6.2. Выбор номенклатуры показателей надежности машин и принципы обеспечения надежности
Принципы обеспечения надежности. Одним из важнейших путей повышения эффективности производства является повышение надежности машин, особенно при интенсификации процессов их эксплуатации. Чтобы решить, что является одним из важнейших вопросов со стороны потребителя, необходима строгая система обеспечения надежности машин. К тому же веяние времени требуют уменьшение сроков на создание машин вследствие роста технического прогресса, несмотря на повышение сложности машин и оборудования. Все это привело к росту затрат на достижение и обеспечение надежности систем.
Система обеспечения надежности машин строится на идеологии ЖЦИ. Совокупность процессов на всех указанных этапах ЖЦИ, направленных на обеспечение заданного уровня надежности, следует рассматривать как систему обеспечения надежности. Особенностью такой системы является тесные взаимосвязи современных интеллектуальных информационных технологий, средств САПР и АСУ производств, а также продуманных эффективных действий при эксплуатации.
Разработанные в СССР, современные российские и зарубежные системы, как правило, ориентированы на идеологию ИСО. В ней прописаны все требования процессного подхода к технической системе. Отлаженные модели для каждого этапа, начиная от проектирования, через производство и до эксплуатации, являются гарантированным обеспечением надежности любой системы. Это относится и к машинам строительного комплекса.
Выбор номенклатуры показателей надежности строительных машин и оборудования. Рассмотренные в предыдущей главе показатели надежности технических объектов дают возможность выбрать и целесообразно использовать любые из них для решения встречающихся на практике задач надежности строительных машин. Однако всегда возникает необходимость в установлении рационального диапазона номенклатуры этих показателей.
Считается [19], что в общем случае выбор рациональной номенклатуры показателей надежности включает следующие этапы:
установление цели;
установление перечня ограничений;
выбор схемы принятия решений;
формирование множества альтернативных вариантов решений;
установление методов принятия решений;
выбор критериев для оценки различных вариантов;
оценка вариантов решений по выбранным методам;
создание решающего правила для принятия решений;
выбор оптимального варианта.
Рассмотрим кратко указанные этапы применительно к определению рациональной номенклатуры показателей надежности.
К основным целям выбора номенклатуры показателей надежности относятся: планирование; регламентация требований при составлении технического задания на вновь создаваемую или модернизируемую машину; оценка фактического уровня надежности машины. При отсутствии априорных сведений выбор номенклатуры показателей надежности целесообразно производить по каждой цели в отдельности [19].
Для всех целевых назначений номенклатура показателей надежности изделий должна:
– быть достаточной для того, чтобы наиболее полно характеризовать технические, технологические, эксплуатационные и экономические свойства и особенности продукции;
быть минимальной, чтобы не ограничивать выбор конструктивного решения и возможности систематического совершенствования продукции;
сохраняться неизменной в течение длительного времени, что обеспечит возможность сравнительной оценки последующих технических совершенствований и конструктивных модификаций изделий;
не включать взаимозаменяемые или взаимозависимые показатели, значения которых можно подсчитать, если известны значения других показателей, оказывающих решающее влияние на величину эффекта от эксплуатации;
позволять устанавливать требования к надежности входящих в изделие частей.
Выбор номенклатуры показателей надежности может производиться по дифференциальной или интегральной схеме. В первом случае предварительно решают, какие свойства должна отражать номенклатура показателей надежности. После чего для выбранных свойств устанавливают конкретные показатели, которые подлежат нормированию.
При интегральной схеме принятия решений устанавливают полный перечень возможных показателей надежности без их дифференциации по свойствам. Отыскание оптимального варианта производят путем исключения показателей, которые согласно оценке по выбранным критериям не должны подлежать нормированию. Применимость той или иной схемы обусловливается информационным обеспечением задачи.
Для каждой из рассмотренных схем выбора оптимального варианта номенклатуры показателей при необходимости формируют множество альтернативных вариантов решений для последующей оценки каждого варианта и выбора наилучшего решения, отвечающего поставленной схеме.
Метод принятия решения выбирается в зависимости от цели выбора номенклатуры показателей надежности и информационной обеспеченности. Каждый метод может содержать один или несколько критериев, согласно которым проводится оценка целесообразности включения отдельных показателей в их искомую номенклатуру.
Набор критериев должен определяться в зависимости от целевого назначения решения задачи и удовлетворять следующим требованиям: быть необходимым, то есть обеспечивать однозначное определение наилучшего варианта из всего множества; быть достаточным, чтобы отвечать условию, когда добавление новых критериев и оценок по ним не приводит к изменению полученных результатов; смысл каждого критерия должен быть понятен и однозначен для лиц, производящих оценку.
Используемые критерии могут давать количественную и качественную оценку. Количественные шкалы должны давать оценку значимости или целесообразности использования отдельных показателей в виде некоторых чисел. Качественные оценки могут быть в виде альтернативных оценок «да», «нет» или в виде уровня важности («важный», «средний», «малозначимый»).
Создание решающего правила сводится к установлению некоторых количественных нормативов в выбранном критерии, в зависимости от величины которого принимается однозначное решение о включении (или не включении) оцениваемого показателя в искомую номенклатуру. В число критериев могут входить, например, показатели эффективности использования техники, конкурентоспособности на мировом рынке.
В конечном итоге при решении каждой из задач должен определяться рациональный уровень показателей надежности отдельных машин, обеспечивающий выполнение заданного уровня экономической эффективности строительного производства.
Планы повышения эффективности строительного производства разрабатываются по единой системе показателей. В число основных показателей эффективности строительного производства входят следующие:
темпы роста строительно-монтажных работ;
общая рентабельность;
темпы роста производительности труда;
экономия живого труда;
фондоотдача (величина выполняемых работ на 1 рубль среднегодовой стоимости основных производственных фондов);
отношение прироста прибыли к вызвавшим этот прирост капитальным вложениям;
срок окупаемости капитальных вложений (отношение капитальных вложений к сумме прироста прибыли, учтенной за счет этих капитальных вложений).
Значимость отдельных показателей может быть определена с помощью вычисления, коэффициента эластичности Еэл [19], а также других показателей.
Величина Еэл может быть определена как
Еэл = (дЗ / дyt ) (уС / ЗС ), (6.1)
где (дЗ / дyt ) – частная производная ресурсов (объемов работ) по величине показателя надежности yt; уС и ЗС – средние значения показателей надежности и ресурсов.
Коэффициент эластичности Eэлi показывает, на сколько процентов возрастут или уменьшатся затраты при увеличении показателя надежности определенного вида на 1 % и неизменной величине других показателей.
Данный
коэффициент не зависит от единиц
измерения, в которых выражены показатели.
В
этом случае решающим правилом является,
то, что полученный коэффициент больше
по абсолютной величине минимально
допустимого для сопоставляемых
показателей коэффициенте эластичности.
Весомость показателей для различных предприятий может отличаться. Она определяется типовыми условиями применения, техническим уровнем машины и организацией технической эксплуатации.
Расчет коэффициента эластичности для определенного вида машин целесообразно вести для типовых условий применения, рассматриваемого планового периода и средних значений параметров за базовый период.
При определении рациональной номенклатуры показателей надежности для целей планирования на различных уровнях управления целесообразно осуществлять различное функциональное выражение показателей эффективности от показателей надежности.
При планировании следует по возможности максимально использовать комплексные показатели надежности. Это обусловливается тем, что единичные показатели с точки зрения целевой направленности условно можно рассматривать как средство по выполнению планируемых величин комплексных показателей. Кроме того, их применение позволяет сократить сложность последующих плановых расчетов.
Предварительный анализ показывает, что наиболее значительными показателями надежности являются средняя суммарная стоимость ремонтов, средняя суммарная трудоемкость ремонтов, коэффициент готовности, средний ресурс до списания.
Дополнительно иногда используют показатели стоимости запасных частей и суммарное время нахождения машин в ремонте за амортизационный период. Коэффициент, характеризующий простои αпр, определяется как
αпр = (Траб – Трем) / Траб ≈ 1 – (Тв /То), (6.2)
где Траб – период работы машины, маш.–ч; Трем – простои машины из–за отказов в течение планируемого периода, ч.
Номенклатура показателей для планирования не должна содержать показатели, регламентируемые по величине нормативными документами.
К таким показателям можно отнести, например, срок службы машины, регламентируемый нормами амортизации; периодичность техобслуживания, осмотров и плановых ремонтов, регламентируемых нормативными документами по эксплуатации.
В том случае, когда требуется оценить взаимосвязь надежности отдельных частей объекта, его представляют в виде системы, состоящей из отдельных элементов, и используют расчленение объекта на отдельные части.
Аппарат анализа надежности систем можно упростить, если принять, что элементы отказывают в работе независимо друг от друга, следовательно, отказ любого из элементов не изменяет надежности других объектов.