ОСНОВИ ТЕОРІЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ І НАДІЙНОСТІ електронної побутової апаратури (ЕПА)
1. Основні поняття та визначення. Задачі експлуатації
Для підтримання електронної побутової апаратури (як і всієї радіоелектронної апаратури) у справному стані потрібно не тільки досконально знати та володіти нею, а і вміти організовувати та проводити її експлуатацію на наукових основах вирішуючи такі задачі:
- обґрунтування обсягу та змісту робіт і заходів, які проводяться на різних етапах експлуатації;
- розробка методів організації праці обслуговуючого персоналу та технології різних видів робіт у процесі експлуатації;
- визначення складу експлуатаційно-технічних характеристик і показників, які характеризують якість експлуатації;
- розробка критеріїв і методів кількісної оцінки експлуатаційно-технічних характеристик;
- визначення та аналіз факторів, які впливають на якість експлуатації і експлуатаційно-технічних характеристики, а також розробка рекомендацій з покращання експлуатаційно-технічних характеристик;
- розробка основ автоматизації процесу експлуатації;
- дослідження економічних проблем експлуатації та впровадження результатів цих досліджень у практику експлуатації.
Розглянемо ряд основних понять і визначень, які використовуються для характеристики й опису експлуатації.
Експлуатація – це сукупність робіт та організаційних заходів для підтримання електронної побутової апаратури (ЕПА) у постійній технічній справності.
Етап експлуатації – це визначена, закінчена за цільовим призначенням частина процесу експлуатації.
Зазвичай процес експлуатації ЕПА складається з таких основних етапів: зберігання, транспортування, підготовка до застосування, застосування за призначенням, технічне обслуговування, ремонт.
Умови експлуатації – це сукупність факторів, які діють на ЕПА при експлуатації.
До умов експлуатації відносяться кліматичні умови, механічні та електричні навантаження, електромагнітні випромінювання, кваліфікація обслуговуючого персоналу, забезпечення запасними частинами.
Під зберіганням ЕПА розуміється утримання її в технічно справному стані в умовах виробника або споживача протягом установленого терміну до реалізації. У процесі зберігання мають бути створені сприятливі умови утримання техніки, за яких забезпечується зберігання її працездатності.
Транспортування – перевезення ЕПА в умовах, які забезпечують зберігання її працездатності.
Підготовка ЕПА до застосування – це сукупність робіт з підготовки апаратури до нормального функціонування згідно з її призначенням та технічними умовами.
Застосування ЕПА за призначенням – це сукупність робіт, які забезпечують нормальне функціонування апаратури згідно з технічними умовами.
Технічне обслуговування – це комплекс робіт (операцій) для підтримання апаратури у справному або працездатному стані під час підготовки та застосування за призначенням, зберігання і транспортування.
Ремонт – комплекс операцій з поновлення справності або працездатності та поновлення ресурсу ЕПА, або складових частин.
Ресурсом називають напрацювання виробу в годинах від початку експлуатації до настання граничного стану, коли подальша експлуатація електронної апаратури небезпечна або економічно недоцільна.
Якщо розглянути всі електронні апарати, то в залежності від ступеня старіння, характеру несправності, від складності та обсягу робіт ремонт поділяють на плановий і неплановий. Плановим називають ремонт, постановка на який здійснюється відповідно до вимог нормативно-технічної документації.
Неплановий – це ремонт, який здійснюється без попереднього призначення.
Ремонт, який виконується для забезпечення або поновлення працездатності апаратури та полягає в заміні або поновленні її окремих модулів, називається поточним. Він здійснюється після виникнення відмови і може виконуватися на місці знаходження радіоелектронної апаратури.
Ремонт, який виконується для поновлення справності та часткового поновлення ресурсу ЕПА з заміною або поновленням складових частин обмеженої номенклатури і контролем технічного стану складових частин в обсязі відповідно до нормативно-технічної документації, називають середнім.
Ремонт, який виконується для поновлення справності та повного або близького до повного поновлення ресурсу апарата з заміною або поновленням будь-яких його частин, включаючи базові, називають капітальним.
Експлуатація електронної побутової апаратури має деякі особливості. Так, підготовка до застосування її включає передпродажну підготовку, установку та регулювання апаратури після купівлі дома у власника. Передпродажна підготовка передбачає підготовку апаратури до роботи, перевірку її працездатності (за необхідності регулювання та налагодження), а також призначений 2-годинний електропрогін апаратури в магазині з 4-ма відключеннями від електромережі.
Друга особливість полягає в тому, що в період між технічним обслуговуванням та ремонтом апаратуру експлуатує сам споживач, тобто застосування за призначенням здійснює власник апаратури. Оскільки апаратура не має абсолютної надійності, то за цей період експлуатації виникають несправності і відбувається вихід параметрів пристроїв за межі припусків. Наведені обставини вимагають створення спеціальних ремонтних органів і проведення відповідного періодичного технічного обслуговування ЕПА у будинку власника апаратури.
Задачами експлуатації електронної апаратури є: організація та проведення заходів, що забезпечують підготовку до використання, використання за призначенням, підтримання справного стану.
Під експлуатаційними властивостями ЕА розуміють її надійність, готовність до використання основних функцій, пристосованість до технічного обслуговування, економічність.
Розглянемо ці властивості.
Надійність – це властивість об’єкта виконувати задані функції, зберігаючи при цьому протягом часу значення встановлених експлуатаційних показників в заданих межах, що відповідають заданим режимам і умовам використання, технічного обслуговування, ремонту, зберігання та транспортування.
Готовність – це властивість об’єкта, яка характеризує його пристосованість до переведення з будь-якого початкового стану до стану безпосереднього застосування за призначенням.
Пристосованість до технічного обслуговування – це властивість апаратури ефективно виконувати завдання, які постають перед нею під час проведення технічного обслуговування із заданою тривалістю та визначеною періодичністю.
Економічність – це властивість, яка характеризує витрати, пов’язані з експлуатацією електронної апаратури.
Надійність є однією з найважливіших експлуатаційних властивостей, оскільки вона значною мірою визначає ефективність застосування апаратури до призначення, а також потрібний рівень надійності визначає і вартість виготовлення ЕА.
Надійність є комплексною властивістю. В залежності від призначення ЕА та умов експлуатації надійність може включати безвідмовність, ремонтоздатність, здатність до зберігання та довговічність.
Безвідмовність – це властивість конструкції (апаратури) зберігати працездатність протягом деякого часу або деякого напрацювання. При цьому під працездатним станом розуміють такий стан ЕА, при якому апаратура спроможна виконувати задані функції, зберігаючи значення заданих параметрів в межах, встановлених нормативно-технічною документацією. Якщо значення хоча б одного заданого параметра не відповідає встановленим вимогам, то апаратура знаходиться у непрацездатному стані.
В процесі експлуатації ЕА може транспортуватися, а також зберігатися інколи протягом тривалого часу.
Властивість апаратури безперервно зберігати справний і працездатний стан протягом та після зберігання, транспортування називають здатністю до зберігання.
Основним показником здатності до зберігання є термін служби зберігання – календарна тривалість зберігання і транспортування апаратури в заданих умовах, протягом і коли закінчиться термін, зберігаються в установлених границях показники призначення.
Довговічність – це властивість ЕА зберігати працездатність до настання граничного стану при встановленій системі технічного обслуговування та ремонтів.
Граничним називають такий стан, при якому подальша експлуатація ЕА має бути припинена за таких причин:
- якщо неможливо ліквідувати порушення вимог безпеки;
- якщо неможливо ліквідувати вихід заданих параметрів за встановлені границі;
- якщо неможливо ліквідувати зниження ефективності експлуатації нижче припустимого.
Ознаки граничного стану встановлюються нормативно-технічною документацією.
Показники довговічності пов’язані з поняттям ресурсу та терміну служби.
Терміном служби називають тривалість експлуатації ЕА від її початку до настання граничного стану, тобто безперервний (календарний) час, відрахований незалежно від тривалості фактичного включеного стану апаратури в цей період. Термін служби вимірюється роками.
Більш широким поняттям, яке характеризує технічний стан ЕА, є поняття „справний стан”.
Під справним станом розуміють такий стан ЕА, при якому він відповідає всім вимогам, встановленим нормативно-технічною документацією. З цього визначення зрозуміло, що поняття „справність” набагато ширше, ніж „працездатність”, оскільки апаратура може бути і несправною, але працездатною (тобто задовольняти вимогам забезпечення виконання заданих функцій), якщо вона не відповідає тим вимогам, які не впливають на якість її функціонування. Якщо ЕПА не відповідає хоча б одній з вимог, встановлених нормативно-технічною документацією, вона вважається несправною.
Перехід апаратури з одного стану в інший називається подією. Подія, яка полягає в порушенні працездатності апаратури, називається відмовою. Як випливає з визначення, під відмовою слід розуміти не тільки повну втрату працездатності, але й її погіршення внаслідок зміни значення параметрів.