fiabilitatea - notiuni generale

8/20/2019 Fiabilitatea - Notiuni Generale

1/17

Fiabilitate, mentenabilitate şi disponibilitate

PARTEA a III-a

SIGURANŢA ÎN FUNCŢIONAREA ECHIPAMENTELOR ELECTRICE

8. FIABILITATE, MENTENABILITATE,DISPONIBILITATE

8.1 INTRODUCERE

8.1.1 SIGURANŢA ÎN FUNCŢIONARE

Conceptul de CALITATE a unui produs, analizat anterior, cuprinde ocateorie de caracteristici! "ia#ilitate, $entena#ilitate, disponi#ilitate,reprezent%nd siuran&a 'n "unc&ionare (i care "or$eaz) #aza calit)&iiser*iciului pe care produsul respecti* 'l o"er) utilizatorilor+

IS-ONI.ILITATE

FIA.ILITATE /ENTENA.ILITATE LOGISTICA

/ENTENANŢEI

Fig. 8.1 Componentele siguranţei în funcţionare.

No&iunea de siuran&) sau dependa#ilitate se "olose(te ca un concepteneral (i nu reprezint) un ter$en cantitati*+

Caracteristicile care condi&ioneaz) siuran&a 'n "unc&ionare suntur$)toarele!

- "ia#ilitatea0- $entena#ilitatea0- disponi#ilitatea+

Aceste caracteristici au o pondere deose#it) 'n cadrul calit)&ii

produsului+

123


2/17

CALITATEA PRODUSELOR ŞI FIABILITATEA

8.1.2 AS-ECTE GENERALE REFERITOARE LA FIA.ILITATE

Fia#ilitatea a ap)rut ca e"ect al i$portan&ei deose#ite pe care auc)p)tat4o pro#le$ele siuran&ei 'n "unc&ionare a ec5ipa$entelor industriale,dispoziti*elor (i co$ponentelor, constituind o te5nic) de *%r" indispensa#il) ininerilor+ Func&ionarea unui produs este li$itat) deapari&ia unei a#ateri sau a unui de"ect+ in acest punct de *edere "ia#ilitatea

poate "i pri*it) (i ca o (tiin&) a de"ect)rilor+ Fia#ilitatea reprezint) ast"elaptitudinea unui produs de a "unc&iona ")r) a se de"ecta+ /ate$atic este

posi#il s) se esti$eze cu un anu$it rad de certitudine co$portarea unui produs 'n anu$ite condi&ii de utilizare sta#ilite+ Fia#ilitatea este una dinco$ponentele de #az) ale calit)&ii unui produs+

No&iunea de "ia#ilitate este "rec*ent 'nt%lnit) 'n tot $ai $ultedo$enii+ Ce se$ni"ica&ie are acest ter$en6 Ter$enul de "ia#ilitate este un

neolois$ pro*enit din li$#a "rancez) unde ad7ecti*ul 8"ia#le9 :ar5ais$descoperit (i pus 'n circula&ie de canadienii de oriine "rancez) pentru atraduce ter$enul si$ilar anlo4sa;on< 'nsea$n) 8de$n de 'ncredere9 sau8'n care te po&i 'ncrede9 de la care a deri*at su#stanti*ul fiabilitate+Literatura anlo4sa;on), care a introdus $ulte nota&ii unani$ acceptate,utilizeaz) ter$enul =relia#ilit>9 deri*at din *er#ul 8to rel>9 care 'nsea$n)a conta pe sau a se încrede în cine*a sau ce*a+ În li$#ile rus) :naden7nosti<(i er$an) :?u*erl@ssieit< ter$enii au 'n&elesul de siuran&)+ Fia#ilitateaunui produs reprezint) deci acea 'nsu(ire care ne suereaz) ideea de

'ncredere (i siuran&)+ e ase$enea, 'n co$para&ie cu un alt produs se poate utiliza e;presia mai fiabil sau mai puţin fiabil +

Fia#ilitatea este leat) direct de no&iunea de calitate a unui produs+intr4un anu$it punct de *edere calitatea poate "i considerat) ca o 'nsu(ire8static)9 de satis"acere a unor condi&ii 'ntr4un anu$it $o$ent, 'n ti$p ce"ia#ilitatea este o calitate 'n ti$p sau o 'nsu(ire 8dina$ic)9+ in acest punctde *edere "ia#ilitatea reprezint) o nou) di$ensiune a calit)&ii, oco$ponent) 'n ti$p a calit)&ii+

Fia#ilitatea are un rol nou 'n te5nic), 'n con"or$itate cu standardele

interna&ionale! o#li) proiectarea s) 'n*e&e s) proiecteze 'n condi&iile noiale speci"ic)rii cantitati*e a "ia#ilit)&ii 'nc) din "aza de concep&ie+Fia#ilitatea unui produs se 5ot)r)(te 'nc) din "aza de proiectare, prin

solu&ia constructi*) adoptat), iar "a#rica&ia nu "ace dec%t s) o realizeze lani*elul conceput sau s) o co#oare prin a#ateri te5noloice sau dero)ri+ Lautilizare "ia#ilitatea se $ani"est) la ni*elul conceput (i realizat sau su#acest ni*el dac) instruc&iunile de e;ploatare nu sunt respectate (i condi&iilede utilizare di"er) de cele cunoscute ini&ial (i considerate de concep&ie+

Cre(terea "ia#ilit)&ii :8relia#ilit> roBt59< reprezint) preocuparea

per$anent) de cre(tere a per"or$an&elor+

12


3/17


-reocup)rile re"eritoare la "ia#ilitate au ca e"ect (i eli$inareacauzelor de de"ectare siste$atic) (i reducerea pro#a#ilit)&ii de apari&ie aaltor de"ecte conduc%nd ast"el la 8a$eliorarea "ia#ilit)&ii9 :8relia#ilit>i$pro*e$ent9, s>$#ol R:t


4/17


d< Conceptul de condiţii de funcţionare :de utilizare (i de $ediu<reprezint) ansa$#lul condi&iilor pentru care a "ost proiectat produsul+Se "ace o#ser*a&ia ca 'n $ulte cazuri no&iunea de "ia#ilitate nu esteinterpretat) corect, $ai ales atunci c%nd *aloarea "ia#ilit)&ii este

esti$at) prin pris$a unor 'ncerc)ri de la#orator 'n care solicit)rile nusunt corelate cu cele din utilizarea nor$ala+Condi&iile de "unc&ionare in"luen&eaz) direct "ia#ilitatea+Un produs ideal are "ia#ilitatea corespunz)toare condi&iilor date+

Necunoa(terea unor condi&ii "ace ca "ia#ilitatea sa nu ai#) *aloareadorita+e aici decur o serie de condi&ii care pri*esc pe de4o parteutilizarea, iar pe de alta parte concep&ia si proiectarea+

e< Conceptul de durată de funcţionare. Fia#ilitatea presupune o

durata de "unc&ionare e;pri$ata 'n unit)&i de ti$p :ore, zile, ani etc+


5/17


Acest lucru este reu de realizat (i 'n eneral 'ncerc)rile sedes")(oar) 'n cadrul unor condi&ii con*en&ional sta#ilite+ În acest caz, se

pune pro#le$a sta#ilirii ec5i*alen&ei 'ncerc)rilor de la#orator cu cea alco$port)rii reale la utilizare+

Tabelul 8.1D#0#! c(&c'! )

0#a##!a!C(&#&%!

Fia#ilitate pre*izional):preli$inat),

predicti*)<

Este "ia#ilitatea predeter$inat) prin calcul,anterioar) oric)ror 'ncerc)ri+ Este proprie etapei de

proiectare a unui produs+Fia#ilitatee;peri$ental):de la#orator<

Fia#ilitatea o#&inut) prin 'ncerc)ri deter$inati*e 'nla#orator pe standuri speciale, pe #aza unor e(antioane de produse+ Se $ai nu$e(te!

a< o#ser*at) :esti$at) dac) se re"er) la etapa

ur$)rit) 'n la#orator0 #< e;trapolar) dac) pe #aza in"or$a&iilor din

la#orator se "ac esti$)ri prin e;trapolare aduratei cercetate+

Fia#ilitate opera&ional):de e;ploatare<

Fia#ilitatea deter$inat) pe #aza prelucr)riiin"or$a&iilor din e;ploatare+

Fia#ilitate no$inal) Fia#ilitatea prescris) 'n docu$enta&iile te5nice:standarde, nor$e, contracte etc+<

Fia#ilitate intrinsec) eter$inat) pe #aza le)turii dintre solicitareaaplicat) (i rezisten&a la solicit)ri a ele$entuluiconsiderat+

Fia#ilitate e;trinsec) eter$inat) pe #aza prelucr)rii datelor e(antionaresau analitic cu a7utorul indicatorilor de "ia#ilitate+

Fia#ilitatea opera&ional) #azat) pe prelucrarea in"or$a&iilor culesedin e;ploatare pare ca "iind cea $ai aproape de realitate+ Totu(i, cei care au"olosit aceast) $etod) (i autorii cu o #oat) e;perien&) 'n acest do$eniu auanu$ite rezer*e+ Eroarea principal) (i i$portant) pro*ine din "aptul c)e(antionul pe #aza c)ruia se "ace esti$area este reu s) 'ndeplineasc)condi&iile de o$oenitate (i de reprezentati*itate+ Totu(i, cu anu$ite $)suride corec&ie (i co$pensare rezultatele pot "i "oarte *aloroase+

Fia#ilitatea intrinsec) este "ia#ilitatea sta#ilit) la concep&ie (i esteinclus) 'n "ia#ilitatea pre*izional)+

Fia#ilitatea e;trinsec) este "ia#ilitatea care apar&ine de "ia#ilitateae;peri$ental) sau opera&ional)+

i"eritele concepte de "ia#ilitate reprezint) de "apt o serie deindicatori :sta#ili&i prin $etode di"erite< ai aceleia(i "ia#ilit)&i ade*)rate,dar necunoscute+

În $od ideal, *aloarea ade*)rat) a "ia#ilit)&ii este deter$inat) (i

5ot)r%t) de concep&ie4proiectare prin solu&ia adoptat), $ateriale (ite5noloii sta#ilite+

112


6/17


În continuare ni*elul "ia#ilit)&ii este realizat de "a#rica&ie prinrespectarea docu$enta&iei te5nice sau co#or%t datorit) a#aterilor te5noloice necorespunz)toare sau dero)rilor de di"erite tipuri, iar la

#ene"iciar se $ani"est) "ia#ilitatea conceput) (i "a#ricat) sau se

deterioreaz) prin a#ateri "a&) de prescrip&iile de e;ploatare sau prine;isten&a altor condi&ii dec%t cele considerate la concep&ie+

8.1. AS-ECTE ECONO/ICE ALE FIA.ILITDŢII

Criteriile econo$ice au un rol 5ot)r%tor 'n adoptarea solu&ieiconstructi*e a produsului+ Se constat) cu c%t se realizeaz) o "ia#ilitate $airidicat), cu at%t costurile sunt $ai ridicate+ Se a"ir$) 'n eneral c)"ia#ilitatea cost)+

Analizele econo$ice ale solu&iilor constructi*e arat) de $ulte ori c)'n locul unui sinur produs cu o "ia#ilitate ridicat), cu durata de *ia&) $are(i ")r) s) ai#) ne*oie de 'ntre&inere sau reparare este $ai econo$ic)utilizarea a dou) sau trei produse cu o durat) de *ia&) $ai scurt) (i e*entualrepara#il+

-ractic, o industrie constructoare este capa#il) s) realizeze un produscu o "ia#ilitate oric%t de ridicat), dar inaccepta#il din punct de *edere alcostului+

În consecin&), solu&iile constructi*e ale $ultor produse sunt 8cu$entenan&)9 produsele sunt repara#ile, dar necesit) 'ntre&inerea+

Analiz%nd *aria&iile costurilor dependente de "ia#ilitate (i de$entenan&) :Fi+ +1< se constat) c) e;ist) o zon) de opti$ econo$ic :cost$ini$< c)reia 'i corespunde "ia#ilitatea opti$) : Ropt


7/17


Costuri

-ro#a#ilitatea

"unc&ion)rii?ona opti$)

econo$ic

C

.

A

R o

Fig. 8.2 Fiabilitatea optimului economic Ropt . A- costul fiabilităţii, B- costul mentenanţei, C- cost total.

8.1.4 EFECTE HI EFECTDRI+ CLASIFICAREA GENERALD AEFECTELOR

e"ectele (i de"ect)rile reprezint) un do$eniu al te5nicii "oarte*ariat, de care se lea) $ulte "eluri de interpret)ri, depinz%nd 'n pri$ulr%nd de ni*elul la care sunt pri*ite lucrurile+

În toate cazurile, aceste ele$ente de"inesc criteriile cardinale, deacceptare sau de respinere a unui produs, de clasi"icare a st)rilor unui

produs sau siste$, de esti$are a calit)&ii, "ia#ilit)&ii+ Hi totu(i, e;ist) di"erite$odalit)&i de a de"ini de"ectul, depinz%nd de conte;tul 'n care este

identi"icat (i de o#iecti*ele utiliz)rii in"or$a&iei respecti*e+Ast"el, 'n cadrul calit)&ii :care reprezint) ansa$#lul tuturor

caracteristicilor< se utilizeaz) conceptual de 8NECONFOR/ITATE9 'n locde de"ect, acesta reprezent%nd nesatis"acerea condi&iilor speci"icate,necon"or$itatea put%nd "i 8ne"unc&ionarea9 sau etic5eta cu datele no$inale"i;at) in*ers+ Nu sunt necesare nici di"eren&ierile , nici e;plicatiile+

Controlul de calitate nu este interesat de conceptul te5nic de de"ect,ci de 8con"or$itate9 sau 8necon"or$itate9 'n raport cu un set de condi&iidate+ Ulterior, la un alt ni*el te5nic, necon"or$itatea constatat) este

interpretat) (i tratat) ca un de"ect in sens te5nic, ur$)rindu4se cauzelee*entual p%n) la concep&ie+

11


8/17


Standardele interna&ionale actuale se li$iteaz) la de"ini&ii eneraledi"erite c%nd se re"er) la calitate sau la "ia#ilitate+ Joca#ularul interna&ionalCEI actual, re"eritor la siuran&a 'n "unc&ionare (i calitatea ser*iciilor nu are

'nc) ela#orat capitolul special re"eritor la de"ecte (i nici nu *a "i u(or,&in%nd sea$a de in"inita *arietate a de"ectelor concrete+ Speciali(tiido$eniilor te5nice au 'ns) toate ele$entele pentru a de"ini corect un de"ectleat de un produs sau de un ser*iciu+

-entru do$eniul "ia#ilit)&ii sunt necesare anu$ite preciz)rire"eritoare la de"ect+

-rin de"ectare se 'n&elee procesul "izico4c5i$ic de deradare careare ca e"ect de"ectul+ e"ectul este e*eni$entul care apare (i care esterezultatul procesului de de"ectare+ În eneral procesul de de"ectare (ide"ectul respecti* au aceea(i denu$ire+

e"ectarea :8"ailure9< este 'ncetarea aptitudinii unei entit)&i :ele$ent,co$ponent, produs etc+< de a 'ndeplini o "unc&ie cerut)+

e"ect :8"ault9< este starea unei entit)&i inapt) de a4(i 'ndeplini"unc&ia cerut), neincluz%nd inaptitudinea datorat) $entenan&ei pre*enti*esau altor ac&iuni prora$ate sau datorate lipsei de $i7loace e;terne+

Un alt ter$en si$ilar 8de"ec&iune9 se consider) c) este $ai potri*it pentru do$eniul electrote5nic dec%t ter$enul 8pan)9, "olosit sporadic 'n

unele cazuri+Teoria re"eritoare la "ia#ilitate (i $etode de analiz) nu are ne*oie de

$ai $ulte preciz)ri re"eritoare la de"ecte+Teoretic, este posi#il s) analizezi "ia#ilitatea ")r) s) precizezi ni$ic

despre de"ect, consider%ndu4l un anu$it tip de e*eni$ent+

Utilizarea caracteristicii de "ia#ilitate ca un instru$ent al cre(terii per$anente a per"or$an&elor te5nice (i a calit)&ii 'n eneral, prin'$#un)t)&irea continu) a solu&iilor constructi*e ale produselor necesit) o

cunoa(tere $ai apro"undat) a de"ectelor (i proceselor de de"ectare+În special atunci c%nd "ia#ilitatea se re"er) la un ele$ent si$plu este

necesar s) se cunoasc) $ecanis$ul procesului "izic de producere ade"ectului+

Speciali(tii do$eniului respecti*, "actorii de concep&ie (i proiectare,sunt cei $ai cali"ica&i 'n a de"ini de"ectele respecti*e, li$itele, para$etrii (icriteriile de dianosticare+

O clasi"icare eneral) a tipurilor de de"ecte pe #aza unor criterii, dease$enea enerale, este prezentat) 'n Ta#+ +1+

11K


9/17


Tabelul 8.2

C#!#% )ca$#0#ca

T#'%)0c!%%#

Caac!#$!#c# E*+'

/od de$ani"estare

Total sau critic Încetarea "unc&ion)rii produsului industrial

- Întreruptor cu contactesudate0- /otor ars

e deri*) Func&ionarea 'n a"arali$itelor ad$isi#ile

prescrise

- Trans"or $ator la carete$p+ 0- Contactecu c)dere detensiune $ai$are dec%t cea

prescris)+-erioada deapari&ie

-recoce:in"antile<

e"ecte ascunse careapar 'n pri$a

perioad) de punere 'n"unc&iune

e $aturitate e"ect aleator produs'n ti$pul uneie;ploat)ri nor$ale

e #atr%ne&e:de uzur)<

e"ect care 'nso&e(teuzura :poate "i total

sau de deri*)<Jiteza deapari&ie

.rusc /odi"icare #rusc) acaracteristicilor

- E;ploziaunui'ntreruptor laun scurtcircuit

-roresi*,deradare:treptat<

eradare lent) acaracteristicilor

- Î$#)tr%nirea izola&iei

Reducereacapacit)&ii de

"unc&ionare

Total -ierderea total) acapacit)&ii de

"unc&ionare-ar&ial La produse co$ple;e

de"ectul de deri*) aunor co$ponente

- erelarea unuideclan(ator

uratade"ect)rii

Te$porar -oate s) dispar) ")r)inter*en&ia e;terioar)(i ")r) s) re*in)

Inter$itent ispare ")r)inter*en&ie e;terioar)(i reapare

11M


10/17


-er$anent Odat) ap)rut r)$%nede"initi*

C#!#% )ca$#0#ca

T#'%)0c!%%#

Caac!#$!#c# E*+'

Consecin&elede"ect)rii

Critice Consecin&e ra*e+-roduce recla$a&ii+

/a7ore Consecin&e sesiza#ile+-oate producerecla$a&ii+

/inore Uneori sesiza#ile++ Nu produce recla$a&ii+

Secundare Nu sunt sesiza#ile+Un specialist le4ar

putea detecta+Leaturacauzal)

-ri$are Apare ")r) a "i pro*ocat de alt de"ect+

Secundare Este consecin&a altuide"ect+

Le)tura pro#a#ilistic)cu alte de"ecte

Independente+ -ro#a#ilitatea nu estein"luen&at) de apari&iaaltui de"ect+

ependente -ro#a#ilitatea estein"luen&at) de apari&ia

sau neapari&ia altuide"ect+Cauzele

produceriide"ectelor

Utilizarenecorespunz)toare

urata de *ia&)scurt)+

/ane*rareincorect)

Se produce 'n ti$pulunor $ane*re,co$enzi+

Concep&ienecorespunz)to

are

e"ectare pre$atur)

Siste$atic -oate "i eli$inat)nu$ai prin$odi"icareaconcep&iei+

e"ect)rile sunt leate de acti*it)&ile de $entenan&)+ ac) produsuleste nerepara#il este 'nlocuit cu altul 'n stare de "unc&ionare+ ac) produsuleste repara#il este supus unor acti*it)&i de resta#ilire a "unc&iei+ -rodusul

poate "i repara#il sau nerepara#il respecti* 8cu resta#ilire9 sau 8")r)resta#ilire9 a "unc&iei+

11


11/17


8.2 FIABILITATEA ELEMENTULUI SIMPLU

8.2.1 /OURI E STA.ILIRE A FIA.ILITDŢII ELE/ENTULUI

SI/-LU-rin ele$ent :ele$ent si$plu, co$ponent, entitate, pies), produs

etc+< se 'n&elee nu nu$ai o parte ele$entar) sau co$ponent al unui siste$,dar (i orice produs a c)rui "ia#ilitate se studiaz) independent de "ia#ilitatea

p)r&ilor co$ponente+Ele$entul este caracterizat de o anu$it) "unc&ie pe care tre#uie s) o

'ndeplineasc) :"unc&ie cerut)


12/17


#aza 'n proiectarea (i di$ensionarea ele$entului din condi&ii de "ia#ilitate+Are un caracter $ai restr%ns, dependent de un *olu$ "oarte $are dein"or$a&ii preli$inare, dar reprezint) sinura #aza ra&ional) de

per"ec&ionare (i '$#un)t)&ire a "ia#ilit)&ii ele$entului+

8.2.2 RELAŢII HI IENTITDŢI GENERALE

8.2.2.1 E*'$#a +a!+a!#c a 0#a##!##

Consider)$ un ele$ent nou, 'n #un) stare de "unc&ionare la$o$entul E=t + Consider)$, de ase$enea, c) durata de *ia&) aele$entului poate "i reprezentat) de o *aria#il) aleatoare " + e"ectul se

produce la $o$entul " +Con"or$ de"ini&iei, "ia#ilitatea ele$entului la $o$entul t , este dat)

de ur$)toarea pro#a#ilitate!


13/17


unde! λ este "actor de propor&ionalitate, :λ >'

11


14/17


În Fi+ +K sunt prezentate cur#ele de *aria&ie ale "ia#ilit)&ii+

a5 F#a##!a!a +#$#%#În cazul 'n care intereseaz) "ia#ilitatea nu$ai pe un inter*al dat :t ,

t2< "ia#ilitatea poart) denu$irea de "ia#ilitatea $isiunii9 (i se deter$in) 'n

ur$)torul $od!

2,E

E

R:t<

t

a

#

Fig. 8.4 $ariaţia fiabilităţii* a% fiabilitate cu λ +ariabil&

b% fiabilitate cu λ constant

Se consider) e*eni$entele :Fi+ +M

A #una "unc&ionare 'n inter*alul :, t


15/17


t t

t t

t

t

A B # A # B A # C #

t R A #

d


16/17


unde r este nu$)rul c)derilor :a ele$entelor care se de"ecteaz)


17/17


" T:t<

" T:<

t t

∫ =t

t t f t F

d

fiabilitatea - notiuni generale

Documents