Этапы формирования надежности объекта

Существует понятие жизненного цикла технического объекта, который включает в себя следующие этапы:

1) маркетинг;
2) проектирование и разработка технических требований, разработка продукции;
3) материально – техническое снабжение;
4) подготовка и разработка производственных процессов;
5) производство;
6) контроль, проведение испытаний;
7) упаковка и хранение;
8 ) реализация и распределение;
9) монтаж;
10) эксплуатация, техническое обслуживание;
11) утилизация после использования.

В соответствии с ними различают три этапа формирования надежности объекта: проектирование, изготовление (монтаж) и эксплуатация. По данным Консультативной группы по вопросам надежности радиоэлектронной аппаратуры (AGREE) стоимость неустраненной ошибки, которая на этапе исследований составляет 1 $, увеличивается на этапе проектирования до 10 $, изготовления 100 $ и эксплуатации 1000 $.

Неглубокая проработка технического задания является одной из причин возникновения ошибок конструкторов. Допущенные на стадии проектирования принципиальные просчеты не могут быть компенсированы на стадии производства.

Например, в одном из тоннелей электрифицированной дороги расчет подвески контактных проводов был выполнен неверно. Это привело к тому, что при температуре воздуха + 30? С, при проходе поезда с предельным габаритом груза 5300 мм возникла дуга и пожар. Поезд остановился в тоннеле, сгорело семь платформ с дорогостоящим грузом. За три месяца до аварии по участку проходил вагон-лаборатория, температура воздуха была – 30? С, высота подвеса контактных проводов составляла 5700 мм.

Структура проектируемого объекта должна иметь возможно меньше последовательно (по надежности) соединенных элементов и возможно больше параллельных соединений. Надежность системы всегда будет меньше надежности наименее надежного элемента, включенного последовательно.

При проектировании необходимо учитывать процессы изготовления и монтажа. Обязательно уделять внимание контроле- и ремонтопригодности объектов. Например, при разработке железобетонных опор контактной сети мало внимания уделялось их контролепригодности. В результате, когда проявились процессы коррозии арматуры и потребовалась диагностика, возникли серьезные проблемы. Аппаратура диагностики разрабатывалась после установки большого числа опор, имеющих низкую контролепригодность. Это потребовало усложнения аппаратуры и методов измерения, а также снизило достоверность контроля. В частности, для подключения электродов аппаратуры диагностики к арматуре опоры необходимо долбить защитный слой бетона. В новых конструкциях опор этот недостаток исправлен, сделан специальный отвод от арматуры для подключения к приборам диагностики. Но и здесь имеется пример плохой проработки вопросов контролепригодности. Опоры просто “приспособили” к уже имеющейся аппаратуре, которая, в свою очередь, разрабатывалась для “неприспособленных” опор. Правильней проблему контролепригодности было бы решать в комплексе. Вначале рассмотреть все возможные способы диагностики, выбрать наиболее эффективные и внести изменения в конструкцию опоры. Например, это могут быть специальные отверстия для помещения внутрь опоры датчиков и т. д.

Ошибки, допущенные при изготовлении и монтаже, приводят к преждевременным отказам объектов. Надежность объекта на этапе изготовления и монтажа определяется качеством изготовления деталей, качеством сборки и методом испытаний. Например, японские фирмы считают, что нет смысла контролировать качество выпускаемой продукции. Количество людей, занятых контролем качества в Японии, составляет 1,5 % от числа работающих. В отечественной промышленности этот показатель составляет 10 %. Уровень дефектности в промышленности Японии составляет один объект на миллион изготовленных.

Ошибки монтажа и дефекты изготовления также оказывают влияние и на надежность устройств электроснабжения. Например, в течение продолжительного времени встречался заводской дефект литья струновых зажимов в виде раковин в металле. Как следствие, часто зажимы ломались и струны провисали, что нередко приводило к поломке токоприемников. Случаются ошибки и при монтаже. Например, на одном из вновь электрифицированных участков высота подвески контактного провода на целом перегоне была установлена более 7 м. Бригада, монтировавшая подвеску, измеряла высоту подвеса проводов не от уровня головок рельсов (как требуется), а от каретки изолирующей вышки. Но бригада на этом перегоне работала не со своей, а с другой изолированной вышкой, которая имела другую высоту. В результате электровоз не смог бы “дотянуться” токоприемником до контактного провода. На этом же участке струновой зажим из-за спешки был установлен в обхват контактного провода. При первой же поездке по участку токоприемник был сломан.

На этапе эксплуатации надежность объекта поддерживается своевременным проведением регулировок, замен отдельных элементов. На этом этапе надежность объекта формируется за счет проведения мероприятий по техническому обслуживанию.

Объект в целом должен применяться только по назначению, нагрузки не должны превышать допустимых. Например, на одном из электрифицированных участков было принято решение о подвешивании дополнительных усиливающих проводов на опоры контактной сети. Участок был электрифицирован много лет назад, и из-за увеличения размеров движения и веса поездов уровень напряжения в контактной сети снизился. Металлические опоры были исправны, но они не предназначались для подвеса такого количества усиливающих проводов. В результате, вскоре после подвески новых проводов, зимой, в ночное время, когда температура снизилась, при проходе пассажирского поезда несколько опор разрушилось.