой проверки определяют, во сколько раз ток срабатывания меньше вторичного тока трансформатора тока. Другими словами физический смысл такой «проверки на надежность» оказывается не имеющим отношения к надежности изделия по [20].
Аналогично обстоит дело и с обеспечением «надежного срабатывания», когда с этой целью значение коэффициента чувствительности кч принимают на 20% большим, чем рекомендовано в ПУЭ.
Не буду множить примеры, но, как правильно сказано в [14], использование термина «надежность» в таких случаях - во многом результат эмоциональной оценки, предполагающей, что более частое использование термина «надежность» может привести к повышению надежности релейной защиты.
Повышение надежности устройств релейной защиты происходит не из-за использования термина «надежность» для обозначения различных коэффициентов в расчетных формулах, словосочетаниях типа «надежность срабатывания» и т.п., не имеющих отношения к надежности в технике, а в результате использования компонентов высокой надежности, специальных схемных решений и проведения корректирующих мероприятий по результатам контрольных испытаний на надежность [13] и постоянным наблюдением за изделиями, находящимися в эксплуатации.
В связи с тем, что в данной книге использовано значительное количество терминов, обозначающих специфические понятия в области надежности, она снабжена небольшим словариком, при составлении которого использован [20], а также другие терминологические стандарты.
А Административная задержка, см. Задержка Б
Безотказность - свойство устройства непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. В стандарте [20] зафиксировано несколько показателей безотказности, устанавливаемых по отношению:
- - ко всем возможным отказам цифрового устройства;
- - к какому-либо типу (типам) цифрового устройства.
В документации на цифровое устройство должны быть указаны критерии отказов.
Показатели безотказности представляют собой вероятностные характеристики, статистические аналоги которых определяют методами математической статистики.
Стандартом [20] установлены следующие показатели безотказности:
- - вероятность безотказной работы;
- - гамма-процентная наработка до отказа;
- - средняя наработка до отказа;
- - средняя наработка на отказ;
- - интенсивность отказов;
- - параметр потока отказов;
- - осредненный параметр потока отказов.
В
Вероятность безотказной работы Р(t) - показатель безотказности, характеризующий вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ устройства не возникнет.
Вероятность безотказной работы определяют, предполагая, что в начальный момент (момент исчисления наработки или ввода эксплуатацию) цифровое устройство находилось в работоспособном состоянии.
Статистически вероятность P(t) определяют как отношение числа исправных в момент времени t цифровых устройств к первоначальному их числу А/:
где n(t) - число отказавших цифровых устройств к моменту времени t.
Вероятность отказа Q(t) - показатель надежности, характеризующий вероятность того, что в пределах заданной наработки устройство откажет хотя бы один раз.
Вероятность безотказной работы Р(t) и вероятность отказа Q(t) представляют собой противоположные события, связанные между собой известным соотношением:
Статистически вероятность Q(t) определяют как отношение числа п отказавших к моменту времени t цифровых устройств к первоначальному их числу N:
где n(t) - число отказавших цифровых устройств к моменту времени t.
Временны'е понятия надежности - группа показателей, задаваемых в единицах времени. В стандарте [20] в эту группу включены такие термины:
- - наработка;
- - наработка до отказа;
- - наработка между отказами;
- - время восстановления;
- - ресурс;
- - срок службы;
- - срок сохраняемости;
- - остаточный ресурс;
- - назначенный ресурс;
- - назначенный срок службы;
- - назначенный срок хранения.
Время восстановления устройства Тв - продолжительность восстановления работоспособного состояния цифрового устройства.
Время восстановления цифрового устройства обычно исключают из наработки. При ремонте устройства в условиях предприятия-изготовителя из наработки следует также учитывать продолжительность логистической задержки [12,39, 40].
Показатель, обозначаемый данным термином, отнесен стандартом [20] к временным понятиям надежности и измеряется в часах.
Ремонтопригодность [20] цифрового устройства характеризуется средним временем восстановления, определяемым как математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния устройства после отказа.
В руководящем документе [34] рекомендовано выбирать среднее значение времени восстановления из следующего ряда - 0,5; 1,0; 2,0; 3,0.
В [34] процесс восстановления работоспособности рассматривают прежде всего как процесс замены сменного элемента, что нельзя признать корректным во всех случаях.
Обычно в документации на цифровое устройство указывают условия, при соблюдении которых обеспечивается время восстановления, как это сделано в технических условиях [73, 78]:
А - функционирование; В - восстановление; Т - наработка
«Среднее время восстановления работоспособного состояния Тв блока БМРЗ при наличии полного комплекта запасных модулей и с учетом времени нахождения дефекта в соответствии с рекомендациями, приведенными в эксплуатационной документации должно быть не более 2 ч».
Г
Гамма-процентная наработка до отказа - показатель безотказности, характеризующий наработку цифрового устройства, в течение которой отказ не возникнет с вероятностью у, выраженной в процентах. Значение гамма-процентной наработки до отказа можно определить графическим путем (рис.) по кривой вероятности безотказной работы P(t), проведя горизонтальную линию до пересечения с кривой, или расчетным способом - линейной интерполяцией [66].
Наработку до отказа обычно определяют для значений у>80% (верхняя горизонтальная линия на рис.).
Для прогнозирования потребности в запасных частях определяют гамма-процентную наработку и при меньших значениях, например при у=50% (нижняя горизонтальная линия на рис.).
Гамма-процентный срок сохраняемости - один из двух (см. средний срок сохраняемости) показателей сохраняемости, установленный в стандарте [20] для технических объектов.
Термином гамма-процентный срок сохраняемости обозначают срок сохраняемости, достигаемый техническим объектом с заданной вероятностью у, выраженной в процентах.
Для оценки значения данного показателя надежности стандарт [24] рекомендует использовать план испытаний [NUr], согласно которому все N устройств испытывают одновременно, отказавшие устройства не восстанавливают и не заменяют, а испытания прекращают, когда число отказавших объектов достигло г.
Примеры определения объема выборки N и браковочного числа отказавших устройств приведены в [17, 55].
Для статистического определения значения у-процентов стандарт [26] рекомендует использовать формулу:
Отметим, что при нулевом количестве отказов г при любом объеме выборки N результат определения у-процентов по этой формуле будет один и тот же, т.е. у=100%.
Р
Ремонтопригодность - приспособленность цифрового устройств релейной защиты к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Основным показателем ремонтопригодности служит среднее время восстановления Тв, нормированное значение которого выбирают из ряда 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 ч [34].
Стандартом [20] понятие, обозначаемое этим термином, отнесено к общим понятиям надежности, однако в отраслевом документе [34] требования к ремонтопригодности цифровых устройств выделены в отдельный раздел - 4.10 «Требования к ремонту и ремонтопригодности».
Для обеспечения ремонтопригодности в [34] рекомендуется модульная конструкция цифровых устройств, обеспечивающая возможность быстрой замены (рис.) модулей (см. также сменный элемент).
Для ускорения и упрощения процесса поиска дефекта в цифровом устройстве документ [34] рекомендует предусматривать систему непрерывной диагностики, информирующую о характере дефекта, записываемом в виде кода, и указывающую на отказавший модуль.
Традиционно понятие, обозначаемое термином ремонтопригодность, трактуется в достаточно широком смысле, в объем которого включают и приспособленность устройства к:
- контролю параметров (контролепригодности);
Замена модуля в цифровом блоке
- обслуживанию и др.
Методы оценки ремонтопригодности цифровых устройств и планы проведения соответствующих испытаний регламентированы в отраслевых и государственных нормативных документах [24, 33 и др.].
Цель проведения испытаний на ремонтопригодность - оценка значений количественных показателей ремонтопригодности и совершенства эксплуатационной и ремонтной документации.
С
Срок сохраняемости - календарная продолжительность хранения и/или транспортирования объекта в заданных условиях, в течение и после которой сохраняются значения установленных показателей, в том числе и показателей надежности, в пределах, установленных в технической документации на них [18].
В стандарте [20] установлены два показателя сохраняемости - гамма-процентный срок сохраняемости и средний срок сохраняемости.
Примеры оценки этих показателей для цифровых устройств релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации рассмотрены в [17].
На основании требований, изложенных в [27], в документации цифровых устройств указывают гарантийный срок хранения в упаковке изготовителя в заданных условиях, как это сделано в [73, 78]. Этот показатель представляет собой технико-экономическую характеристику изделия и не относится к показателям надежности, описанным в стандарте [20], но при его задании необходимо учитывать достигнутые значения среднего или гамма-процентного сроков сохраняемости.
В стандарте [27] описана процедура увеличения (при хранении в более легких условиях) или уменьшения (при хранении в более тяжелых условиях) гарантийного срока хранения устройств в условиях, отличных от заданных в документации на них.
