Значение проблемы и предмет науки о надежности

В нашей стране уделяется большое внимание решению актуальных проблем ускорения научно-технического прогресса, повышения эффективности машин и систем, совершенствования методов управления и планирования народного хозяйства. Научно-техническая революция способствовала бурному росту сложности машин и систем, что особенно характерно для современных летательных аппаратов, нефтехимических и металлургических комплексов, ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Это привело к тому, что проблема обеспечения их надежности стала ключевой проблемой современной техники. Современные сложные системы (СС) отличаются большой разветвленностью технологических подсистем, большим числом и разнотипностью оборудования, сложностью алгоритмов управления.

Научно-технический прогресс приводит к появлению все более сложных конструктивно и чрезвычайно опасных для обслуживающего персонала и окружающей среды уникальных систем. Тяжелая авария на II блоке АЭС ТМJ (США) в марте 1979 г., утечка ядовитых газов на химическом комбинате в Бхопале (Индия, 1984 г.), взрыв многоразового космического аппарата «Челенджер» с семью космонавтами на борту в январе 1986 г., разрушение 4 блока на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 г. показали, что проблема обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации СС еще далека от своего решения. Человеческие жертвы, радиоактивное заражение больших участков местности, огромные экономические потери - вот характерные результаты отказов СС. Здесь также необходимо учитывать моральные, психологические и политические аспекты ненадежности СС.

Особо следует подчеркнуть значение проблемы надежности в атомной энергетике. Размещение атомных станций в густонаселенных районах, разработка новых видов ЯЭУ ставит новые задачи по обеспечению высокой эффективности, безопасности и надежности оборудования атомной энергетики. Простой по вине отказов оборудования таких гигантов энергетики, какими являются энергоблоки-миллионники, приводит к огромным экономическим потерям.Последствия от ненадежной работы элементов ЯЭУ и оперативного персонала могут привести к тяжелым отрицательным воздействиям на окружающую среду. Об этом красноречиво свидетельствуют результаты аварий на АЭС TMJ-2, общий ущерб которой оценивается по различным источникам от 2 до 4-5 млрд.долл., и Чернобыльской АЭС. Поэтому дальнейшее повышение надежности СС является задачей государственной важности.

Теория надежности как научная дисциплина изучает закономерности возникновения и устранения отказов объектов. В БСЭ (т.17, с.602) теория надежности определяется так: «научная дисциплина, в которой разрабатываются и изучаются методы обеспечения эффективности работы объектов в процессе эксплуатации». Теория надежности изучает

· критерии и характеристики надежности;

· методы анализа надежности;

· методы синтеза СС по критериям надежности;

· методы повышения надежности;

· методы испытаний объектов на надежность;

· методы эксплуатации объектов с учетом их надежности.

Теория надежности является прикладной технической наукой. Она изучает общие закономерности, которых следует придерживаться при проектировании, изготовлении, испытаниях и эксплуатации объектов для получения максимальной эффективности и безопасности их использования.

В теории надежности исследуются закономерности возникновения отказов объектов, восстановления их работоспособности, рассматривается влияние внешних и внутренних воздействий на процессы, происходящие в объектах, разрабатываются методы расчета систем на надежность, прогнозирования отказов, изыскиваются способы повышения надежности при проектировании и эксплуатации объектов, а также способы сохранения надежности при эксплуатации, определяются методы сбора, учета и анализа статистических данных, характеризующих надежность.

В теории надежности вводятся показатели надежности объектов, устанавливается связь между ними и экономической эффективностью и безопасностью, обосновываются требования к надежности с учетом различных факторов, разрабатываются рекомендации по обеспечению заданных требований на этапах проектирования, изготовления, испытаний, хранения и эксплуатации, решаются эксплуатационные задачи надежности: обоснование сроков и объема профилактических мероприятий и ремонтов, обеспечение запасными элементами, узлами, инструментом и материалами, диагностический контроль и отыскание неисправностей и т.д.