Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств объекта, составляющих его надежность. К таким характеристикам относят, например, временные понятия - наработку, наработку до отказа, наработку между отказами, ресурс, срок службы, время восстановления. Значения этих показателей получают по результатам испытаний или эксплуатации.
По восстанавливаемости изделий показатели надежности подразделяют на показатели для восстанавливаемых изделий и показатели невосстанавливаемых изделий.
Применяются также комплексные показатели. Надежность изделий, в зависимости от их назначения, можно оценивать, используя либо часть показателей надежности, либо все показатели.
вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает;
средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа;
средняя наработка на отказ - отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки;
интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Этот показатель относится к невосстанавливаемым изделиям.
Количественные показатели долговечности восстанавливаемых изделий делятся на 2 группы.
1. Показатели, связанные со сроком службы изделия:
срок службы - календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние;
срок службы до первого капитального ремонта агрегата или узла - это продолжительность эксплуатации до ремонта, выполняемого для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые;
срок службы между капитальными ремонтами, зависящий преимущественно от качества ремонта, т.е. от того, в какой степени восстановлен их ресурс.
4. Эргономические показатели
С эргономическими требованиями непосредственно связаны эргономические показатели, характеризующие степень учета в конструкции технического звена ТС или в организации рабочего места человека-оператора тех или иных конкретных эргономических требований. Естественно, что эргономические показатели также могут быть как единичными, так и групповыми.
Единичные и групповые эргономические показатели ТС определяют ее эргономические свойства. Такими эргономическими свойствами системы являются управляемость, обслуживаемость, освояемость и обитаемость.
Первые три из них описывают свойства системы, при которых она органично включается в структуру и процесс деятельности человека или группы людей по управлению, обслуживанию и освоению ТС. Происходит это в тех случаях, когда в проект системы закладываются решения, создающие наилучшие условия для удобного, эффективного и безопасного выполнения указанных видов деятельности.
Четвертое свойство – обитаемость – относится к условиям функционирования системы, при которых сохраняется здоровье людей, поддерживаются нормальная динамика их работоспособности и хорошее самочувствие. Одним из эффективных путей создания таких условий является устранение или ослабление неблагоприятных факторов рабочей среды (шум, вибрация, излучения, загазованность и др.) в самом источнике их образования в машинах и оборудовании.
Управляемость определяет:
– соответствие распределения функций между человеком (группой людей) и машиной оптимальной структуре их взаимодействия при достижении поставленных целей, которые обеспечивают ведущую роль человека;
– соответствие конструкции машины (отдельных ее элементов) и организации рабочего места оптимальной психофизиологической структуре и процессу деятельности человека в нормальных и аварийных условиях.
5. Гигиенические показатели
Гигиенические показатели используются при определении соответствия условиям жизнедеятельности и работоспособности человека при его взаимодействии с технической системой. Состав показателей достаточно велик, в связи с этим укажем наиболее часто встречающиеся, такие как: температура, влажность, запыленность, шум, вибрация.
При изучении действия вибрации на организм человека нужно учитывать, что колебательные процессы присущи живому организму прежде всего потому, что они в нем постоянно протекают. Внутренние органы можно рассматривать как колебательные системы с упругими связями. Их собственные частоты лежат в диапазоне 3–6 Гц. При воздействии на человека внешних колебаний таких частот происходит возникновение резонансных явлений во внутренних органах, способных вызвать травмы, разрыв артерий, летальный исход. Собственные частоты колебаний тела в положении лежа составляют 3–6 Гц, стоя — 5–12 Гц, грудной клетки — 5– 8 Гц. Воздействие на человека вибраций таких частот угнетает центральную нервную систему, вызывая чувство тревоги и страха.
Воздействие производственной вибрации на человека вызывает изменения как физиологического, так и функционального состояния организма человека. Изменения в функциональном состоянии организма проявляются в повышении утомляемости, увеличении времени двигательной и зрительной реакции, нарушении вестибулярных реакций и координации движений. Все это ведет к снижению производительности труда. Изменения в физиологическом состоянии организма — в развитии нервных заболеваний, нарушении функций сердечно-сосудистой системы, нарушении функций опорно-двигательного аппарата, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций органов внутренней секреции. Все это приводит к возникновению вибрационной болезни.
6. Физиологические и психофизиологические показатели
Взаимодействие человека с техносферой происходит опосредованно через технические системы (ТС), которые представляют собой совокупность применяемого оборудования и обслуживающего их персонала. Причем, ТС включает исходные материалы производственного назначения, все виды используемой в производстве энергии, вспомогательные материалы, комплектующие изделия, технологии, информационные системы, транспорт и системы управления.
Для обеспечения комфортного состояния работника на производстве должны быть учтены физиологические и психофизические возможности человека по управлению ТС.
Опасности, порождаемые подсистемой "человек", в основном определяются состоянием его нервной системы как центра деятельности всего организма и антропометрическими параметрами. Нервная система выполняет важнейшие функции: коммуникационную (через анализаторы) и функцию программирования реакции организма через обобщение и переработку полученной информации. С помощью анализаторов человек ощущает и распознает цвет, свет, яркость, вкус, запах, звук, характеристики объектов, движение, силу, тепло, холод, боль, вибрацию и т.д.
В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:
– внешние: зрительный (рецептор – глаз); слуховой (рецептор – улитка внутреннего уха); тактильный, болевой, температурный (рецепторы кожи); обонятельный (рецептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и мягкого неба);
– внутренние: анализатор давления крови; кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях); вестибулярный (рецептор – лабиринт внутреннего уха); специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.
Информация, поступающая от анализаторов, называется сенсорной, процесс ее приема и переработки – сенсорным восприятием.
7. Аксиомы потенциальной опасности технических систем
Анализ деятельности и жизни людей дает основания для утверждения, известного как «аксиома о потенциальной опасности» и подразумевающего, что любая деятельность потенциально опасна.
Потенциальная опасность как явление — это возможность воздействия на человека негативных или несовместимых с жизнью факторов.
Аксиома о потенциальной опасности деятельности – основополагающий постулат – положена в основу научной проблемы обеспечения безопасности человека. Эта аксиома имеет, по меньшей мере, два важных вывода, необходимых для формирования системы безопасности:
- невозможно разработать абсолютно безопасный вид деятельности человека, разработать абсолютно безопасную технику;
- ни один вид деятельности не может обеспечить абсолютную безопасность для человека (нулевой риск).
Опасности – это процессы, явления, предметы, оказывающие негативное воздействие на жизнь и здоровье человека.
Аксиома 1. Любая техническая система потенциально опасна. Потенциальность опасности заключается в скрытом, неявном характере и проявляется при определенных условиях. Ни один вид технической системы при ее функционировании не обеспечивает абсолютной
безопасности.
Аксиома 2. Техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения. Пороговые, или предельно допустимые, значения опасностей устанавливаются из условия сохранения функциональной и структурной целостности человека и природной среды. Соблюдение предельно допустимых значений потоков создает безопасные условия жизнедеятельности человека в жизненном пространстве и исключает негативное влияние техносферы на природную среду.
8. Пороговый уровень опасности для технических систем
Опасность - центральное понятие, как сферы безопасности жизнедеятельности в техносфере, так и промышленной безопасности. Под опасностью понимаются явления, процессы, объекты, способные в определенных условиях наносить вред здоровью человека, ущерб окружающей природной среде и социально - экономической инфраструктуре, т.е. вызывать нежелательные последствия непосредственно или косвенно. Другими словами, опасность - следствие действия некоторых негативных (вредных и опасных) факторов на определенный объект (предмет) воздействия. При несоответствии характеристик воздействующих факторов характеристикам объекта (предмета) воздействия и появляется феномен опасности (например, ударная волна, аномальная температура, недостаток кислорода в воздухе, токсичные примеси в воздухе и т.п.).
Опасность - свойство, внутренне присущее сложной технической системе. Она может реализоваться в виде прямого или косвенного ущерба для объекта (предмета) воздействия постепенно или внезапно, и резко в результате отказа системы. Скрытая (потенциальная) опасность для человека реализуется в форме травм, которые происходят при несчастных случаях, авариях, пожарах и пр., для технических систем - в форме разрушений, потери управляемости и т.д., для экологических систем - в виде загрязнений, утрате видового разнообразия и др.
Определяющие признаки - возможность непосредственного отрицательного воздействия на объект (предмет) воздействия; возможность нарушения нормального состояния элементов производственного процесса, в результате которого могут возникнуть аварии, взрывы, пожары, травмы. Наличие хотя бы одного из указанных признаков является достаточным для отнесения факторов к разделу опасных или вредных.
Заключение
Общие направления повышения безопасности и экологичности технических систем и технологических процессов установлены санитарными нормами и предусматривают:
замену вредных веществ безвредными или менее вредными; замену сухих способов переработки и транспортировки пылящих материалов мокрыми; замену технологических операций, связанных с возникновением шума, вибраций и других вредных факторов, процессами или операциями, при которых обеспечены отсутствие или меньшая интенсивность этих факторов; замену пламенного нагрева электрическим, твердого и жидкого топлива газообразным; герметизацию оборудования и аппаратуры; полное улавливание и очистку технологических выбросов, очистку промышленных стоков от загрязнения; тепловую изоляцию нагретых поверхностей и применение средств защиты от лучистого тепла.
Все технические средства при вводе в эксплуатацию и ежегодно в период эксплуатации проверяют на соответствие предъявляемым к ним требований, контрольно-измерительная аппаратура ежегодно проверяется в специальных лабораториях. Техническое средство, не соответствующее данным технического паспорта и требованиям безопасности, а также не прошедшее своевременную проверку, не допускается к эксплуатации, подлежит ремонту, модернизации или замене и обязательному контролю.
Важным средством повышения надежности и безопасности технических систем в процессе эксплуатации является функциональная диагностика. Системы функционального диагностирования дают возможность контролировать объект в процессе выполнения им рабочих функций и реагировать на отказ в момент его возникновения. Эти системы проектируются и изготавливаются вместе с контролируемым объектом.
