Система обеспечения надежности изделий — это комплекс организационно-технических и экономических мероприятий, методов и средств, направленных на оптимизацию уровня надежности технических систем. Эта система обладает рядом свойств качества, в том числе и свойством надежности.
Сложность проблемы надежности приводит к необходимости использования системного подхода к решению и построению системы обеспечения надежности изделий.
Стратегическая цель системы - это обеспечение оптимального уровня надежности технических систем и их элементов. При этом под оптимальным понимается такой уровень, при котором обеспечивается максимальная эффективность от эксплуатации изделия в заданных условиях при минимальных суммарных затратах на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.
Для синтеза (построения) структуры системы обеспечения надежности необходимо установить:
- множество возможных принципов построения системы и ее элементов;
- множество взаимосвязанных частных целей (функций) системы;
- множество взаимосвязанных элементов.
Практика создания аналогичных систем (например, ЕСКД, ЕСТПП и др.) показала, что основными их принципами являются стандартизация, системность, преемственность и автоматизация.
Принцип стандартизации в системе обеспечения надежности означает, что система должна опираться на комплексную и опережающую стандартизацию. Кроме того, в условиях нашей страны наиболее действенным средством обеспечения живучести организационно-технических систем является государственная система стандартизации. Обязательность стандартов, охват стандартами трех основных иерархических уровней, на которых решаются задачи обеспечения качества, а также наличие четко действующей системы государственного надзора позволяют рассматривать эту систему в качестве основного регулятора, ограждающего систему обеспечения надежности от помех и обеспечивающего ее функционирование. В системе стандартизации имеется три уровня, позволяющие решать: общеотраслевые проблемы на базе государственных стандартов, отраслевые — на базе отраслевых стандартов, задачи предприятий — на базе стандартов предприятий.
Принцип системности означает, что система обеспечения надежности должна создаваться на основе методов теории систем.
Принцип преемственности заключается в том, что при решении задач надежности необходимо максимально использовать: накопленный опыт решения вопросов надежности в отрасли и на конкретном предприятии; достижения смежных научных и технических дисциплин; опыт передовых предприятий страны и зарубежных фирм.
Принцип автоматизации предполагает широкую автоматизацию процессов прохождения информации, выработки управляющих воздействий и решения конструктивно-технологических задач по данной проблеме.
В укрупненном виде частные цели системы обеспечения надежности могут быть сведены к решению задач:
- планирования надежности изделий на основе данных научного прогноза развития техники и технологии;
- обеспечения надежности при проектировании изделий;
- обеспечения надежности в процессе производства;
- поддержания надежности при эксплуатации и восстановления при ремонте.
Указанные цели должны обеспечиваться комплексом элементов системы обеспечения надежности, решающих специфические вопросы надежности, а также такими системами, как ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП, система унификации, система разработки, испытаний и постановки изделий на производство, государственная система приборов и т. д.
Таким образом, вертикальную структуру системы обеспечения надежности составляют различные уровни функционирования системы.
Общеотраслевой уровень составляют директивные указания межотраслевых ведомств по вопросам надежности (Госплан, Государственный комитет по науке и технике, Госстандарт РФ и др.), а также государственные стандарты, рекомендации СЭВ и ИСО.
Функционирование системы на этом уровне должно контролироваться и обеспечиваться органами государственного надзора за качеством, внедрением и соблюдением стандартов. Эти же органы должны осуществлять обратную связь в системе и вызывать управляющие воздействия со стороны соответствующих органов во всех случаях нарушений в функционировании системы.
Отраслевой уровень составляют документы общеотраслевого уровня, директивные документы министерств и отраслевые стандарты. Функционирование системы на этом уровне обеспечивают и контролируют службы ведомственного контроля качества.
Уровень предприятий составляют документы более высоких уровней иерархической структуры системы, а также стандарты предприятий, технические условия и другая документация, утверждаемая руководством предприятий (объединений). Функционирование системы на этом уровне контролируется службами технического контроля, стандартизации и качества предприятий.
Горизонтальную структуру системы обеспечения надежности изделий на базе стандартизации составляют следующие подсистемы:
1) Система планирования и регламентации требований к надежности, основу которой составляют планы стандартизации, а также комплексы стандартов на технические требования к промышленной продукции и технические условия. Создание этого комплекса документов должно осуществляться на принципах опережающей и комплексной стандартизации.
2) Система методов оценки надежности. Ее основу составляют комплекс стандартов, устанавливающих для всех отраслей машиностроения и приборостроения единые термины и определения, единую номенклатуру показателей надежности, дифференцированную по видам продукции и целям применения, единые методы расчета показателей надежности однотипных изделий. Эта подсистема должна обеспечить объективность и сопоставимость оценок частных показателей надежности (независимо от места проведения аналогичных оценок).
3) Система обеспечения надежности при проектировании. В эту подсистему входят стандарты на типовые конструктивные решения, на методы учета требований надежности при унификации, на методы обеспечения функциональной взаимозаменяемости и др.
4) Система технологических методов, включающая: правила выбора и требования к материалам с учетом требований к надежности; методы упрочнения (поверхностного и объемного) деталей машин; правила выбора технологических процессов и режимов обработки.
5) Система обеспечения надежности при эксплуатации и ремонте, включающая НТД: на методы обеспечения ремонтопригодности; на оптимальные стратегии технического обслуживания и ремонта техники; на требования к качеству запасных частей; на требования к маслам и смазочным материалам.
6) Система испытаний надежности, предусматривающая разработку НТД на методы и средства испытаний, которые определяются основным видом разрушений, видом техники, а также на такие методы, как ускоренные испытания и техническая диагностика машин. Это предполагает широкое проведение работ по унификации испытательного оборудования для получения возможности компоновать испытательное оборудование из унифицированных элементов агрегатными методами.
7) Система контроля, основу которой составляет в первую очередь НТД на методы неразрушающего контроля для выявления скрытых дефектов в процессе изготовления машин. В этот же комплекс документов входят стандарты на методы контроля шероховатости и технологических дефектов, приводящих к концентрации напряжений, на методы контроля уровня вибрации, шума и других факторов, способных привести к внезапным технологическим отказам.
8) Система информации и обратной связи, предусматривающая проведение систематического авторского надзора за надежностью изделий в процессе эксплуатации; унификацию форм учета и анализа информации о надежности; изучение причин отказов и повреждений, обобщение данных об отказах и выработку мероприятий по устранению причин преждевременных отказов.
Для механических систем комплексная стандартизация методов обеспечения надежности должна предусматривать решение двух основных задач:
1) Обеспечение надежности деталей и элементов машин по свойствам прочности, износостойкости, усталостной долговечности, коррозионной стойкости, пластичности и другим частным и комплексным свойствам материалов;
2) Обеспечение надежности машин по свойствам безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Очевидно, что решение этой задачи во многом определяется решением первой задачи.
Указанные свойства машин и их элементов должны обеспечиваться комплексами стандартов на методы расчетов, конструктивно-технологические решения, методы обеспечения надежности при эксплуатации и ремонте, методы контроля, испытаний и информационного обеспечения.