РЕЗЮМЕ
Эта статья нацелена на то, чтобы на практике понять, что такое надежность в области инженерии, упоминая и кратко объясняя каждую из общих и основных концепций, которые полезны для получения новых знаний по этому предмету. А также его важность для области инженерии и других аспектов, таких как повседневная жизнь. Также представлена небольшая история и показано сравнение с сроком службы продуктов, чтобы показать их применение и ценность.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Надежность, разработка надежности, анализ надежности, отказ.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
Составные части
В повседневной жизни люди пользуются продуктами и услугами, простыми, как стакан, или сложными, как компьютер. Однако все они состоят из компонентов. Простота или сложность изделий будет зависеть от количества компонентов, из которых оно изготовлено. Чем больше будет компонентов, тем сложнее будет.
Компонент также может быть сформирован благодаря сумме нескольких подкомпонентов. Но независимо от количества подкомпонентов, составляющих готовый продукт, он будет считаться одним компонентом.
Наглядным примером продуктов и их компонентов может быть компьютер, состоящий из аппаратных устройств, которые необходимы для их правильной работы, некоторые из них - это клавиатура, ЦП, монитор, мышь и другие, и, в свою очередь, каждое из них. из этих компонентов состоит из других подкомпонентов. Иногда также сумму компонентов можно рассматривать как систему, поэтому иногда слова система и компоненты могут стать эквивалентными.
недостаточность
Это называется отказом от ситуации, при которой компонент продукта в системе перестает выполнять свои функции частично или полностью. Или также значительная разница между ожидаемой и реальной производительностью. Отказы могут возникать из-за дефектов продукта, то есть технических или физических дефектов, которые включают плохой дизайн продукта, использование неподходящих материалов, неправильный процесс производства или строительства, проблемы при сборке и обслуживании. среди прочего.
Хотя они также могут быть вызваны операционными или процедурными ошибками, включая неадекватное управление процессом качества и сбои в процессе, связанные с человеческим фактором.
Виды неудач
Классификация неисправностей очень обширна и разделена на различные группы параметров, характеристики которых схожи. Вот некоторые из критериев, по которым делается ссылка для разделения или классификации отказов:
- Степень влияния на работоспособность Физический характер появления Характер процесса появления Время существования неисправности Момент появления неисправности Информация о неисправности Причины Характер Продолжительность Степень изменчивости
Среди многих других. Как упоминалось выше, это лишь некоторые из классификаций, среди которых могут быть классифицированы отказы, однако каждая классификация имеет разные типы внутри каждого из них, что делает изучение типов отказов очень обширным. (Кастаньо, 2014)
ВАЖНОСТЬ МИНИМИЗАЦИИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ.
Отказы, которые могут возникать в компонентах продуктов или услуг и могут вызывать эффекты, варьирующиеся от минимальных неудобств для пользователя до серьезных проблем, таких как сильное воздействие на общество или необратимый ущерб окружающей среде. Корректирующая обработка отказов полезна, однако целесообразно поддерживать процедуры, которые позволяют в максимально возможной степени избегать отказов, которые могут представлять компоненты.
Для этого необходимо говорить о трех моментах, позволяющих минимизировать отказы компонентов: качество, безопасность и надежность. Эти три фактора упоминаются по двум причинам: первая состоит в том, что важность минимизации отказов заключается в сочетании этих трех факторов, а вторая - в их объяснении, чтобы избежать путаницы между концепциями.
Качество: Под качеством понимается производительность продукта или услуги по сравнению с ранее установленными техническими стандартами. Некоторыми примерами, в рамках которых можно упомянуть качество, могут быть пищевая промышленность, сигнал кабельного телевидения, Интернет, качество материалов при строительстве и другие. То есть насколько хорош материал по сравнению со стандартами, указанными компанией.
Безопасность: этот термин относится к тому факту, что продукты или услуги не предполагают опасности или потенциального риска для здоровья пользователей, окружающей среды, компании или общества. Сюда также входит пищевая промышленность (красители, ароматизаторы, связующие и другие), игрушки для детей, лекарства, товары для дома и многое другое.
Надежность: это слово означает, что продукт или услуга должны выполнять свою функцию в течение предварительно оцененного времени в ранее классифицированных условиях эксплуатации.
То есть, в то время как безопасность предполагает минимизацию риска, качество ориентировано на состав материалов, а надежность - на долговечность конечного продукта, то есть набора компонентов.
ЧТО ТАКОЕ НАДЕЖНОСТЬ?
Это вероятность того, что компонент или система сможет выполнять свою функцию в определенных рабочих условиях в течение заданного интервала времени. (Гарсия, 2014)
Это вероятность того, что компонент или система могут выполнять требуемую функцию без сбоев при установленных условиях и в течение определенного периода времени. В более общем смысле надежность - это способность компонентов или систем выполнять свои требуемые функции в течение желаемых периодов времени без сбоев, в определенных средах и с желаемой уверенностью. (Кастаньо, 2014)
ИСТОРИЯ НАДЕЖНОСТИ
Концепция надежности возникла примерно в 1940-х и 1950-х годах и возникла после Второй мировой войны, потому что боевики требовали оценки количества запасных частей, необходимых для обеспечения надлежащего функционирования электронного и механического оборудования в течение длительных периодов времени. Погода.
С годами и с началом освоения космоса возросла потребность в разработке методологии, которая сделала бы компоненты (спутники, зонды и транспортные средства) и системы, которые позволили бы НАСА и другим организациям осуществлять более надежную деятельность. посвященный изучению космоса. В начале семидесятых годов нефтяной кризис привел к изменениям в мировой экономике, и Япония положила начало своему лидерству в области качества, внедрив методологии надежности в продуктах и услугах, которые обеспечили ее авторитет в этом вопросе.
В настоящее время компании сталкиваются с жесткой конкуренцией на высокоглобализированном рынке, что не позволяет им иметь большой запас на ошибку, потому что в этом случае пользователи предпочтут продукцию конкурентов, теряя возможности на рынке. Поэтому они вынуждены поддерживать высокие ожидания в отношении качества и надежности предлагаемых ими продуктов и услуг. (Эскобар Р., Вилла Д. и Яньес К., 2003 г.)
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ
Это набор методов, приемов и инструментов, которые служат для определения степени безопасности, при которой устройство, продукт или система будут работать в оптимальных условиях в течение определенного периода времени. (Гарсия, 2014)
То есть это набор методов, позволяющих произвести расчет, а затем и комплексное применение надежности.
ВИДЫ НАДЕЖНОСТИ
Тип надежности, который выбирается для обработки продукта или услуги, зависит от многих факторов. Но в общих чертах можно определить, что тип надежности будет напрямую зависеть от той части системы, которую необходимо улучшить.
Инжиниринг надежности представлен в виде Плана обслуживания, в котором изложены руководящие принципы, которым необходимо следовать, чтобы свести к минимуму отказы или максимально использовать сам продукт. Это начинается с эксплуатационной надежности, которая, в свою очередь, делится на подтипы надежности, более ориентированные на конкретную область.
Эксплуатационная надежность
Это способность системы выполнять свои конкретные операционные функции, относящиеся к части активов, процессов и людей.
Надежность конструкции
Его можно определить как рассмотрение возможных сценариев, рисков и угроз, которые представляют собой дизайн продукта или услуги, и их будущего использования с целью минимизации сбоев или оптимизации работы.
Надежность оборудования
Набор инструментов, используемых для увеличения срока службы оборудования в определенных условиях эксплуатации
Надежность процесса
Это метод, который позволяет нам знать и определять параметры операций организации, таким образом, чтобы иметь точное представление о них.
Человеческая надежность
Набор знаний и методов, которые применяются для прогнозирования, анализа и уменьшения человеческих ошибок, уделяя особое внимание роли людей в областях проектирования, эксплуатации, процессов, обслуживания и управления производственным активом. (Гутьеррес, 2016)
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПРОДУКЦИИ
Анализ надежности продуктов тесно связан с жизненным циклом продуктов, поскольку типы надежности сосредоточены на частях разработки товара, чтобы установить значения надежности на каждом из этапов и удовлетворенность клиентов может быть максимальной. В рамках надежности рассматриваются следующие этапы жизненного цикла продукта:
Концептуальный дизайн продукта
В этой части процесса сотрудники сосредотачиваются на том, чтобы выяснить, что они собираются разработать в отношении требований клиента, и поэтому они являются первыми попытками минимизировать проблемы с продуктом в дополнение к обеспечению жизнеспособности производства.
Детальная разработка и предварительные прототипы
После того, как считается, что продукт жизнеспособен, детализируются необходимые производственные ресурсы и производятся соответствующие улучшения на основе результатов испытаний концептуального дизайна. Именно в этой части стараются детально минимизировать недостатки, которые могут помешать изготовлению продукта или затруднить его использование.
Пилотные испытания и производство
Это та часть, где физически делается добро и возникают некоторые сбои, которые не планировалось исправлять во время марша. Следует отметить, что концептуальные сбои, происходящие в лаборатории, не совпадают с теми, которые происходят в полевых условиях, и они могут быть видны только в то время, когда товар производится, или, в противном случае, когда он подвергается действительной полезной среде.
Использование продукта
Эта стадия достигается, когда товар или продукт попадает в руки конечного потребителя. Необходимо разработать стратегию, позволяющую клиенту собирать жалобы на отказы, возникающие после того, как продукт покидает завод, поскольку это важная информация, позволяющая улучшить как физические, так и функциональные характеристики.
Отказ продукта может произойти на любой из этих стадий и в разных типах, а также в разное время и при разных обстоятельствах. Возникающие сбои будут зависеть от типа создаваемого продукта или услуги, а также от обратной связи с конечным потребителем.
ПРЕИМУЩЕСТВА НАДЕЖНОСТИ
- Неудачи приводят к дополнительным расходам, а также к общим убыткам для компании, поэтому можно определить, что применяемый комплексный план надежности может снизить эти затраты, уменьшая плохой корпоративный имидж, который может иметь организация из-за того, что его продукты часто выходят из строя. Продукт соответствует ожиданиям клиентов в отношении функциональности и срока службы оборудования. Он максимизирует и обеспечивает работу продукта в определенных конкретных условиях. Он вызывает уверенность в отношении продукта, то есть может быть уверенным, что то, что предлагается Это безопасно и качественно. Это снижает прогнозируемые риски, связанные с работой продукта, а также опасности, которые он может представлять.
КАК ПОВЫШИТЬ НАДЕЖНОСТЬ?
Система повышения надежности может осуществляться с помощью различных методов, приемов и инструментов, которые будут зависеть от различных факторов и переменных, которые влияют на принятие решения по выбору правильного метода. Некоторыми примерами этих переменных могут быть область, на которой вы хотите сосредоточить проектирование надежности, продукт, который вы пытаетесь улучшить, тип сбоя, который вы пытаетесь минимизировать, время, которое у вас есть для реализации методологии, часть процесса. разработка продукта, над которым мы работаем, среди прочего.
Есть два основных способа повышения надежности компонента или системы. Первый - через качество, то есть сосредоточение внимания на конфигурации компонентов продукта. Это осуществляется посредством анализа используемых материалов, а также обработки перед их производством, проведения испытаний для калибровки, транспортировки и ввода в эксплуатацию.
Второй из них - через избыточность, которая заключается в размещении элементов резервного копирования на случай отказа компонента, и таким образом функцию выполняет компонент резервного копирования. Существует два типа резервирования: активный, при котором резервный компонент всегда подключается параллельно с основным компонентом, и резервный, когда резервный компонент подключается в момент выхода из строя основного компонента. Другими методами могут быть профилактическое обслуживание, разнообразие компонентов, запасные части на складе и многое другое.
Рейтинги надежности
Измерение, сравнение и оценка надежности осуществляется с помощью показателей надежности, которые позволяют оценить числовые и объективные значения, на которых может поддерживаться надежность, для определения позиции. Некоторыми примерами этих показателей надежности являются средний срок службы продукта, частота отказов в год, недоступность, потеря нагрузки, LOLE (ожидаемое значение потери нагрузки), LOLP (вероятность потери нагрузки), ВЫНОСЛИВОСТЬ, среди прочего. (Zapata & Campos, ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ГЕНЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ MONTECARLO, 2005)
Типы анализа
- Для оценки числовых данных:
Количественный. - Он не оценивает числовые данные, и оценка является субъективной.
Качественный.- Оценивает числовые данные, и оценка является объективной.
- По типу поведения переменных
Детерминированный. - где переменные фиксированы и поддерживают определенное значение в любой момент времени. Нет никакой неопределенности.
Вероятностный. - Когда переменные являются случайными и не имеют фиксированного значения, и нет функции, которая позволяет нам определить их значение в данный момент времени. Есть неопределенность.
- По типу учебной модели
Аналитический. - Исследуемый компонент или система представляется с помощью математической модели (уравнения или системы уравнений), а показатели надежности оцениваются с помощью прямых математических решений. Некоторыми примерами этих методов могут быть: Блок-схемы, Марковский процесс.
Моделирование. Произвольное поведение компонента моделируется для последующей оценки показателей надежности косвенно с помощью численных методов. Пример: метод Монте-Карло.
- По темпоральности
Исторический.- Компонент или система изучаются на основе данных о прошлом рабочем поведении.
Прогнозирующий. - Посредством обработки информации показатели поведения компонента или системы прогнозируются на определенный момент времени или будущий период времени. (Сапата, Надежность в проектировании, 2011 г.)
ВЫВОД
Технологическая революция, которую пережил мир за последние пятьдесят лет, заставила отрасли почувствовать необходимость искать инструменты, которые позволят им быть более эффективными, чтобы оставаться на рынке. Инжиниринг надежности - это инструмент, который позволил достичь этой цели, поскольку он позволяет организациям вывести свои продукты на новый уровень улучшения, гарантируя покупателю, что они приняли правильное решение при покупке или потреблении продуктов, предлагая безопасность использования и ее качество.Стоит отметить, что в рамках этих двух концепций качества и безопасности не только организации, но и потребители получают выгоду, так как любой заинтересован в надежности продуктов, которые они используют в повседневной жизни, например, в работе подушки безопасности в автомобиле., безопасность газоснабжения и надежность банковской компьютерной системы, быстро демонстрируя большое значение этого вопроса для общества в целом.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО ТЕМЕ
Анализ и применение метода инженерии надежности к области административной системы Технологического института Орисаба.
Задача:
Измерьте качество, предлагаемое системой, и примените наиболее подходящий метод обеспечения надежности для повышения уровня качества и обслуживания.
СПАСИБО
Подготовка этой статьи является частью исследования магистра административной инженерии, которое проводит автор, поэтому она благодарит доктора Фернандо Агирре и Эрнандеса за задание; Национальному технологическому институту Мексики и CONACYT за их поддержку в проведении этих исследований.
ССЫЛКИ
- Кастаньо, SR (2014). АНАЛИЗ ДАННЫХ ОБ ОТКАЗАХ. Манисалес, Колумбия: Национальный университет Колумбии, штаб-квартира в Манисалесе. Факультет инженерии и архитектуры Эскобар Р., Лос-Анджелес, Вилла Д., Э. Р. и Яньес С., С. (2003). НАДЕЖНОСТЬ: ИСТОРИЯ, УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И ВЫЗОВЫ БУДУЩЕГО. Дина, т. 70, нет. 140, стр. 5-21.García, LG (12 ноября 2014 г.). Gestiopolis. Получено 22 октября 2017 г. с сайта https://www.gestiopolis.com/ingenieria-deconfiabilidad-1/Gutiérrez, KY (12 мая 2016 г.). Gestiopolis. Получено 22 октября 2017 г. с https://www.gestiopolis.com/ingenieria-de-confiabilidad/Zapata, CJ (2011). Надежность в технике. Доскебрадас, Колумбия: Publiprint Ltda. Zapata, CJ, & Campos, EL (2005).ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ГЕНЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ МОНТЕКАРЛО. Scientia et Technica, год XI, № 29.
