Качество и надежность, их свойства и показатели

1.3.1. Качество – это совокупность свойств, определяющих сте­пень пригодности АТС, агрегатов, деталей, материалов к выполнению заданных функций при их использовании по назначению, т.е. к эксплуатации. Качество складывается из свойств. Каждое свойство характеризуется одним или несколькими параметрами, которые могут принимать при эксплуатации различные количественные значения, называемые показателями. При анализе или оценке качества необходимо последовательно рассмат­ривать следующие цепочки:

- при оценке и испытании изделий: показатели - параметры - свойства - качество;

- при предъявлении требований к изделиям: качество – свойства - параметры - показатели.

Применительно к АТС (автобусам) обычно рассматривают тех­нико-эксплуатационные свойства (ТЭС), главными из которых яв­ляются:

- технические данные (весовые и габаритные, вместимость, технические параметры элементов АТС и прочие);

- наличие нормативно-технической документации;

- управляемость, маневренность;

- проходимость;

- динамичность (тягово-скоростные свойства);

- уровень активной и пассивной безопасности;

- экологичность;

- надежность;

- топливная экономичность;

- удобство эксплуатации и контроля технического состояния;

- уровень обеспечения сервисного обслуживания;

- производительность;

- экономичность;

- уровень распоряжения АТС и финансирования;

- дизайн, эргономика, качество изготовления, комфортабельность и др.

Технико-эксплуатационные свойства:

- закладываются при проектировании и производстве;

- реализуются (в разной степе­ни!) при производстве и в эксплуатации АТС.

Для потребителей важнейшими являются два главных показателя ТЭС (рис.1.1):

- начальный уровень - ;

- стабильность в процессе эксплуатации, т.е. протекание функции (где - наработка (пробег, время работы) с начала эксплуатации).

Рис.1.1. Изменение показателей качества по наработке

(при «старении») АТС «А» и «Б».

Технико-эксплуатационные свойства подразделяются на:

- стабильные ТЭС @const практически не изменяются в течение всего срока службы изделия (габаритные и весовые пока­затели, пассажировместимость и др.).

- нестабильные ТЭС = var – ухудшаются в процессе работы и по мере старения АТС или агрегата. Это, напри­мер, производительность, затраты на обеспечение работоспособ­ности, интенсивность использования АТС и др.

Для количественной характеристики стабильности ТЭС используется понятие реализуемого показателя качества автомобиля и парка (рис.1.2).

Реализуемый показатель качества автомобиля – это среднее значение определенного показателя за заданную наработку ( или ):

Рис.1.2. Факторы, влияющие на реализуемые показатели качества

автомобилей:

а) интенсивность изменения показателей качеств – > ;

б) срок службы – t₁ < t₂, .

 

Из рис. 1.1. и 1.2 следует, что при прочих равных условиях реализуемый показатель качества зависит от начальных значений показателей качества (), интенсивности их изменения по наработке (l) и сроку службы (t) и назначенному сроку эксплуатации автомобиля ( или ).

Управление реализуемым показателем качества АТС в эксплуатации осуществляется путем приобретения автомобилей с более высокими начальными значениями показателей качества (рис.1.1), более стабильными в эксплуатации (а, рис.1.2) и за счет изменения срока службы (б, рис.1.2).

По этой причине при оценке технико-эксплуатационных свойств необходимо сравнивать их по интервалам наработки за весь предполагаемый период эксплуатации.

При оценке эксплуатационной надежности автобусов на внутригородских пассажирских перевозках величина интервалов по пробегу должна составлять 25 тыс.км (или быть кратной ей).

Реализуемый показатель качества парка (испытуемой группы объектов) определяется, если:

- в испытаниях участвуют АТС, имевшие к началу испытаний разные наработки с начала эксплуатации;

- анализируются данные по аналогам, имевшим разные наработки с начала эксплуатации;

- количество объектов в разных возрастных группах () неодинаково.

Реализуемый показатель качества парка учитывает не только изменения показателей качества АТС при его старении, но и возрастную структуру парка.

Под возрастной структурой парка (или группы испытуемых объектов) понимается количественное или процентное распределение автомобилей парка по имеющимся возрастным группам, которые могут формироваться по возрасту или пробегу. Удельный вес АТС данной возрастной группы j в парке в момент времени i определяется из:

, (1.2)

где - размер группы испытуемых АТС данной модели в момент времени , являющемся календарным временем существования данного парка (группы);

- количество испытываемых АТС или аналогов j-й возрастной группы в общем их количестве испытуемых АТС (аналогов) в момент времени ; = 1,0 (или 100%).

Если количество автомобилей в разных возрастных группах неодинаково, то реализуемый показатель качества парка определяется из выражения:

, (1.3)

где a_ij – удельный вес возрастной группыj в конкретный момент существования парка i;

П_kj – показатель качества АТС в каждой возрастной группе j.

Учет календарного момента существования парка () необходим, поскольку удельный вес АТС различных возрастных групп в парке может меняться во времени. В результате могут меняться и реализуемые показатели качества парка.

Стабильность ТЭС автомобиля в значительной степени определяется их надежностью.

 

1.3.2Надежность – это свойство любого изделия, в том числе и АТС, сохранять по наработке (времени, пробегу) в заданных пределах показатели всех параметров, определяющих способность изделия выполнять требуемые функции. Надежность – это качество изделия, развернутое по времени.

Надежность – это сложное свойство, которое в зависимости от назначения изделия и условий его применения включает в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, безопасность и живучесть.

Безотказность – это свойство автомобиля непрерывно сохранять работоспособность в течение определенной наработки (времени или пробега).

Для оценки безотказности применяют следующие основные показатели:

- средняя наработка на отказ, до отказа и между отказами ­– ;

- вероятность безотказной работы­ – , x = {l,t};

- вероятность отказа – ;

- гамма-процентная наработка до отказа – x_g;

- интенсивность отказов – ;

- параметр потока от­казов – .

При этом средняя наработка на отказ – это отношение суммарной наработки за рассматриваемый период испытаний или эксплуатации объектов к суммарному числу отказов объектов за тот же период.

Средняя наработка до отказа – это математическое ожидание наработки объекта до первого отказа.

Средняя наработка между отказами – это математическое ожидание наработки объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.

Гамма-процентная наработка x_g– это наработка, в течение которой по объекту не возникнет отказа с заданной вероятностью g, выраженной в процентах.

Применительно к автомобилю (автобусу) обычно рассматривают без­отказность в течение смены (она особенно важна), в течение за­данной наработки или между очередными видами ТО. В послед­нем случае показатели безотказности характеризуют эффектив­ность и качество ТО.

Долговечность – свойство АТС сохранять работоспо­собность до наступления предельного состояния при установлен­ной системе проведения работ по поддержанию (ТО) и восста­новлению (ремонту) работоспособности.

К основным показателям долговечности относятся:

- средний ресурс и средний срок службы­ – , ;

- гамма-процентный ресурс и гам­ма-процентный срок службы – , , т.е. ресурс (срок службы), который вырабатывают без отказов не менее % объектов;

- назначенный ресурс и назначенный срок службы – , , т.е. суммарная наработка и средняя календарная продолжительность эксплуатации , при достижении которых применение изделия должно быть прекращено независимо от его технического состояния;

- вероятность достижения предельно­го состояния – и др. показатели.

При определении надежности эти показатели обыч­но рассматриваются как для отдельных деталей, так и для узлов, агрега­тов и АТС в целом.

Для деталей указанные показатели определяются при прове­дении их ремонта или, что реже, при списании деталей. Для агре­гатов определяются ресурсы до ремонта и между ремонтами.

Для АТС, кроме ресурсов до ремонта, определяются и нор­мируются, как правило, сроки службы до их списания.

Ремонтопригодность (эксплуатационная технологичность) - свойство АТС, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений, поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения ТО и ремонта.

Основными показате­лями ремонтопригодности являются:

- принятые виды ТО и ремонта;

- периодичности ТО;

- средние продолжительность () и трудоемкость () выполнения операций ТО и ремонта, которые применяются при нормировании и сравнении различных автомо­билей - , , , ;

- удельные трудоемкости ТО и ремонта, т.е. отношение трудоемкости выполнения соответствующих операций к их периодичности (при ТО) или наработке (при ремонте) - ; ;

- разовые затраты на ТО и ремонт - , ;

- интервальные затраты на ТО и ремонт - , ;

- удельные затраты на ТО и ремонт - ; ;

- удельные интервальные затраты на ремонт ;

- вероятность выполнения, операций (вида) ТО и ремонта в заданное время (): ;

- гамма-процентное время выполнения операции (вида) ТО или ремонта, т.е. время (трудоемкость), в которое укладывается не менее % объектов или случаев выполнения ТО (или ремонта) и др.

Эти показатели необходимы для определения возможности проведения операций в заданное (или лимитированное) время, что особенно важно для внутригородских пассажирских перевозок.

Для характеристики ремонтопригодности необходимо использовать ряд частных показателей, опре­деляющих влияние конструктивных особенностей АТС на трудоемкость и продолжительность его обслуживания или ремон­та, а именно:

- абсолютное или относительное количество мест (точек) обслуживания на АТС (агрегате и т. д.);

- их доступность;

- трудоемкость снятия узлов, агрега­тов и деталей;

- число видов применяемых эксплуатационных мате­риалов;

- номенклатура необходимого оборудования и инструмен­та;

- число регламентируемых операций ТО и их видов и др.

Сохраняемость — свойство АТС сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.

Для АТС сохраняемость характеризуется средним и гамма-процентными сроками сохраняемости изделий. На пассажирском автомобильном транспорте эти показатели применяются: при транспортировании АТС; для материалов (масел, жид­костей, красок) и некоторых видов изделий (шин, аккумуляторных батарей и др.) при их кратковременном и длительном хранении.

Для изделий, отказы которых представляют угрозу для людей, персонала и окружающей среды, могут также применяться следующие понятия:

- безопасность - это свойство изделия не создавать или мини­мизировать угрозу для жизни и здоровья людей, а также окру­жающей среды. Для АТС типичным является дорожная и экологическая безопасность;

- живучесть или отказоустойчивость (fail - safe property) - свойство изделия и/или системы при эксплуатации проти­востоять критическому развитию ситуации в момент и после воз­никновения отказа. Для характеристики отказоустойчивости в системе оператор-изделие в международных документах применяется термин fool - proof property (дословно «дуракоустойчивость»).

Сочетание свойств безотказности и ремонтопригодности ха­рактеризуется готовностью изделия (availability).

Определение показателей надежности, приведенных в разделе 1.3.2, проводится с учетом выбранного плана испытаний, объектов наблюдений (выборки), степени завершенности наблюдений, заданной точности и достоверности получаемых оценок.