محاضرة رقم 3
تحت مصداقيةيُفهم على أنه خاصية للكائن للحفاظ مع مرور الوقت، ضمن الحدود المحددة، على قيم المعلمات التي تميز القدرة على أداء الوظائف المطلوبة في أوضاع وشروط استخدام معينة للصيانة والإصلاحات والتخزين والنقل. الموثوقية هي خاصية معقدة، والتي، اعتمادًا على الغرض من الكائن وظروف استخدامه، تتكون من مزيج من السلامة وقابلية الصيانة وقابلية التخزين (الشكل 1).
الشكل 1 - موثوقية المعدات
بالنسبة للغالبية العظمى من الاستخدام على مدار السنة الأجهزة التقنيةعند تقييم موثوقيتها، هناك ثلاث خصائص هي الأكثر أهمية: الموثوقية والمتانة وقابلية الصيانة.
مصداقية- خاصية الكائن للحفاظ بشكل مستمر على حالة التشغيل لبعض الوقت.
متانة- القدرة على الحفاظ على قابلية التشغيل حتى تحدث حالة الحد النظام المثبتالصيانة والإصلاح.
قابلية الصيانة- خاصية المنتج التي تتمثل في قدرته على التكيف مع الحفاظ على حالة عمله واستعادتها من خلال الصيانة والإصلاح.
وفي الوقت نفسه، المعدات المخصصة للاستخدام الموسمي (آلات الحصاد الزراعي، وبعض المركبات البلدية، والسفن النهرية على الأنهار المتجمدة، وما إلى ذلك)، وكذلك الآلات والمعدات اللازمة للقضاء على الحالات الحرجة (معدات مكافحة الحرائق والإنقاذ)، والتي لها يجب تقييم عمر الخدمة الطويل في وضع الاستعداد مع الأخذ في الاعتبار الثبات، أي. مؤشرات جميع الخصائص الأربعة.
قابلية التخزين- خاصية المنتج في الحفاظ ضمن الحدود المحددة على قيم المعلمات التي تميز قدرة المنتج على أداء الوظائف المطلوبة أثناء وبعد التخزين أو النقل.
الموارد(تقني) - وقت تشغيل المنتج حتى يصل إلى حالة الحد المحددة في الوثائق الفنية. يمكن التعبير عن المورد بالسنوات أو الساعات أو الكيلومترات أو الهكتارات أو عدد المتضمنات. يتميز المورد: كامل - طوال فترة الخدمة بأكملها حتى نهاية التشغيل؛ الإصلاح المسبق - من بداية التشغيل إلى إصلاح المنتج المستعاد؛ المستخدمة - من بداية التشغيل أو من الإصلاح الرئيسي السابق للمنتج إلى النقطة الزمنية المدروسة؛ المتبقية - من اللحظة الزمنية قيد النظر حتى فشل المنتج غير القابل للإصلاح أو إصلاحه بين الإصلاحات.
وقت التشغيل- مدة تشغيل المنتج أو مقدار العمل الذي يؤديه خلال فترة زمنية معينة. يتم قياسه بالدورات ووحدات الوقت والحجم وطول التشغيل وما إلى ذلك. هناك وقت تشغيل يومي، ووقت تشغيل شهري، ووقت الفشل الأول.
MTBF- معيار الموثوقية، وهو قيمة ثابتة، متوسط وقت تشغيل المنتج الذي تم إصلاحه بين الأعطال. إذا تم قياس وقت التشغيل بوحدات زمنية، فإن MTBF يشير إلى متوسط الوقت بين حالات الفشل.
وأخيرًا، هناك مجموعة كاملة من المنتجات (على سبيل المثال، المنتجات المطاطية) التي يتم تقييمها بشكل أساسي من خلال تخزينها ومتانتها.
خصائص الموثوقية المدرجة (الموثوقية والمتانة وقابلية الصيانة والتخزين) لها مؤشرات كمية خاصة بها.
وبالتالي، تتميز الموثوقية بستة مؤشرات، بما في ذلك المؤشرات المهمة مثل احتمالية التشغيل بدون فشل. ويستخدم هذا المؤشر على نطاق واسع في الاقتصاد الوطني لتقييم أكثر من غيرها أنواع مختلفةالوسائل التقنية: المعدات الإلكترونية، الطائرات، الأجزاء، المكونات والتجمعات، المركبات، عناصر التسخين. يتم حساب هذه المؤشرات على أساس معايير الدولة.
رفض- أحد المفاهيم الأساسية للموثوقية والتي تتمثل في حدوث خلل في المنتج (واحد أو أكثر من معلمات المنتج تتجاوز الحدود المسموح بها).
معدل الفشل- يتم تحديد كثافة الاحتمالية المشروطة لحدوث فشل كائن غير قابل للإصلاح بشرط ألا يحدث الفشل قبل النقطة الزمنية المدروسة.
احتمالية التشغيل بدون فشل- احتمال عدم حدوث عطل في الكائن خلال فترة تشغيل معينة.
وتتميز المتانة أيضًا بستة مؤشرات تمثل أنواعًا مختلفة من عمر الموارد والخدمة. من وجهة نظر أمنية، فإن الفائدة الأكبر هي موارد نسبة جاما- وقت التشغيل الذي لن يصل خلاله الكائن إلى الحالة الحدية مع احتمال g، معبرًا عنه كنسبة مئوية. وبالتالي، بالنسبة لأشياء المعدات المعدنية (آلات رفع ونقل المعادن السائلة والمضخات وأجهزة ضخ السوائل والغازات الضارة) يتم تعيين g = 95٪.
تتميز قابلية الصيانة بمؤشرين: الاحتمالية ومتوسط الوقت لاستعادة حالة العمل.
يقسم عدد من المؤلفين الموثوقية إلى مثالية وأساسية وتشغيلية. الموثوقية المثالية هي أقصى موثوقية ممكنة، يتم تحقيقها من خلال إنشاء تصميم مثالي لجسم ما مع مراعاة مطلقة لجميع ظروف التصنيع والتشغيل. الموثوقية الأساسية هي الموثوقية التي يتم تحقيقها فعليًا أثناء تصميم وتصنيع وتركيب كائن ما. الموثوقية التشغيلية هي الموثوقية الفعلية للكائن أثناء تشغيله، والتي يتم تحديدها من خلال جودة التصميم والبناء والتصنيع والتركيب للكائن، وظروف تشغيله وصيانته وإصلاحه.
ستكون المبادئ الأساسية للموثوقية غير واضحة دون تحديد مفهوم مهم مثل التكرار. حجز- هذا هو استخدام وسائل أو إمكانيات إضافية من أجل الحفاظ على الحالة التشغيلية لجسم ما في حالة فشل واحد أو أكثر من عناصره.
أحد أكثر أنواع التكرار شيوعًا هو التكرار - التكرار مع نسبة احتياطي تبلغ واحد إلى واحد. نظرًا لحقيقة أن التكرار يتطلب تكاليف مادية كبيرة، فإنه يتم استخدامه فقط للعناصر أو المكونات أو التجميعات الأكثر أهمية، والتي يهدد فشلها سلامة الأشخاص أو يؤدي إلى عواقب اقتصادية وخيمة. وهكذا، فإن مصاعد الركاب والبضائع معلقة بعدة حبال، والطائرات مجهزة بعدة محركات، ولها أسلاك كهربائية مكررة، وتستخدم السيارات نظام فرامل مزدوج وحتى ثلاثي. كما أصبح حجز القوة، على أساس مفهوم عامل الأمان، منتشرًا على نطاق واسع. ويعتقد أن مفهوم القوة يرتبط ارتباطا مباشرا ليس فقط بالموثوقية، ولكن أيضا بالسلامة. علاوة على ذلك، يُعتقد أن حسابات السلامة الهندسية للهياكل تعتمد بشكل حصري تقريبًا على استخدام عامل الأمان. تعتمد قيم هذا المعامل على شروط محددة. بالنسبة لأوعية الضغط تتراوح من 1.5 إلى 3.25، وبالنسبة لحبال المصاعد تتراوح من 8 إلى 25.
عند النظر إلى عملية الإنتاج من حيث العلاقة بين عناصرها الأساسية، فمن الضروري استخدام مفهوم الموثوقية بالمعنى الأوسع. في هذه الحالة، ستختلف موثوقية النظام ككل عن الموثوقية الكاملة لعناصره بسبب تأثير الاتصالات المختلفة.
في نظرية الموثوقية، ثبت أن موثوقية جهاز يتكون من عناصر فردية متصلة (بمعنى الموثوقية) في سلسلة تساوي حاصل ضرب احتمالات التشغيل الخالي من الفشل لكل عنصر.
العلاقة بين الموثوقية والسلامة واضحة تمامًا: كلما كان النظام أكثر موثوقية، كلما كان أكثر أمانًا. علاوة على ذلك، يمكن تفسير احتمال وقوع حادث على أنه "موثوقية النظام".
في الوقت نفسه، ترتبط السلامة والموثوقية، ولكن ليس مفاهيم متطابقة. إنهم يكملون بعضهم البعض. لذلك، من وجهة نظر المستهلك، يمكن أن تكون المعدات موثوقة أو غير موثوقة، ومن حيث احتياطات السلامة، يمكن أن تكون آمنة أو خطيرة. في هذه الحالة، يمكن أن تكون المعدات آمنة وموثوقة (مقبولة من جميع النواحي)، وخطيرة وغير موثوقة (مرفوضة دون قيد أو شرط)، وآمنة وغير موثوقة (في أغلب الأحيان يرفضها المستهلك)، وخطيرة وموثوقة (مرفوضة بسبب لوائح السلامة، ولكن قد تكون مقبول للمستهلك إذا كانت درجة الخطر ليست كبيرة جدًا).
غالبًا ما تكون متطلبات السلامة بمثابة قيود على الموارد وعمر الخدمة للمعدات أو الأجهزة. يحدث هذا عندما يتم اختراق المستوى المطلوب من الأمان قبل الوصول إلى حالة الحد بسبب الشيخوخة الجسدية أو العقلية. تلعب القيود الناجمة عن متطلبات السلامة دورًا مهمًا بشكل خاص عند تقييم الحياة المتبقية للفرد، والتي تُفهم على أنها مدة التشغيل من نقطة زمنية معينة حتى الوصول إلى حالة الحد. يمكن تحديد أي معلمة تتميز بمدة تشغيل الكائن كمقياس للموارد. بالنسبة للطائرات، فإن مقياس الموارد هو زمن الرحلة بالساعات، بالنسبة للمركبات - عدد الكيلومترات بالكيلومترات، بالنسبة لمصانع الدرفلة - كتلة المعدن المدلفن بالطن، وما إلى ذلك.
الوحدة الأكثر عالمية من وجهة نظر المنهجية العامة ونظرية الموثوقية هي وحدة الزمن. ويرجع ذلك إلى الظروف التالية. أولا، يشمل وقت تشغيل الكائن الفني أيضا فترات راحة، لا يزيد خلالها إجمالي وقت التشغيل، وقد تتغير خصائص المواد. ثانيًا، لا يمكن استخدام النماذج الاقتصادية والرياضية لتبرير المورد المخصص إلا باستخدام مدة الخدمة المخصصة (يتم تعريف مدة الخدمة على أنها المدة التقويمية من بداية تشغيل الكائن أو تجديده بعد نوع معين من الإصلاح حتى الانتقال إلى الحالة الحدية ويتم قياسها بوحدات زمنية تقويمية). ثالثًا، يتيح لنا حساب المورد بوحدات زمنية طرح مشكلات التنبؤ في أكثر أشكالها عمومية.
تم إعطاء الدافع الأولي لإنشاء طرق عددية لتقييم الموثوقية فيما يتعلق بتطور صناعة الطيران وانخفاض مستوى سلامة الطيران في المراحل الأولية. استلزم عدد كبير من حوادث الطيران مع تزايد كثافة الموارد الجوية تطوير معايير الموثوقية للطائرات ومتطلبات مستوى السلامة. على وجه الخصوص، تم إجراء تحليل مقارن لإحدى الطائرات العديدة من وجهة نظر إكمال الرحلات الجوية بنجاح.
يدل من وجهة نظر السلامة على التسلسل الزمني لتطور نظرية الموثوقية والتكنولوجيا. في أربعينيات القرن العشرين، تركزت الجهود الرئيسية لتحسين الموثوقية على تحسينات الجودة الشاملة، مع هيمنة العامل الاقتصادي. ولزيادة متانة المكونات والتجمعات لأنواع مختلفة من المعدات، تم تطوير تصميمات محسنة ومواد متينة وأدوات قياس متقدمة. على وجه الخصوص، قام قسم الهندسة الكهربائية في شركة جنرال موتورز (الولايات المتحدة الأمريكية) بزيادة العمر النشط لمحركات تشغيل القاطرة من 400 ألف إلى 1.6 مليون كيلومتر من خلال استخدام العزل المحسن واستخدام محامل أسطوانية مدببة وكروية محسنة، بالإضافة إلى الاختبار في درجات حرارة عالية. لقد تم إحراز تقدم في تطوير التصاميم القابلة للإصلاح وفي تزويد المرافق بالمعدات والأدوات والوثائق اللازمة لتنفيذ أنشطة الوقاية والصيانة.
وفي الوقت نفسه، أصبح إعداد واعتماد الجداول القياسية لعمليات الفحص الدوري وبطاقات التحكم للأدوات الآلية عالية الأداء منتشرًا على نطاق واسع.
في الخمسينيات، بدأ إيلاء أهمية كبيرة للقضايا الأمنية، وخاصة في الصناعات الواعدة مثل الملاحة الفضائية والطاقة النووية. تمثل هذه الفترة بداية استخدام العديد من المفاهيم المنتشرة حاليًا حول موثوقية عناصر الأجهزة التقنية، مثل المتانة المتوقعة، وامتثال التصميم للمتطلبات المحددة، والتنبؤ بمؤشرات الموثوقية.
في الستينيات، أصبحت الحاجة الملحة لطرق جديدة لضمان الموثوقية وتطبيقها على نطاق أوسع واضحة. لقد تحول التركيز من تحليل سلوك العناصر الفردية أنواع مختلفة(ميكانيكية أو كهربائية أو هيدروليكية) للعواقب الناجمة عن فشل هذه العناصر في النظام المعني. خلال السنوات الأولى من عصر رحلات الفضاء، تم بذل جهد كبير على اختبار الأنظمة والمكونات الفردية. لتحقيق درجة عالية من الموثوقية، تم تطوير تحليل المخططات الكتلية كنماذج رئيسية. ومع ذلك، مع التعقيد المتزايد للمخططات الهيكلية، ظهرت الحاجة إلى نهج مختلف، وتم اقتراح مبدأ تحليل الأنظمة باستخدام شجرة الأخطاء ثم انتشر على نطاق واسع. تم استخدامه لأول مرة كبرنامج لتقييم موثوقية نظام التحكم في إطلاق الصواريخ MINITEMAN.
وفي وقت لاحق، تم تحسين منهجية بناء شجرة الأخطاء وتوسيع نطاقها لتشمل مجموعة واسعة من الأنظمة التقنية المختلفة. بعد الحوادث الكارثية التي وقعت في مجمعات إطلاق الصواريخ الباليستية العابرة للقارات الموجودة تحت الأرض في الولايات المتحدة، تم رسميًا إدخال دراسة سلامة النظام كنشاط مستقل منفصل حيز التنفيذ. أدخلت وزارة الدفاع الأمريكية شرطًا لتحليل الموثوقية في جميع مراحل تطوير جميع أنواع الأسلحة. وفي الوقت نفسه، تم تطوير متطلبات موثوقية المنتجات الصناعية وأدائها وقابليتها للصيانة.
في السبعينيات، كان أبرز العمل هو تقييم المخاطر المرتبطة بتشغيل محطات الطاقة النووية، والذي تم تنفيذه بناءً على تحليل مجموعة واسعة من الحوادث. كان تركيزها الرئيسي هو تقييم العواقب المحتملة لمثل هذه الحوادث على السكان بحثًا عن طرق لضمان السلامة.
في الآونة الأخيرة، اكتسبت مشكلة المخاطر أهمية خطيرة للغاية وما زالت تجتذب اهتماما متزايدا من المتخصصين في مختلف مجالات المعرفة. هذا المفهوم متأصل في كل من السلامة والموثوقية لدرجة أنه غالبًا ما يتم الخلط بين مصطلحات "الموثوقية" و"الخطر" و"المخاطر".
من بين الأسباب الفنية للحوادث الصناعية، تحتل الأسباب المرتبطة بعدم كفاية موثوقية معدات الإنتاج أو الهياكل أو الأجهزة أو عناصرها مكانًا خاصًا، لأنها غالبًا ما تظهر فجأة وبالتالي تتميز بمعدلات عالية من خطورة الإصابة.
يعد عدد كبير من أنواع المعدات والهياكل المعدنية الكثيفة المستخدمة في الصناعة والبناء والنقل مصدرًا خطيرًا عوامل الإنتاجبسبب الاحتمال الحالي للفشل الطارئ للأجزاء والتجمعات الفردية.
الهدف الرئيسي من تحليل الموثوقية والسلامة المرتبطة بمعدات وأجهزة الإنتاج هو تقليل حالات الفشل (الصادمة في المقام الأول) وما يرتبط بها من خسائر بشرية وخسائر اقتصادية وانتهاكات في بيئة.
يوجد حاليًا عدد غير قليل من الطرق لتحليل الموثوقية والسلامة. لذلك، فإن الطريقة الأبسط والأكثر تقليدية للموثوقية هي طريقة المخططات الكتلية. في هذه الحالة، يتم تقديم الكائن كنظام من العناصر الفردية التي من الممكن والمناسب تحديد مؤشرات الموثوقية. المخططات الهيكليةتُستخدم لحساب احتمالية الفشل، بشرط احتمال حدوث فشل واحد فقط في كل عنصر في المرة الواحدة. وقد أدت هذه القيود إلى ظهور طرق أخرى للتحليل.
تحدد طريقة تحليل المخاطر الأولية المخاطر التي يتعرض لها النظام وتحدد العناصر لتحديد أوضاع الفشل في تحليل العواقب ولإنشاء شجرة الأخطاء. إنها الخطوة الأولى والضرورية في أي بحث.
يركز تحليل العواقب حسب وضع الفشل بشكل أساسي على المعدات ويأخذ في الاعتبار جميع أوضاع الفشل لكل عنصر. وتتمثل عيوبها في أنها تستغرق وقتًا طويلاً وأن الجمع بين حالات الفشل والعوامل البشرية لا يؤخذ في الاعتبار في كثير من الأحيان.
يحدد تحليل الأهمية عناصر تحسين النظام ويصنفها، ولكنه في كثير من الأحيان لا يأخذ في الاعتبار الأسباب الشائعة للفشل بين الأنظمة.
يعد تحليل شجرة الأحداث مفيدًا لتحديد التسلسلات الرئيسية ونتائج الفشل البديلة، ولكنه غير مناسب للتسلسلات الموازية للأحداث أو للدراسة التفصيلية.
تحليل المخاطر والأداء هو شكل موسع من تحليل العواقب من خلال وضع الفشل الذي يتضمن أسباب وعواقب التغيرات في متغيرات الإنتاج الرئيسية.
يوضح تحليل السبب والنتيجة سلاسل الأحداث المتسلسلة بشكل جيد، وهو مرن وغني للغاية، ولكنه مرهق للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً.
الطريقة الأكثر شيوعًا والمستخدمة على نطاق واسع في مختلف الصناعات هي تحليل شجرة الأخطاء. ويركز هذا التحليل بشكل واضح على العثور على حالات الفشل، ومن خلال القيام بذلك، يحدد جوانب النظام التي تعتبر مهمة بالنسبة لحالات الفشل المعنية. في الوقت نفسه، يتم توفير المواد الرسومية والمرئية. تمنح الرؤية للمتخصص الفرصة للاختراق بعمق في تشغيل النظام وفي نفس الوقت تسمح لك بالتركيز على حالات الفشل الفردية.
الميزة الرئيسية لأشجار الأخطاء مقارنة بالطرق الأخرى هي أن التحليل يقتصر على تحديد عناصر النظام والأحداث التي تؤدي إلى فشل النظام المحدد فقط. وفي الوقت نفسه، يعد بناء شجرة الأخطاء نوعًا معينًا من الفن في العلوم، حيث لا يوجد محللون يمكنهم إنشاء شجرتي خطأ متطابقتين.
للعثور على علاقة سببية وتمثيلها بصريًا باستخدام شجرة الأخطاء، من الضروري استخدام الكتل الأولية التي تقسم وتربط عددًا كبيرًا من الأحداث.
وبالتالي، فإن الأساليب المستخدمة حاليًا لتحليل موثوقية وسلامة المعدات والأجهزة، على الرغم من وجود بعض العيوب فيها، لا تزال تجعل من الممكن تحديد أسباب أنواع مختلفة من الأعطال بشكل فعال، حتى في الأنظمة المعقدة نسبيًا. هذا الأخير ذو أهمية خاصة بسبب الأهمية الكبيرة لمشكلة ظهور المخاطر الناجمة عن عدم كفاية موثوقية الأشياء التقنية.
هل تحتاج إلى تثبيت Windows، ولكن لا تعرف ماذا تختار؟ من ناحية، تلك الخشبية المعروفة، ومن ناحية أخرى، تلك البلاستيكية المشهورة الآن. في كلتا الحالتين، تتوافق الصداقة البيئية والسلامة والموثوقية للتصميم مع سعر وصدق الشركة المصنعة. ومع ذلك، عندما يحين وقت تثبيت نوافذ جديدة، يمكنك العثور على فرق كبير بين هذين النوعين. 
الحاجة إلى تثبيت النوافذ - إيجابيات وسلبيات الهياكل الخشبية والبلاستيكية
إذا كنت بحاجة إلى تثبيت نافذة خشبيةإذن لا يجب أن تثق في الشركات التي تعد بتسليم الهيكل بعد غد. وهذا مستحيل في الأساس، لأن الحد الأدنى لوقت الإنتاج للهيكل الخشبي هو 30 يومًا. يحتاج الخشب إلى التجفيف أو الطلاء أو التلوين أو التلميع إذا كنت بحاجة إلى تركيب نوافذ خشبية. ولكن عندما تحتاج إلى التثبيت نافذة بلاستيكيةوبعدها تستطيع الشركة إنتاجه خلال 24 ساعة. خاصة إذا كانت الشركة المصنعة لديها إنتاجها الخاص. 
متى يتم تثبيت النوافذ، ثم تفسح الهياكل الخشبية المجال للنخلة لسببين. هذا تركيب شاق وسعر مرتفع. لتثبيت الهياكل الأوروبية الخشبية فعليًا، ستحتاج إلى دفع حوالي 3-4 مرات مقارنة بالهيكل ذي ملف تعريف PVC. 
متى تحتاج إلى تثبيت النوافذومع ذلك، يجب أن تتذكر أنه حتى أغلى الهياكل البلاستيكية مصنوعة من كلوريد البوليفينيل. وهذا يعني أنه متى درجات حرارة عاليةفي الحرارة الشديدة أو أثناء الحريق سيتم إطلاق أكبر كمية من المواد الضارة 
يجب أيضًا مراعاة مدة الخدمة عند تثبيت النوافذ. بعد كل شيء، سوف تستمر الهياكل البلاستيكية في المتوسط حوالي 40 عامًا. لقد أثبتوا بالفعل أنفسهم جيدًا في المناخ الروسي الصعب. ستستمر الهياكل الخشبية لمدة 10 سنوات تقريبًا، وبعد ذلك ستقوم الشمس والرياح والرطوبة بعملها القذر وتدمر الهيكل تدريجيًا. 
إذا كنت بحاجة إلى تثبيت نافذة بلاستيكية، على الأقل لأنه من الأسهل والأسرع القيام بذلك. عندما تحتاج إلى تركيب النوافذ، يمكنك تركيب الهياكل البلاستيكية بنفسك بأقل خبرة. هذه الخدعة ذات الهيكل الخشبي لن تنجح بعد الآن. يعد تركيب هيكل خشبي عملية تتطلب خبرة وأدوات خاصة. 
سبب آخر لحاجتك إلى تركيب النوافذ البلاستيكية هو سهولة الصيانة. سوف تحتاج فقط إلى مسح الملف التعريفي بقطعة قماش، وضبط التركيبات وتشحيمها، وتغيير الختم. يتطلب المظهر الخشبي الذي يجفف أو يمتص الرطوبة مزيدًا من الاهتمام. ولكن من ناحية أخرى، يجب استعادة الخشب، وسيتعين على البلاستيك تغييره بالكامل. 
من السهل استبدال الوحدة الزجاجية في الهيكل البلاستيكي. يمكن القيام بذلك في غضون أيام قليلة. ولكن في الهيكل الخشبي يكون القيام بذلك أكثر صعوبة. في ذلك، يتم لصق الوحدة الزجاجية بقوة في الوشاح باستخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون، ويتم تثبيت الخرزة بشكل آمن. لذلك، من الصعب جدًا إزالة النافذة ذات الزجاج المزدوج دون إتلاف حبة الزجاج. يؤخذ هذا أيضًا في الاعتبار عند تثبيت النوافذ. إذا كان تصميمًا محليًا، فسوف يستغرق الأمر أسبوعًا أو أسبوعين لاستبدال النافذة ذات الزجاج المزدوج. وإذا تبين أن الشركة المصنعة أجنبية، فسيتعين عليك الانتظار لمدة شهر على الأقل للحصول على بديل. 
المفاهيم الأساسية للموثوقية. تصنيف الفشل. مكونات الموثوقية
يتم تنظيم المصطلحات والتعاريف المستخدمة في نظرية الموثوقية بواسطة GOST 27.002-89 "الموثوقية في التكنولوجيا. المصطلحات والتعريفات."
1. المفاهيم الأساسية
مصداقية- خاصية كائن لأداء وظائف محددة، والحفاظ على قيم المؤشرات التشغيلية المحددة مع مرور الوقت وضمن حدود محددة.
شيء- منتج تقني لغرض محدد، يتم أخذه بعين الاعتبار خلال فترات التصميم والإنتاج والاختبار والتشغيل.
يمكن أن تكون الكائنات أنظمة مختلفة وعناصرها.
العنصر هو أبسط مكون للمنتج، ويمكن أن يتكون من عدة أجزاء.
النظام عبارة عن مجموعة من عناصر التشغيل المشتركة المصممة لأداء وظائف محددة بشكل مستقل.
يتم تحويل مفاهيم العنصر والنظام اعتمادًا على المهمة المطروحة. على سبيل المثال، تعتبر الأداة الآلية، عند تحديد موثوقيتها، بمثابة نظام يتكون من عناصر فردية - الآليات والأجزاء وما إلى ذلك، وعند دراسة موثوقية خط الإنتاج - كعنصر.
تتميز موثوقية الكائن بالحالات والأحداث الرئيسية التالية.
إمكانية الخدمة- حالة الكائن الذي يلبي فيه جميع المتطلبات التي تحددها الوثائق المعيارية والتقنية (NTD).
أداء- حالة الكائن الذي يكون فيه قادرًا على أداء وظائف محددة، مع الحفاظ على قيم المعلمات الرئيسية التي تحددها الوثائق المعيارية والتقنية.
تميز المعلمات الرئيسية عمل الكائن عند أداء المهام المعينة.
مفهوم إمكانية الخدمةأوسع من المفهوم أداء. يجب أن يفي الكائن التشغيلي فقط بمتطلبات الوثائق الفنية، التي يضمن تحقيقها الاستخدام العادي للكائن للغرض المقصود منه. وبالتالي، إذا كان الكائن غير فعال، فهذا يشير إلى وجود خلل فيه. ومن ناحية أخرى، إذا كان هناك عيب في أحد الأشياء، فهذا لا يعني أنه غير صالح للتشغيل.
حالة الحد- حالة الكائن الذي يكون استخدامه المقصود فيه غير مقبول أو غير عملي.
يتم إنهاء استخدام (استخدام) الكائن للغرض المقصود منه في الحالات التالية:
في حالة حدوث خرق أمني غير قابل للاسترداد؛
في حالة الانحراف الذي لا يمكن إصلاحه لقيم المعلمات المحددة؛
مع زيادة غير مقبولة في تكاليف التشغيل.
بالنسبة لبعض الكائنات، تكون حالة الحد هي الأخيرة في تشغيلها، أي. خروج المنشأة من الخدمة بالنسبة للآخرين، فهي مرحلة معينة في الجدول التشغيلي تتطلب أعمال الإصلاح والترميم.
في هذا الصدد، يمكن أن تكون الكائنات:
غير قابل للاسترداد، والتي لا يمكن استعادة قابليتها للتشغيل في حالة الفشل؛
قابلة للاسترداد، والتي يمكن استعادة وظائفها، بما في ذلك عن طريق الاستبدال.
تشمل الأشياء غير القابلة للاسترداد، على سبيل المثال: المحامل الدوارة ومنتجات أشباه الموصلات والتروس وما إلى ذلك. الكائنات التي تتكون من العديد من العناصر، على سبيل المثال، أداة آلية، سيارة، معدات إلكترونية، قابلة للاسترداد، حيث أن فشلها يرتبط بتلف عنصر واحد أو عدد قليل من العناصر التي يمكن استبدالها.
في بعض الحالات، يمكن اعتبار نفس الكائن، اعتمادًا على خصائصه أو مراحل تشغيله أو غرضه، قابلاً للاسترداد أو غير قابل للاسترداد.
رفض- حدث يتكون من انتهاك الحالة التشغيلية للكائن.
معيار الفشل هو سمة مميزة أو مجموعة من السمات التي يتم من خلالها إثبات حقيقة الفشل.
2. تصنيف وخصائص الفشل
حسب النوع، يتم تقسيم الفشل إلى:
الفشل التشغيلي(يتوقف أداء الوظائف الرئيسية للكائن، على سبيل المثال، انهيار أسنان التروس)؛
فشل حدودي(تتغير بعض معلمات الكائن ضمن حدود غير مقبولة، على سبيل المثال، فقدان دقة الجهاز).
بطبيعتها، يمكن أن تكون حالات الفشل:
عشوائي،الناجمة عن الأحمال الزائدة غير المتوقعة، أو عيوب المواد، أو أخطاء الموظفين، أو فشل نظام التحكم، وما إلى ذلك؛
منهجي،ناجمة عن ظواهر طبيعية وحتمية تسبب تراكمًا تدريجيًا للضرر: التعب والتآكل والشيخوخة والتآكل وما إلى ذلك.
الخصائص الرئيسية لتصنيف الفشل:
طبيعة الحدوث
سبب حدوثه
طبيعة الإزالة؛
عواقب الفشل.
مزيد من الاستخدام للكائن؛
سهولة الكشف
وقت حدوثها.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل من ميزات التصنيف:
عادة ما تتجلى الأعطال المفاجئة في شكل أضرار ميكانيكية للعناصر (الشقوق - الكسر الهش، وانهيار العزل، والفواصل، وما إلى ذلك) ولا تكون مصحوبة بعلامات مرئية أولية لنهجها. ويتميز الفشل المفاجئ باستقلال لحظة حدوثه عن وقت العملية السابقة.
ترتبط الأعطال التدريجية بتآكل الأجزاء وشيخوخة المواد.
|
سبب: |
الفشل الهيكلي الناجم عن أوجه القصور وسوء تصميم المنشأة؛ |
|
فشل الإنتاج المرتبط بأخطاء في تصنيع شيء ما بسبب عيوب أو انتهاكات للتكنولوجيا؛ |
|
|
الفشل التشغيلي الناجم عن انتهاك قواعد التشغيل. |
|
|
صفة الحذف: |
الفشل المستمر؛ |
|
فشل متقطع (الظهور / الاختفاء). عواقب الفشل: الفشل السهل (يمكن علاجه بسهولة)؛ |
|
|
متوسط الفشل (عدم التسبب في فشل العقد المجاورة - الفشل الثانوي)؛ |
|
|
فشل شديد (يسبب فشلًا ثانويًا أو يؤدي إلى تهديد حياة الإنسان وصحته). |
|
|
مزيد من استخدام الكائن: |
الأعطال الكاملة التي تمنع المنشأة من العمل حتى يتم إزالتها؛ |
|
حالات الفشل الجزئي، حيث يمكن استخدام الكائن جزئيًا. |
|
|
سهولة الكشف: |
إخفاقات واضحة (صريحة)؛ |
|
الفشل الخفي (الضمني). |
|
|
وقت حدوثه: |
حالات فشل التشغيل التي تحدث أثناء الفترة الأولية للتشغيل؛ |
|
الفشل أثناء التشغيل العادي. |
|
|
حالات فشل التآكل الناتجة عن عمليات تآكل الأجزاء التي لا رجعة فيها، وتقادم المواد، وما إلى ذلك. |
3. مكونات الموثوقية
الموثوقية هي خاصية معقدة تتضمن، اعتمادًا على الغرض من الكائن أو ظروف تشغيله، عددًا من الخصائص البسيطة:
مصداقية؛
متانة؛
قابلية الصيانة؛
الحفاظ.
مصداقية- خاصية الكائن في الحفاظ بشكل مستمر على قابلية التشغيل لبعض وقت التشغيل أو لبعض الوقت.
وقت التشغيل هو مدة أو حجم عمل الجسم، ويتم قياسه بأي كميات غير متناقصة (وحدة زمنية، عدد دورات التحميل، كيلومترات، وما إلى ذلك).
متانة- خاصية الكائن للحفاظ على قابلية التشغيل حتى حدوث حالة الحد مع نظام ثابت للصيانة والإصلاحات.
قابلية الصيانة- خاصية الكائن، والتي تتمثل في قدرته على التكيف لمنع واكتشاف أسباب الفشل، والحفاظ على قابلية التشغيل واستعادتها من خلال الإصلاحات والصيانة.
قابلية التخزين– خاصية الكائن في الحفاظ بشكل مستمر على مؤشرات الأداء المطلوبة أثناء (وبعد) التخزين والنقل.
اعتمادًا على الكائن، يمكن تحديد الموثوقية من خلال جميع الخصائص المدرجة أو جزء منها. على سبيل المثال، يتم تحديد موثوقية العجلة المسننة والمحامل من خلال متانتها، ويتم تحديد موثوقية أداة الآلة من خلال متانتها وموثوقيتها وقابلية صيانتها.
4. مؤشرات الموثوقية الرئيسية
مؤشر الموثوقيةيصف كميًا مدى امتلاك كائن معين لخصائص معينة تحدد الموثوقية. وقد يكون لبعض مؤشرات الموثوقية (على سبيل المثال، المورد الفني، وعمر الخدمة) بُعدًا، وعددًا من المؤشرات الأخرى (على سبيل المثال، احتمال التشغيل الخالي من الفشل، عامل التوفر) بلا أبعاد.
دعونا نفكر في مؤشرات مكون الموثوقية - المتانة.
الموارد التقنية- وقت تشغيل الكائن من بداية تشغيله أو استئناف التشغيل بعد الإصلاح حتى بداية حالة الحد. بالمعنى الدقيق للكلمة، يمكن تنظيم المورد الفني على النحو التالي: ما يصل إلى المتوسط، رأس المال، من رأس المال إلى أقرب متوسط إصلاح، وما إلى ذلك. إذا لم يكن هناك تنظيم، فإننا نعني المورد من بداية التشغيل حتى الوصول إلى حالة الحد بعد ذلك جميع أنواع الإصلاحات.
بالنسبة للكائنات غير القابلة للإصلاح، تتطابق مفاهيم الموارد التقنية ووقت الفشل.
الموارد المخصصة- إجمالي وقت التشغيل للكائن، عند الوصول إلى العملية التي يجب إيقافها، بغض النظر عن حالتها.
حياة- المدة التقويمية للتشغيل (بما في ذلك التخزين والإصلاح وما إلى ذلك) من بدايتها حتى بداية حالة الحد.
في التين. ويرد تفسير رسومي للمؤشرات المدرجة، مع:
t0 = 0 - بداية التشغيل؛
t1، t5 – لحظات إيقاف التشغيل لأسباب تكنولوجية؛
t2، t4، t6، t8 – لحظات التبديل على الكائن؛
t3، t7 - اللحظات التي يتم فيها إخراج الكائن للإصلاحات المتوسطة والكبيرة، على التوالي؛
t9 - لحظة انتهاء العملية؛
t10 – لحظة فشل الكائن.
الموارد الفنية (وقت الفشل)الرئيسية المفاهيمنظريات الحقوق... إلى منتج نهائي. مفهومو تصنيفتكاليف المعاملات، وأساليب... الاقتصاد، لها عناصرللمعاملات... يحدد مبررًا بعقلانية رفض 0T حقوق... المسطرة أقل موثوق. مؤخراً...
أساسي المفاهيمعلم الاجتماع (1)
ورقة الغش >> علم الاجتماعالتحليل اللوجستي رئيسي المفاهيممتضمن في... تصنيفأسئلة إحصاء أساسي... سوف يقود الى رفضمشاركة في... عناصر ... الأساسياتالغرض من الطريقة: تحديد الجوانب الأكثر أهمية وتعقيدًا للمشكلة قيد الدراسة وزيادة مصداقية ...
مفهومو تصنيففحوصات الطب الشرعي. هيئات الفحص الشرعي ومهامها
محاضرة >> الدولة والقانونالتكنولوجيا - تقديم مصداقيةوموثوقية الخبراء... العضوية عناصرالمخدرات غير مستقرة... على أساسيوإضافية. أساسيآثار... بحث. رفضمن القرار... بقي دون تغيير. 7.6. مفهومو تصنيفأسلحة ذات حواف. ...
أساسي المفاهيمعلم النفس (2)
دليل الدراسة >> علم النفسحلال مشاكل مصداقيةإجراءات المشغل... نهج المعلومات. الأساسيات مفهوميتم تنفيذ علم النفس المعرفي تصنيفوالمواصفات. تصنيف- ... الأنظمة، عناصرفردي طبيعي... غير قادر رفضمن...
تقييم سلامة المباني والمنشآت.
يتيح الفحص الفني للهياكل إمكانية إثبات موثوقيتها في وقت الفحص. ومع ذلك، للتوصل إلى استنتاج حول مزيد من التشغيل، وتحديد عمر الخدمة وإصلاح الهيكل، فمن الضروري معرفة التغيير في هذه الخصائص مع مرور الوقت. على سبيل المثال، إذا احتفظت الهياكل الخرسانية بمرور الوقت بخصائص قوتها، فإن العديد من المواد الاصطناعية الجديدة غالبًا ما تفقد خصائص بنائها على مدى فترة تتراوح بين 10 و20 عامًا، وهو أمر لا يمكن قبوله للمباني والهياكل الدائمة.
عند تشغيل الهياكل للتقييم الحالة الفنيةتستخدم عمليات الفحص البصري على نطاق واسع في الهياكل. ولهذا الغرض، هناك توصيات منهجية وبيانات جدولية لتقييم نتائج الملاحظات، والتي تحدد موثوقية الهياكل التي يتم فحصها بناءً على العلامات الخارجية لحالتها وتقييم الأضرار. يتم الحصول على بيانات أكثر دقة من خلال قياسات مفيدة باستخدام أجهزة مختلفة تعتمد على التأثيرات الفيزيائية والإشعاعية والكهرومغناطيسية وغيرها.
كما أظهرت الملاحظات، أثناء تشغيل الهياكل، هناك تغيير دوري في موثوقيتها، والذي يرتبط بتغير الأحمال وقدرة التحمل بسبب الأضرار المختلفة.
يمكن أن يكون الضرر الذي يلحق بالهيكل من نوعين اعتمادًا على أسباب حدوثه: من تأثيرات القوة ومن التأثيرات البيئية (التغيرات في درجات الحرارة وعمليات التآكل والتأثيرات الميكروبيولوجية وما إلى ذلك). النوع الأخير من الضرر لا يقلل من قوة الهيكل فحسب، بل يقلل أيضًا من متانته.
وينبغي إيلاء اهتمام خاص لخطر التأثيرات الإرهابية، التي أصبحت ذات صلة في الآونة الأخيرة. يجب تحديد درجة الحماية من التأثيرات الإرهابية وغيرها من آثار الطوارئ والمبرر الاقتصادي لتدابير الحماية اعتمادًا على أهمية هذه الأشياء بالنسبة لحياة المدينة (مرافق الإدارة، وما إلى ذلك).
التنبؤ بحالات الطوارئ
أظهر تحليل المواقف القصوى في ممارسة البناء أن الحوادث ترتبط بشكل مباشر أو غير مباشر بانتهاك متطلبات القواعد واللوائح الخاصة بتصميم وتكنولوجيا البناء للمباني والهياكل.
يضمن الامتثال للمعايير والقواعد الحالية موثوقية مشاريع البناء تحت التأثيرات الطبيعية المختلفة ويضمن سلامة الإنسان أثناء تشغيلها المؤهل. احتمالية تلف هذه الأشياء عادة لا تتجاوز 2.4 · 10-6، وهو أمر مقبول من حيث الجدوى الاقتصادية.
تقييم المخاطر في ظل الظروف المتوقعة لحالات الطوارئ
كانت دراسة أسباب الحوادث بمثابة الأساس لتقييم إمكانية حدوث ظروف تؤثر على موثوقية الهيكل. وتشمل هذه الشروط موثوقية حلول التصميم وجودة البناء والتشغيل.
قد تنشأ موثوقية التصميم غير الكافية بسبب:
- 1) عدم اتساق نموذج الحساب المعتمد مع التشغيل الفعلي للهياكل بسبب الغياب أو الاستخدام غير الكامل لمتطلبات أكواد ومعايير التصميم، وغموض مخططات التصميم، والتعريف غير الصحيح للأحمال وظروف تشغيل المنشأة، وكذلك غير صحيحة النظر في مقاومة الهياكل الحاملة والمرفقة للتأثيرات المؤقتة والعرضية؛
- 2) عدم كفاية التحقق والتقييم الهندسي غير الصحيح لحل التصميم المعتمد في الظروف الحقيقية (نقص الخبرة في تشغيل المباني والهياكل المصممة، والاختلافات الكبيرة في أبعاد الكائن المصمم والأحمال مقارنة بالهياكل المماثلة التي تم تشييدها مسبقًا، وما إلى ذلك) ;
- 3) الانتهاكات ارقام المبانيوالقواعد عند تنفيذ التصميم من حيث: اكتمال وموثوقية الدراسات الجيولوجية الهندسية، مع مراعاة عدوانية البيئة الخارجية، والأخطاء في تحديد الأحمال والتأثيرات، والتفاوتات غير الصحيحة لتصنيع الهياكل والمنتجات، وانخفاض جودة المواد، انتهاكات أساليب البناء وقواعد التشغيل، وما إلى ذلك؛
- 4) الأخطاء المرتكبة بسبب نقص الخبرة والمؤهلات الكافية للمصممين أو ضيق الوقت أو الأموال اللازمة للتصميم التفصيلي.
يمكن أن ينشأ بناء المرافق ذو الجودة الرديئة بسبب:
- - استخدام المواد والهياكل التي لا تتوافق مع التصميم؛
- - انخفاض جودة أعمال البناء والتركيب؛
- - استخدام أساليب بناء غير عادية أو غير مجربة؛
- - ضعف السيطرة على جودة البناء، والتفاعل غير المرضي بين المصممين والبنائين؛
- - انخفاض مؤهلات موظفي الإنتاج أو تغييرهم المتكرر؛
- - الظروف غير المرضية في موقع البناء: ضيق الوقت، والأموال، وسوء العلاقات بين الموظفين؛
- - الانحرافات عن قوانين البناء وقواعد ممارسة البناء أثناء بناء الهيكل، والانحرافات عن المشروع الأصلي؛
قد يحدث سوء التشغيل بسبب:
- - الأحمال التي تتجاوز القيم التصميمية المحسوبة؛
- - عدم السيطرة على حالة الهيكل وتشغيل الهيكل مع العيوب التي لم يتم إصلاحها؛
- - الانحرافات عن قواعد التشغيل واستخدام الهيكل لأغراض أخرى.
وأظهر تحليل الحادث أنه في حالة عدم استيفاء أي من الشروط المحددة، فمن الممكن وقوع حادث في موقع البناء.
يتم تحديد احتمالية وقوع حادث بناءً على تحليل تخطيط الفضاء وحلول التصميم التي تؤثر على موثوقية الهياكل، واستخدام تقييمات الخبراء، بالإضافة إلى البيانات أو المواد المحسوبة من المسوحات الميدانية.
يحتوي استبيان المسح، الذي يجيب عليه الخبراء دون الكشف عن هويتهم، على عدد من شروط التقييم، ولكل منها وزنه الخاص، حيث يساوي المجموع الإجمالي لجميع الشروط 1 (انظر الملحق 3). يوفر هذا الملحق شروطًا نموذجية لتحليل موثوقية الهيكل، مع مراعاة ميزات التصميم وظروف التشغيل.
في ظروف محددة، إذا لزم الأمر، يمكن إجراء تحليل موثوقية التصميم مع مراعاة المتطلبات الإضافية، ويمكن زيادة عدد الشروط أو تغييرها.
يتم تقييم كل حالة على مقياس نقاط ولها خمسة خيارات للإجابة: 1 (غير مقبول)، 2 (غير مرضي)، 3 (مرضي)، 4 (جيد)، 5 (ممتاز).
يتم تحديد الموثوقية المشروطة للمبنى أو الهيكل β بواسطة الصيغة
أين ر ط - تقييم موثوقية محددة، يتم الحصول عليه عن طريق ضرب الوزن النوعي للحالة في النتيجة.
تتم مقارنة القيم التي تم الحصول عليها للهيكل بمقياس تصنيف الموثوقية (الجدول 6.1).
الجدول 6.1. مقياس لتقييم موثوقية واحتمال وقوع حوادث الهياكل بناءً على تقييمات الخبراء
على الرغم من أن تحديد قابلية الهياكل للحوادث باستخدام الطريقة المذكورة أعلاه يمكن أن يتم بشكل تقريبي، إلا أن ميزة هذه الطريقة هي أنها أقل اعتمادًا على التقييمات الذاتية.
للحصول على تقييم أكثر موثوقية لموثوقية الهيكل وتحديد حالات الطوارئ المحتملة، يتم إجراء التفتيش من قبل العديد من الخبراء المستقلين.
في حالة وجود توقعات غير مواتية، يتم تحديد تدابير إضافية للتحقق من موثوقية المواد الأولية للتصميم، وجودة حلول التصميم، وعمليات البناء والتشغيل من أجل تحديد وإزالة أسباب الانخفاض المحتمل في درجة موثوقية المؤسسة.
بالإضافة إلى تقييمات الخبراء، يمكن تحديد موثوقية تصميم الهيكل من خلال تحليل الهيكل كنظام هيكلي يتكون من هياكل فردية متصلة ببعضها البعض في تسلسل معين وتتفاعل مع الأحداث المختلفة.
أظهرت تجربة البناء أن الأنظمة الهيكلية المختلفة للهياكل التي لها نفس الغرض قد يكون لها موثوقية مختلفة، وتحدث الحوادث عندما يؤدي فشل واحد أو أكثر من المفاصل داخل النظام إلى موقف خطير.
يتم حل المشكلة المعقدة المتمثلة في تحديد فشل النظام بأكمله من خلال تبسيطه من خلال إنشاء ما يسمى بشجرة الأخطاء المنطقية.
شجرة الأخطاء عبارة عن تمثيل رسومي للعلاقات بين حالات الفشل الأولية لعناصر النظام الفردية والأحداث التي تؤدي إلى حدوث حالات طوارئ مختلفة، مرتبطة بالعلامات المنطقية "و" أو "أو".
حالات الفشل الأولية هي الأحداث التي توجد لها بيانات حول احتمال حدوثها. عادة ما تكون هذه إخفاقات عناصر النظام: تدمير الهياكل والمفاصل الهيكلية، وأحداث البدء المختلفة (أخطاء الموظفين أثناء التشغيل، والأضرار العرضية، وما إلى ذلك).
يبدأ تحديد موثوقية الهيكل بتحليل أولي للمخاطر، والذي يتم استخدامه بعد ذلك عند إنشاء شجرة الأخطاء.
يتم إجراء التحليل على أساس دراسة عملية تشغيل وتشغيل النظام الهيكلي، والنظر التفصيلي للتأثيرات البيئية، والبيانات الموجودة عن فشل الهياكل المماثلة.
أولاً، يحددون ما الذي يشكل فشل النظام ويفرضون القيود اللازمة على التحليل. على سبيل المثال، فإنها تثبت الحاجة إلى مراعاة شدة وتواتر الزلازل، وأعطال المعدات، والنظر فقط في الفشل الأولي للهيكل (الفشل في تاريخ البدءالتشغيل) أو الفشل خلال فترة الخدمة بأكملها، وما إلى ذلك.
بعد ذلك، يتم تحديد عناصر النظام التي يمكن أن تسبب ظروفًا خطرة، على سبيل المثال، الهياكل والمفاصل وتربة الأساس وأساسات الهيكل والأحداث الخارجية المحفزة وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، يثيرون التساؤل عما سيحدث للنظام في حالة فشل أي من العناصر.
من أجل الحصول على تقييم كمي للموثوقية باستخدام شجرة الأخطاء، يجب أن يكون لديك بيانات عن حالات الفشل الأصلية. يمكن الحصول على هذه البيانات على أساس الخبرة التشغيلية لمشاريع البناء الفردية والتجارب وتقييمات الخبراء للمتخصصين.
يتم تنفيذ بناء شجرة الصدع وفقًا لقواعد معينة. يمثل الجزء العلوي من الشجرة الحدث النهائي. يتم استبدال الأحداث المجردة بأحداث أقل تجريدًا. على سبيل المثال، تم استبدال حدث "فشل خزان النفط" بالحدث الأقل تجريدًا "تدمير الخزان".
يتم تقسيم الأحداث المعقدة إلى أحداث أكثر ابتدائية. على سبيل المثال، "فشل الخزان" (الشكل 6.1)، والذي يمكن أن يحدث خلال فترة خدمته، ينقسم إلى فشل أثناء مرحلة الاختبار وفشل في السنوات العشر الأولى والسنوات العشر اللاحقة من التشغيل. يحدث هذا الفصل لأسباب مختلفة للفشل: الموثوقية الأولية للهيكل وتراكم الأضرار نتيجة التشغيل على المدى الطويل.
أرز. 6.1. شجرة فشل خزان الزيت الفولاذي أثناء التشغيل
عند إنشاء شجرة الأخطاء، بغرض التبسيط، لا يتم عادةً تضمين الأحداث ذات الاحتمالية المنخفضة جدًا.
المؤشر الكمي لفشل النظام هو احتمال (Q) لحدوث فشل واحد خلال فترة الخدمة المقبولة. موثوقية النظام ( ر ) يتم تحديده بواسطة التعبير
إذا كان النظام يتكون من عناصر i متصلة باستخدام علامة "أو"، فسيتم تعريف فشله على أنه
أين ف، - احتمال فشل عنصر النظام الأول.
بقيمة صغيرة س يمكن التعبير عن الصيغة (6.3) تقريبًا كـ
بالنسبة للنظام أو النظام الفرعي لعناصر i المتصلة بالعلامة "و"، سيكون الفشل
وبالتالي، فإن دراسة موثوقية الأنظمة الهيكلية تسمح لنا بحل العديد من المشكلات المهمة للممارسة: التقييم النوعي لموثوقية مشروع البناء المصمم، وفي حالة زيادة الخطر، تنفيذ تدابير لزيادته، وتحديد الموثوقية النسبية هيكل أثناء التصميم لمختلف المتغيرات من المخططات الهيكلية، تقييم كمي موثوقية الهياكل وبيئة السلامة.
تحديد الأضرار المتوقعة والعوامل المزعزعة للاستقرار
تعتمد الأضرار المتوقعة الناجمة عن التأثيرات الطبيعية والتي من صنع الإنسان على عاملين رئيسيين مزعزعين للاستقرار:
- - شدة وتواتر التأثيرات الطبيعية والتي من صنع الإنسان على المباني والهياكل؛
- - المعرفة الهندسية (الكمية) حول مقاومة أو حماية مواقع البناء والمناطق السكنية من الآثار المدمرة للعوامل التي من صنع الإنسان و ظاهرة طبيعية.
إن خوارزمية حساب وتقييم العواقب الاقتصادية للتأثيرات المتوقعة هي كما يلي.
للمؤثرات الطبيعية:
- - تحديد الاحتمال المثبت علميا لحدوث ظواهر طبيعية مدمرة في المنطقة قيد النظر والتي يمكن أن تسبب ضررا للهياكل الهندسية (اتصالات النقل والهندسة الهيدروليكية ومرافق الطاقة) والمرافق الصناعية والمدنية؛
- - تقييم احتمالية حدوث كل نوع من التأثيرات الطبيعية وشدتها وتواتر تكرارها؛
- - تحديد حالة بيئة التربة وتحديد خصائص القوة للهياكل الحاملة والمرفقة؛
- - إجراء مجموعة معقدة من الأعمال التحليلية والحسابات الهندسية لتحديد موثوقية الأساسات ومقاومة هياكل البناء للأحمال الناشئة عن التأثيرات الطبيعية والتي من صنع الإنسان خلال فترة التصميم للتشغيل؛
- - القيام بأعمال تقوية هياكل المباني والهياكل، إذا لزم الأمر، لتغيير مخططات اتصالات النقل (على سبيل المثال، في المناطق المعرضة للانهيارات الثلجية أو مناطق التدفق الطيني) وغيرها من الحلول الضرورية.
بالنسبة للتأثيرات التكنولوجية:
- - تحديد إمكانية وقوع حوادث من صنع الإنسان واحتمال حدوثها؛
- - تقييم تأثير الحوادث التي من صنع الإنسان على البيئة وسلامة السكان؛
- - النظر في إمكانية منع أو منع التأثيرات التي من صنع الإنسان؛
- - القيام بأعمال إعادة بناء وتحديث المنشأة لزيادة مستوى سلامة وموثوقية المنشآت التي يحتمل أن تكون خطرة؛
- - وضع التدابير اللازمة لتوطين تأثير الحادث على البيئة وحماية السكان والعاملين في الإنتاج.
بناءً على التأثيرات المتوقعة وتحديد الأضرار والدمار المحتمل لمشاريع البناء والضرر الذي يلحق بالبيئة، يتم حساب القيم التقديرية للأضرار والخسائر، سواء في مجال الخسائر الاقتصادية أو في الأمور الصحية وسبل عيش السكان. وفي هذه الحالة يمكن أن تكون التوصيات والاستنتاجات ذات طبيعة ترميمية أو إعادة إعمار وتحديث، فضلا عن تغيير جوهري في هيكل اقتصاد المنطقة وحتى نقل السكان من المناطق ذات المخاطر الجسيمة والأضرار التي لا يمكن اقتصاديا حلها. تطوير (على سبيل المثال، في مناطق الزلازل القوية والفيضانات المستمرة والانهيارات الثلجية ). ويجب إجراء تحليل مؤهل ومناقشة عامة جادة على أساس كل حالة على حدة.
تطوير تدابير لتحسين موثوقية مشاريع البناء وحياة السكان
لضمان موثوقية مشاريع البناء، يجب تحديد خصائص قوة المباني والهياكل ومقارنتها بجميع أنواع الأحمال والتأثيرات التي قد تنشأ خلال فترة تصميم التشغيل.
إذا تم اكتشاف عدم كفاية الاستقرار وقدرة التحمل لأجسام البناء فيما يتعلق بالأحمال والتأثيرات الموجودة، فيجب تنفيذ أنواع العمل التالية:
- - فحص جميع الأشياء، باستخدام الأدوات والأدوات، التي تثير موثوقيتها الشكوك أو المخاوف؛
- - تحديد خصائص قوة الهياكل الحاملة وتقييم حالة التربة الأساسية، مع مراعاة سلوكها تحت الاهتزازات والأحمال الأخرى التي يمكن أن تقلل من استقرار بيئة التربة أو تسبب ضررًا للأساسات؛
- - تطوير مشروع تقوية أو إعادة إعمار يستبعد الضرر أو التدمير الذي يلحق بالجسم أو فقدان استقراره العام في ظل الأحمال والتأثيرات المحتملة والمتوقعة في حالات الطوارئ؛
- - وفقا للمشروع المطور، يقومون بتنفيذ المجمع اللازم لتعزيز أو إعادة بناء موقع البناء؛
- - إجراء رقابة صارمة على جودة أعمال البناء والتركيب، مع مراعاة المتطلبات المتزايدة المنصوص عليها في القواعد والمعايير للمناطق ذات الأحمال والتأثيرات العالية؛
- - عند القيام بأعمال البناء والتركيب، من الضروري طلب شهادة الجودة للمواد والهياكل المستخدمة مع ضمان المتانة خلال الفترة المقدرة لتشغيل المرافق؛
- - يتم قبول تشغيل المنشأة المعززة أو المعاد بناؤها وفقًا للقواعد والمعايير وفقًا لمواد المشروع وبيانات الأداء الفعلي ؛
- - وضع توصيات لتشغيل المباني والمنشآت مع مراعاة ضمان موثوقيتها ومتانتها تحت الأحمال والتأثيرات التصميمية القصوى خلال الفترة القياسية.
محاضرة . مؤشرات الموثوقية
أهم خصائص الجودة التقنية هي الموثوقية. يتم تقييم الموثوقية من خلال الخصائص الاحتمالية بناءً على المعالجة الإحصائية للبيانات التجريبية.
المفاهيم والمصطلحات الأساسية وتعريفاتها التي تميز موثوقية المعدات، وعلى وجه الخصوص، منتجات الهندسة الميكانيكية مذكورة في GOST 27.002-89.
مصداقية- خاصية المنتج للحفاظ، خلال فترة زمنية محددة، على قيم جميع المعلمات التي تميز القدرة على أداء الوظائف المطلوبة في أوضاع وشروط معينة للاستخدام والصيانة والإصلاحات والتخزين والنقل وغيرها من الإجراءات.
موثوقية المنتج هي خاصية معقدة قد تشمل: الموثوقية، والمتانة، وقابلية الصيانة، وقابلية التخزين، وما إلى ذلك.
مصداقية- خاصية المنتج للحفاظ على قابلية التشغيل بشكل مستمر لفترة معينة أو وقت تشغيل معين في ظل ظروف تشغيل معينة.
حالة التشغيل- حالة المنتج الذي يكون فيه قادرًا على أداء وظائف محددة، مع الحفاظ على القيم المقبولة لجميع المعلمات الأساسية التي تحددها الوثائق التنظيمية والفنية (NTD) و (أو) وثائق التصميم.
متانة- قدرة المنتج على الحفاظ على قابلية التشغيل بمرور الوقت، مع فترات الراحة اللازمة للصيانة والإصلاح، حتى الحالة القصوى المحددة في الوثائق الفنية.
يتم تحديد المتانة من خلال وقوع أحداث مثل التلف أو الفشل.
ضرر- حدث يتكون من عطل في المنتج.
رفض- حدث يؤدي إلى فقدان كامل أو جزئي لوظائف المنتج.
ظرف العمل- الحالة التي يلبي فيها المنتج جميع متطلبات الوثائق التنظيمية والفنية و (أو) التصميم.
حالة معيبة- حالة لا يفي فيها المنتج بواحد على الأقل من متطلبات الوثائق التنظيمية والتقنية و (أو) التصميم.
ربما لا يزال المنتج المعيب يعمل. على سبيل المثال، انخفاض كثافة المنحل بالكهرباء في البطاريات أو تلف بطانة السيارة يعني وجود حالة خاطئة، ولكن مثل هذه السيارة تعمل. المنتج غير الفعال معيب أيضًا.
وقت التشغيل- المدة (تقاس، على سبيل المثال، بالساعات أو الدورات) أو حجم عمل المنتج (تقاس، على سبيل المثال، بالطن، الكيلومترات، الأمتار المكعبة، إلخ. الوحدات).
الموارد- إجمالي وقت التشغيل للمنتج من بداية تشغيله أو استئنافه بعد الإصلاح حتى الانتقال إلى الحالة الحدية.
حالة الحد- حالة المنتج التي يكون تشغيله (استخدامه) فيها غير مقبول بسبب متطلبات السلامة أو غير عملي لأسباب اقتصادية. تحدث حالة الحد نتيجة لاستنفاد الموارد أو في حالة الطوارئ.
حياة- المدة التقويمية لتشغيل المنتجات أو استئنافها بعد الإصلاح من بداية استخدامها حتى بداية حالة الحد
حالة غير فعالة- حالة المنتج التي لا يستطيع فيها أداء وظيفة واحدة على الأقل من الوظائف المحددة بشكل طبيعي.
يحدث نقل المنتج من حالة معيبة أو غير صالحة للتشغيل إلى حالة صالحة للخدمة أو التشغيل نتيجة للاستعادة.
استعادة- عملية اكتشاف فشل (تلف) المنتج والقضاء عليه من أجل استعادة وظائفه (استكشاف الأخطاء وإصلاحها).
الطريقة الرئيسية لاستعادة الوظيفة هي الإصلاح.
قابلية الصيانة- خاصية المنتج، والتي تتمثل في قدرته على التكيف للحفاظ على الحالة التشغيلية واستعادتها من خلال اكتشاف العيوب والأعطال وإزالتها من خلال التشخيص الفني والصيانة والإصلاح.
قابلية التخزين- خاصية المنتجات في الحفاظ بشكل مستمر على قيم المؤشرات المحددة لجودتها ضمن الحدود المحددة أثناء التخزين والنقل على المدى الطويل
مدة الصلاحية- المدة التقويمية للتخزين و (أو) نقل المنتج في ظل ظروف محددة، أثناء وبعد الحفاظ على صلاحية الخدمة، وكذلك قيم مؤشرات الموثوقية والمتانة وقابلية الصيانة ضمن الحدود التي تحددها الوثائق التنظيمية والفنية لهذا الكائن.
ن
أرز. 1. مخطط حالة المنتج
للتوصيف الكمي لكل من خصائص موثوقية المنتج، يتم استخدام مؤشرات فردية مثل وقت الفشل والوقت بين حالات الفشل، والوقت بين حالات الفشل، وعمر الخدمة، وعمر الخدمة، ومدة الصلاحية، ووقت الاسترداد. يتم الحصول على قيم هذه الكميات من بيانات الاختبار أو التشغيل.
يتم حساب مؤشرات الموثوقية المعقدة، بالإضافة إلى عامل التوفر وعامل الاستخدام الفني وعامل الاستعداد التشغيلي، بناءً على المؤشرات الفردية المحددة. يتم عرض نطاق مؤشرات الموثوقية في الجدول. 1.
الجدول 1. التسميات التقريبية لمؤشرات الموثوقية
|
خاصية الموثوقية |
اسم المؤشر |
تعيين |
||
|
مؤشرات واحدة |
||||
|
مصداقية |
احتمالية التشغيل بدون فشل متوسط الوقت حتى الفشل متوسط الوقت بين حالات الفشل متوسط الوقت بين حالات الفشل معدل الفشل فشل تدفق المنتج المستعاد متوسط معدل الفشل احتمال الفشل |
|||
|
متانة |
متوسط الموارد نسبة جاما للموارد المخصصة الموارد المثبتة متوسط عمر الخدمة نسبة جاما للحياة الحياة المخصصة الحياة المخصصة |
|||
|
قابلية الصيانة |
متوسط وقت الاسترداد احتمالية الاسترداد عامل تعقيد الإصلاح |
|||
|
قابلية التخزين |
متوسط مدة الصلاحية نسبة جاما الصلاحية مدة الصلاحية المحددة مدة الصلاحية المحددة |
|||
|
المؤشرات المعممة |
||||
|
مجموعة من الخصائص |
عامل التوفر عامل الاستفادة التقنية نسبة الاستعداد التشغيلي |
|||
المؤشرات التي تميز الموثوقية
احتمالية التشغيل بدون فشليتم تقييم المنتج الفردي على النحو التالي:
أين ت -الوقت من بداية العمل إلى الفشل؛
ر - الوقت الذي يتم فيه تحديد احتمالية التشغيل الخالي من الفشل.
ضخامة تقد يكون أكبر من أو أقل من أو يساوي ر. لذلك،
إن احتمالية التشغيل الخالي من الفشل هو مؤشر إحصائي ونسبي للحفاظ على قابلية تشغيل المنتجات المنتجة بشكل متسلسل من نفس النوع، معبرًا عن احتمال عدم حدوث فشل في المنتج خلال وقت تشغيل معين. لتحديد احتمالية التشغيل الخالي من الأعطال للمنتجات التسلسلية، استخدم صيغة القيمة الإحصائية المتوسطة:
أين ن- عدد المنتجات (أو العناصر) التي تمت ملاحظتها؛
ن س- عدد المنتجات الفاشلة مع مرور الوقت ر;
ن ر- عدد المنتجات الوظيفية في نهاية الوقت ر الاختبار أو التشغيل.
يعد احتمال التشغيل الخالي من الأعطال أحد أهم خصائص موثوقية المنتج، لأنه يغطي جميع العوامل التي تؤثر على الموثوقية. لحساب احتمالية التشغيل الخالي من الفشل، يتم استخدام البيانات المتراكمة من خلال ملاحظات التشغيل أثناء التشغيل أو أثناء الاختبارات الخاصة. كلما زاد عدد المنتجات التي تمت مراقبتها أو اختبار موثوقيتها، كلما تم تحديد احتمالية التشغيل الخالي من الأخطاء للمنتجات المماثلة الأخرى بشكل أكثر دقة.
نظرًا لأن التشغيل الخالي من المشاكل والفشل حدثان متضادان، فإن التقييم احتمال الفشل(س(ر)) تحددها الصيغة:
عملية حسابية متوسط الوقت للفشل (أو متوسط الوقت بين حالات الفشل) بناءً على نتائج الملاحظات يتم تحديده بواسطة الصيغة:
ت أنا - مدة التشغيل أناالعنصر الرابع (المنتج).
التقييم الإحصائي لمتوسط الوقت بين حالات الفشل يتم حسابه على أنه نسبة إجمالي وقت التشغيل لفترة اختبار أو تشغيل المنتجات قيد النظر إلى إجمالي عدد حالات فشل هذه المنتجات لنفس الفترة الزمنية:
التقييم الإحصائي لمتوسط الوقت بين حالات الفشل يتم حسابه على أنه نسبة إجمالي وقت التشغيل للمنتج بين حالات الفشل لفترة الاختبار أو التشغيل قيد النظر إلى عدد حالات فشل هذا الكائن (الأشياء) لنفس الفترة:
أين ت -عدد حالات الفشل مع مرور الوقت ر.
مؤشرات المتانة
التقدير الإحصائي لمتوسط الموارد هو:
أين ت ر أنا - الموارد أنا-الكائن؛
ن-عدد المنتجات المسلمة للاختبار أو التشغيل.
مصدر النسبة المئوية لجاما يعبر عن وقت التشغيل الذي يتم خلاله منتج ذو احتمالية معينة γ النسبة المئوية لا تصل إلى حالة الحد. تعد نسبة عمر جاما مؤشر الحساب الرئيسي، على سبيل المثال، للمحامل والمنتجات الأخرى. ومن المزايا المهمة لهذا المؤشر إمكانية تحديده قبل الانتهاء من اختبار جميع العينات. في معظم الحالات، يتم استخدام معيار الموارد بنسبة 90% لمختلف المنتجات.
الموارد المخصصة - إجمالي وقت التشغيل، وعند الوصول إليه يجب إيقاف استخدام المنتج للغرض المقصود منه، بغض النظر عن حالته الفنية.
ص التطوير التنظيميالموارد المنشأة يُفهم على أنه قيمة مبررة تقنيًا أو محددة للموارد التي يوفرها التصميم والتكنولوجيا وظروف التشغيل، والتي يجب ألا يصل المنتج ضمنها إلى حالة الحد.
التقييم الإحصائي متوسط عمر الخدمةتحددها الصيغة:
أنا 
أين ت sl أنا - حياة أنا-المنتج.
نسبة جاما للحياة يمثل مدة التقويم للتشغيل التي لا يصل خلالها المنتج إلى حالة الحد مع احتمالية ، معبرا عنها كنسبة مئوية. لحسابها، استخدم العلاقة
الموعد المحدد خدمات- المدة التقويمية الإجمالية للتشغيل، وعند الوصول إليها يجب إيقاف استخدام المنتج للغرض المقصود منه، بغض النظر عن حالته الفنية.
تحتعمر الخدمة المحدد فهم مدة الخدمة المبررة تقنيًا واقتصاديًا التي يوفرها التصميم والتكنولوجيا والتشغيل، والتي يجب ألا يصل المنتج خلالها إلى حالته القصوى.
السبب الرئيسي لانخفاض متانة المنتج هو تآكل أجزائه.
