EKSPLOATACJA I NIEZAWODNOŚĆ OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

*Wyróżnia się 2 podstawowe stany eksploatacyjne tych obiektów: Stan użytkowania i stan obsługiwania

*W konsekwencji można wyróżnić 2 podstawowe działy: teorię użytkowania i teorię obsługiwania złożonych obiektów

*Zadania dla teorii użytkowania – dostarczanie modeli teoretycznych pozwalających skutecznie kierować eksploatacją złożonych obiektów technicznych o ciągłym procesie technologicznym.

*Zadania obsługi złożonych obiektów

- planowanie użytkowania złożonych obiektów
- planowanie terminów i zakresu remontów
- organizacja systemu zbierania i przetwarzania informacji do potrzeb kierowania eksploatacją obiektów

*Optymalne działanie zmierzające do rzeczywistego wykorzystania złożonych obiektów technicznych uwarunkowane są właściwą analizą niezawodności samych obiektów, jak i systemu produkcyjnego

*Analiza niezawodności oraz wykorzystania złożonych obiektów obejmuje działania w ramach całego systemu i działania dot. Jego elementów składowych

*Funkcjonowanie obiektu związane jest z niezawodnością czynników zewnętrznych i wewnętrznych

*Wymaga to zbudowania takiego modelu niezawodnościowego, który ujmuje kompleksowe ujęcie czynników wpływających na niezawodność

*Działanie zaczyna się od sformułowania celu

_człowiek uświadamia sobie, jaki stan rzeczy może zaspokoić potrzebę
_ocenia stan, w jakim rzecz jest i prognozuje ciąg zmian stanu tej rzeczy, aby doprowadzić ją od stanu aktualnego w zamierzony
_ człowiek dobiera oddziaływania, które spowodują potrzebę zmiany stanu rzeczy

*Właściwości obiektu: ujmowane jako wymagania techniczne na wstępnym etapie projektowania (przyjmują postać konkretnych rozwiązań podczas konstruowania projektu) – etap projektowania, a następnie etap wytwarzania.

*Istnienie obiektu w sensie fizycznym ma miejsce w fazie eksploatacji

*Funkcjonowanie obiektu wiąże się z funkcją, jaką spełnia on w praktycznym działaniu

_Procesowanie: przemieszczenie poprzez przesunięcie lub obrót

_Strukturyzowanie: uporządkowanie stałe lub zmienne, np. Poprzez fundamentowanie

_Aktywizowanie: zasilanie energomaterialne, zasilanie informacyjne – tory komunikacyjne z nośnikami sygnałów

*Zasady funkcjonalności:

_Funkcjonalność: poprawne spełnienie przez maszynę funkcji jej przypisanej
_Niezawodność: zapewnienie prawdopodobieństwa pracy bez awarii w czasie nie krótszym od założonego
_Trwałość: właściwość maszyny, czyli zdolność do poprawnej pracy z koniecznymi przerwami na obsługę techniczną i naprawy aż do stanu granicznego

ANALIZA PODSTAWOWYCH POJĘĆ EKSPLOATACYJNYCH I UŻYTKOWANIE OBIEKTÓW

PODSTAWOWOWE POJĘCIA EKSPLOATACYJNE

Obiekt eksploatacji- dowolny obiekt techniczny, np. maszyna, urządzenie, wyposażenie, aparatura, instalacja, budowla, znajdujący się w eksploatacji.

Eksploatacja, eksploatowanie- zespół celowych działań organizacyjno- technicznych i ekonomicznych ludzi z obiektem technicznym oraz wzajemne relacje, występujące pomiędzy nimi od chwili przejęcia obiektu do wykorzystania zgodnie z przeznaczeniem, aż do jego likwidacji

Użytkowanie eksploatacyjne- działania związane z wykorzystywaniem obiektu zgodnie z jego przeznaczeniem;

Charakterystyka eksploatacyjna- zespół informacji określających właściwości obiektu, wyrażonych za pomocą parametrów technicznych i ekonomicznych, istotnych z punktu widzenia eksploatatora tego obiektu

Dokumentacja eksploatacyjna- zbiór dokumentów zawierających niezbędne informacje dotyczące wymagań i zaleceń kształtujących racjonalną eksploatację danego obiektu technicznego

Obsługiwanie eksploatacyjne- czynności organizacyjno-techniczne operowania obiektem oraz czynności mające na celu podtrzymywanie i przywracanie obiektowi stanu zdatności użytkowej

Potencjał eksploatacyjny- właściwość obiektu charakteryzująca jego zdolność do zachowania wymaganej zdatności użytkowej i obsługowej w danej chwili lub w określonym czasie

Trwałość eksploatacyjna- właściwość obiektu charakteryzująca jego zdolność do zachowania wymaganej zdatności użytkowej i obsługowej do chwili osiągnięcia umownego stanu granicznego

Stan eksploatacyjny- stan obiektu określony zbiorem wartości jego charakterystyk technicznych i ekonomicznych, ustalonych dla obiektu w danej chwili lub w określonym przedziale czasu

POJĘCIE EKSPLOATACJA

_pojęcie eksploatacja ma szerszy zasięg niż takie pojęcie jak projektowanie czy wytwarzanie

_pojęcie eksploatacja obejmuje wiele aspektów tej dziedziny jak:

*działalność organizacyjno-techniczna i ekonomiczna oraz wzajemne powiązania

*syntezę i analizę użyteczności, niezawodności i trwałości ze względu na optymalny efekt

*optymalne użytkowanie urządzeń i utrzymywaniu ich w ruchu

*rozpoznawanie, wartościowanie i przewidywanie stanów fizykalnych i funkcjonalnych obiektów w cyklu ich rozwoju i istnienia

POJĘCIA DOTYCZĄCE OBIEKTU EKSPLOATACJI

Jakość eksploatacyjna- zbiór właściwości (cech) obiektu, określających jego przydatność do eksploatacji zgodnie z przeznaczeniem, obejmujący takie cechy, jak: funkcjonalność, niezawodność, ergonomiczność, potencjał i inne.

Niezawodność eksploatacyjna- właściwości obiektu charakteryzujące jego zdolność do użytkowania i obsługiwania w określonych warunkach i w określonym przedziale czasu.

Zdatność użytkowa- właściwości obiektu charakteryzujące jego zdolność do spełniania funkcji i do realizacji zadań w sposób zgodny z wymaganiami dokumentacji eksploatacyjnej

Podatność eksploatacyjna- zbiór właściwości (cech) obiektu określających jego przystosowanie do eksploatacji w zadanych warunkach, obejmujących takie cechy, jak: podatność użytkowa, podatność obsługowa (w tym diagnostyczna), podatność naprawcza ( w tym regeneracyjna) i inne.

Stan graniczny- umowny stan obiektu, w którym dalsze jego eksploatowanie nie jest wskazane

Cechy stanu eksploatacyjnego- wielkości fizyczne, ekonomiczne lub funkcje charakteryzujące stany obiektu występujące podczas eksploatacji

Postój- planowa przerwa w działaniu obiektu, wynikająca z organizacji jego eksploatacji

Przestój- przerwa w działaniu obiektu wynikająca z przyczyn losowych w eksploatacji, np. uszkodzenia, braku zasilania, zaburzeń organizacyjnych i innych.

CECHY STANU EKSPLOATACYJNEGO-wielkości fizyczne, ekonomiczne lub funkcje charakteryzujące stany obiektu występujące podczas eksploatacji.

POJĘCIE UŻYTKOWANIA OBIEKTÓW EKSPLOATACYJNYCH
*pojęcie użytkowania oznacza działanie systemem technicznym w stanie jego zdatności

*pojęcie zdatności maszyny to taki stan, który czyni ją zdolną do realizowania przewidzianych funkcji reprezentowanych poprzez parametry działania obiektu

*stanowisko użytkowania to przedmiot operacyjny i otoczenie systemu użytkowania

FUNKCJONOWANIE OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

*opisujemy za pomocą charakterystycznych cech użytkowych tj.: podstawowe parametry techniczne opisujące wielkości, cechy i walory użytkowe eksploatowanego obiektu

*do podstawowych parametrów technicznych obiektu zalicza się:

_podstawowe dane techniczne (wymiary, masa, osiągi)

_dane znamionowe (np. sposób i rodzaj zasilania)

_graniczne wielkości fizyczne (np. obciążenie, prędkość obrotowa, pojemność, ciśnienie itp.)

*walory użytkowe to określone kryteria konstrukcyjne oraz dodatkowe wyposażenie uzupełniające, ulepszające funkcjonalność użytkowanego obiektu eksploatacji

CO DETERMINUJE KONSTRUKCJE OBIEKTU EKSPLOATACJI

*determinuje cel jego działania w realizacji funkcji użytkowych

*wyznaczana jest cechami konstrukcyjnymi (geometrycznymi i materiałowymi)

*w celu zidentyfikowania budowy eksploatowanego obiektu konieczne jest przeprowadzenie dekompozycji systemu- maszyny złożonej z zespołów i podzespołów na elementy składowe

SKŁADOWE OBIEKTU EKSPLOATACJI

*elementy składowe obiektu eksploatacji tworzą odpowiadające im struktury powiązań

*w zależności od sposobu połączeń elementów w maszynie-systemie określamy typ struktury

*każdy działający system techniczny można zastąpić odpowiednim modelem reprezentującym następujące typy struktur: _szeregowa _równoległa _szeregowo-równoległa _równoległo-szeregowa

TYPY STRUKTUR OBIEKTU EKSPLOATACJI

1)Struktura szeregowa niezawodnościowa tj. taka gdzie obiekt eksploatacji jest w stanie zdatności

*w strukturze tej elementy uszkadzają się niezależnie od siebie i uszkodzenie dowolnego elementu powoduje uszkodzenie systemu

2) Struktura równoległa niezawodnościowa tj. taka gdzie obiekt eksploatacji jest w stanie zdatności, jeżeli co najmniej jeden z elementów jest w stanie zdatności

*elementy uszkadzają się niezależnie od siebie

*system działa gdy działa przynajmniej jeden element

3) Struktura szeregowo-równoległa- struktura niezawodnościowa zbudowana z dowolnej kombinacji podstruktur szeregowych i równoległych

4) Struktura równoległo-szeregowa, struktura niezawodnościowa zbudowana z dowolnej kombinacji podstruktur równoległych i szeregowych

1.1, 1.2, 1.3, 1.N…P.N.- elementy składowe obiektu eksploatacji (zespoły, elementy i części)

WARUNKI EKSPLOATACJI PROCESÓW UŻYTKOWANIA SYSTEMÓW TECHNICZNYCH

*proces użytkowania systemów technicznych powinien być realizowany w ściśle określonych warunkach eksploatacji

*warunki te obejmują charakterystykę i intensywność użytkowania przy występujących określonych czynnikach zewnętrznych

*eksploatowano obiekty techniczne ujawniają swoje funkcjonowanie głównie przez typowy zbiór pewnych procesów (drgania, hałas, tarcie i zużycie, procesy termodynamiczne i inne)

WYMAGANIA EKSPLOATACYJNE- ZASADY EKSPLOATACJI MASZYN

POJĘCIE EKSPLOATACJA MASZYN

*podstawowa definicja eksploatacji wyjaśnia najważniejsze pojęcie z zakresu eksploatacji i niezawodności

*znajomość tych pojęć ułatwia zrozumienie dalszej części zrozumienie zagadnień związanych z eksploatacją maszyn

*druga definicja mówi, że eksploatacja wiąże się z użytkowaniem obiektów tj. zagadnienie związane z wykorzystaniem obiektu eksploatacji w ramach zadań, do których został zaprojektowany, skonstruowany i w końcu wytworzony

*trzecia definicja eksploatacji dotyczy określenia stanu technicznego obiektu eksploatacji czyli skuteczności działania

TERMIN „ZASADA EKSPLOATACJI”

*głównym strategicznym celem praktyki eksploatacyjnej jest uzyskanie optymalnej trwałości, niezawodności oraz wykorzystanie obiektów technicznych w założonym okresie użytkowania przy minimalnym zużyciu materiałów, energii i pracy ludzkiej

*termin „zasada eksploatacji” występuje najczęściej w trzech znaczeniach:

_dyrektywnym

_postulatywnym

_kryterialnym

*zasada eksploatacyjna w znaczeniu dyrektywnym -dyrektywa (reguła, norma, prawo) ustanowioną przez szczebel wyższy dla szczebli niższych w systemie eksploatacji urządzeń

*zasada eksploatacji w znaczeniu postulatowym - postulat (rada praktyczną, wskazówka) przyjęty najczęściej w wyniku wielu doświadczeń . Wytyczne te nie są obowiązujące, więc ich nieprzestrzeganie nie powoduje sankcji prawnych (np. prowadzenie pomocniczych dokumentów eksploatacyjnych na szczeblu zakładu)

*zasada eksploatacji w znaczeniu kryterialnym - kryterium oceny co najmniej dwóch działań eksploatacyjnych (tzn. wartościujemy jedne działania jako lepsze, inne zaś jako gorsze)

*przykład: ocena eksploatacji niektórych urządzeń na podstawie porównania normatywnych wskaźników ekonomicznych, z faktycznie uzyskanymi (wskaźnika kosztów amortyzacji, wskaźnika kosztów remontów, wskaźnika kosztów materiałów eksploatacyjnych)

KLASYFIKACJA ZASAD EKSPLOATACJI

*zasady eksploatacji urządzeń dzieli się na klasy według następujących czynników:

_przedmiot zasady

_parametry zasady

_parametry organizacyjne zasady

*ze względu na zakres przedmiotowy, zasady dzieli się na klasy dotyczące podstawowych grup urządzeń, z których każda jest funkcjonalnie przeznaczona do realizacji różnych celów w specyficznych warunkach eksploatacyjnych

KLASYFIKACJA ZASAD EKSPLOATACJI

*specyfikacja eksploatowanych urządzeń jest jedną z głównych przyczyn wyodrębnienia poszczególnych pionów służb technicznych

*w praktyce posługuje się ponadto pojęciem normy eksploatacyjnej (norma ekspl. zużycia paliwa w samochodzie)

*norma eksploatacyjna jest to „reguła” porządkująca działania zbiorowe

*norma eksploatacyjna urządzeń jest przejawem pewnego ograniczenia i służy, do sterowania eksploatacją przez ograniczenie

OBSZARY OGRANICZEŃ DOPUSZCZALNYCH DECYZJI EKSPLOATACYJNYCH

*W działalności normalizacyjnej rozróżnia się co najmniej trzy rodzaje norm:

_normy terminologiczne (pewnej dyscypliny naukowej)

_normy przedmiotowe

_normy czynnościowe

GRUPA ZASAD UŻYTKOWANIA URZĄDZEŃ

*grupę zasad użytkowania urządzeń dzieli się według:

_liczby użytkowanych urządzeń (zasady użytkowania pojedynczego lub grupy urządzeń)

_warunków i intensywności użytkowania (np. użytkowanie bardzo intensywne i mało intensywne- dorywczo)

_warunków klimatycznych (różnych)

*zasady eksploatacji odgrywają istotną rolę w procesie sterowania systemem eksploatacji urządzeń

CHARAKTERYSTYKA EKSPLOATACJI

*definicja: eksploatacja to ogół zdarzeń, zjawisk, działań z procesów, jakim podlega i w jakich uczestniczy dany obiekt techniczny od chwili zakończenia procesu jego wytwarzania aż do likwidacji

*eksploatacja urządzeń technicznych jest jedną z podstawowych dziedzin działalności człowieka

*celem działalności jest zaspokojenie potrzeb związanych pośrednio lub bezpośrednio z jego potrzebami życiowymi

RODZAJE DZIAŁAŃ W PROCESIE EKSPLOATACJI

*w procesie eksploatacji wyróżniamy cztery rodzaje działań:

_użytkowanie _obsługiwanie _zasilanie _zarządzanie

*zasilanie jest to dostarczanie do obiektu technicznego materiałów (masy) energii czy informacji (sterowanie numeryczne obrabiarek)

*zarządzanie to procesy planistyczno-decyzyjne oraz planistyczno-sprawozdawcze

RODZAJE DZIAŁAŃ W PROCESIE EKSPLOATACJI

Eksploatacja:

*UŻYTKOWANIE: _Dobór i rozmieszczenie obiektów technicznych, _Wykorzystanie na stanowiskach pracy.

*OBSŁUGIWANIE: _Przeglądy i konserwacja: -regulacja, -czyszczenie, -uzupełnianie płynów, -konserwacja _Remonty, naprawy: -demontaż, -weryfikacja, -regeneracja, -montaż, _Ocena stanu: -pomiary bezpośrednie, -pomiary pośrednie.

*ZASILANIE (zaopatrzenie)

*ZARZĄDZANIE

OBSZARY MATERIALNYCH PROCESÓW EKSPLOATACJI

*obszary materialnych procesów eksploatacji obejmują:

_w zakresie użytkowania: dobór i rozmieszczenie obiektów technicznych oraz ich wykorzystanie na stanowiskach pracy

_w zakresie obsługiwania: ocenę stanu technicznego (bezpośrednią i diagnostyczną) obsługę techniczną i remonty

_w zakresie zasilania: dostarczenie części zamiennych i innych materiałów eksploatacyjnych, płynów eksploatacyjnych oraz energii elektrycznej i cieplnej

KOSZTY EKSPLOATACJI UŻYTKOWNIKA OBIEKTU TECHNICZNEGO

*działania użytkownika obiektu technicznego mające na celu optymalizację kosztów eksploatacji wymagają analizowania źródeł powstawania kosztów i towarzyszących im zjawisk

*z użytkowaniem obiektu związana jest obniżająca jakość eksploatacji (starzenie fizyczne wywołane procesami korozyjnymi, zmęczeniowymi, cieplnymi, erozyjnymi i innymi)

*gdy obiekt techniczny osiąga określony stan starzenia fizycznego, dokonuje się jego regulacji, remontów, a w końcu likwidacji

*w procesie użytkowania obiektu za słabo są uwzględnione skutki niedostatecznej dyscypliny technologicznej (wzrost kosztów przekroczenia norm zużycia surowców, materiałów, paliw, energii oraz niskiej wydajności pracy)

*w celu zapewnienia prawidłowej organizacji działalności obsługowo-remontowej należy ustalić tryb, zasady i organizację prac obsługowo-remontowych, gospodarkę częściami wymiennymi

*współczesna eksploatacja jest rozbudowaną i złożoną dziedziną działalności ludzkiej, w której rozwiązania wymaga nadal wiele problemów

JAKOŚĆ EKSPLOATACYJNA OBIEKTU TECHNICZNEGO

*jakość eksploatacyjna obiektu technicznego jest determinowana przez:

_niezawodność

_trwałość

_podatność obsługową i diagnostyczną

_małą masę i niskie koszty eksploatacji

*system eksploatacji obiektu technicznego jest systemem bardzo złożonym i dlatego nie można go usprawniać jedynie metodami zdroworozsądkowymi

*usprawnienia muszą być oparte na wynikach badań naukowych

*większość usprawnień systemów eksploatacji urządzeń dotyczy sfery zarządzania tymi systemami

*nowoczesność w sferze zarządzania to stosowanie najnowszych środków gromadzenia i przetwarzania informacji, a więc stosowanie elektronicznej techniki obliczeniowej

*do procesu usprawnień zarządzania należy włączyć proces automatyzacji zarządzania gospodarką eksploatacyjną

*usprawnień gospodarki eksploatacyjnej nie można dokonać w bardzo krótkim czasie

NIEZAWODNOŚĆ I TRWAŁOŚĆ URZĄDZEŃ I MASZYN

*Niezawodność jest to prawdopodobieństwo poprawnej pracy obiektu technicznego w określonych warunkach eksploatacji i w określonym przedziale czasu

*Warunki eksploatacji: zespół wszystkich czynników zewnętrznych działających na obiekt, które wpływają na jego poprawną pracę

*Niezawodność to jedna z ważniejszych cech użytkowych, która określa dla danej zbiorowości obiektów przewidywaną liczbę egzemplarzy, które będą pracować bez uszkodzeń przez zadany przedział czasu

*CHARAKTERYSTYKI NIEZAWODNOŚCIOWE OBIEKTÓW TECHNICZNYCH (OT) BADANYCH DO I-EGO USZKODZENIA

*Funkcja niezawodności:

R_t(t) = P < T > t > Reability (Funkcja niezawodnosci)

*Niezawodność jest to prawdopodobieństwo, że czas pracy obiektu technicznego (T) będzie większy od interesującego nas w chwili eksploatacji (t)

*DYSTRYBUANTA:funkcja zawodności F(t)=p(T<=t) F(t)=1-R(t)

*oznacza, że prawdziwy czas pracy będzie nie większy niż interesujący nas czas eksploatacji (t)

*FUNKCJA GĘSTOŚCI PRAWDOPODOBIEŃSTWA CZASU PRACY obiektu technicznego do uszkodzenia: mówi nam o liczbie, częstości uszkodzeń w czasie , wyrażona zależnością

$$f\left( t \right) = \frac{dF(t)}{\text{dt}}$$

*FUNKCJA INTENSYWNOŚCI USZKODZEŃ: warunkowa funkcja gęstości- krzywa zużycia, funkcja ryzyka, krzywa wannowa informuje o stopniu zagrożenia, że obiekt z danej populacji ubędzie $\lambda\left( t \right) = \frac{- dF(t)/dt}{R(t)}$

*WARTOŚĆ OCZEKIWANA CZASU PRACY DO USZKODZENIA,

* T_o- średni czas pracy E(t) = T₀ = ∫₀R(t)dt

Krzywa dzwonowa (Gausa)(niebieska ta na lewo)

WYMAGANIA PRZY USTALANIU NIEZAWODNOŚCI OBIEKTU

*ilościowe: określenie niezawodności w postaci prawdopodobieństwa

*wyraźne: określenie, co się rozumie pod pojęciem sprawne działanie obiektu

*określenie warunków środowiskowych, w których ma sprawnie działać obiekt

*określenie wymaganego czasu sprawnego działania między uszkodzeniami (bez tego wyznaczona wartość niezawodności traci sens w odniesieniu do obiektów naprawialnych)

PRZYCZYNY ZAINTERESOWANIA NIEZAWODNOŚCIĄ OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

*wzrost złożoności technicznej wyrobów

*zaostrzenie warunków eksploatacji

*aspekt ekonomiczny

_rozwój techniki zmierza w kierunku wzrostu złożoności technicznej wyrobów

_wzrost liczby części obiektów (urządzenia) sprawia, że konstrukcja może być bardziej zawodna

PRZYCZYNY NIEZAWODNOŚCI OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

*zaostrzenie warunków eksploatacji to tendencja do stosowania coraz większych wartości parametrów użytkowania obiektów technicznych takich jak: temperatura, obciążenia, ciśnienie, prędkość, przyśpieszenie, obroty itp.)

*ekstremalne warunki pracy i postaci konstrukcji obiektów technicznych rodzą obawy, że obiekty techniczne mogą okazać się bardziej zawodne

*wymieniony aspekt ekonomiczny wynikający z faktu, że uszkodzenie elementu, nawet małej wartości, wchodzącego w skład obiektu złożonego może być przyczyną wyłączenia z pracy całego obiektu

*przestój obiektu powoduje określone starty ekonomiczne

POPRAWNOŚCI FUNKCJONOWANIA OBIEKTU

*Zakładamy, ze mamy obiekt techniczny składający się z „K” elementów rys.1 Ω(k)

w_τ(k)

Rys.1. Poprawne funkcjonowanie obiektu

*Ω(k) - jest zbiorem wymagań w stosunku do tego obiektu

*τ- czas obserwacji obiektu

*w_τ(k) - zbiorem reakcji (zbiorem charakteryzującym funkcjonowanie obiektu w czasie)

*poprawne funkcjonowanie obiektu rys. 1, oznaczone jako „s” zachodzi, gdy: w_τ(k)ieΩ(k) = >s

NIEPOPRAWNE FUNKCJONOWANIE OBIEKTU

*zachodzi wtedy gdy: co przedstawia rys.2. Ω(k) w_τ(k)ieΩ(k) = >s w_τ(k)

_Rys.2. Niepoprawne funkcjonowanie obiektu

_pojęcia poprawnego i niepoprawnego funkcjonowania obiektu posłużą do sformułowania miar niezawodności, czyli wskaźników, za pomocą, których można oszacować niezawodność

NAPRAWIALNOŚĆ

*Definicja: podatność elementów, zespołów lub całych urządzeń czy maszyn na odtwarzanie zdatności użytkowej przez naprawę (remont)

*element/obiekt nienaprawialny to element obiektu eksploatacji lub cały obiekt, który może być użytkowany zgodnie z przeznaczeniem jedynie do pierwszego uszkodzenia

*po wystąpieniu uszkodzenia (utraty zdatności) element taki podlega wymianie na element sprawny

*typowe przykłady elementów nienaprawialnych to: liny, żarówki, łożyska toczne, okładziny szczęk hamulcowych

ELEMENT (OBIEKT) NAPRAWIALNY

*Definicja: należy rozumieć składnik obiektu eksploatacji lub cały obiekt, który może być używany zgodnie z przeznaczeniem również po wystąpieniu uszkodzenia (utraty zdolności)

*aby to było możliwe, taki element lub obiekt podlega odnowie zdatności eksploatacyjnej (naprawie lub remontowi)

*rzeczywiste obiekty eksploatacji są najczęściej układami elementów naprawialnych i nie naprawialnych

*podsumować można w ten sposób, że obiekt złożony jest w części naprawialny, jak również w części nienaprawialny

MIARY NIEZAWODNOŚCI ELEMENTÓW NIENAPRAWIALNYCH

*badania niezawodności elementów umożliwiają oszacowanie ich miar niezawodności dzięki statystyce matematycznej

*celem badań statystycznych jest wyciąganie wniosków o pewnych zbiorach- populacjach składających się z elementów danego zbioru bądź ze względu na ich:

_mnogość

_koszty

_niebezpieczeństwo zniszczenia

*badania te mogą obejmować tylko część populacji „zwaną próbką: i na podstawie wyników badania jej elementów wyciąga się wnioski o całej populacji

*należy podkreślić, że na ogół bada się tylko próbkę, a nie całą populację, przeto wnioski wyciągane o całej populacji nie są pewne, lecz mniej lub bardziej prawdopodobne

*dlatego w badaniach statystycznych podczas opracowania wyników korzysta się z rachunku prawdopodobieństwa

*miary (wskaźniki) niezawodności szacuje się metodami statystycznymi- na ogół dwoma sposobami:

_I metoda polega na określeniu wartości tych miar w odniesieniu do populacji (znana postać rozkładu zmiennej) i czasu zdatności obiektu

_II metoda polega na bezpośrednim oszacowaniu statystycznym wartości tych miar z próbki (tzw. Empiryczne miary niezawodności)

FUNKCJA NIEZAWODNOŚCI R(t)

*Definicja: w ujęciu statystycznym niezawodność mierzy się prawdopodobieństwem wystąpienia utraty przez obiekt zdolności do pełnienia swych funkcji

*podstawową miara niezawodności obiektu jest prawdopodobieństwo poprawnego jego działania w określonym czasie i w określonych warunkach

*miara niezawodności jest z definicji wielkością bezwymiarową, przyjmującą wartości z przedziału [0,1]:

_wartość „1” odpowiada obiektowi całkowicie niezawodnemu

_wartość „0” odpowiada obiektowi całkowicie zawodnemu

*za miarę niezawodności można przyjąć prawdopodobieństwo poprawnego funkcjonowania obiektu po upływie czasu „t”, co zapisać można zależnością R(t) = p{S_τ = S|0 < τ < t} gdzie:

_R(t)- funkcja niezawodności

_p- prawdopodobieństwo trwania obiektu w stanie „s” w każdej chwili

_t- z przedziału od 0 do t

_s- stan poprawnego funkcjonowania obiektu

_s_τ- stan obiektu w dowolnej chwili

_τ- z przedziału od 0 do τ

*przyjmujemy, że obiekt rozpoczyna pracę w chwili τ=0

*jeżeli w chwili „t” nastąpi jego uszkodzenie (niepoprawne funkcjonowanie), to czas t = T nazywamy czasem istnienia elementu nienaprawialnego, okresem trwałości lub krótko trwałością

*trwałość „T” jest to wielkość zmienna losowo (przypadkowo), która wyznacza czas poprawnej pracy obiektu, czyli czas do jego uszkodzenia

*wobec tego funkcję niezawodności można zapisać też jako:

R(t)= p{T≥t}

FUNKCJA ZAWODNOŚCI F(t)

*dopełnieniem funkcji niezawodności jest funkcja zawodności F(t)

*stosując analogiczny zapis można napisać, że:

F(t) = p{|s_τ=s|0 < τ < t} F(t)=p{T<t}

*zależność powyższa oznacza, że funkcja zawodności jest określana przez prawdopodobieństwo wystąpienia niepoprawnego funkcjonowania obiektu w przedziale czasu od 0 do t, a więc prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzenia do chwili t.

WYKRESY FUNKCJI NIEZAWODNOŚCI I FUNKCJI ZAWODNOŚCI

Przykładowe funkcje: niezawodności- R(t) i zawodności- F(t)

Zdarzenia {T<t} i {T≥t} są zdarzeniami przeciwstawnymi, stąd: R(t)=1-F(t)

OMÓWIENIE FUNKCJI NIEZAWODNOŚCI I FUNKCJI ZAWODNOŚCI

*przedstawione funkcje charakteryzujące zmienną losową T (czas pracy do uszkodzenia elementu nienaprawialnego) można, wyznaczyć doświadczalnie (empirycznie), gdy dysponuje się odpowiednio liczną próbką reprezentującą badaną populację elementów (obiektów) tego samego rodzaju

*zakładamy, że badamy próbkę składającą się z „N” elementów tego samego rodzaju (np. żarówki, łożyska, liny)

*liczbę elementów uszkodzonych do chwili „t” oznaczamy n(t)

OMÓWIENIE FUNKCJI NIEZAWODNOŚCI I FUNKCJI ZAWODNOŚCI

*gdy dowolne t ≥ 0, to 0 ≤ n(t) ≤ N

*wówczas empiryczną (doświadczalną) funkcję niezawodności (oszacowanie statystyczne funkcji i niezawodności z próbki obiektów) można określić następującą zależnością $R_{N}\left( t \right) = \frac{N - n(t)}{N}$

*Empiryczna funkcja zawodności (oszacowanie statystyczne funkcji zawodności z próbki obiektów) $F_{n}\left( t \right) = \frac{n(t)}{N}$