Диссертация (1095152), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Мешалкина, результаты опубликованы только к середине 70-х годов и были основаны на сотрудничестве с учёными ГДР, чьи данные и были использованы в первых совместных работах [55].В 80-е теория переходит с уровня отдельного оборудования к изучению систем, теряет простотуиспользования на практике и, как следствие, связь со своей прикладной базой. А в 90-е происходит развал отраслевых НИИ и министерств, что окончательно развело задачи и методы в теории и практике ХТС. Такой короткий и сложный путь отраслевой науки о надёжности, лишаетсмыла критику современных авторов научно-практических работ, и во многом определяет характер развития систем управления практической надёжностью в стране с опорой на международный опыт индустриально развитых стран.Вопросы заимствования и адаптации методов и терминов в области практического управления предприятиями общеизвестны для многих областей, а в области надёжности - это темаотдельного исследования.
К внутренним, характерным для отрасли разногласиям теоретиков ипрактиков, сторонников отечественной и западных школ, в 2011 году добавились объективныепроблемы внутри научного сообщества, вызванные заменой основного государственного стан21дарта в области надёжности техники. ГОСТ 27.002-89 “Надёжность в технике. Термины и определения” [27] заменён на ГОСТ Р 53480-2009 «Надежность в технике.
Термины и определения»[32].В новом стандарте изменен ряд ключевых терминов общей теории надёжности (работоспособность, исправность, отказ, повреждение, неисправность и др.) и введены новые (дефект,несоответствие и др.). Другим стало и само понятие надёжности. Подобная ситуация сложиласьи в научной литературе, а также в учебной и справочной. Разошлись стандарты и в областинадёжности и в области ТОиР. В 2011 году определение отказа и предельного состояния, в редакциях, отличных от обоих указанных выше ГОСТов вошло в Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования» [142]. Ключевым понятием в количественной оценке надёжности и краеугольным камнем настоящей работы является понятие “отказ”, т.е.
событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.Анализ практической надёжности оборудования предприятий по производству минеральных удобрений предполагает определённый подход к оценке предельных состояний объектов.Применяя опыт ряда последовательных исследований, проведённых разными авторами в СШАв области охраны труда [186], подход при оценке рисков в области промышленной безопасности, результаты анализа понятий и области применения теории надёжности, а также закон опромышленной безопасности (№ 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»), авторская иерархия состояний (событий) оборудования ХТС в ряду аналогичных подходов в области техники безопасности показана на рисунке 1.5.11тяж.травма1смерт.случайсмерт.случайАварии3029мелких травм10случаев потериработоспособноститяжёлых случаев300300происшествий30зарегистрированных травмнесчастных случаев безтяжёлых последствий3 000600аварийных/опасных ситуацийпроисшествий без последствий300 000случаев рискованного поведенияW.
Heinrich (1931)Frank E. Bird (1969)ИнцидентыОтказы/ОстановкиConocoPhillips Marine (2003)Неполадки/НеисправностиДефекты/Отклоненияот установленных требований к оборудованию(изготовление, эксплуатация и ремонт)Авторская теория (2015)Рисунок 1.5 – Иерархия событий в области ОТ и оборудования ХТСМножество терминов, применяемых в отечественной литературе (отказ, неисправность,повреждение, дефект, поломка и пр.) и в англоязычной (failure, breakdown, fault, defect,breakage, outage) [191; 199; 208 и др.] является не только лингвистическим вопросом или вопросом научного использования терминов, но задачей более широкого спектра. Схематично этот22вопрос можно показать, используя материалы публикаций Томского политехнического института [122] и почётного профессора Техасского университета в Остине, США (химикотехнологический факультет) D.
Himmelblau (рисунок 1.6) [191].СостояниеобъектаНеисправноеРаботоспособноеПравильнофункционирующееНеработоспособноеКоэффициент a2ИсправноеОпасная работаОбластьнормальнойработыНеправильнофункционирующееПредупреждающийпределПределдля остановкиНенормальная работаОпасная работаКоэффициент a1Рисунок 1.6 – Виды и границы предельных состояний объектовВ первом случае предложенный подход хоть и предполагает диагностику дефектов, а нетолько отказов, тем не менее, он вполне соответствует традиционному представлению о состояниях объекта и переходу из одного состояния в другое при чётко детерминированных границах перехода.
Автор второго подхода, являясь членом исполнительного комитета Американского химического общества (American Chemical Society, ACS) и директором американского института инженеров-химиков (American Institute of Chemical Engineers, AIChE), впервые исследовал теоретические и практические вопросы границ дефектов оборудования. D. Himmelblauиспользовал понятия «неполадка» (fault) и «нарушение нормальной работы» (malfunction) каксинонимы, чтобы обозначить отклонение от принятой области значений наблюдаемой переменной или вычисленного параметра, связанного с оборудованием.
Отказ (failure) идентифицировался им, как синоним полной невозможности работы оборудования или протекания процесса. Автор ещё в 1978г. акцентировал внимание на том, что установление границ для обнаружения неполадки - субъективная задача и то, что является неисправным в одном случае, можноназвать нормальным в другом. При этом ключевая роль в диагностировании неполадок отводится оператору, действующему на основании данных ЭВМ, используя органолептические методы диагностики и собственный опыт. Основной акцент автором делался на приёмах диагностики и оценке технического состояния отдельного оборудования.В выработке авторской модели оценки и управления практической надёжностью систем,полезный принцип сбора и анализа данных заимствован из практики управления безопасностьюопасных производственных объектов, где при оценке рисков исходят из того, что в условияхнезнакомой местности лучше иметь хотя бы приблизительную и неполную карту, чем не иметь23вообще никакой.
Применительно к задачам оценки риска и надёжности объектов это означает,что неполная, неопределённая, фрагментарная, противоречивая информация и даже отсутствиеколичественных данных не могут служить поводом для отказа от проведения их оценки. Болеетого, чем меньше информации мы имеем о системе, тем важнее для нас оценка риска, с ней связанного, и управление этим риском. Вопросы, связанные с разработкой нечётко-вероятностныхмоделей оценки риска, базируются как на теории вероятностей, так и на принципах, в основе которых лежит теория нечётких множеств и методов агрегирования информации случайной и нечёткой природы.В профильной научно-технической и учебной литературе к вопросу пограничных (предельных) состояний химического оборудования и химико-технологических систем (ХТС), небез труда, но всё-таки можно найти более полезную в практических целях информацию. Рассуждения среди специалистов на тему границ понятия «отказ» начались в стране вместе с первыми публикациями по надёжности химического оборудования в 70-х и 80-х годах.
Определение отказа аппарата или узла в производстве минеральных удобрений как события, заключающегося в полной или частичной утрате работоспособности, дано ещё А.Ф. Зубовой в 70-х [44].Тогда же появляются первые публикации работ В.В. Кафарова и В.П. Мешалкина [55, 56 и др.],в которых надёжность ХТС описывается через выполнение заданных функций с параметрами,установленными технической документацией.
Используется понятие параметрических отказовэлементов ХТС (в контексте постепенных, а не внезапных). Выделяются виды отказов для ХТСпервого и второго видов. Где отказ первого вида – это событие, заключающееся в полном прекращении выпуска продукции, т.е. в выходе системы из строя, а отказ второго вида – снижениеколичества или качества продукта. При этом наиболее характерным для ХТС считался отказвторого вида.В конце 70-х и в начале 80-х годов в учебных пособиях Ивановского химикотехнологического института и Химико-технологического института имени Д.И.
Менделеева понадёжности машин и аппаратов химических производств даётся понятие работоспособностичерез параметры объекта и системы [18; 133]. При описании ПС используются понятия «дефект» и «неисправность», которые могут вызывать или не вызывать отказы. А отказы приводили к полной или частичной потере работоспособности. В 80-х годах в научно-технических работах В.В. Кафарова, В.П. Мешалкина, В.С. Шубина и других авторов, параметрический подход к оценке надёжности ХТС прочно занял своё место в понятийном аппарате отраслевойнауки о надёжности.В работах доктора технических наук В.С. Шубина при МИХМ впервые для химическихпроизводств появляется такое понятие, как “запас надёжности”, как способ преодоления тогдауже очевидного разрыва между теорией и практикой надёжности в отрасли.
Теория запасов в24надёжности позволяла описать математически постепенный и внезапный характер снижениянадёжности. В рамках этого же подхода система элементов с полезными свойствами, обладающая критическими пределами, описана как «гиперпространство без чётко очерченных границ».Отказ системы описан, как «выход системы за границы хотя бы одного параметра» [161-163;165 и др.].В 90-х впервые в стране появляются публикации по надёжности оборудования, в которыхпредельным считается такое состояние ХТС, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна не только по техническим причинам (параметрам), но и из-занарушений требований безопасности (экологии) или по экономическим соображениям [64, 97 идр.].В соответствии с особенностями понятий предельных состояний (ПС) и событий элементов, с учётом основных подходов теории параметрической надёжности сложных систем и специфики ХТС, использованные в настоящем исследовании принципы оценки и перехода ПС, показаны на рисунке 1.7.Изменение состояния (деградация или ремонт)Работоспособное/неисправноеНепрерывный контроль(приборный)ЭксплуатацияПериодический контрольСистемаСистемаСистемаДефект элементаНеполадка элементаОтказ элементаРаботоспособное/неисправноеРаботоспособное/неисправное(потенциальный отказ)(потенциальный отказ)Неработоспособное/неисправноеРаботоспособное/исправноеРаботоспособное/исправноеРаботоспособное/неисправное(потенциальный отказ)(потенциальный отказ)(потенциальный отказ)ЭксплуатацияЭксплуатация(обходы, анализы)Отказ системычастичный/параметрический(разгрузка)ЭксплуатацияОтказ системыполный/функциональный(остановка)Неработоспособное/неисправноеДиагностика* элемента/системыКачество, надежность, эффективность* - на предмет соответствия требованиям промышленной безопасности (техническое состояние), охраны труда и экологии, экономики производстваРисунок 1.7 – Схема перехода ПС элемента (оборудования) и системы (ХТС)При сборе и анализе информации о надёжности оборудования систем принято, что всеобъективные и даже субъективные границы перехода между указанными состояниями ХТС,вопросами качества, надёжности и эффективности оборудования установить достоверно невозможно, поэтому учёту и анализу подлежат все дефекты (отказы) оборудования, выявленныеперсоналом в ходе эксплуатации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
