Conceptos básicos de confiabilidad. clasificación de fallas

Dependiendo de la naturaleza de las tareas de evaluación que se resuelvan, los indicadores se pueden clasificar según varios criterios (Fig. 1.2).

Los indicadores más utilizados para evaluar la calidad de productos industriales y técnicos se agrupan por propiedades características.

Los indicadores de finalidad caracterizan las propiedades de un producto, determinan las funciones principales para las que está destinado a realizar y determinan el ámbito de su aplicación.

Se dividen en las siguientes categorías:

• indicadores de eficiencia funcional y técnica— productividad de la máquina, resistencia del tejido, etc.;
• indicadores constructivos - dimensiones totales, coeficientes de montaje e intercambiabilidad, etc.;
• indicadores de composición y estructura - porcentaje, concentración, etc.

Arroz. 1.2. Clasificación de indicadores de calidad del producto.

Indicadores de calidad del producto por propiedades caracterizadas.

Indicadores caracterizado por las siguientes propiedades:

• Fiabilidad - la propiedad de un producto de mantener continuamente la operatividad durante algún tiempo o algún tiempo de operación, expresada en la probabilidad de operación libre de fallas, tiempo promedio hasta la falla, tasa de fallas.
• Mantenibilidad- propiedad de un producto que consiste en su adaptabilidad para prevenir y detectar las causas de averías, daños y eliminar sus consecuencias mediante reparaciones y mantenimiento. Los indicadores únicos de mantenibilidad son probabilidad de restauración a un estado de trabajo, tiempo promedio de recuperación.
• Recuperabilidad El producto se caracteriza por el tiempo medio de recuperación hasta un valor dado del indicador de calidad y el nivel de recuperación.
• Almacenabilidad - propiedad de los productos de mantener un estado útil y funcional adecuado para el consumo durante y después del almacenamiento y transporte. Los indicadores únicos de vida útil pueden ser la vida útil promedio y la vida útil asignada.
• Durabilidad - la capacidad de un producto para mantener su operatividad hasta que ocurre un estado límite con un sistema establecido de mantenimiento y reparaciones. Los indicadores únicos de durabilidad son el recurso promedio, la vida útil promedio.

Indicadores de eficiencia determinar la perfección de un producto por el nivel de costos de material, combustible y energía y recursos laborales para su producción y operación. Esto es primero que nada:

• precio de costo;
• precio de compra;
• precio de consumo;
• rentabilidad, etc

indicadores caracterizar el sistema “persona – producto – entorno de uso” y tener en cuenta un complejo de propiedades humanas tales como:

• higiénico;
• antropométrico;
• fisiológico;
• psicológico.

indicadores caracterizar:

• expresividad informativa y artística del producto;
• racionalidad de la forma;
• integridad de la composición.

Indicadores están relacionados con aquellas propiedades del diseño del producto que determinan su adaptabilidad para lograr costos óptimos durante la producción, operación y restauración de valores específicos de indicadores de calidad. Son decisivos para los indicadores de eficiencia. Los indicadores únicos de capacidad de fabricación incluyen:

• intensidad laboral específica;
• consumo de materiales;
• intensidad energética de la fabricación y operación del producto;
• duración del ciclo de mantenimiento y reparación, etc.

Indicadores de estandarización y unificación. caracterizar la saturación del producto con componentes estándar, unificados y originales, que son las piezas, conjuntos, conjuntos, kits y complejos incluidos en el mismo. Este grupo de indicadores incluye los siguientes coeficientes:

• aplicabilidad;
• repetibilidad;
• unificación de un producto o grupo de productos.

Indicadores legales y de patentes. caracterizar el grado de pureza patentada de las soluciones técnicas utilizadas en el producto, lo que determina su competitividad en los mercados nacionales y extranjeros.

indicadores determinar el nivel de efectos nocivos sobre el medio ambiente durante el funcionamiento o consumo del producto. Estos incluyen:

• contenido de impurezas nocivas liberadas al medio ambiente;
• la probabilidad de liberación de partículas, gases y radiaciones nocivas, cuyo nivel no debe exceder la concentración máxima permitida.

Indicadores caracterizar las características del producto que determinan la seguridad de las personas y otros objetos durante su uso. Deben reflejar los requisitos de medidas y medios de protección humana en una situación de emergencia que no esté autorizada ni prevista por las reglas de operación en una zona de posible peligro.

Indicadores de calidad del producto por el número de propiedades caracterizadas.

El indicador mediante el cual se toma una decisión para evaluar la calidad del producto se llama definiendo. Las propiedades tomadas en cuenta por el indicador definitorio pueden caracterizarse mediante indicadores únicos, complejos (generalizadores) y (o) integrales, que se relacionan con el criterio de clasificación de los indicadores de calidad del producto según el número de propiedades caracterizadas.

Indicadores únicos caracterizar una propiedad de un producto, constituyendo su calidad en relación con determinadas condiciones de creación, funcionamiento y consumo.

Indicadores complejos (generalizadores) son un valor promedio que tiene en cuenta estimaciones cuantitativas de las principales propiedades de los productos y sus coeficientes de peso.

Indicadores integrales reflejan la relación entre el efecto beneficioso de la operación y los costos de compra y operación de productos.

El valor óptimo de un indicador de calidad de un producto es aquel en el que el mayor efecto beneficioso de la operación (consumo) de un producto se logra a un costo determinado de su creación y operación (consumo).

Se determinan indicadores de calidad similares para los bienes de consumo, pero deben tener en cuenta el propósito y uso específicos de estos artículos.

En la práctica mundial, para evaluar el grado de superioridad de los productos, se utiliza gradación (clase, grado)- una categoría o grado asignado a productos que tienen la misma aplicación funcional, pero diferentes requisitos de calidad.

Cuando se designa numéricamente, a la clase más alta generalmente se le asigna el número 1, y cuando se designa por el número de caracteres, como asteriscos, generalmente la clase inferior tiene un número menor de dichos caracteres.

Según la Ley federal de la Federación de Rusia "sobre la protección de los derechos del consumidor":

• para bienes duraderos, el fabricante está obligado a establecer vida útil;
• para alimentos, medicinas, productos químicos domésticos - fecha de caducidad.

Estos dos indicadores establecen períodos después de los cuales el producto representa un peligro para la vida, la salud y la propiedad del consumidor o se vuelve inadecuado para el uso previsto.

Las características de la evaluación de la calidad de los productos industriales y técnicos y de los bienes de consumo se reflejan en los estándares industriales y la documentación técnica, que regula la elección, los métodos de cálculo y el ámbito de aplicación.

Calidad - Fiabilidad - Seguridad (QSS) - como componentes del sistema de gestión. Calidad

En condiciones de relaciones de mercado abiertas, las prioridades y el énfasis que determinan la eficiencia de las actividades y la imagen de las empresas cambian fundamentalmente. Hoy en día es imposible considerar y evaluar sus actividades sin tener en cuenta las cuestiones de garantizar la seguridad profesional, industrial y ambiental. La capacidad de competir depende cada vez más de la calidad de los servicios prestados, la cultura y la disciplina laboral y la confiabilidad de la empresa.

Considerando esto, politica moderna en una empresa debe centrarse no solo en los componentes individuales (seguridad, calidad, confiabilidad), sino también al mismo tiempo en su solución integral. Sólo si se aplica una política adecuada a las exigencias modernas, una empresa puede contar con el éxito y tener la posibilidad de consolidar su posición en el mercado.

Teniendo esto en cuenta, hoy las categorías clave del sistema gobierno corporativo Al caracterizar cualquier empresa, organización, empresa, los conceptos se convierten en "calidad de los servicios y productos", "fiabilidad del funcionamiento de los procesos y de la empresa", "seguridad humana (del personal)". Estas categorías están tan estrechamente relacionadas entre sí que es prácticamente difícil indicar cuál de ellas es primaria: o la calidad y la confiabilidad son categorías y condiciones necesarias de seguridad, o viceversa: la seguridad y la confiabilidad son indicadores (propiedades) de calidad que forman él.

Todos ellos son importantes tanto desde el punto de vista de la importancia social, económica, del éxito de las actividades como para la formación de la imagen interna y externa de la empresa como un socio confiable, profesional, ambientalmente seguro y socialmente responsable, que garantiza una alta calidad. de servicios prestados. Y si antes estos conceptos se consideraban independientemente unos de otros, ahora estas categorías deben considerarse en conjunto. Ésta es la peculiaridad y la complejidad y el enfoque sistemático de la implementación de las actividades productivas en la empresa en la etapa actual.

Calidad

¿Qué tienen en común la seguridad y la calidad, entre la calidad y la fiabilidad? Después de todo, el problema de la calidad no apareció hoy; existe desde hace mucho tiempo y existe de forma bastante independiente. En los años 80 del siglo pasado se produjeron soluciones intensivas a problemas cualitativos. En los años 70 y 80 en la URSS existía incluso el concepto de "lucha" por la calidad; uno de los planes quinquenales ("plan quinquenal de la calidad") estaba dedicado a esta lucha, se celebraban "días de calidad"; , miles de empresas tenían sistemas integrales de gestión de la calidad del producto, etc.

Actualmente, en todo el mundo, la calidad en el sentido más amplio está ganando una posición cada vez más fuerte en todos los ámbitos de la actividad empresarial. Esto lo confirma el hecho de que la serie de normas ISO 9000, como la más conocida, es la base fundamental para los sistemas de gestión en otras áreas de actividad y se está implementando en 157 países miembros de la organización internacional de normalización.

¿Cuál es la diferencia entre la “lucha” actual por la calidad y la anterior? ¿Qué y cómo se manifiestan estos conceptos en la práctica?

Desde que este trabajo se llevó a cabo activamente en las empresas nacionales, y sin duda dio resultados positivos, ha pasado bastante tiempo, gran parte de él ya se ha olvidado y se ha perdido, pero al mismo tiempo mucho ha adquirido un carácter más avanzado. formas, han aparecido nuevos enfoques. Después de todo, el concepto de calidad de entonces y de ahora es significativamente diferente.

Hoy en día, calidad significa, ante todo, el cumplimiento de las normas, la fiabilidad, las necesidades de todos los interesados, incluida la satisfacción del cliente, y muchos otros aspectos relacionados con el trabajo. Si antes hablábamos de calidad del producto y sistemas de gestión de la calidad del producto, hoy estamos hablando de sobre la gestión de la calidad total (universal) en terminología inglesa: Total Quality Management (TQM), que incluye la calidad de los productos laborales, la calidad de los procesos, las actividades, la gestión y, finalmente, la calidad de la empresa (empresa).

Y, por supuesto, la categoría de calidad es un componente clave de la seguridad profesional, industrial y medioambiental, porque La ideología de garantizar la seguridad está estrechamente relacionada con la ideología de crear servicios y productos de alta calidad. Además, concepto moderno La gestión de la seguridad se basa esencialmente en los principios de la gestión de la calidad.

Por tanto, en el contexto de este tema, el concepto de calidad no se considera en general, sino en relación con la seguridad, además, como condición necesaria para la seguridad. Esto se debe a que las categorías que forman la calidad también son categorías de seguridad. Por ejemplo, estos incluyen: tecnología avanzada (avanzada, segura), actitud estricta hacia las reglas establecidas, cultura y disciplina laboral, compromiso y responsabilidad mutua en las relaciones con los socios y los propios empleados de la empresa, etc.

Por otro lado, se sabe que la confiabilidad también se manifiesta como una determinada propiedad o cualidad que posee un objeto y pertenece a la categoría de seguridad. Por tanto, no es casualidad que los conceptos de confiabilidad y seguridad se traduzcan en idioma en Inglés en una palabra “Seguro”.

¿Qué implica la introducción de estas categorías, cuáles son la esencia y los principios iniciales en los que debe basarse el trabajo de las empresas en esta dirección?

En primer lugar, se prevé continuar el trabajo que se llevó a cabo en cada una de estas áreas, utilizar los desarrollos y principios sobre los que se construyó anteriormente, así como la experiencia de las últimas prácticas y estándares internacionales.

Éstos son sólo algunos de estos principios.

Primer principio de calidad.

Un enfoque sistemático para la gestión de la seguridad en el trabajo y la calidad de los procesos sociales y productivos: crear un sistema integrado para lograr los objetivos más específicos de manera eficiente, organización de la interrelación e interacción de sujetos y objetos de gestión, distribución de roles y responsabilidades del personal, mejora continua del sistema a partir de una evaluación del estado actual y posterior ajuste de acciones; Relaciones mutuamente beneficiosas y mutuamente responsables con socios y empleados.

La aplicación de este principio suele reducirse a lo siguiente: comunicación abierta, compartir información y planes para el futuro, crear actividades de desarrollo conjuntas, reconocer mejoras y logros de los socios; Entre los beneficios de este enfoque se encuentran un aumento de las oportunidades de ganancias para los socios y la creación de requisitos previos para producción segura obras y procesos.

Segundo principio de calidad

El eslabón común y principal del sistema, que combina los conceptos trinos (calidad, confiabilidad y seguridad), es la persona, su rol directivo, organizador y ejecutor.

Según TQM, el personal de una empresa o empresa representa valor más alto y por estas razones la participación de los trabajadores de todas las categorías en sus actividades es una condición necesaria para el funcionamiento eficaz del sistema. Por lo tanto, el segundo principio, como se señaló anteriormente, es involucrar a las personas en los procesos de gestión y ejecución adecuada, el uso de sus habilidades y potencial en relación con las tareas, metas e intereses de la empresa, lo que se expresa en la comprensión de las personas sobre la importancia de su rol personal de participación en la resolución de problemas, la aceptación de que son responsables de estos problemas y las posibles formas de resolverlos.

Como cualquier otro, el sistema de gestión del NSC funcionará eficazmente bajo determinadas condiciones. Estos incluyen lo siguiente.

La primera condición para el funcionamiento exitoso del sistema, como se mencionó anteriormente, es la participación de todo el personal en los procesos de funcionamiento de la empresa (gestión, organización, ejecución). Esto debería hacerlo todo el mundo: cada persona, cada servicio de su ámbito, cuyas acciones conjuntas forman la política general de la empresa. Al mismo tiempo, para cada entidad, las responsabilidades, competencias y el procedimiento para su interacción deben estar claramente definidos en los documentos reglamentarios pertinentes.

Sin embargo, es importante que esto se maneje de manera profesional en cada lugar de trabajo. Por tanto, el personal debe dominar los métodos sistemáticos que forman la gestión de la empresa, y para ello debe estar capacitado. Es decir, la formación y la competencia profesional son la segunda condición necesaria.

Tercer principio de calidad

Para atraer al personal no sólo para que participe en este proceso, sino también para mejorarlo, es necesario motivar a las personas, utilizando para ello diversas formas y, además, crear las condiciones previas para su automotivación. El sistema de compensación igualadora, donde todos reciben lo mismo, está siendo reemplazado por incentivos económicos para la contribución individual al resultado global.

Y una última cosa. Deberán designarse responsables del funcionamiento del sistema y personas que ejerzan el control. y aquí papel importante pertenece al servicio de protección laboral, porque en esencia, estas son las funciones que deben realizar los especialistas de este servicio. En este sentido, parece apropiado incluir mesas de personal al menos en grandes empresas(asociaciones, empresas) que realizan trabajos o procesos de alto riesgo, puesto

un especialista (ingeniero, gerente) en gestión sistémica de seguridad ocupacional, cuyas responsabilidades laborales incluirán (deberían) incluir la implementación práctica de un sistema integrado de gestión de seguridad, documentar procesos, organizar el funcionamiento efectivo del Sistema, monitorear su funcionamiento e introducir métodos de gestión de riesgos. , implementando las aspiraciones de liderazgo de la empresa en el campo de OT.

EN condiciones modernas un incentivo importante para la implementación tecnologías innovadoras y soluciones, ya que su implementación exitosa es el lado económico de la cuestión. De lo contrario, ¿qué aporta esto a la empresa desde el punto de vista empresarial? Desgraciadamente, no todo se puede cuantificar fácilmente, sobre todo porque los conceptos de seguridad, calidad y fiabilidad no son sólo categorías económicas sino sociales.

Debido al estado insatisfactorio de la protección laboral, la mayoría de las personas sanas, a menudo jóvenes, quedan discapacitadas y mueren; Debido a la mala calidad, la demanda de productos disminuye, se violan los plazos de entrega, los socios se van, nadie invertirá en empresas poco confiables para actualizar equipos y tecnologías, lo que significa que la empresa está condenada al fracaso.

Por el contrario, una empresa que es confiable en todos los aspectos, brinda alta cultura y calidad de procesos, servicios y productos, garantiza la seguridad, se vuelve atractiva para inversores y socios, lo que significa la posibilidad de introducir tecnologías avanzadas, mejorar las condiciones de trabajo, aumentar los volúmenes de producción, el crecimiento de los beneficios materiales y sociales para los trabajadores, la estabilidad social y la comodidad en la fuerza laboral, en última instancia, la clave del éxito, y esto ya es mucho.

La práctica mundial muestra que las empresas que han adoptado e implementado este enfoque en los sistemas de gestión, que en la mayoría de los casos forma parte de toda la filosofía de la gestión de la calidad total (TQM), logran indicadores de desempeño particularmente altos.

Ante esto, ¿a qué desafíos se enfrentan los directivos de las empresas?

La tarea principal es formar entre el personal una ideología que se ajuste a los requisitos del último sistema de gestión, cuyos factores clave incluyen la seguridad, la calidad y la confiabilidad. Todas las formas de influencia psicológica, educación, formación y propaganda deben tener como objetivo esto.

Al evaluar la calidad de los materiales de construcción, se deben tener plenamente en cuenta sus propiedades. Según existe un sistema de indicadores de calidad, que incluye: indicadores de finalidad, fiabilidad y durabilidad, indicadores ergonómicos, etc.

Indicadores de destino. Estos indicadores caracterizan el efecto beneficioso del uso del producto para el fin previsto y determinan el alcance de su aplicación. EN vista general Los indicadores objetivo incluyen fortaleza(resistencia a la compresión y a la tracción, rigidez, resistencia al agrietamiento, resistencia al impacto, resistencia sísmica), así como indicadores termofísicos Y resistencia a influencias externas(resistencia a las heladas, resistencia a la humedad, resistencia a la radiación solar, resistencia al calor, resistencia al fuego, conductividad térmica, resistencia al agua, aislamiento acústico, transmitancia de luz, etc.).

La gama de indicadores de designación necesarios para la evaluación de la calidad está regulada por un sistema de estándares y proporciona los siguientes indicadores de designación para materiales de muros de piedra: límites de resistencia a la compresión y flexión, absorción de agua, humedad liberada, resistencia a las heladas, contracción lineal. Teniendo en cuenta que los materiales están destinados a funcionar en la estructura de la pared de cerramiento y deben tener una alta resistencia térmica, la norma incluye uno de los indicadores más importantes: la conductividad térmica del material de la pared.

Al evaluar el nivel de calidad del producto, los indicadores de propósito se utilizan a menudo junto con otros tipos de indicadores. Los indicadores de confiabilidad y durabilidad están más estrechamente relacionados con los indicadores de propósito.

También se incluyen en este grupo indicadores de constructividad caracterizar el grado de perfección técnica y progresividad de un material, producto o diseño. Para los productos de construcción, los indicadores de constructibilidad son la forma y las dimensiones geométricas y las tolerancias estandarizadas. En relación a los materiales, las características de composición y estructura se utilizan como indicadores de constructibilidad. Por ejemplo, para el cemento se utiliza una característica basada en el contenido de los principales minerales del clinker; las mezclas de hormigón se caracterizan por el tipo y proporción de materias primas, etc.

Indicadores de confiabilidad y durabilidad. Estos indicadores caracterizan las propiedades de confiabilidad y durabilidad de materiales, productos o proyectos de construcción. En relación al proceso de fabricación de productos, también merece atención la confiabilidad de los equipos tecnológicos utilizados en la producción de productos y la tecnología en general.

Los indicadores de confiabilidad caracterizan el grado en que un producto realiza sus funciones durante una vida útil determinada en determinadas condiciones ambientales manteniendo sus propiedades, sujeto al cumplimiento de las reglas de operación. La propiedad de confiabilidad se establece en la etapa de desarrollo del producto, se garantiza en la etapa de producción y se mantiene en la etapa de operación.

El problema de la confiabilidad de las estructuras y sistemas de construcción es cada vez más importante debido al aumento en el número de pisos de los edificios, el aumento en el número de elementos prefabricados y el número de juntas, y el deseo de hacer estructuras lo más livianas y delgadas posible. posible.

Fiabilidad- una propiedad compleja de un producto, que en general consta de propiedades particulares: durabilidad, confiabilidad, mantenibilidad y capacidad de almacenamiento.

Fiabilidad Llame a la propiedad de un objeto para mantener continuamente un estado operativo durante algún tiempo o algún tiempo de funcionamiento. Básicamente, la confiabilidad se considera en relación con el modo de operación de un objeto, pero a veces es necesario evaluar la confiabilidad durante su almacenamiento y transporte). Los indicadores de confiabilidad incluyen la probabilidad de operación sin fallas, el tiempo medio hasta la falla, el tiempo hasta la falla, tasa de fracaso, etcétera.

El tiempo hasta la falla es la duración o volumen de operación de un objeto desde el inicio de su operación hasta que ocurre la primera falla. Se mide en unidades de tiempo (en modo continuo funcionamiento del producto) o en ciclos cuando el producto funciona a intervalos. El tiempo hasta la falla se utiliza para caracterizar la confiabilidad de un solo producto. Para evaluar la confiabilidad de un grupo (lote) de productos, se deben utilizar indicadores que reflejen cambios en las propiedades del producto, teniendo en cuenta su variabilidad estadística. Dichos indicadores son el tiempo medio hasta el fallo, el porcentaje gamma de tiempo hasta el fallo y la tasa de fallo, etc.

El tiempo promedio hasta la falla refleja la expectativa matemática del tiempo hasta la primera falla. El tiempo de porcentaje gamma hasta la falla caracteriza el tiempo de operación durante el cual la falla de un objeto no ocurre con probabilidad y, expresada como porcentaje. Para cuantificar la confiabilidad de productos no reparables se utiliza el indicador de tasa de fallas. La tasa de falla es la probabilidad de falla de un producto no reparable por unidad de tiempo. En el caso más simple, la tasa de fallas es inversamente proporcional al tiempo medio entre fallas.

La probabilidad de funcionamiento sin fallos caracteriza la probabilidad de que un objeto no falle dentro de un tiempo de funcionamiento determinado. Para el momento i, contando desde el inicio de la operación del objeto, la probabilidad de su funcionamiento sin problemas está determinada por la fórmula P(t)= 1-Pie), Dónde F(t) - función de distribución del tiempo hasta la falla, y se expresa como un cierto número de cero a uno o como un porcentaje

Bajo d eternidad Implica la propiedad de un objeto de mantener su operatividad hasta su estado límite con las pausas necesarias para su reparación. El estado límite viene determinado por la destrucción del objeto, requisitos de seguridad o consideraciones económicas.

Para evaluar la durabilidad de los productos de construcción se utilizan indicadores que permiten predecir la vida útil de los productos. En primer lugar, este es un período que caracteriza la duración calendario de funcionamiento del producto antes de la transición al estado límite. También existe una distinción entre la vida útil asignada, que refleja la duración calendario de funcionamiento del producto, al alcanzar la cual se debe suspender su uso previsto, y la vida útil promedio, es decir, la expectativa matemática de la vida útil.

Mantenibilidad - Propiedad de un producto que caracteriza su adaptabilidad para restaurar un estado operativo como resultado de la prevención, identificación y eliminación de fallas. Los indicadores de mantenibilidad son el tiempo promedio para restaurar una condición de trabajo, que expresa la expectativa matemática del tiempo de restauración, así como la probabilidad de restauración, es decir. la probabilidad de que el tiempo para restaurar el estado operativo del objeto no exceda el especificado. La reparabilidad se aplica únicamente a productos, sistemas y elementos reparables.

Almacenabilidad caracteriza las propiedades de un objeto para mantener valores específicos de confiabilidad, durabilidad y mantenibilidad durante y después del período de almacenamiento y transporte establecido por la documentación técnica. La capacidad de almacenamiento se cuantifica por el tiempo de almacenamiento y transporte antes de que ocurra la falla. La capacidad de almacenamiento también se puede expresar mediante una disminución en el indicador de confiabilidad durante el funcionamiento posterior del producto.

La práctica de la construcción muestra que los productos pueden perder confiabilidad no solo durante la operación, sino también durante el almacenamiento o el transporte. Por tanto, la persistencia suele presentarse en forma de dos componentes: uno de ellos se manifiesta durante el período de almacenamiento y el otro durante el uso del objeto después del almacenamiento.

Indicadores de fabricabilidad. Este grupo incluye indicadores que caracterizan la efectividad del diseño y las soluciones tecnológicas, que deben tener como objetivo lograr una alta productividad laboral con costos mínimos de materiales, combustible y energía para la fabricación y reparación de productos.

La capacidad de fabricación de productos se caracteriza por el grado de uso de procesos tecnológicos estándar, las materias primas y productos más racionales de producción centralizada, la mejor provisión de repuestos y materiales a los consumidores, lo que conduce a un aumento de la productividad laboral en la fabricación de productos. y a una reducción de los costes de producción y operación de los productos. Los principales indicadores de la capacidad de fabricación de productos industriales incluyen el coeficiente de productos prefabricados (bloqueados) y el coeficiente de uso de materiales racionales, así como indicadores específicos de la intensidad laboral de producción, intensidad material y energética de los productos.

factor de montaje(carácter de bloque) de un producto caracteriza la facilidad de instalación del producto y representa la proporción de elementos estructurales incluidos en los bloques especificados en el número total de elementos de todo el producto) En relación con los productos (sistemas) de construcción, el coeficiente de prefabricación expresa la proporción de elementos prefabricados en el número total de componentes del producto (sistema):

Dónde N sáb - número de elementos prefabricados del producto; NORTE- número total de elementos.

Cuanto mayor sea el valor del coeficiente de prefabricación, mayor será la capacidad de fabricación del producto.

Tasa de utilización de materiales sostenibles se determinan en los casos en los que es aconsejable, por razones técnicas y económicas, utilizar determinados materiales eficaces (aleaciones de aluminio, materiales de construcción poliméricos, etc.) en el diseño de un producto. Tasa de utilización de materiales:

(2.2)

Dónde m y- peso total del producto; Mamá - la masa total de material efectivo en el producto.

Para materiales livianos y efectivos, debido a su baja densidad, el coeficiente de utilización tendrá un valor subestimado, por lo tanto, para tales materiales, es necesario ingresar volúmenes en lugar de masas en la expresión. A medida que aumenta la tasa de uso de materiales sostenibles, aumenta el nivel de calidad del producto.

Es conveniente caracterizar la capacidad de fabricación de los productos mediante indicadores de intensidad de mano de obra y material. Intensidad laboral de la producción. está determinada por la cantidad de tiempo dedicado a fabricar una unidad de producto y se expresa para productos industriales en horas estándar. Intensidad laboral específica se define como la relación entre la intensidad laboral total de la producción t al parámetro principal del producto EN:

qt =T/B,(2.3)

Consumo específico de material - relación de masa o volumen del producto terminado METRO a su parámetro principal EN:

qm =M/B(2.4.)

Al determinar la intensidad de trabajo específica y la intensidad de material específica, se toman como parámetro principal los indicadores del propósito del producto (resistencia, densidad, etc.). La política técnica de la empresa debe tener como objetivo reducir la intensidad laboral específica, la intensidad material y la intensidad energética de los productos; el nivel de calidad aumenta.

Indicadores ergonómicos. Los indicadores de calidad ergonómica se utilizan para determinar si un producto cumple con los requisitos ergonómicos. La ergonomía estudia la interacción en el sistema “persona-ambiente-producto”. Estos indicadores cubren todo el ámbito de factores que afectan a la persona trabajadora y al producto utilizado. Por ejemplo, al estudiar un lugar de trabajo, uno debe considerar no sólo postura de trabajo Una persona y sus movimientos, su respiración, su pensamiento, pero también las dimensiones del asiento, los parámetros de las herramientas, los medios de transmisión de información, etc.

Los indicadores ergonómicos se dividen en higiénicos, antropométricos, fisiológicos y psicológicos.

El nivel de indicadores ergonómicos lo determinan expertos ergonomistas utilizando una escala de calificación especial en puntos desarrollada.

Indicadores higiénicos caracterizar el cumplimiento del producto con las normas y recomendaciones sanitarias e higiénicas. Estos indicadores se utilizan para evaluar el cumplimiento de un producto con las condiciones higiénicas de la vida humana y el desempeño al interactuar con el producto. El grupo de indicadores higiénicos incluye iluminación, temperatura, humedad y presión, intensidad de campos magnéticos y eléctricos, niveles de polvo, radiación, toxicidad, ruido y vibración, sobrecarga (aceleración).

La influencia de los indicadores higiénicos se determina midiendo y evaluando la intensidad de los factores individuales y comparando los datos obtenidos con los estándar. Por ejemplo, al evaluar el nivel de vibración, es necesario comparar el nivel de vibración existente de los equipos de proceso (plataformas vibratorias, vibradores profundos, de superficie y montados) con el máximo permitido según las normas. El grado de nocividad de la vibración se evalúa mediante los valores límite de velocidad de vibración y amplitud de vibración según la frecuencia.

Indicadores antropométricos caracterizar productos que están en contacto directo con el hombre, elementos de control, mobiliario industrial, ropa y calzado. El grupo de indicadores antropométricos incluye indicadores de conformidad del diseño del producto con el tamaño y forma del cuerpo humano y sus partes individuales que entran en contacto con el producto; un indicador de la conformidad del diseño del producto con la distribución de la masa humana.

Indicadores fisiológicos y psicofisiológicos. caracterizar la correspondencia del producto con las propiedades fisiológicas de una persona y el funcionamiento de sus órganos sensoriales. Esto incluye los siguientes indicadores: conformidad del diseño del producto con las capacidades de velocidad y fuerza de una persona; conformidad del tamaño, forma, brillo, contraste, color del producto y posición espacial del objeto de observación con las capacidades psicofisiológicas visuales de una persona; conformidad del diseño del producto que contiene la fuente de información con las capacidades psicofisiológicas auditivas de una persona; Cumplimiento del producto y sus elementos con las capacidades relativas de una persona.

Indicadores psicológicos caracterizar la conformidad del producto con las características psicológicas de una persona”, que se reflejan en los requisitos de ingeniería y psicológicos, los requisitos de la psicología laboral y la psicología general. El grupo psicológico incluye indicadores del cumplimiento del producto con las capacidades de percibir y procesar información y el cumplimiento del producto con habilidades humanas fijas y recién formadas (teniendo en cuenta la facilidad y velocidad de su formación) al utilizar el producto.

Al evaluar la calidad del producto utilizando indicadores ergonómicos, es necesario identificar elementos en los productos industriales que afectan el desempeño humano, la productividad y la fatiga.

Indicadores de estandarización y unificación. Esto incluye indicadores que caracterizan el grado de saturación del producto con piezas estandarizadas y unificadas. Al desarrollar nuevos productos, es necesario esforzarse no solo por reducir la cantidad de componentes originales, sino también por reducir la cantidad de piezas estandarizadas y unificadas. , en igualdad de condiciones, la calidad del producto es mayor cuanto menos componentes contiene.. Para uniformidad en el cálculo de los indicadores de estandarización y unificación, los componentes de un producto generalmente se dividen en estandarizados, unificados y originales. Las partes de un producto fabricadas según estándares estatales, republicanos o industriales se consideran estandarizadas. Las partes unificadas incluyen partes del producto que se producen de acuerdo con los estándares de la empresa, así como las que recibe en forma terminada como componentes (de aquellos en producción en masa). Los componentes originales son componentes diseñados específicamente para este producto.

Los indicadores más importantes. la estandarización y la unificación son coeficientes de aplicabilidad y coeficientes de repetibilidad.

Factor de aplicabilidad Caracteriza el grado de saturación del producto con componentes estandarizados y unificados. Existe una distinción entre el coeficiente de aplicabilidad basado en tamaños estándar y el coeficiente de aplicabilidad basado en los componentes del producto. Por ejemplo, el factor de aplicabilidad por tamaño estándar:

(2.5)

Dónde norte rev.- el número total de tamaños estándar de los componentes del producto, N rev =N st +N y +N o;

N st, ny Y N sobre- número de tamaños estándar de componentes estandarizados, unificados y originales.

Además, es posible determinar los coeficientes de aplicabilidad sólo mediante componentes estandarizados o sólo mediante componentes unificados. Cuanto mayores sean los valores de los coeficientes de aplicabilidad, mayor, en igualdad de condiciones, será el nivel de calidad del producto.

Factor de repetibilidad Caracteriza el grado de unificación de los componentes del producto y se puede expresar de dos formas: como un número adimensional o como porcentaje:

, (2.6)

¿Dónde está el número de componentes del producto?

El grado de aplicabilidad de los componentes estándar también se puede expresar utilizando un coeficiente de costo igual a la relación entre el costo de los componentes estandarizados y el costo del producto en su conjunto. El coeficiente de costos también se puede clasificar como un grupo de indicadores económicos.

Indicadores económicos reflejan los costos de desarrollo, fabricación y operación de productos, así como la eficiencia económica de la operación. Utilizando indicadores económicos, se evalúa la mantenibilidad de los productos, su capacidad de fabricación, el nivel de estandarización y unificación y la pureza de las patentes. Los indicadores económicos también se tienen en cuenta a la hora de elaborar indicadores integrales de calidad del producto.

Indicadores estéticos de calidad del producto. Los indicadores estéticos caracterizan la expresividad informativa, la racionalidad de la forma, la integridad de la composición, la perfección de la ejecución de la producción y la estabilidad de la presentación del producto.

Indicadores de expresividad de la información. caracterizar el grado de reflexión en forma de producto de ideas estéticas y normas culturales que se han desarrollado en la sociedad, que se manifiestan:

En la originalidad de la forma, elementos que distinguen este producto de otros productos similares (originalidad de la forma);

En la continuidad de los signos de forma, caracterizando la estabilidad de los medios y técnicas de expresión artística propias del período de tiempo definido (correspondencia de estilo);

En signos de aparición de un producto, que revelan gustos y preferencias estéticas temporalmente establecidas (conformidad con la moda).

Indicadores de racionalidad de la forma. caracterizar la conformidad del formulario con las condiciones objetivas de fabricación y funcionamiento del producto, así como la adecuación del reflejo en él de la esencia funcional y constructiva del producto. La racionalidad de la forma es:

Cumplimiento de la forma del producto con su finalidad, solución de diseño, características de la tecnología de fabricación y materiales utilizados (un indicador de condicionalidad funcional y estructural);

Teniendo en cuenta en la forma del producto los métodos y características de las acciones humanas con el producto (indicador de condicionalidad ergonómica).

Indicadores de integridad de la composición. caracterizar la unidad armoniosa de las partes y el producto completo, la relación orgánica de los elementos de la forma del producto y su consistencia con otros productos. La integridad de la composición determina la efectividad del uso de medios técnicos y artísticos para crear una solución compositiva única.

Los indicadores de perfección de la fabricación de elementos y superficies de forma se caracterizan por:

La limpieza de las superficies de los contornos (un indicador de la limpieza de los contornos);

La minuciosidad del recubrimiento y el acabado de superficies (un indicador de la minuciosidad del recubrimiento y el acabado);

Claridad de imagen de marcas, rótulos, inscripciones, dibujos, símbolos, materiales informativos, etc. (un indicador de la claridad de ejecución de las señales y la documentación adjunta).

Indicadores de estabilidad de presentación. son los siguientes: resistencia al daño de elementos de la apariencia del producto; retención de color, etc.

Se evalúan los valores de los indicadores estéticos de la calidad del producto. por método experto una comisión formada por especialistas cualificados en el campo de la construcción y el diseño artístico. La comisión de expertos evalúa en puntos los indicadores estéticos seleccionados y determina el coeficiente de peso de cada indicador. Con base en los valores obtenidos de los indicadores individuales y sus coeficientes de peso, se calcula un indicador estético generalizado mediante la fórmula:

Dónde k yo - evaluación de un solo i-ro indicador estético en puntos;

yo yo- coeficiente de peso i-ésimo indicador,

norte- el número de indicadores estéticos individuales que se tienen en cuenta.

Ejemplo

Dejemos que, sobre la base del análisis estético y de diseño realizado, los expertos determinen las calificaciones y los coeficientes de ponderación de los indicadores estéticos individuales. Se requiere encontrar un indicador general de la estética de un producto. Los datos iniciales y los resultados del cálculo se dan en la tabla. 2.1.

Tabla 2.1

Datos iniciales para el cálculo.

No.	Indicador único	Calificación	factor de peso yo yo	yo yo× k yo
	Originalidad	1,0	0,05	0,05
	Combinación de estilos	0,8	0,02	0,016
	De moda	0,5	0,03	0,015
	Acondicionamiento funcional-constructivo	1,0	0,25	0,25
	Condicionalidad ergonómica	0,5	0,18	0,09
	Color y decoración.	1,0	0,04	0,04
	Limpieza de contornos	0,9	0,10	0,09
	Cuidadoso revestimiento y acabado.	1,0	0,12	0,12
	Claridad de la marca y la documentación adjunta.	0,7	0,08	0,056
	Resistencia al daño	0,8	0,13	0,104

Encontremos el indicador estético usando la fórmula (2.7)

El resultado obtenido indica que el nivel estético de calidad del producto evaluado no cumple con los requisitos modernos.

Indicadores legales y de patentes. Los indicadores legales de patentes son principalmente indicadores de la protección y pureza de las patentes. Para calcular los valores de los indicadores legales de patentes, dependiendo de la complejidad del producto, todos sus componentes se dividen en grupos teniendo en cuenta su peso.

Se utilizan dos indicadores de protección de patentes de productos: protección de patentes en el país y en el extranjero.

Indicador de protección de patentes de productos dentro del país se calcula de la siguiente manera:

(2.8)

¿Dónde está el número de grupos significativos?

El coeficiente de peso de los componentes del producto protegido por patentes o certificados de derechos de autor del país;

El número de componentes del producto protegidos por patentes o certificados de derechos de autor del país;

El número total de componentes del producto.

Indicador de protección de patentes Las patentes de productos nacionales en el extranjero están determinadas por la fórmula:

(2.9)

donde es un coeficiente que depende del número de países en los que se obtuvieron patentes para la exportación de productos;

Factor de ponderación de los componentes del producto protegidos por patentes extranjeras;

Número de componentes del producto protegidos por patentes en el extranjero.

Indicador general de protección de patentes de productos, representa la suma

(2.10)

Indicador pureza de patente expresa la posibilidad legal de vender un producto tanto en el interior del país como en el exterior. El indicador se simplifica para calcular mediante la fórmula:

(2.11)

donde es el número de componentes del producto (por grupos de importancia) que están cubiertos por patentes en un país determinado.

Teniendo en cuenta la división de los componentes del producto en especialmente importantes, principales y auxiliares. indicador de protección de patentes determinado por la fórmula:

(2.12)

¿Dónde está el coeficiente de peso individual de componentes particularmente importantes?

La cantidad de componentes particularmente importantes del producto;

El coeficiente de ponderación de las piezas protegidas por patentes en Rusia o en los países de exportación previstos; -ésimo grupo;

El número de componentes de un producto de un grupo que están cubiertos por patentes emitidas en el país de venta previsto;

Número de grupos de significación.

Indicadores ambientales. Un problema urgente hoy en día es el impacto peligroso sobre la naturaleza para las personas en el proceso de su vida. Varios objetos utilizados en procesos laborales. Dichos objetos incluyen: medios de trabajo (máquinas, equipos y otros productos técnicos); objetos y productos del trabajo; tecnologías, condiciones naturales y climáticas, etc.

Los indicadores ambientales caracterizan el nivel. efectos nocivos sobre el medio ambiente durante el funcionamiento del producto. Al justificar la necesidad de tener en cuenta indicadores ambientales para evaluar la calidad de un producto, se realiza un análisis de su funcionamiento con el fin de identificar posibles efectos nocivos químicos, mecánicos, luminosos, sonoros, biológicos, radiativos y otros sobre el medio ambiente natural. . Cuando se identifican tales impactos en la naturaleza, los indicadores ambientales correspondientes se incluyen en el rango de indicadores aceptados en la lista para evaluar el nivel de calidad del producto.

El desempeño ambiental de la tecnología se puede dividir en tres grupos principales:

indicadores relacionados con el uso de los recursos naturales,

indicadores relacionados con el uso de recursos energéticos naturales;

Indicadores relacionados con la contaminación ambiental.

A primero El grupo de indicadores incluye: intensidad de recursos para la fabricación de productos, indicadores de consumo de recursos materiales insustituibles durante la operación, durante las reparaciones y eliminación de productos después de su desgaste físico.

Co. segundo Este grupo incluye indicadores del consumo de recursos energéticos naturales en todas las etapas y fases del ciclo de vida del producto.

Tercero el grupo de indicadores incluye parámetros de varios tipos de contaminación ambiental y daños causados ​​por esta contaminación en varias etapas del ciclo de vida del producto, desde la producción y operación hasta la eliminación de los productos usados.

Al determinar los indicadores de calidad ambiental. nueva tecnología encontrar valores relativos valores reales, por ejemplo, concentraciones de sustancias nocivas o niveles de efectos nocivos (mecánicos, físicos y de otro tipo) en el medio ambiente natural hasta sus valores máximos permitidos. En este caso, se deben cumplir las siguientes condiciones:

(2.14)

donde C 1, CON 2 , CON 3 - concentraciones de sustancias nocivas relevantes;

MPC 1 , concentración máxima permitida 2 , MPC sustantivo, masculino— concentraciones máximas permitidas de sustancias nocivas relevantes.

Al evaluar el nivel de calidad de los productos técnicos teniendo en cuenta los indicadores medioambientales, se parte de los requisitos y normas específicas de protección del medio ambiente.

Un producto industrial, cuyo funcionamiento conduce a una violación de los requisitos ambientales establecidos y las normas de protección ambiental, no puede atribuirse a un producto que exceda o corresponda al nivel mundial, independientemente de si otros indicadores de calidad corresponden a dicha evaluación.

Indicadores de seguridad. Este grupo de indicadores de calidad del producto caracteriza la seguridad del personal de servicio, de los pasajeros de los vehículos, así como de las personas circundantes durante la operación, almacenamiento y eliminación de productos técnicos.

Seguridad - Se trata de un estado de condiciones de trabajo en el que el peligro está excluido con cierta probabilidad, es decir, la posibilidad de daño (lesiones, lesiones) o deterioro (enfermedades profesionales) de la salud humana.

Se pueden tomar como indicadores de seguridad los siguientes:

La probabilidad de que una persona trabaje de forma segura durante un período de tiempo determinado;

Factor de seguridad;

Un indicador cualitativo de seguridad puede ser la disponibilidad de equipo de protección personal, cinturones de seguridad, etc.

El nivel de calidad del producto se evalúa teniendo en cuenta los indicadores de seguridad y sus estándares.

Al evaluar la seguridad, inicialmente se determina X punto - grado de nocividad (peligro) de un factor desfavorable y (o) severidad del trabajo con un producto técnico. Grado de daño X punto se evalúan en puntos de acuerdo con las normas.

Sin embargo, muchos factores nocivos y peligrosos no siempre afectan a una persona durante su trabajo. En este caso, los indicadores establecidos del grado de nocividad de los factores se ajustan según la fórmula:

Dónde X punto- grado de nocividad (peligro) del factor,

T- la relación entre el tiempo de acción de este factor y la duración del turno de trabajo.

Si la duración de cualquier factor negativo es superior al 90% de la duración del turno de trabajo, entonces T= 1.

En algunos casos, el grado de seguridad de los productos técnicos se evalúa mediante factores de seguridad. kb.

Factor de seguridad K b está determinado por la relación entre el número de indicadores de seguridad (requisitos) SUST. correspondiente a la documentación reglamentaria y técnica sobre seguridad laboral con el producto a evaluar, para número total nomenclatura de indicadores de seguridad N sobre relacionado con este producto:

Si el factor de seguridad es inferior a uno, entonces es necesario llevar a cabo medidas técnicas y de gestión para llevar el producto a un estado normativamente seguro.

¿Cuál es el nivel de seguridad? U b El producto se cuantifica como la relación de los factores de seguridad de las muestras evaluadas y base:

Sin embargo, se puede realizar una evaluación más precisa del nivel de seguridad del producto mediante un método diferencial o complejo, teniendo en cuenta todos los indicadores de seguridad individuales y su importancia.

Una de las principales características del complejo. sistemas tecnicos es su confiabilidad. La teoría de la confiabilidad ha recibido un desarrollo significativo y aplicación práctica en tecnología.

Fiabilidad- es propiedad de un objeto de conservar en el tiempo, dentro de los límites establecidos, los valores de todos los parámetros que le permiten realizar las funciones requeridas. Para cuantificar la confiabilidad se utilizan valores probabilísticos. Aquellos cambios que se producen a lo largo del tiempo en cualquier sistema técnico y conllevan la pérdida de su rendimiento están asociados a influencias externas e internas a las que está expuesto. Durante el funcionamiento, el sistema se ve afectado por todo tipo de energía, lo que puede provocar cambios en los parámetros de elementos individuales, mecanismos y del sistema en su conjunto. Hay tres fuentes principales de influencia:

• - el efecto de la energía ambiental, incluida una persona que desempeña las funciones de operador o reparador;
• - fuentes de energía internas asociadas tanto con los procesos de trabajo que ocurren en el sistema técnico como con el funcionamiento de elementos individuales del sistema;
• - energía potencial que se acumula en los materiales y partes de los componentes del sistema durante su fabricación (tensiones internas en la fundición, tensiones de instalación).

Durante el funcionamiento de una instalación técnica, se observan los siguientes tipos principales de energía, que afectan su rendimiento y confiabilidad (Fig. 6.4).

Energía mecánica que no solo se transmite a través de todos los elementos del sistema durante el funcionamiento, sino que también lo afecta en forma de cargas estáticas o dinámicas por la interacción con el entorno externo.

Energía térmica afecta el sistema y sus partes durante las fluctuaciones de la temperatura ambiente, durante el proceso de trabajo (se producen efectos térmicos especialmente fuertes durante el funcionamiento de los motores y una serie de maquinas tecnologicas), durante el funcionamiento de mecanismos de accionamiento, dispositivos eléctricos e hidráulicos.

energía química También afecta el funcionamiento del sistema. Por ejemplo, la humedad contenida en el aire puede provocar corrosión en componentes individuales del sistema. Si el equipo del sistema opera en ambientes agresivos (equipos de la industria química, barcos, etc.), las influencias químicas provocan procesos que conducen a la destrucción de elementos y componentes individuales del sistema.

Energía nuclear (atómica), Liberado durante la transformación de los núcleos atómicos, puede afectar los materiales (especialmente en el espacio), cambiando sus propiedades.

Energía electromagnética en forma de ondas de radio (vibraciones electromagnéticas) impregna todo el espacio alrededor del objeto y puede afectar el funcionamiento de los equipos electrónicos.

Factores biológicos También pueden afectar el rendimiento del sistema en forma de microorganismos, que no sólo destruyen algunos tipos de plásticos, sino que incluso pueden afectar al metal.

Arroz. 6.4.

Así, todo tipo de energía actúa sobre el sistema técnico y sus mecanismos, provocando en él toda una serie Los procesos no deseados crean condiciones para el deterioro de sus características técnicas.

El funcionamiento normal de un sistema ergotécnico se caracteriza por un cierto grado de confiabilidad, que es una característica probabilística compleja del desempeño exitoso del sistema de las funciones objetivo requeridas manteniendo sus indicadores de desempeño dentro de los límites especificados durante el tiempo requerido. La teoría de la confiabilidad nos permite estimar la vida útil, al final de la cual medios tecnicos está agotando su vida útil y debe someterse a reparaciones importantes, modernización o sustitución. Uno de los conceptos básicos de la teoría de la confiabilidad es el fracaso.

Negativa- se trata de una violación del estado operativo de un dispositivo técnico debido a la interrupción del funcionamiento o a un cambio repentino en sus parámetros. En la teoría de la confiabilidad, se estima la probabilidad de falla, es decir, la probabilidad de que un dispositivo técnico falle dentro de un tiempo de funcionamiento determinado. El estudio de las razones que causan fallas en los objetos, la determinación de los patrones a los que obedecen, el desarrollo de un método para verificar la confiabilidad de los productos y métodos para monitorear la confiabilidad, métodos de cálculo y prueba, encontrar formas y medios para mejorar. La confiabilidad son el tema de la investigación de confiabilidad. Al estudiar cuestiones de confiabilidad, se consideran una amplia variedad de objetos: productos, estructuras, sistemas con sus subsistemas. La confiabilidad de un producto depende de la confiabilidad de sus elementos, y cuanto mayor sea su confiabilidad, mayor será la confiabilidad de todo el producto.

Garantizar la confiabilidad del sistema cubre una variedad de aspectos de la actividad humana. La confiabilidad es una de las características más importantes que se tienen en cuenta en las etapas de desarrollo, diseño y operación de una amplia variedad de sistemas técnicos (Fig. 6.5).

La fiabilidad insuficiente de la instalación genera enormes costes de reparación, paradas de las máquinas, interrupción del suministro de electricidad, agua y gas a la población, vehículos, incumplimiento de tareas importantes, a veces hasta accidentes asociados con grandes pérdidas económicas, destrucción de grandes objetos y víctimas humanas.

Como se desprende de la definición anterior de confiabilidad, lo más importante para el funcionamiento exitoso de cualquier sistema técnico y el desempeño de sus funciones especificadas es la preservación de su funcionalidad.

Arroz. 6.5.

Actuación ya que el estado de un sistema significa la capacidad de realizar las funciones requeridas con parámetros operativos dados. A su vez, la disponibilidad de operatividad del sistema durante todo el período de su funcionamiento presupone la confiabilidad de su funcionamiento y también está indirectamente relacionada con otras propiedades de la confiabilidad operativa. La confiabilidad (operabilidad) de un objeto es propiedad compleja, se evalúa mediante cuatro indicadores cuantitativos: confiabilidad, durabilidad, mantenibilidad y capacidad de almacenamiento, o una combinación de estas propiedades.

Fiabilidad- la propiedad de un objeto de mantener su funcionalidad durante un tiempo determinado sin fallos ni interrupciones forzadas.

Durabilidad- la propiedad de un objeto de mantener un estado operativo hasta el estado límite con las pausas necesarias para el mantenimiento y reparación rutinarios.

Mantenibilidad- la propiedad de la adaptabilidad de un objeto para prevenir, identificar y eliminar fallas en su desempeño mediante la realización de mantenimiento y reparaciones de rutina.

Almacenabilidad- la propiedad de un objeto de mantener los indicadores de desempeño requeridos durante y después del período establecido de su almacenamiento o transporte.

Los objetos se dividen en irrecuperable, que no pueden ser reparados por el consumidor y deben ser reemplazados (por ejemplo, bombillas, cojinetes, resistencias, etc.), y recuperable, que puede ser restaurado por el consumidor (por ejemplo, un televisor, un automóvil, un tractor, una máquina, etc.).

Se ha desarrollado una clasificación de fallas desde el punto de vista del estudio de la naturaleza y la naturaleza de las fallas, la influencia de varios factores en su aparición (Fig. 6.6).

• 1. Según las condiciones de ocurrencia, se dividen. fallas en normal Y condiciones anormales (extremas). Las condiciones anormales ocurren debido a errores humanos, desastres naturales u otras situaciones de emergencia.
• 2. Según los motivos de su aparición, distinguen fallas no asociadas con la destrucción y causadas por la destrucción del objeto.
• 3. Por la naturaleza del suceso: fallas repentinas asociado con un cambio brusco en los parámetros básicos, y fracasos graduales bajo la influencia de factores aleatorios, causados ​​por procesos irreversibles que ocurren lentamente
• 4. Según el grado de influencia en el desempeño: fallas totales y parciales. Estos últimos están asociados con una pérdida "parcial" de la funcionalidad del sistema, es decir, con un nivel reducido de funcionamiento. Estos fallos ocurren en sistemas con una gran cantidad de elementos autónomos. Si algunos fallan, la mayoría de los elementos siguen operativos.
• 5. Según signos de manifestación: Fallos explícitos e implícitos. La aparición de un fallo evidente se detecta mediante métodos organolépticos. En caso de fallas implícitas, su detección requiere el uso de instrumentos o dispositivos especiales o una experiencia y habilidad significativas del personal.
• 6. En relación entre sí: fallas independientes y dependientes, cuando la ocurrencia de una falla conlleva la ocurrencia de otras. La interconexión de los fracasos puede conducir a su crecimiento como una avalancha.
• 7. Según las consecuencias, se distinguen: fallas peligrosas y seguras para la salud y la vida del personal y para el medio ambiente; fallas severas dando lugar a importantes costes y pérdidas materiales, financieros y de otro tipo; fracasos fáciles casi sin pérdidas.
• 8. Según el método de eliminación, existen: Fallos a eliminar sustitución de elementos, ajuste, limpieza y fallos autocorregibles o fracasos.
• 9. Por complejidad de eliminación: fallas simples y complejas, requiriendo especialistas altamente calificados e importantes costos laborales.

• 0 - falla del elemento,
• 1- fallo primario;
• 2- fallas secundarias;
• 3 - comandos erróneos,
• 4 elementos en modos de funcionamiento específicos,
• 5 - exceso de voltaje;
• 6- comandos erróneos;
• 7- envejecimiento natural;
• 8- elementos adyacentes,
• 9- medio ambiente;
• 10 - personal de la empresa

Arroz. 6.6. Características de falla de los elementos técnicos del sistema.

• 10. Por frecuencia de aparición: el aleatorio(soltero) y no aleatorio(sistemático) fracasos. Las fallas aleatorias son causadas por cargas imprevistas, defectos ocultos en los materiales, errores de fabricación y errores del personal de mantenimiento. Las fallas no aleatorias son fenómenos naturales que provocan una acumulación paulatina de daños asociados a la influencia del medio ambiente, el tiempo, la temperatura, la radiación, etc.
• 11. Pero posibles soluciones: Fallos recuperables e irrecuperables, en caso de que restablecer la funcionalidad del sistema sea técnicamente imposible o económicamente injustificado.
• 12. Por origen: constructivofracasos, causado por fallas de diseño; fallos tecnológicos- deficiencias en el proceso tecnológico de fabricación y montaje de piezas y conjuntos y fallas operativas, relacionado únicamente con las condiciones de operación.

Dependiendo de la capacidad de predecir el momento de la falla, todas las fallas se dividen en repentino(averías, atascos, paradas) y gradual(desgaste, envejecimiento, corrosión). Las fallas que conducen a consecuencias graves se clasifican como “ crítico».

A accidentes Estos incluyen todos los fallos cuya aparición esté asociada a una amenaza para las personas y el medio ambiente, así como a graves daños económicos y morales. La confiabilidad de los sistemas técnicos está influenciada por tres grupos de factores: estructurales, tecnológicos y operativos.

A factores de diseño incluyen: diagrama esquemático de la máquina, calidad de los materiales, forma y dimensiones de las piezas, factor de seguridad, métodos aplicados de cálculo de resistencia, concentradores de tensiones estructurales en piezas

Factores tecnológicos- factores asociados con el proceso de obtención de propiedades estables de los materiales, asegurando la estabilidad de la estructura, las propiedades físicas y mecánicas y la resistencia; factores asociados con la forma de la pieza de trabajo, el procesamiento y los métodos de ensamblaje; métodos y modos de tratamiento mecánico, térmico, químico-térmico; geometría de la herramienta de corte; organización control técnico por etapas del proceso tecnológico.

Factores operativos- naturaleza de la carga, velocidad, presión, temperatura ambiente, humedad ambiental, tipos y métodos de lubricación, cumplimiento de las normas operación técnica, mantenimiento, calidad de las reparaciones, calificaciones del personal operativo y de reparación, equipo técnico de los servicios de reparación, etc.

Evaluación de seguridad de edificios y estructuras.

La inspección técnica de estructuras permite establecer su confiabilidad en el momento de la inspección. Sin embargo, para llegar a una conclusión sobre el funcionamiento posterior, establecer la vida útil y la reparación de una estructura, es necesario conocer el cambio de estas propiedades a lo largo del tiempo. Por ejemplo, si con el tiempo las estructuras de hormigón conservan sus características de resistencia, muchos materiales sintéticos nuevos suelen perder sus propiedades de construcción en un período de 10 a 20 años, lo que no puede ser aceptable para edificios y estructuras permanentes.

Cuando se operan estructuras para la evaluación. condición técnica Las inspecciones visuales se utilizan ampliamente en estructuras. Para ello, existen recomendaciones metodológicas y datos tabulares para evaluar los resultados de las observaciones, que establecen la confiabilidad de las estructuras examinadas en base a signos externos de su estado y evaluación de daños. Se obtienen datos más precisos mediante mediciones instrumentales utilizando varios dispositivos basados ​​​​en influencias físicas, radiológicas, electromagnéticas y de otro tipo.

Como lo han demostrado las observaciones, durante la operación de las estructuras hay un cambio cíclico en su confiabilidad, lo que se asocia con la variabilidad de las cargas y la capacidad de carga debido a diversos daños.

Los daños a una estructura pueden ser de dos tipos dependiendo de las causas de su aparición: por efectos de fuerza y ​​por influencias ambientales (cambios de temperatura, procesos de corrosión, efectos microbiológicos, etc.). Este último tipo de daño no sólo reduce la resistencia de la estructura, sino que también reduce su durabilidad.

Se debe prestar especial atención al peligro de influencias terroristas, que se ha vuelto relevante en últimamente. El grado de protección contra terroristas y otras emergencias y la justificación económica de las medidas de protección deben determinarse en función de la importancia de estos objetos para la vida de la ciudad (instalaciones de gestión, etc.).

Previsión de situaciones de emergencia.

Un análisis de situaciones extremas en la práctica de la construcción ha demostrado que los accidentes están relacionados directa o indirectamente con la violación de los requisitos de las normas y reglamentos para el diseño y la tecnología de construcción de edificios y estructuras.

El cumplimiento de las normas y reglas vigentes garantiza la confiabilidad de los proyectos de construcción bajo diversas influencias naturales y garantiza la seguridad humana durante su operación calificada. La probabilidad de daño a estos objetos no suele exceder de 2,4 · 10-6, lo que es aceptable desde las condiciones de viabilidad económica.

Evaluación de riesgos en condiciones de previsión de emergencia.

El estudio de las causas de los accidentes sirvió de base para evaluar la posibilidad de que se produzcan condiciones que afecten la fiabilidad de la estructura. Estas condiciones incluyen la confiabilidad de las soluciones de diseño, la calidad de la construcción y la operación.

La confiabilidad insuficiente del diseño puede surgir debido a:

• 1) inconsistencia del modelo de cálculo adoptado con el funcionamiento real de las estructuras debido a la ausencia o el uso incompleto de los requisitos de los códigos y normas de diseño, ambigüedad de los esquemas de diseño, definición incorrecta de cargas y condiciones de operación de la instalación, así como incorrecta consideración de la resistencia de las estructuras portantes y de cerramiento a influencias temporales y accidentales;
• 2) verificación insuficiente y evaluación de ingeniería incorrecta de la solución de diseño adoptada en condiciones reales (falta de experiencia en la operación de los edificios y estructuras diseñados, diferencias significativas en las dimensiones del objeto diseñado y cargas en comparación con estructuras similares construidas anteriormente, etc.) ;
• 3) violaciones de los códigos y reglas de construcción al realizar el diseño en términos de: integridad y confiabilidad de los estudios geológicos de ingeniería, teniendo en cuenta la agresividad del entorno externo, errores en la determinación de cargas e impactos, tolerancias incorrectas para la fabricación de estructuras y productos, baja calidad de los materiales, violaciones de los métodos de construcción y reglas de operación, etc.;
• 4) errores cometidos debido a la falta de experiencia y calificaciones suficientes de los diseñadores, falta de tiempo o fondos para el diseño detallado.

La mala calidad de la construcción de instalaciones puede deberse a:

• - uso de materiales y estructuras que no cumplan con el diseño;
• - baja calidad de los trabajos de construcción e instalación;
• - uso de métodos de construcción inusuales o no probados;
• - control deficiente sobre la calidad de la construcción, interacción insatisfactoria entre diseñadores y constructores;
• - baja calificación del personal de producción o su cambio frecuente;
• - condiciones insatisfactorias en el sitio de construcción: falta de tiempo, fondos, malas relaciones con el personal;
• - desviaciones de los códigos de construcción y las reglas de práctica de construcción durante la construcción de una estructura, desviaciones del proyecto original;

Un mal funcionamiento puede ocurrir debido a:

• - cargas que excedan los valores de diseño calculados;
• - falta de control sobre el estado de la estructura y el funcionamiento de la estructura con defectos no resueltos;
• - desviaciones de las reglas de operación, uso de la estructura para otros fines.

El análisis de accidentes mostró que si no se cumple alguna de las condiciones especificadas, es posible que se produzca un accidente en el lugar de construcción.

La probabilidad de un accidente se determina basándose en el análisis de las soluciones de planificación y diseño del espacio que afectan la confiabilidad de las estructuras, el uso de evaluaciones de expertos, así como datos calculados o materiales de estudios de campo.

El cuestionario de la encuesta, al que los expertos responden de forma anónima, contiene una serie de condiciones de evaluación, cada una de las cuales tiene su propio peso específico, siendo la suma total de todas las condiciones igual a 1 (ver Apéndice 3). Este apéndice contiene condiciones estándar análisis de la confiabilidad de la estructura, teniendo en cuenta las características de diseño y las condiciones de operación.

En condiciones específicas, si es necesario, se puede realizar un análisis de confiabilidad del diseño teniendo en cuenta requisitos adicionales y se puede aumentar o cambiar el número de condiciones.

Cada condición se evalúa en una escala de puntos y tiene cinco opciones de respuesta: 1 (inaceptable), 2 (insatisfactorio), 3 (satisfactorio), 4 (bueno), 5 (excelente).

La confiabilidad condicional de un edificio o estructura β está determinada por la fórmula

Dónde R i - evaluación de confiabilidad específica, obtenida multiplicando el peso específico de la condición por la puntuación.

Los valores obtenidos para la estructura se comparan con la escala de calificación de confiabilidad (Tabla 6.1).

Tabla 6.1. Escala para evaluar la confiabilidad y probabilidad de accidentes de estructuras basada en evaluaciones de expertos

Aunque la determinación de la susceptibilidad de las estructuras a un accidente mediante el método anterior se puede realizar de forma bastante aproximada, la ventaja de este método es que depende menos de valoraciones subjetivas.

Para una evaluación más fiable de la fiabilidad de la estructura y la identificación de posibles situaciones de emergencia, varios expertos independientes llevan a cabo una inspección.

En caso de un pronóstico desfavorable, se prescriben medidas adicionales para verificar la confiabilidad de los materiales iniciales para el diseño, la calidad de las soluciones de diseño, los procesos de construcción y operación con el fin de identificar y eliminar las causas de una posible disminución en el grado de confiabilidad. de la instalación.

Además de las evaluaciones de expertos, la confiabilidad del diseño de una estructura se puede establecer a partir del análisis de la estructura como un sistema estructural que consta de estructuras individuales conectadas entre sí en una secuencia determinada e interactuando con diversos eventos.

La experiencia en construcción ha demostrado que diferentes sistemas estructurales de estructuras con el mismo propósito pueden tener diferente confiabilidad, y los accidentes ocurren cuando una o más fallas en las juntas dentro del sistema conducen a una situación peligrosa.

La solución al complejo problema de identificar el fallo de todo el sistema se lleva a cabo simplificándolo mediante la construcción del llamado árbol lógico de fallos.

El árbol de fallas es una representación gráfica de las relaciones entre las fallas iniciales de elementos individuales del sistema y los eventos que conducen a la aparición de diversas situaciones de emergencia, conectados por los signos lógicos "y", "o".

Las fallas iniciales son eventos para los cuales existen datos sobre la probabilidad de que ocurran. Por lo general, se trata de fallas de elementos del sistema: destrucción de estructuras y juntas estructurales, diversos eventos iniciadores (errores del personal durante la operación, daños accidentales, etc.).

Establecer la confiabilidad de una estructura comienza con un análisis preliminar de los peligros, que luego se utiliza al construir un árbol de fallas.

El análisis se realiza sobre la base del estudio del proceso de operación y operación del sistema estructural, una consideración detallada de los impactos ambientales y datos existentes sobre fallas de estructuras similares.

Primero, determinan qué constituye una falla del sistema e imponen las restricciones necesarias al análisis. Por ejemplo, establecen la necesidad de tener en cuenta la intensidad y frecuencia de los terremotos, fallas de equipos, considerar solo la falla inicial de una estructura (falla durante el período inicial de operación) o falla durante toda la vida útil, etc.

Luego, se identifican los elementos del sistema que pueden causar condiciones peligrosas, por ejemplo, estructuras, juntas, suelos de cimentación y cimientos de una estructura, eventos desencadenantes externos, etc. Al mismo tiempo, plantean la cuestión de qué pasará con el sistema si alguno de los elementos falla.

Para obtener una evaluación cuantitativa de la confiabilidad utilizando un árbol de fallas, es necesario tener datos sobre las fallas originales. Estos datos se pueden obtener basándose en la experiencia operativa de proyectos de construcción individuales, experimentos y evaluaciones de expertos.

La construcción de un árbol de fallas se realiza cumpliendo con ciertas reglas. La copa del árbol representa evento final. Los eventos abstractos son reemplazados por otros menos abstractos. Por ejemplo, el evento “fallo del tanque de petróleo” se reemplaza por el evento menos abstracto “destrucción del tanque”.

Los eventos complejos se dividen en otros más elementales. Por ejemplo, la “falla del tanque” (Fig. 6.1), que puede ocurrir durante su vida útil, se divide en falla durante la etapa de prueba y fallas en el primer año y los siguientes 10 años de operación. Esta separación se debe a diversas causas de falla: la confiabilidad inicial de la estructura y la acumulación de daños como resultado de una operación a largo plazo.

Arroz. 6.1. Árbol de fallas de un tanque de aceite de acero durante la operación.

Al construir un árbol de fallas, por motivos de simplificación, generalmente no se incluyen los eventos con muy baja probabilidad.

Un indicador cuantitativo de falla del sistema es la probabilidad (Q) de que ocurra una falla durante la vida útil aceptada. Fiabilidad del sistema ( R ) está determinada por la expresión

Si un sistema consta de i elementos conectados mediante el signo "o", su falla se definirá como

Dónde q, - probabilidad de falla del i-ésimo elemento del sistema.

A pequeño valor q La fórmula (6.3) se puede expresar aproximadamente como

Para un sistema o subsistema de i elementos conectados por el signo “y”, la falla será

Así, el estudio de la confiabilidad de los sistemas estructurales nos permite resolver varios problemas que son importantes para la práctica: evaluar cualitativamente la confiabilidad de un proyecto de construcción diseñado y, en caso de mayor peligro, implementar medidas para aumentarlo, determinar la confiabilidad relativa de una estructura durante el diseño para diversas variantes de esquemas estructurales, evaluar cuantitativamente la confiabilidad de las estructuras y el entorno de seguridad.

Determinación de daños esperados y factores desestabilizadores.

Los daños esperados por impactos naturales y provocados por el hombre dependen de dos factores desestabilizadores principales:

• - intensidad y frecuencia de los impactos naturales y provocados por el hombre en edificios y estructuras;
• - conocimiento de ingeniería (cuantitativo) sobre la resistencia o protección de sitios de construcción y áreas residenciales de los efectos destructivos de los efectos artificiales y fenómenos naturales.

El algoritmo para calcular y evaluar las consecuencias económicas de los impactos esperados es el siguiente.

Para influencias naturales:

• - determinar la posibilidad científicamente fundamentada de que en el territorio considerado se produzcan fenómenos naturales destructivos que puedan causar daños a las estructuras de ingeniería (comunicaciones de transporte, ingeniería hidráulica y energía), instalaciones industriales y civiles;
• - evaluar la probabilidad de ocurrencia de cada tipo de impacto natural, su intensidad y frecuencia de recurrencia;
• - determinar el estado del medio ambiente del suelo y establecer las características de resistencia de las estructuras portantes y de cerramiento;
• - realizar un conjunto de trabajos analíticos y cálculos de ingeniería para determinar la confiabilidad de los cimientos y la resistencia de las estructuras de los edificios a las cargas derivadas de impactos naturales y artificiales durante el período de operación de diseño;
• - realizar trabajos para fortalecer las estructuras de los edificios y estructuras, si es necesario, cambiar los esquemas de comunicaciones de transporte (por ejemplo, en áreas propensas a avalanchas o áreas de flujo de lodo) y otras soluciones necesarias.

Para impactos tecnogénicos:

• - determinar la posibilidad de accidentes provocados por el hombre y la probabilidad de que ocurran;
• - evaluar el impacto de los accidentes provocados por el hombre en el medio ambiente y la seguridad de la población;
• - considerar la posibilidad de prevenir o prevenir impactos provocados por el hombre;
• - realizar trabajos de reconstrucción y modernización de las instalaciones para aumentar el nivel de seguridad y fiabilidad de las instalaciones potencialmente peligrosas;
• - desarrollar medidas para localizar el impacto del accidente en el medio ambiente y proteger a la población y al personal de producción.

Con base en los impactos esperados y la determinación de posibles daños y destrucción de las obras de construcción y los daños causados. ambiente Se calculan los valores estimados de daños y pérdidas, tanto en el ámbito de las pérdidas económicas como en materia de salud y medios de vida de la población. En este caso, las recomendaciones y conclusiones pueden ser de carácter restaurativo o de reconstrucción y modernización, así como de un cambio fundamental en la estructura de la economía de la región e incluso de reubicación de la población desde zonas con graves peligros y daños que no son económicamente viables para desarrollarse (por ejemplo, en zonas de fuertes terremotos, inundaciones constantes y avalanchas). Es necesario realizar un análisis cualificado y un debate público serio caso por caso.

Desarrollo de medidas para mejorar la confiabilidad de los proyectos de construcción y la vida de la población.

Para garantizar la confiabilidad de los proyectos de construcción, las características de resistencia de los edificios y estructuras deben determinarse y compararse con todo tipo de cargas e impactos que puedan surgir durante el período de operación de diseño.

Si se detecta estabilidad y capacidad de carga insuficientes de los objetos de construcción en relación con las cargas e impactos existentes, se deben realizar los siguientes tipos de trabajo:

• - examinar, utilizando instrumentos e instrumentos, todos los objetos cuya fiabilidad suscite dudas o preocupaciones;
• - determinar las características de resistencia de las estructuras portantes y evaluar el estado de los suelos de los cimientos, teniendo en cuenta su comportamiento ante vibraciones y otras cargas que pueden reducir la estabilidad del entorno del suelo o causar daños a los cimientos;
• - desarrollar un proyecto de fortalecimiento o reconstrucción que excluya el daño o la destrucción del objeto o la pérdida de su estabilidad general bajo cargas e impactos posibles y esperados en situaciones de emergencia;
• - de acuerdo con el proyecto desarrollado, realizan el conjunto necesario de refuerzo o reconstrucción del sitio de construcción;
• - realizar un estricto control de calidad de los trabajos de construcción e instalación, teniendo en cuenta los mayores requisitos previstos por las normas y estándares para áreas con altas cargas e impactos;
• - al realizar trabajos de construcción e instalación, es necesario exigir un certificado de calidad de los materiales y estructuras utilizados con durabilidad garantizada durante el período estimado de operación de las instalaciones;
• - la aceptación en funcionamiento de una instalación reforzada o reconstruida se lleva a cabo de acuerdo con normas y estándares de acuerdo con los materiales del proyecto y los datos de desempeño reales;
• - desarrollar recomendaciones para la operación de edificios y estructuras, teniendo en cuenta garantizar su confiabilidad y durabilidad bajo cargas e impactos máximos de diseño durante el período estándar.