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.
3. Методы оценки и повышения надежности технологических систем
Ученый Дунин-Барковский дал такое определение термина «технологическая надежность»: «…свойство технологического оборудования и производственно-технических систем, таких, как станок, система литейного, кузнечно-прессового или другого производственно-технического оборудования или автоматических линий, сохранить на за-данном уровне выходные параметры качества производимого изделия в течение требуемого времени». Затем А. С. Проников ввел понятие «надежность технологических процессов». Он пишет, что «больший процент отказов различных машин связан с недостаточной надежностью технологического процесса», что ...«технологический процесс должен быть надежным, т. с. не допускать таких показателей, которые могут влиять на качество выпускаемых изделий». Вопросы оценки надежности технологических процессов и безотказности рассматриваются также в работах П. И. Бобрика, А. Л. Меерова и др., причем только с точки зрения способности технологических систем, процессов и операций обеспечивать (в течение заданного времени) изготовление продукции с показателями качества в соответствии с установленными требованиями.
Но очевидно, что изменение во времени характеристик технологических систем может приводить к изменению не только качества изготовления продукции, но и производительности. Отказы технологических систем в большинстве случаев приводят не к появлению бракованных изделий, а к задержке в выполнении задания, что сказывается на производительности оборудования. Поэтому, характеризуя свойство надежности технологических систем, целесообразно его рассматривать с точки зрения выполнения заданий как по показателям качества, так и по объему изготовляемой продукции.
Таким образом, в технической литературе широкое освещение получили вопросы применения методов теории надежности к анализу свойств технологических систем обеспечивать изготовление продукции в соответствии с требованиями технической документации и в установленном объеме.
Технологическая система - это совокупность средств технологического оснащения, объектов производства и, в общем случае, исполнителей, необходимая и достаточная для выполнения определенных технологических процессов и операций и находящаяся в состоянии готовности к функционированию или в состоянии функционирования в соответствии с требованиями технической документации. Таким образом, можно рассматривать технологическую систему для выполнения одной операции и технологическую систему для выполнения некоторого процесса, состоящего из отдельных операций
В технологическую систему входят элементы, для которых обязательно наличие функциональных связей, обеспечивающих протекание технологических процессов изготовления продукции. Частным случаем таких связей являются кинематические связи между отдельными элементами (например, в системе станок — приспособление — инструмент — деталь).
Надежностью технологической системы будем называть свойство технологической системы выполнять заданные функции, сохраняя показатели качества и ритм выпуска годной продукции в течение требуемых промежутков времени эксплуатации или требуемой наработки. Ритм выпуска — это количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени.
Под понятием «надежность технологического процесса» и «надежность технологической операции» понимается надежность технологической системы, обеспечивающей функционирование рассматриваемого процесса или операции в соответствии с требованиями технической документации.