11.1 Основные понятия о надежности оборудования

Задачи научно-технического прогресса и повышения эффективности торговли нельзя сводить лишь к увеличению технической оснащенности предприятия. Неотъемлемой частью этого процесса является умение эффективно, с наибольшей отдачей использовать оборудование. Для поддерживания его в рабочем состоянии необходимо организовать техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Рациональная организация эксплуатации и высокое качество технологического обслуживания увеличивают надежность оборудования.

Под надежностью понимается свойство технической системы выполнять производственные функции, сохраняя технико-эксплуатационные показатели в установленных пределах в течение заданного периода эксплуатации.

Надежность является комплексным свойством системы, которое зависит от совокупности влияния таких ее качеств, как долговечность, безотказность и ремонтопригодность. Что же это за качества и как они измеряются?

Долговечностью называется свойство сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Любое техническое устройство при его создании рассчитано на определенный срок службы, т.е. календарный период, соответствующий техническому ресурсу, в течение которого эксплуатация данного изделия экономически и технически целесообразна. В срок службы включаются продолжительность всех видов ремонта. Для большинства технических систем срок службы Т лежит в пределах 5 – 15 лет.

Меньший срок службы не оправдывает тех затрат, которые были сделаны на разработку и создание изделия, а больший приводит к тому, что либо технические параметры изделия уже не соответствуют уровню науки и техники, либо из-за роста количества неисправностей эксплуатация «старого» изделия становится экономически нецелесообразной.

Поскольку эксплуатация состоит из нескольких фаз (транспортировка, хранение, монтаж, применение по назначению и т.д.), то в сроке службы особо выделяют продолжительность рабочего периода, т.е. время основной фазы эксплуатации – применение по назначению. Этот параметр получил название ресурса системы. Он и рассматривается как количественная мера долговечности машины.

Ресурсом технического устройства называется обоснованное значение наработки устройства (в часах, циклах, километрах пробега и т.д.), при котором с определенной вероятностью будет сохраняться работоспособность без непредусмотренной остановки.

Как известно, любое оборудование (устройство) состоит из определенного числа деталей машины. В силу ряда технических и экономических условий в настоящее время невозможно сделать все детали равнопрочными, т.е. имеющими одинаковую долговечность. Поэтому ресурс, как мера долговечности, является индивидуальным свойством отдельной детали. При этом долговечность физически определяется соотношением между реальной способностью материала с данной конфигурацией сопротивляться разрушению и действием тех или иных внешних воздействий (силовых, химических, тепловых и т.д.), которым подвергается деталь при эксплуатации.

Ремонтопригодность. Для того чтобы поддерживать эксплуатацию и надежность оборудования на установленном уровне, предусматривается техническое обслуживание и плановые ремонты оборудования. Техническое обслуживание по своей сущности представляет собой комплекс профилактических мероприятий, проведение которых должно поддерживать исправность или работоспособность оборудование в течение его срока службы. При этом под исправным состоянием машины понимается состояние, при котором машина соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации, а под работоспособным – состояние, при котором машина способна выполнять функции, соответствующие требованиям этой документации. Это достигается путем своевременного выявления повреждений (диагностики), исключения сверхнормативного износа (за счет своевременной очистки от грязи и смазки), мелкого ремонта и т.д.

На проведение технического обслуживания и ремонта затрачиваются определенные материальные и трудовые ресурсы.

В техническое обслуживание могут входить контроль технического состояния, очистка, смазка, крепление соединений, замена некоторых составных частей изделия, регулировка и т.д.

Безотказностью называется свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени.

Как следует из определения, такое свойство машин, как безотказность, обусловливает циклический характер процесса эксплуатации, при котором работоспособное состояние периодически нарушается и машина переходит в неработоспособное состояние, при котором она неспособна выполнять заданные функции.

Отказ – это событие, которое состоит в нарушении точности отмериваемых порций продукта. Отказы могут быть вызваны конструктивными, эксплуатационными и другими факторами.

По большинству видов оборудования торговля и общественное питание в настоящее время не располагают законченной системой анализа показателей надежности, из которых наиболее важными являются: вероятность безотказной работы, время наработки до предельного состояния, параметр потока отказов, коэффициенты технического использования и эксплуатационных издержек.

Вероятность безотказной работы Р(τ) – это функция, убывающая во времени от 1 до 0, которая характеризует вероятность того, что в пределах заданной наработки, отказов изделия не возникает. Функцию определяют из выражения

(11.1)

где n₀ – число неисправных элементов оборудования на начальный момент времени (τ=0);

n(τ) – число элементов оборудования, вышедших из строя за время τ.

Например, если Р(τ)=0,86, то это значит, что из большего количества машин данной модели в среднем 86% машин проработает в течение заданного времени, а 14% не проработает.

Функция F(τ)=1-P(τ) называется вероятностью отказа.

Время наработки до предельного состояния зависит от многих факторов, его находят, используя различные категории. Часто за основу расчета принимают экономические показатели, сущность которых состоит в следующем. С увеличением времени наработки снижается удельная стоимость оборудования, отнесенная к 1000 ч. его работы, которая представляет собой отношение

(11.2)

где С – стоимость оборудования;

τ – срок его службы в часах.

Величина С_уд. не остается постоянной величиной, а в процессе эксплуатации уменьшается, так как с увеличением срока эксплуатации уменьшается амортизация оборудования. Стоимость технического обслуживания и ремонта с некоторого момента начинает быстро расти. Соответственно растут удельные расходы (в гривнях на 1000 ч эксплуатации) на поддержание оборудования в работоспособном состоянии. Время эксплуатации, когда сумма удельной стоимости оборудования и удельных расходов на поддержание его в работоспособном состоянии оказывается наименьшей, и считается временем наработки до предельного состояния.

Параметр потока отказов – функция, зависящая от времени, которая для некоторого количества единиц оборудования N одного типа вычисляется по формуле:

(11.3)

где m – общее количество отказов в группе;

τ – время наблюдения, ч.

Коэффициент технического использования представляет собой отношение

(11.4)

где τ_сумм – суммарная наработка оборудования за период эксплуатации, ч;

τ_врем+τ_обс – суммарное время простоев, вызванных ремонтом и техническим обслуживанием за тот же период эксплуатации, ч.

Чем ближе К_m к единице, тем надежнее машина.

Коэффициент эксплуатационных издержек характеризует экономическую сторону оценки машины и определяется из выражения

(11.5)

где С_изг – стоимость изготовления машины;

С_о – суммарные затраты на ее эксплуатацию, ремонт и обслуживание.