Évaluation de la sécurité des bâtiments et des structures.

L'examen technique des structures permet d'établir leur fiabilité au moment de l'enquête. Cependant, pour conclure sur la poursuite de l'exploitation, pour établir la durée de vie et la réparation de l'ouvrage, il est nécessaire de connaître l'évolution de ces propriétés dans le temps. Par exemple, si au fil du temps les structures en béton conservent leurs caractéristiques de résistance, alors de nombreux nouveaux matériaux synthétiques perdent souvent leurs propriétés de construction dans une période de 10 à 20 ans, ce qui ne peut être acceptable pour les immobilisations et les structures.

Lors de l'exploitation des ouvrages, les relevés visuels sont largement utilisés pour évaluer l'état technique des ouvrages. A cet effet, il existe des lignes directrices et des données tabulaires pour évaluer les résultats des observations, selon lesquelles la fiabilité des structures examinées est établie par des signes extérieurs de leur état et de l'évaluation des dommages. Des données plus précises sont obtenues à partir de mesures instrumentales avec divers instruments basés sur des influences physiques, radiologiques, électromagnétiques et autres.

Comme les observations l'ont montré, lors de l'exploitation des structures, il se produit une modification cyclique de leur fiabilité, qui est associée à la variabilité des charges et de la capacité portante due à divers dommages.

Les dommages à la structure peuvent être de deux types, selon les causes de leur apparition : des effets de force et de l'impact environnement externe(changements de température, processus de corrosion, effets microbiologiques, etc.). Ce dernier type de dommage réduit non seulement la résistance de la structure, mais également sa durabilité.

Une attention particulière devrait être accordée au danger des influences terroristes, qui est devenu pertinent ces derniers temps. Le degré de protection contre les impacts terroristes et autres urgences et la justification économique des mesures de protection doivent être déterminés en fonction de l'importance de ces objets pour la vie de la ville (installations de gestion, etc.).

Prévision les urgences

Une analyse des situations extrêmes dans la pratique de la construction a montré que les accidents sont directement ou indirectement liés à la violation des exigences des normes et règles pour la conception et la technologie de construction des bâtiments et des structures.

Le respect des normes et règles en vigueur garantit la fiabilité des projets de construction sous diverses influences naturelles et assure la sécurité humaine dans le processus de leur exploitation qualifiée. La probabilité d'endommagement de ces objets ne dépasse généralement pas 2,4 · 10-6, ce qui est acceptable dans les conditions de faisabilité économique.

Évaluation des risques en termes de prévision d'urgence

L'étude des causes d'accidents a servi de base pour évaluer la possibilité d'apparition de conditions affectant la fiabilité de l'ouvrage. Ces conditions comprennent la fiabilité des solutions de conception, la qualité de la construction et de l'exploitation.

Une fiabilité insuffisante du projet peut survenir en raison de :

• 1) incohérence du modèle de calcul adopté avec le fonctionnement réel des structures en raison de l'absence ou de l'utilisation incomplète des exigences des normes et standards de conception, de l'ambiguïté des schémas de conception, de la détermination incorrecte des charges et des conditions de fonctionnement de l'installation, ainsi que prise en compte incorrecte de la résistance des structures porteuses et enveloppantes aux influences temporaires et accidentelles;
• 2) vérification insuffisante et évaluation technique incorrecte de la décision de conception prise dans des conditions réelles (manque d'expérience dans l'exploitation des bâtiments et des structures conçus, une différence significative dans la taille de l'objet conçu et les charges par rapport aux structures similaires précédemment construites, etc. .);
• 3) infractions codes du bâtiment et règles lors de la conception en termes de : exhaustivité et fiabilité des études d'ingénierie et géologiques, prise en compte de l'agressivité de l'environnement extérieur, erreurs dans la détermination des charges et des impacts, tolérances incorrectes pour la fabrication des structures et des produits, mauvaise qualité des matériaux, violations des méthodes de construction et des règles d'exploitation, etc.;
• 4) erreurs commises en raison du manque d'expérience et de qualifications suffisantes des concepteurs, du manque de temps ou de fonds pour la conception détaillée.

La mauvaise qualité de la construction des installations peut se produire en raison de :

• - l'utilisation de matériaux et de structures ne correspondant pas au projet ;
• - la mauvaise qualité des travaux de construction et d'installation ;
• - utilisation de méthodes de construction inhabituelles ou non éprouvées ;
• - mauvaise maîtrise de la qualité des performances de la construction, interaction insatisfaisante entre concepteurs et constructeurs ;
• - la faible qualification du personnel de production ou leurs fréquents changements ;
• - situation insatisfaisante sur le chantier : manque de temps, de fonds, mauvaises relations avec le personnel ;
• - écarts par rapport aux codes du bâtiment et aux règles de pratique de la construction lors de la construction d'une structure, écarts par rapport à la conception d'origine;

De mauvaises performances peuvent résulter de :

• - charges excessives par rapport aux valeurs de conception calculées ;
• - manque de contrôle sur l'état de la structure et le fonctionnement de la structure avec des défauts non réparés ;
• - dérogations aux règles de fonctionnement, utilisation de la structure à d'autres fins.

L'analyse des accidents a montré que si l'une des conditions spécifiées n'est pas respectée, un accident d'un objet de construction est possible.

La probabilité d'un accident est déterminée sur la base d'une analyse des solutions d'aménagement et de conception qui affectent la fiabilité des structures, l'utilisation d'expertises, ainsi que des données calculées ou des matériaux d'enquête sur le terrain.

Le questionnaire d'enquête, auquel les experts répondent de manière anonyme, contient un certain nombre de conditions d'évaluation, chacune ayant son propre poids spécifique, la somme totale de toutes les conditions étant égale à 1 (voir annexe 3). Cette annexe donne les conditions types d'analyse de la fiabilité d'un ouvrage en tenant compte des caractéristiques de conception et des conditions d'exploitation.

Dans des conditions spécifiques, si nécessaire, une analyse de fiabilité du projet peut être effectuée en tenant compte d'exigences supplémentaires, et le nombre de conditions peut être augmenté ou modifié.

Chaque condition est évaluée sur une échelle de points et comporte cinq options de réponse : 1 (inacceptable), 2 (insatisfaisant), 3 (satisfaisant), 4 (bon), 5 (excellent).

La fiabilité conditionnelle d'un bâtiment ou d'une structure β est déterminée par la formule

où R i - estimation de fiabilité spécifique obtenue en multipliant gravité spécifique conditions de notation.

Les valeurs obtenues pour la structure sont comparées à l'échelle d'évaluation de la fiabilité (tableau 6.1).

Tableau 6.1. Barème d'évaluation de la fiabilité et de la probabilité de défaillance des ouvrages selon expertise

Bien que la détermination de la susceptibilité des structures à un accident à l'aide de la méthode ci-dessus puisse être effectuée de manière assez approximative, l'avantage de cette méthode est qu'elle dépend moins des évaluations subjectives.

Pour une évaluation plus fiable de la fiabilité de la structure et la détermination d'éventuelles situations d'urgence, un contrôle est effectué par plusieurs experts indépendants.

En cas de prévision défavorable, des mesures supplémentaires sont prescrites pour vérifier la fiabilité des matériaux initiaux pour la conception, la qualité des solutions de conception, les processus de construction et d'exploitation afin d'identifier et d'éliminer les causes d'une éventuelle diminution du degré d'objet fiabilité.

En plus des évaluations d'experts, la fiabilité d'une conception de structure peut être établie à partir d'une analyse d'une structure en tant que système structurel composé de structures séparées interconnectées dans une certaine séquence et interagissant avec divers événements.

L'expérience de la construction a montré que différents systèmes structurels de structures ayant le même objectif peuvent avoir une fiabilité différente, et des accidents se produisent lorsqu'une ou plusieurs défaillances de joint dans le système conduisent à une situation dangereuse.

La solution au problème complexe de l'établissement de la défaillance de l'ensemble du système est réalisée en le simplifiant en construisant ce que l'on appelle l'arbre de défaillance logique.

L'arbre des défaillances est une représentation graphique de la relation entre les défaillances initiales des éléments individuels du système et les événements conduisant à l'émergence de diverses situations d'urgence, reliées par des signes logiques "et", "ou".

Les défaillances initiales sont des événements pour lesquels il existe des données sur la probabilité de leur occurrence. Il s'agit le plus souvent de défaillances d'éléments du système : destruction d'ouvrages et de joints d'ouvrages, événements initiateurs divers (erreurs de personnel lors de l'exploitation, dommages accidentels, etc.).

L'établissement de la fiabilité d'une structure commence par une analyse préliminaire des dangers, qui est ensuite utilisée pour construire un arbre de défaillance.

L'analyse est réalisée sur la base d'une étude du processus de fonctionnement et de fonctionnement du système structurel, d'une prise en compte détaillée des impacts environnement, les données existantes sur les défaillances de structures similaires.

Tout d'abord, il est déterminé ce qui est une défaillance du système et les restrictions nécessaires à l'analyse sont introduites. Par exemple, ils établissent la nécessité de prendre en compte l'intensité et la récurrence des séismes, les accidents matériels, de ne considérer que la défaillance initiale de l'ouvrage (défaillance pendant la durée de vie initiale) ou la défaillance pendant toute la durée de vie, etc.

Ensuite, les éléments du système qui peuvent provoquer des conditions dangereuses sont identifiés, par exemple, les structures, les jonctions, les sols de fondation et les fondations de la structure, les événements déclencheurs externes, etc. En même temps, ils soulèvent la question de savoir ce qu'il adviendra du système si l'un des éléments tombe en panne.

Afin de quantifier la fiabilité à l'aide d'un arbre de défaillances, vous devez disposer de données sur les défaillances initiales. Ces données peuvent être obtenues sur la base de l'expérience d'exploitation de projets de construction individuels, d'expériences et d'expertises de spécialistes.

La construction de l'arbre de défaillances s'effectue dans le respect de certaines règles. Le sommet de l'arbre représente l'événement final. Les événements abstraits sont remplacés par des événements moins abstraits. Par exemple, l'événement "défaillance du réservoir d'huile" est remplacé par l'événement moins abstrait "défaillance du réservoir".

Les événements complexes sont divisés en événements plus élémentaires. Par exemple, la « défaillance d'un réservoir » (figure 6.1) qui peut survenir au cours de sa durée de vie est divisée en défaillance dans la phase d'essai et les défaillances dans la première et les 10 années d'exploitation suivantes. Cette séparation est causée par diverses raisons de défaillances : la fiabilité initiale de la structure et l'accumulation des dommages à la suite d'un fonctionnement à long terme.

Riz. 6.1. Arbre de défaillance d'un réservoir d'huile en acier en fonctionnement

Lors de la construction d'un arbre de défaillances, par souci de simplicité, les événements à très faible probabilité ne sont généralement pas inclus.

Une quantification de défaillance du système est la probabilité (Q) qu'une défaillance se produise pendant la durée de vie supposée. Fiabilité du système ( R ) est déterminé par l'expression

Si le système est constitué de i éléments reliés par le signe "ou", sa défaillance sera définie comme

où q, - probabilité de défaillance du i-ème élément du système.

Avec une petite valeur q i la formule (6.3) peut être approximativement exprimée comme

Pour un système ou sous-système de i éléments reliés par le signe "et", la panne sera

Ainsi, l'étude de la fiabilité des systèmes structuraux nous permet de résoudre plusieurs problèmes importants pour la pratique: évaluer qualitativement la fiabilité de l'objet de construction conçu et, en cas de danger accru, prendre des mesures pour l'augmenter, déterminer le fiabilité relative de la structure pour diverses options de schémas structurels lors de la conception, pour quantifier la fiabilité des structures et l'environnement de sécurité.

Détermination des dommages attendus et des facteurs de déstabilisation

Les dommages attendus des impacts naturels et anthropiques dépendent de deux principaux facteurs de déstabilisation :

• - intensité et fréquence des impacts naturels et anthropiques sur les bâtiments et les structures ;
• - connaissances techniques (quantitatives) sur la résistance ou la protection des chantiers de construction et des zones résidentielles contre les effets destructeurs des phénomènes artificiels et naturels.

L'algorithme de calcul et d'évaluation des conséquences économiques des impacts attendus est le suivant.

Pour les influences naturelles :

• - déterminer la possibilité scientifiquement justifiée de l'apparition de phénomènes naturels destructeurs sur le territoire considéré pouvant endommager les ouvrages d'art (communications de transport, génie hydraulique et installations énergétiques), les installations industrielles et civiles ;
• - évaluer la probabilité d'occurrence de chaque type d'impacts naturels, leur intensité et leur fréquence d'occurrence ;
• - déterminer l'état de l'environnement du sol et établir les caractéristiques de résistance des structures porteuses et enveloppantes ;
• - effectuer un ensemble de travaux d'analyse et de calculs d'ingénierie pour déterminer la fiabilité des fondations et la résistance des structures des bâtiments aux charges résultant des impacts naturels et anthropiques pendant la période d'exploitation estimée ;
• - effectuer des travaux pour renforcer les structures des bâtiments et des structures, si nécessaire, pour modifier les schémas de communication des transports (par exemple, dans les zones sujettes aux avalanches ou dans les zones de coulées de boue) et d'autres décisions nécessaires.

Pour les impacts technogéniques :

• - déterminer la possibilité d'accidents d'origine humaine et la probabilité de leur survenance ;
• - évaluer l'impact des accidents d'origine humaine sur l'environnement et la sécurité de la population ;
• - envisager la possibilité de prévenir ou de prévenir les impacts technogéniques ;
• - réaliser des travaux de reconstruction et de modernisation de l'installation pour augmenter le niveau de sécurité et de fiabilité des installations potentiellement dangereuses ;
• - développer des mesures pour localiser l'impact de l'accident sur l'environnement et protéger la population et le personnel de production.

En fonction des impacts attendus et de la détermination des dommages et destructions possibles des chantiers de construction et des dommages à l'environnement, les valeurs estimées des dommages et pertes sont calculées, tant dans le domaine des pertes économiques qu'en matière de santé et de vie des la population. Dans le même temps, les recommandations et les conclusions peuvent être de nature réparatrice ou de reconstruction et de modernisation, ainsi qu'un changement fondamental dans la structure de l'économie de la région et même la réinstallation de la population de zones présentant de graves dangers et dommages qui ne sont pas économiquement réalisables se développer (par exemple, dans les zones de forts tremblements de terre, d'inondations et d'avalanches constantes). ). Dans chaque cas, une analyse qualifiée et un débat public sérieux doivent être menés.

Développement de mesures pour améliorer la fiabilité des chantiers et les moyens de subsistance de la population

Pour assurer la fiabilité des objets de construction, les caractéristiques de résistance des bâtiments et des structures doivent être déterminées et comparées à tous les types de charges et d'impacts pouvant survenir pendant la période d'exploitation estimée.

En cas de détection d'une stabilité et d'une capacité portante insuffisantes des objets de construction par rapport aux charges et impacts existants, les types de travaux suivants doivent être effectués :

• - examiner à l'aide d'appareils et d'outils tous les objets dont la fiabilité est mise en doute ou préoccupante ;
• - déterminer les caractéristiques de résistance des structures porteuses et évaluer l'état des sols de fondation, en tenant compte de leur comportement sous les vibrations et autres charges pouvant réduire la stabilité de l'environnement du sol ou endommager les fondations ;
• - développer un projet de renforcement ou de reconstruction, à l'exclusion des dommages ou de la destruction de l'objet ou de la perte de sa stabilité globale sous les charges et impacts possibles et attendus dans les situations d'urgence ;
• - conformément au projet développé, le complexe nécessaire de renforcement ou de reconstruction de l'objet de construction est réalisé;
• - effectuer un contrôle de qualité strict des travaux de construction et d'installation, en tenant compte des exigences accrues stipulées par les normes et standards pour les zones à charges et impacts élevés ;
• - lors de l'exécution de travaux de construction et d'installation, il est nécessaire d'exiger un certificat de qualité pour les matériaux et les structures utilisés avec des périodes de durabilité garanties pendant la période d'exploitation estimée des installations ;
• - la réception en exploitation d'un objet renforcé ou reconstruit est effectuée conformément aux normes et standards conformément aux matériaux du projet et aux données de performance réelles ;
• - élaborer des recommandations pour l'exploitation des bâtiments et des ouvrages, en tenant compte de leur fiabilité et de leur durabilité sous les charges et impacts maximaux de conception pendant la période normalisée.

Conférence #3

En dessous de fiabilité s'entend comme la propriété d'un objet de conserver dans le temps dans les limites établies les valeurs des paramètres qui caractérisent la capacité à exécuter les fonctions requises dans les modes et conditions spécifiés pour l'utilisation de la maintenance, des réparations, du stockage et du transport. La fiabilité est une propriété complexe qui, selon la finalité de l'objet et les conditions de son utilisation, consiste en une combinaison de sécurité, de maintenabilité et de persistance (Figure 1).

Image 1 - Fiabilité des équipements

Pour la grande majorité de l'année dispositifs techniques lors de l'évaluation de leur fiabilité, les plus importantes sont trois propriétés : fonctionnement sans défaillance, durabilité et maintenabilité.

Fiabilité- la propriété d'un objet à maintenir en permanence un état sain pendant un certain temps.

Durabilité- la capacité à rester opérationnel jusqu'à ce que l'état limite se produise avec le système établi de maintenance et de réparation.

maintenabilité- propriété du produit qui consiste en une adaptabilité au maintien et à la restauration d'un état de fonctionnement par l'entretien et la réparation.

Parallèlement, les équipements à usage saisonnier (machines agricoles de récolte, certains véhicules communaux, bateaux fluviaux de gel des rivières, etc.), ainsi que les machines et équipements d'élimination des situations critiques (matériel de lutte contre l'incendie et de secours), qui, selon leur objectif, avoir une longue période de séjour en mode veille, doit être évalué en tenant compte de la persistance, c'est-à-dire indicateurs des quatre propriétés.

Persistance- la propriété du produit à maintenir dans les limites spécifiées les valeurs des paramètres caractérisant la capacité du produit à remplir les fonctions requises pendant et après le stockage ou le transport.

Ressource(technique) - le temps de fonctionnement du produit jusqu'à ce qu'il atteigne l'état limite spécifié dans la documentation technique. La ressource peut être exprimée en années, heures, kilomètres, hectares, nombre d'inclusions. Il existe une ressource: complète - pour toute la durée de vie jusqu'à la fin de l'exploitation; pré-réparation - du début de l'exploitation à révision produit restauré; utilisé - depuis le début de l'exploitation ou depuis la révision précédente du produit jusqu'au moment considéré ; résiduel - du moment considéré à la défaillance d'un produit non réparable ou à sa révision, révision.

Temps de fonctionnement- la durée de fonctionnement du produit ou la quantité de travail effectuée par celui-ci pendant une certaine période de temps. Elle se mesure en cycles, unités de temps, volume, longueur de course, etc. Il y a le temps de fonctionnement journalier, le temps de fonctionnement mensuel, le temps de fonctionnement jusqu'à la première panne.

MTBF- le critère de fiabilité, qui est une valeur statique, la valeur moyenne du temps de fonctionnement du produit réparé entre pannes. Si le temps de fonctionnement est mesuré en unités de temps, alors le temps moyen entre les pannes est compris comme le temps moyen de fonctionnement sans panne.

Enfin, il existe toute une gamme de produits (par exemple, les produits en caoutchouc), qui sont évalués principalement par leur capacité de stockage et leur durabilité.

Les propriétés de fiabilité répertoriées (fonctionnement sans défaillance, durabilité, maintenabilité et persistance) ont leurs propres indicateurs quantitatifs.

La fiabilité est donc caractérisée par six indicateurs, dont certains aussi importants que probabilité d'échec. Cet indicateur est largement utilisé dans l'économie nationale pour évaluer différents types de moyens techniques : équipements électroniques, avion, pièces, composants et assemblages, véhicules, éléments chauffants. Le calcul de ces indicateurs est effectué sur la base de normes nationales.

Refus- l'un des concepts de base de la fiabilité, qui consiste en une violation des performances du produit (un ou plusieurs paramètres du produit dépassent les limites autorisées).

Taux d'échec- la densité de probabilité conditionnelle de la défaillance d'un objet non récupérable, est déterminée sous la condition qu'avant le moment considéré la défaillance ne se soit pas produite.

Probabilité de disponibilité- la possibilité que, dans le temps de fonctionnement spécifié, la défaillance de l'objet ne se produise pas.

La durabilité est également caractérisée par six indicateurs représentant différents types de ressource et de durée de vie. Du point de vue de la sécurité, le plus intéressant ressource de pourcentage gamma- temps de fonctionnement pendant lequel l'objet n'atteint pas l'état limite avec une probabilité g, exprimée en pourcentage. Ainsi, pour les objets de l'équipement métallurgique (machines pour soulever et déplacer les métaux liquides, pompes et dispositifs de pompage de liquides et de gaz nocifs), g = 95% est prescrit.

La maintenabilité est caractérisée par deux indicateurs : la probabilité et le temps moyen de récupération.

Un certain nombre d'auteurs subdivisent la fiabilité en idéale, fondamentale et opérationnelle. La fiabilité idéale est la fiabilité la plus élevée possible obtenue en créant une conception d'objet parfaite avec une considération absolue de toutes les conditions de fabrication et de fonctionnement. La fiabilité de base est la fiabilité effectivement atteinte lors de la conception, de la fabrication et de l'installation d'un objet. Fiabilité opérationnelle - la fiabilité réelle de l'objet pendant son fonctionnement, en raison à la fois de la qualité de la conception, de la construction, de la fabrication et de l'installation de l'objet, et des conditions de son fonctionnement, de sa maintenance et de sa réparation.

Les dispositions de base de la fiabilité ne seront pas claires sans définir un concept aussi important que la redondance. Réservation- c'est l'utilisation d'outils ou de capacités supplémentaires afin de maintenir l'état de fonctionnement de l'objet en cas de défaillance d'un ou plusieurs de ses éléments.

L'un des types de redondance les plus courants est la duplication - la redondance avec un ratio de réserve de un pour un. En raison du fait que la réservation nécessite d'importantes coût des matériaux, il n'est utilisé que pour les éléments, composants ou ensembles les plus critiques dont la défaillance menace la sécurité des personnes ou entraîne des conséquences économiques graves. Ainsi, les ascenseurs de passagers et de passagers et de fret sont suspendus à plusieurs câbles, les avions sont équipés de plusieurs moteurs, ont un câblage électrique dupliqué, des systèmes de freinage doubles et même triples sont utilisés dans les voitures. La redondance de résistance basée sur le concept de facteur de sécurité s'est également généralisée. On pense que le concept de résistance est le plus directement lié non seulement à la fiabilité, mais également à la sécurité. De plus, on pense que les calculs d'ingénierie des structures pour la sécurité sont presque exclusivement basés sur l'utilisation d'un facteur de sécurité. Les valeurs de ce coefficient dépendent de conditions spécifiques. Pour les récipients sous pression, il varie de 1,5 à 3,25, et pour les câbles d'ascenseur, de 8 à 25.

En révisant processus de production dans la relation de ses principaux éléments, il est nécessaire d'utiliser le concept de fiabilité dans un sens plus large. Dans ce cas, la fiabilité du système dans son ensemble sera différente de la totalité de la fiabilité de ses éléments en raison de l'influence de diverses connexions.

Dans la théorie de la fiabilité, il a été prouvé que la fiabilité d'un appareil constitué d'éléments individuels connectés (au sens de la fiabilité) en série est égale au produit des valeurs des probabilités de fonctionnement sans panne de chaque élément .

Le lien entre fiabilité et sécurité est assez évident : plus le système est fiable, plus il est sûr. De plus, la probabilité d'un accident peut être interprétée comme la "fiabilité du système".

Dans le même temps, la sécurité et la fiabilité sont des concepts liés mais pas identiques. Ils se complètent. Ainsi, du point de vue du consommateur, un équipement peut être fiable ou non fiable, et en termes de sécurité, il peut être sûr ou dangereux. Dans le même temps, l'équipement peut être sûr et fiable (acceptable à tous égards), dangereux et non fiable (rejeté sans condition), sûr et non fiable (le plus souvent rejeté par le consommateur), dangereux et fiable (rejeté pour des raisons de sécurité, mais peut être acceptable pour le consommateur, si le niveau de danger n'est pas trop élevé).

Les exigences de sécurité agissent souvent comme des contraintes sur les ressources et la durée de vie d'un équipement ou d'un appareil. Cela se produit lorsque le niveau de sécurité requis est violé avant d'atteindre l'état limite en raison de problèmes physiques ou d'obsolescence. Les limitations dues aux exigences de sécurité jouent un rôle particulièrement important dans l'évaluation de la durée de vie résiduelle individuelle, entendue comme la durée de fonctionnement depuis un instant donné jusqu'à l'atteinte de l'état limite. Comme mesure de la ressource, tout paramètre caractérisé par la durée de fonctionnement de l'objet peut être choisi. Pour les avions, la mesure de la ressource est le temps de vol en heures, pour les véhicules - le kilométrage en kilomètres, pour les laminoirs - la masse de métal laminé en tonnes, etc.

L'unité la plus universelle du point de vue de la méthodologie générale et de la théorie de la fiabilité est l'unité de temps. Cela est dû aux circonstances suivantes. Premièrement, le temps de fonctionnement d'un objet technique comprend également des pauses pendant lesquelles le temps de fonctionnement total n'augmente pas et les propriétés des matériaux peuvent changer. Deuxièmement, l'utilisation de modèles économiques et mathématiques pour justifier la ressource attribuée n'est possible qu'avec l'utilisation de la durée de vie attribuée (la durée de vie est définie comme la durée calendaire depuis le début de l'exploitation d'un objet ou son renouvellement après un certain type de réparation jusqu'au passage à l'état limite et se mesure en unités de temps calendaire) . Troisièmement, le calcul de la ressource en unités de temps permet de poser les problèmes de prévision sous la forme la plus générale.

L'impulsion initiale à la création de méthodes numériques d'évaluation de la fiabilité a été donnée dans le cadre du développement de l'industrie aéronautique et du faible niveau de sécurité des vols aux stades initiaux. Un nombre important d'accidents d'aviation avec une intensité toujours croissante des ressources aériennes a nécessité le développement de critères de fiabilité des aéronefs et d'exigences de niveau de sécurité. En particulier, il y avait analyse comparative l'un des nombreux avions en termes de réussite des vols.

La chronologie du développement de la théorie et de la technologie de la fiabilité est révélatrice du point de vue de la sécurité. Dans les années 40, les principaux efforts d'amélioration de la fiabilité se sont concentrés sur une amélioration globale de la qualité, le facteur économique prédominant. Pour augmenter la durabilité des composants et des assemblages de divers types d'équipements, des conceptions améliorées, des matériaux durables et des instruments de mesure parfaits ont été développés. En particulier, le service électrique de l'entreprise " Moteurs généraux"(USA) a augmenté la durée de vie active des moteurs d'entraînement de locomotive de 400 000 à 1,6 million de km grâce à l'utilisation d'une isolation améliorée et à l'utilisation de roulements à rouleaux coniques et sphériques améliorés, ainsi qu'à des tests à haute température. Des progrès ont été réalisés dans le développement de conceptions maintenables et dans la fourniture aux installations d'équipements, d'outils et de documentation pour les travaux de prévention et de maintenance.

Dans le même temps, l'élaboration et l'approbation de programmes types d'inspections périodiques et de cartes de contrôle pour les machines-outils performantes se généralisent.

Dans les années 1950, une grande importance a commencé à être accordée aux questions de sécurité, en particulier dans des secteurs aussi prometteurs que l'aérospatiale et Pouvoir nucléaire. Cette période marque le début de l'utilisation de nombreux concepts actuellement répandus de la fiabilité des éléments des dispositifs techniques, tels que la durabilité attendue, la conformité de la conception aux exigences spécifiées et la prédiction des indicateurs de fiabilité.

Dans les années 60, le besoin urgent de nouvelles méthodes pour assurer la fiabilité et leur application plus large est devenu évident. L'attention s'est déplacée de l'analyse du comportement d'éléments individuels de différents types (mécaniques, électriques ou hydrauliques) vers les conséquences causées par la défaillance de ces éléments dans le système correspondant. Au cours des premières années de l'ère des vols spatiaux, des efforts considérables ont été déployés pour tester les systèmes et les éléments individuels. Afin d'atteindre un haut degré de fiabilité, l'analyse de schéma fonctionnel a été développée comme modèles principaux. Cependant, avec l'augmentation de la complexité des organigrammes, un besoin s'est fait sentir d'une approche différente, le principe d'analyse des systèmes par arbre de défaillances a été proposé puis largement utilisé. Il a d'abord été utilisé comme programme pour évaluer la fiabilité du système de contrôle de lancement des missiles MINITMAN.

Par la suite, la technique de construction d'un arbre de défaillances a été améliorée et étendue à un large éventail de systèmes techniques. Après des accidents catastrophiques dans des complexes souterrains de lancement intercontinental missiles balistiques Aux États-Unis, l'étude de la sécurité des systèmes a été officiellement introduite dans la pratique en tant qu'activité indépendante distincte. Le département américain de la Défense a introduit l'obligation d'effectuer une analyse de fiabilité à toutes les étapes du développement de tous les types d'armes. En parallèle, des exigences ont été développées pour la fiabilité, la performance et la maintenabilité des produits industriels.

Dans les années 1970, le plus notable a été le travail sur l'évaluation des risques associés à l'opération centrales nucléaires basée sur l'analyse d'un large éventail d'accidents. Son objectif principal était d'évaluer les conséquences potentielles de tels accidents pour la population à la recherche de moyens d'assurer la sécurité.

Récemment, le problème du risque est devenu très sérieux et attire de plus en plus l'attention des spécialistes dans divers domaines de la connaissance jusqu'à ce jour. Ce concept est tellement inhérent à la fois à la sécurité et à la fiabilité que les termes « fiabilité », « danger » et « risque » sont souvent confondus.

Parmi les causes techniques d'accidents du travail, les causes liées à la fiabilité insuffisante des équipements de production, des structures, des appareils ou de leurs éléments occupent une place particulière, car le plus souvent elles apparaissent soudainement et se caractérisent donc par des taux élevés de gravité des blessures.

Un grand nombre de types d'équipements et de structures à forte intensité de métal utilisés dans l'industrie, la construction et les transports sont une source de facteurs de production dangereux en raison de la possibilité existante de défaillance d'urgence de pièces et d'assemblages individuels.

L'objectif principal de l'analyse de la fiabilité et de la sécurité associée des équipements et dispositifs de production est de réduire les défaillances (principalement traumatiques) et les pertes humaines associées, les pertes économiques et les perturbations environnementales.

Actuellement, il existe de nombreuses méthodes d'analyse de la fiabilité et de la sécurité. Ainsi, la méthode la plus simple et la plus traditionnelle pour la fiabilité est la méthode des schémas fonctionnels. Dans ce cas, l'objet est représenté comme un système d'éléments individuels, pour lequel il est possible et opportun de déterminer les indicateurs de fiabilité. Les diagrammes structurels sont utilisés pour calculer la probabilité de défaillance, à condition qu'une seule défaillance soit possible à la fois dans chaque élément. Des limitations similaires ont conduit à l'émergence d'autres méthodes d'analyse.

La méthode d'analyse préliminaire des dangers identifie les dangers pour le système et identifie les éléments pour déterminer les modes de défaillance dans l'analyse des conséquences, ainsi que pour construire un arbre de défaillance. C'est la première et nécessaire étape de toute recherche.

L'analyse des conséquences du mode de défaillance se concentre principalement sur le matériel et considère tous les modes de défaillance pour chaque élément. Les inconvénients sont que cela prend du temps et que la combinaison des échecs et des facteurs humains n'est souvent pas prise en compte.

L'analyse de criticité identifie et catégorise les éléments d'amélioration du système, mais ne prend souvent pas en compte les défaillances ayant une cause commune d'interaction des systèmes.

L'analyse de l'arbre des événements est utilisée pour identifier les séquences de base et les résultats de défaillance alternatifs, mais ne convient pas aux séquences parallèles d'événements et à une étude détaillée.

L'analyse des risques et de l'opérabilité est un type étendu d'analyse des conséquences du mode de défaillance qui inclut les causes et les conséquences des changements dans les variables de production clés.

L'analyse de cause à effet démontre bien les enchaînements successifs d'événements, est suffisamment souple et riche, mais trop lourde et chronophage.

L'analyse par arbre de défaillances est la technique la plus courante qui a été largement utilisée dans diverses industries. Cette analyse est clairement axée sur la recherche de défaillances et, ce faisant, identifie les aspects du système qui sont importants pour les défaillances considérées. En même temps, du matériel graphique et visuel est fourni. La visibilité donne au spécialiste la possibilité de pénétrer profondément dans le processus du système et en même temps vous permet de vous concentrer sur des défaillances spécifiques individuelles.

Le principal avantage d'un arbre de défaillances par rapport aux autres méthodes est que l'analyse se limite à identifier uniquement les éléments du système et les événements qui conduisent à cette défaillance particulière du système. En même temps, la construction d'un arbre de défaillances est un certain art scientifique, car il n'y a pas d'analystes qui créeraient deux arbres de défaillances identiques.

Pour trouver et visualiser une relation causale à l'aide d'un arbre de défaillances, il est nécessaire d'utiliser des blocs élémentaires qui subdivisent et relient un grand nombre d'événements.

Ainsi, les méthodes actuellement utilisées pour analyser la fiabilité et la sécurité des équipements et dispositifs, bien qu'elles présentent certains inconvénients, permettent encore assez efficacement de déterminer les causes de divers types de défaillances même dans des systèmes relativement complexes. Cette dernière est particulièrement pertinente en rapport avec la grande importance du problème de la survenance des aléas dus à la fiabilité insuffisante des objets techniques.

Concepts de base de la fiabilité. classement des pannes. Composants de fiabilité

Les termes et définitions utilisés dans la théorie de la fiabilité sont réglementés par GOST 27.002-89 "Fiabilité en ingénierie. Termes et définitions".

1. Concepts de base

Fiabilité- la propriété de l'objet à remplir les fonctions spécifiées, en gardant dans le temps et dans les limites spécifiées les valeurs des indicateurs opérationnels établis.
Un objet- un produit technique à destination déterminée, considéré pendant les périodes de conception, de production, d'essais et d'exploitation.
Les objets peuvent être divers systèmes et leurs éléments.
Un élément est le composant le plus simple d'un produit ; dans les problèmes de fiabilité, il peut être composé de plusieurs parties.
Système - un ensemble d'éléments agissant conjointement, conçus pour exécuter indépendamment les fonctions spécifiées.
Les notions d'élément et de système se transforment en fonction de la tâche. Par exemple, lors de la détermination de sa propre fiabilité, une machine-outil est considérée comme un système composé d'éléments individuels - mécanismes, pièces, etc., et lors de l'étude de la fiabilité d'une ligne de production - comme un élément.
La fiabilité d'un objet est caractérisée par les principaux états et événements suivants.
facilité d'entretien- l'état de l'objet, dans lequel il répond à toutes les exigences établies par la documentation réglementaire et technique (NTD).
performance- l'état de l'objet, dans lequel il est capable d'exécuter les fonctions spécifiées, tout en conservant les valeurs des principaux paramètres établis par le NTD.
Les principaux paramètres caractérisent le fonctionnement de l'objet lors de l'exécution des tâches assignées.
concept facilité d'entretien plus large que le concept performance. Un objet utilisable est tenu de satisfaire uniquement aux exigences de la NTD, dont le respect garantit l'utilisation normale de l'objet aux fins prévues. Ainsi, si l'objet est inutilisable, cela indique son dysfonctionnement. En revanche, si un objet est défectueux, cela ne signifie pas qu'il est inutilisable.
état limite- l'état de l'objet, dans lequel son utilisation prévue est inacceptable ou irréalisable.
L'utilisation (l'utilisation) d'un objet aux fins prévues doit être résiliée dans les cas suivants :

en cas de faille de sécurité irrécupérable ;

en cas d'écart irrécupérable des valeurs des paramètres spécifiés;

avec une augmentation inacceptable des coûts d'exploitation.

Pour certains objets, l'état limite est le dernier de son fonctionnement, c'est-à-dire l'objet est mis hors service, pour d'autres - une certaine phase du calendrier opérationnel, nécessitant des travaux de réparation et de restauration.
À cet égard, les objets peuvent être :

non récupérable, dont l'opérabilité en cas de panne ne peut pas être restaurée ;

restaurable, dont les performances peuvent être restaurées, y compris par remplacement.

Les objets non récupérables comprennent, par exemple : les roulements, les produits semi-conducteurs, les roues dentées, etc. Les objets constitués de nombreux éléments, par exemple une machine-outil, une voiture, un équipement électronique, sont récupérables, car leurs défaillances sont associées à des dommages à un ou quelques éléments qui peuvent être remplacés.
Dans certains cas, le même objet, selon les caractéristiques, les étapes de fonctionnement ou le but, peut être considéré comme récupérable ou non récupérable.
Refus– un événement consistant en une violation de l'état utilisable d'un objet.
Critère de défaillance - une caractéristique distinctive ou un ensemble de caractéristiques, selon lesquelles le fait de l'occurrence d'une défaillance est établi.

2. Classification et caractéristiques des défaillances

Les types de pannes sont divisés en :

pannes de fonctionnement(remplissant les fonctions principales de l'objet s'arrête, par exemple, la rupture des dents d'engrenage);

pannes paramétriques(certains paramètres de l'objet changent dans des limites inacceptables, par exemple, perte de précision de la machine).

De par leur nature, les pannes peuvent être :

Aléatoire, causés par des surcharges imprévues, des défauts matériels, des erreurs de personnel ou des défaillances du système de contrôle, etc. ;

systématique, dus à des phénomènes naturels et inévitables qui provoquent une accumulation progressive des dommages : fatigue, usure, vieillissement, corrosion, etc.

Les principales caractéristiques de la classification des pannes:

la nature de l'événement;

cause de l'événement ;

la nature de l'élimination;

conséquences des échecs;

utilisation ultérieure de l'objet ;

facilité de détection;

moment de survenance.

Examinons de plus près chacune des fonctionnalités de classification :

Les défaillances soudaines se manifestent généralement sous la forme de dommages mécaniques aux éléments (fissures - rupture fragile, ruptures d'isolation, ruptures, etc.) et ne s'accompagnent pas de signes visibles préliminaires de leur approche. Une panne soudaine se caractérise par l'indépendance du moment de l'occurrence par rapport au moment du travail précédent.
Défaillances progressives - associées à l'usure des pièces et au vieillissement des matériaux.

cause de survenance :	défaillance structurelle causée par des défauts et une conception infructueuse de l'objet;
	défaillance de production associée à des erreurs dans la fabrication d'un objet en raison d'une imperfection ou d'une violation de la technologie ;
	défaillance opérationnelle causée par la violation des règles de fonctionnement.
caractère d'élimination :	échec persistant ;
	panne intermittente (apparition/disparition). conséquences de l'échec : échec facile (facilement éliminé) ;
	panne moyenne (ne provoquant pas de pannes de nœuds adjacents - pannes secondaires);
	défaillance grave (provoquant des défaillances secondaires ou entraînant une menace pour la vie et la santé humaines).
utilisation ultérieure de l'objet :	les pannes complètes, excluant la possibilité de fonctionnement de l'installation jusqu'à leur élimination ;
	les échecs partiels, dans lesquels l'objet peut être partiellement utilisé.
facilité de détection :	les échecs évidents (explicites) ;
	défaillances latentes (implicites).
heure d'occurrence :	les pannes de rodage qui se produisent pendant la période initiale de fonctionnement ;
	pannes pendant le fonctionnement normal ;
	les défaillances d'usure causées par l'usure irréversible des pièces, le vieillissement des matériaux, etc.

3. Composantes de la fiabilité

La fiabilité est une propriété complexe qui comprend, selon la finalité de l'objet ou les conditions de son fonctionnement, un certain nombre de propriétés simples :

fiabilité;

durabilité;

maintenabilité ;

persistance.

Fiabilité- la propriété d'un objet à maintenir en permanence son opérabilité pendant un certain temps de fonctionnement ou pendant un certain temps.
Temps de fonctionnement - la durée ou la quantité de travail de l'objet, mesurée en toute quantité non décroissante (unité de temps, nombre de cycles de chargement, kilomètres de parcours, etc.).
Durabilité- la propriété de l'objet de rester opérationnel jusqu'à ce que l'état limite se produise avec le système établi d'entretien et de réparations.
maintenabilité- la propriété de l'objet, qui consiste en son adaptabilité à la prévention et à la détection des causes de pannes, au maintien et à la restauration des performances en effectuant des réparations et de l'entretien.
Persistance- la propriété de l'objet à maintenir en permanence les indicateurs de performance requis pendant (et après) la période de stockage et de transport.
Selon l'objet, la fiabilité peut être déterminée par toutes les propriétés répertoriées ou une partie d'entre elles. Par exemple, la fiabilité d'une roue dentée, des roulements est déterminée par leur durabilité, et la fiabilité d'une machine-outil est déterminée par sa durabilité, son fonctionnement sans panne et sa maintenabilité.

4. Principaux indicateurs de fiabilité

Indicateur de fiabilité caractérise quantitativement la mesure dans laquelle un objet donné possède certaines propriétés qui déterminent la fiabilité. Certains indicateurs de fiabilité (par exemple, ressource technique, durée de vie) peuvent avoir une dimension, plusieurs autres (par exemple, la probabilité de fonctionnement sans panne, facteur de disponibilité) sont sans dimension.
Considérez les indicateurs du composant de fiabilité - durabilité.
Ressource technique- la durée de fonctionnement de l'objet depuis le début de son fonctionnement ou la reprise de fonctionnement après réparation jusqu'à l'apparition de l'état limite. Strictement parlant, la ressource technique peut être réglementée comme suit : vers le support, le capital, du capital à la prochaine réparation du support, etc. S'il n'y a pas de réglementation, cela signifie que la ressource depuis le début de l'exploitation jusqu'à atteindre l'état limite après tout types de réparations.
Pour les objets non récupérables, les notions de ressource technique et de délai avant panne sont les mêmes.
Ressource affectée- la durée totale de fonctionnement de l'objet, à l'atteinte de laquelle l'opération doit être interrompue, quel que soit son état.
Durée de vie- durée calendaire de fonctionnement (y compris stockage, réparation, etc.) depuis son début jusqu'à l'apparition de l'état limite.
Sur la fig. une interprétation graphique des indicateurs énumérés est donnée, tandis que :

t0 = 0 – début de fonctionnement ;
t1, t5 – temps d'arrêt pour des raisons technologiques ;
t2, t4, t6, t8 sont les instants d'allumage de l'objet ;
t3, t7 sont les moments où l'objet est sorti pour réparation, respectivement moyen et capital;
t9 est l'instant de fin de fonctionnement ;
t10 est le moment de la défaillance de l'objet.

Ressource technique (délai avant panne)Basique notions théorie des droits... en un produit fini. concept et classification coûts de transaction, voies ... de l'économie, il constituants Transactionnel... conditions_rationnel refus 0T droits à... règle moins fiable. Finalement...

Principal notions sociologie (1)

Aide-mémoire >> Sociologie

Analyse logistique Majeur notions inclus dans... Classification questionnaires Principal... mènera à refus participe à... constituants ... Principal finalité de la méthode : identifier les aspects les plus significatifs et complexes du problème étudié, augmenter fiabilité ...

concept et classification expertise médico-légale. Organismes d'examen médico-légal et leurs fonctions

Conférence >> Etat et Droit

Technique, - fournir fiabilité et la fiabilité de l'expert... organique constituants les médicaments sont instables... sur principale et supplémentaire. Principal trace... recherche. Refus de la décision... est resté inchangé. 7.6. concept et classification armes froides. ...

Principal notions psychologie (2)

Guide d'étude >> Psychologie

Un résolveur de problèmes fiabilité actions des opérateurs... approche informationnelle. Principal concept psychologie cognitive... sont menées classification et spécification. Classification- ... systèmes, constituants individuellement naturel ... pas capable refuser de...

Lors de l'évaluation de la qualité des matériaux de construction, leurs propriétés doivent être pleinement prises en compte. En conséquence, il existe un système d'indicateurs de qualité, qui comprend : des indicateurs de finalité, de fiabilité et de durabilité, des indicateurs ergonomiques, etc.

Indicateurs de finalité. Ces indicateurs caractérisent l'effet bénéfique de l'utilisation des produits conformément à leur destination et déterminent le champ de son application. De manière générale, les indicateurs cibles comprennent force(résistance à la compression et à la traction, rigidité, résistance à la fissuration, résistance aux chocs, résistance sismique), ainsi que indicateurs thermophysiques et résistance aux influences extérieures(résistance au gel, résistance à l'humidité, résistance au rayonnement solaire, résistance à la chaleur, résistance au feu, conductivité thermique, résistance à l'eau, isolation phonique, transmission lumineuse, etc.).

La nomenclature des indicateurs de désignation nécessaires à l'évaluation de la qualité est régie par le système de normes et prévoit les indicateurs de désignation suivants pour les matériaux de murs en pierre: résistance à la compression et à la flexion, absorption d'eau, libération d'humidité, résistance au gel, retrait linéaire. Étant donné que les matériaux sont conçus pour fonctionner dans la structure du mur d'enceinte et doivent avoir une résistance thermique élevée, la norme comprend l'un des indicateurs les plus importants - la conductivité thermique du matériau du mur.

Lors de l'évaluation du niveau de qualité des produits, les indicateurs de destination sont souvent utilisés conjointement avec des indicateurs d'autres types. Les indicateurs de fiabilité et de durabilité sont les plus proches des indicateurs de nomination.

Sont également inclus dans ce groupe indicateurs de constructibilité caractérisent le degré de perfection technique et de progressivité du matériau, du produit ou du dessin. Pour les produits de construction, les indicateurs de constructibilité sont la forme et les dimensions géométriques, les tolérances normalisées. En ce qui concerne les matériaux, les caractéristiques de composition et de structure sont utilisées comme indicateurs de constructibilité. Par exemple, pour le ciment, une caractéristique est utilisée pour la teneur en principaux minéraux du clinker ; les mélanges de béton sont caractérisés par le type et le rapport des matières premières, etc.

Indicateurs de fiabilité et de durabilité. Ces indicateurs caractérisent les propriétés de fiabilité et de durabilité des matériaux, produits ou objets de construction. En ce qui concerne le processus de fabrication des produits mérite l'attention - également la fiabilité équipement technologique utilisé dans la fabrication de produits et de la technologie en général.

Les indicateurs de fiabilité caractérisent le degré auquel un produit remplit ses fonctions pendant une durée de vie donnée dans certaines conditions environnementales tout en conservant ses propriétés, sous réserve des règles de fonctionnement. La propriété de fiabilité est posée au stade du développement du produit, fournie au stade de sa production et maintenue au stade de l'exploitation.

Le problème de la fiabilité des structures et des systèmes de construction devient de plus en plus important en raison de l'augmentation du nombre d'étages des bâtiments, de l'augmentation du nombre d'éléments préfabriqués et du nombre de joints, de la volonté de rendre les structures aussi légères et fines que possible.

Fiabilité- une propriété complexe d'un produit, qui dans le cas général est constituée de propriétés particulières : durabilité, fonctionnement sans défaillance, maintenabilité et aptitude au stockage.

Fiabilité appeler la propriété d'un objet pour maintenir en permanence un état sain pendant un certain temps ou un certain temps de fonctionnement. Fondamentalement, la fiabilité est considérée par rapport au mode de fonctionnement de l'objet, mais il est parfois nécessaire d'évaluer la fiabilité lors de son stockage et de son transport) Les indicateurs de fiabilité incluent la probabilité de fonctionnement sans panne, le temps moyen jusqu'à la panne, le temps jusqu'à la panne , taux d'échec, etc.

Le temps avant panne est la durée ou la quantité de travail d'un objet depuis le début de son fonctionnement jusqu'à ce que la première panne se produise. Elle est mesurée en unités de temps (avec fonctionnement continu du produit) ou en cycles lorsque le produit fonctionne par intervalles. Le temps de défaillance est utilisé pour caractériser la fiabilité d'un seul produit. Pour évaluer la fiabilité d'un groupe (lot) de produits, il convient d'utiliser des indicateurs qui reflètent l'évolution des propriétés du produit, en tenant compte de leur variabilité statistique. Ces indicateurs sont le temps moyen jusqu'à la défaillance, le pourcentage gamma de temps jusqu'à la défaillance et le taux de défaillance, etc.

Le temps moyen jusqu'à la défaillance reflète l'espérance mathématique du temps jusqu'à la première défaillance. Le temps de défaillance gamma-pourcentage caractérise le temps pendant lequel la défaillance de l'objet ne se produit pas avec une probabilité y, exprimée en pourcentage. Pour quantifier la fiabilité des produits non réparables, l'indicateur de taux de défaillance est utilisé. Le taux de défaillance est la probabilité de défaillance d'un produit non réparable par unité de temps. Dans le cas le plus simple, le taux de défaillance est inversement proportionnel au temps entre les défaillances.

La probabilité de fonctionnement sans panne caractérise la probabilité que, dans un temps de fonctionnement donné, un objet ne tombe pas en panne. Par le temps je,à compter du début du fonctionnement de l'objet, la probabilité de son fonctionnement sans problème est déterminée par la formule P(t)= 1-F(t), où F(t) - fonction de distribution du temps jusqu'à la défaillance, exprimée sous la forme d'un certain nombre de zéro à un ou sous la forme d'un pourcentage

En dessous de ré durabilité la propriété d'un objet à maintenir l'opérabilité jusqu'à l'état limite avec les pauses nécessaires pour les réparations est implicite. L'état limite est déterminé par la destruction de l'objet, les exigences de sécurité ou des considérations économiques.

Pour évaluer la durabilité des produits de construction, des indicateurs sont utilisés pour prédire la durée de vie des produits. Il s'agit tout d'abord de la période qui caractérise la durée calendaire de fonctionnement du produit avant le passage à l'état limite. Une distinction est également faite entre la durée de vie désignée, qui reflète la durée calendaire de fonctionnement du produit, à laquelle il doit être mis fin à son utilisation prévue, et la durée de vie moyenne, c'est-à-dire l'espérance mathématique de la durée de vie.

maintenabilité - propriété d'un produit qui caractérise son aptitude à rétablir un état de fonctionnement à la suite de la prévention, de la détection et de l'élimination des défaillances. Les indicateurs de maintenabilité sont le temps de récupération moyen d'un état de fonctionnement, qui exprime l'espérance mathématique du temps de récupération, ainsi que la probabilité de récupération, c'est-à-dire la probabilité que le temps de récupération de l'état sain de l'objet ne dépasse pas la valeur spécifiée. La maintenabilité se réfère uniquement aux produits, systèmes et composants remis à neuf.

Persistance caractérise les propriétés de l'objet pour maintenir les valeurs spécifiées de fiabilité, de durabilité et de maintenabilité pendant et après la période de stockage et de transport établie documentation technique. La persistance est quantifiée par le temps de stockage et de transport avant que la panne ne se produise. Il est possible d'exprimer la persistance et la diminution de l'indice de fiabilité lors du fonctionnement ultérieur du produit.

La pratique de la construction montre que les produits peuvent perdre leur fiabilité non seulement pendant le fonctionnement, mais aussi pendant le stockage ou le transport. Par conséquent, la persistance se présente souvent sous la forme de deux composants: l'un apparaît pendant la période de stockage et l'autre - lors de l'utilisation de l'objet après stockage.

Indicateurs de fabricabilité. Ce groupe comprend des indicateurs qui caractérisent l'efficacité de la conception et des solutions technologiques, qui devraient viser à atteindre une productivité du travail élevée avec une consommation minimale de matériaux, de carburant et d'énergie pour la fabrication et la réparation des produits.

La fabricabilité des produits est caractérisée par le degré d'utilisation des normes procédés technologiques, les matières premières et les produits les plus rationnels de la production centralisée, le meilleur approvisionnement du consommateur en pièces de rechange et en matériaux, ce qui entraîne une augmentation de la productivité du travail dans la fabrication des produits et une réduction des coûts de production et de fonctionnement des produits . Vers les principaux indicateurs de fabricabilité produits industriels comprennent le coefficient de préfabrication (blocage) du produit et le coefficient d'utilisation de matériaux rationnels, ainsi que des indicateurs spécifiques de l'intensité de travail de la production, de l'intensité matérielle et énergétique des produits.

Facteur d'assemblage(blocage) du produit caractérise la facilité d'installation du produit et représente la proportion d'éléments structurels inclus dans les blocs spécifiés dans le nombre total d'éléments de l'ensemble du produit) En ce qui concerne les produits de construction (systèmes), le facteur de préfabrication exprime la proportion d'éléments préfabriqués dans le nombre total de composants du produit (système):

où N assis - le nombre d'éléments préfabriqués dans le produit ; N- le nombre total d'éléments.

Plus la valeur du coefficient de préfabrication est élevée, plus la fabricabilité des produits est élevée.

Taux d'utilisation rationnelle des matériaux sont déterminés dans les cas où il est opportun pour des raisons techniques et économiques d'utiliser certains matériaux efficaces dans la conception du produit (alliages d'aluminium, polymère Matériaux de construction etc.). Taux d'utilisation des matériaux :

(2.2)

où M et- poids total du produit ; Maman - la masse totale de la matière efficace dans le produit.

Pour les matériaux légers et efficaces, en raison de leur faible densité, le facteur d'utilisation aura une valeur sous-estimée. Par conséquent, pour de tels matériaux, il est nécessaire d'entrer dans l'expression non pas des masses, mais des volumes. Avec une augmentation du taux d'utilisation des matériaux rationnels, le niveau de qualité du produit augmente.

La fabricabilité des produits est commodément caractérisée par des indicateurs de consommation de main-d'œuvre et de matériaux. Intensité de travail de la production est déterminé par le temps consacré à la fabrication d'une unité de production, et s'exprime pour les produits industriels en heures normales. Intensité de travail spécifique est défini comme le rapport de l'intensité de travail totale de la production J au paramètre principal du produit À:

q t \u003d T / B,(2.3)

Consommation de matière spécifique - rapport de masse ou de volume produits finis Mà son paramètre principal À:

q m =M/B(2.4.)

Lors de la détermination de l'intensité de travail spécifique et de la consommation de matériaux spécifique, les indicateurs de la destination du produit (résistance, densité, etc.) sont pris comme paramètre principal. La politique technique de l'entreprise devrait viser à réduire l'intensité de travail spécifique, la consommation de matériaux et l'intensité énergétique des produits; le niveau de qualité augmente.

Indicateurs ergonomiques. Les indicateurs de qualité ergonomiques sont utilisés pour déterminer la conformité du produit aux exigences de l'ergonomie. L'ergonomie étudie l'interaction dans le système "homme - environnement - produit". Ces indicateurs couvrent l'ensemble des facteurs qui affectent la personne qui travaille et le produit utilisé. Par exemple, lors de l'étude d'un lieu de travail, il convient de prendre en compte non seulement la posture de travail d'une personne et ses mouvements, sa respiration, sa pensée, mais également les dimensions du siège, les paramètres des outils, les moyens de transmission des informations, etc.

Les indicateurs ergonomiques sont divisés en hygiéniques, anthropométriques, physiologiques et psychologiques.

Le niveau des indicateurs ergonomiques est déterminé par des experts - ergonomes selon l'échelle de notation spéciale développée en points.

Indicateurs d'hygiène caractériser la conformité du produit aux normes et recommandations sanitaires et hygiéniques. Ces indicateurs permettent d'évaluer la conformité du produit aux conditions d'hygiène de vie et aux performances humaines lors de l'interaction avec le produit. Le groupe d'indicateurs hygiéniques comprend l'éclairage, les conditions de température, l'humidité et la pression, les intensités des champs magnétiques et électriques, les niveaux de poussière, les radiations, la toxicité, le bruit et les vibrations, la surcharge (accélération).

L'influence des indicateurs d'hygiène est déterminée en mesurant et en évaluant l'intensité des facteurs individuels et en comparant les données obtenues avec les données normatives. Par exemple, lors de l'évaluation du niveau de vibration, il est nécessaire de comparer le niveau de vibration existant des équipements de procédé (plates-formes vibrantes, vibrateurs profonds, de surface et montés) avec le maximum autorisé par les normes. Le degré de nocivité des vibrations est estimé par les valeurs limites de la vitesse de vibration et de l'amplitude des oscillations en fonction de la fréquence.

Indicateurs anthropométriques caractériser les produits en contact direct avec une personne, les éléments de contrôle, le mobilier industriel, les vêtements et les chaussures. Le groupe d'indicateurs anthropométriques comprend des indicateurs de conformité de la conception du produit avec la taille et la forme du corps humain et de ses parties individuelles qui entrent en contact avec le produit ; un indicateur de la conformité de la conception du produit avec la répartition de la masse humaine.

Indicateurs physiologiques et psychophysiologiques caractériser la conformité du produit avec les propriétés physiologiques d'une personne et les caractéristiques du fonctionnement de ses organes sensoriels. Cela comprend les indicateurs suivants : conformité de la conception du produit avec les capacités de vitesse et de puissance d'une personne ; conformité de la taille, de la forme, de la luminosité, du contraste, de la couleur du produit et de la position spatiale de l'objet d'observation avec les capacités psychophysiologiques visuelles d'une personne; conformité de la conception du produit contenant la source d'information avec les capacités psychophysiologiques auditives d'une personne ; conformité du produit et de ses éléments avec les capacités relatives d'une personne.

Indicateurs psychologiques caractériser la conformité du produit caractéristiques psychologiques humaine » reflétée dans les exigences techniques et psychologiques, les exigences de la psychologie du travail et la psychologie générale. Le groupe psychologique comprend des indicateurs de la conformité du produit aux possibilités de perception et de traitement de l'information et de la conformité du produit aux compétences humaines fixes et nouvellement formées (en tenant compte de la facilité et de la rapidité de leur formation) lors de l'utilisation du produit.

Lors de l'évaluation de la qualité des produits à l'aide d'indicateurs ergonomiques, il est nécessaire de distinguer les éléments des produits industriels qui affectent la capacité de travail, la productivité et la fatigue d'une personne.

Indicateurs de normalisation et d'unification. Cela inclut des indicateurs caractérisant le degré de saturation du produit avec des pièces standardisées et unifiées Lors du développement de nouveaux produits, il est nécessaire de s'efforcer non seulement de réduire le nombre de composants d'origine, mais également de réduire le nombre de pièces standardisées et unifiées, car, avec d'autre conditions égales plus la qualité du produit est élevée, moins il contient de composants.Pour l'uniformité dans le calcul des indicateurs de normalisation et d'unification, les composants du produit sont généralement divisés en standard, unifié et original. Les parties du produit fabriquées conformément aux normes nationales, républicaines ou industrielles sont considérées comme standardisées. Les pièces unifiées comprennent les parties du produit fabriquées selon les normes de l'entreprise, ainsi que celles reçues par celle-ci sous forme finie en tant que composants (parmi ceux en production de masse). Les pièces d'origine sont des composants conçus spécifiquement pour ce produit.

Les indicateurs les plus importants de normalisation et d'unification sont les coefficients d'applicabilité et les coefficients de répétabilité.

Coefficient d'applicabilité caractérise le degré de saturation du produit avec des composants standardisés et unifiés. Il existe un coefficient d'applicabilité par tailles standard et un coefficient d'applicabilité par composants du produit. Par exemple, le coefficient d'applicabilité par tailles standard :

(2.5)

où N à propos- le nombre total de tailles standard des éléments constitutifs du produit, N environ \u003d N st + N y + N environ;

N st, N et N à propos- nombre de tailles de composants standardisés, unifiés et originaux.

De plus, il est possible de déterminer les coefficients d'applicabilité uniquement pour les composants normalisés ou uniquement pour les composants unifiés. Plus la valeur des coefficients d'applicabilité est élevée, plus le niveau de qualité du produit est élevé, toutes choses égales par ailleurs.

Facteur de répétabilité caractérise le degré d'unification des composants du produit et peut être exprimé sous deux formes - un nombre sans dimension ou en % :

, (2.6)

où est le nombre de composants du produit.

Le degré d'applicabilité des composants standard peut également être exprimé à l'aide d'un coefficient de coût égal au rapport du coût des composants standardisés au coût du produit dans son ensemble. Le coefficient de coût peut également être attribué au groupe d'indicateurs économiques.

Les indicateurs économiques reflètent les coûts de développement, de fabrication et d'exploitation des produits, ainsi que l'efficacité économique opération. À l'aide d'indicateurs économiques, la maintenabilité des produits, leur fabricabilité, le niveau de normalisation et d'unification et la pureté des brevets sont évalués. Les indicateurs économiques sont également pris en compte lors de la compilation des indicateurs intégraux de la qualité des produits.

Indicateurs esthétiques de la qualité du produit. Les indicateurs esthétiques caractérisent l'expressivité informationnelle, la rationalité de la forme, l'intégrité de la composition, la perfection des performances de production et la stabilité de la présentation du produit.

Indicateurs d'expressivité de l'information caractérisent le degré de réflexion sous la forme d'un produit d'idées esthétiques et de normes culturelles qui se sont développées dans la société, qui se manifestent :

Dans l'originalité des éléments de la forme qui distinguent ce produit d'autres produits similaires (originalité de la forme) ;

Dans la continuité des signes de forme, caractérisant la stabilité des moyens et méthodes d'expression artistique, caractéristique d'une période de temps définie (correspondance de style) ;

En signes apparence des produits qui révèlent des goûts et des préférences esthétiques provisoirement établis (correspondant à la mode).

Indicateurs de rationalité des formulaires caractériser la conformité de la forme aux conditions objectives de fabrication et de fonctionnement du produit, ainsi que l'adéquation du reflet de l'essence fonctionnelle et constructive du produit. La rationalité de la forme est :

Conformité de la forme du produit avec sa destination, la solution de conception, les caractéristiques de la technologie de fabrication et les matériaux utilisés (indicateur de conditionnalité fonctionnelle et constructive) ;

Prise en compte sous forme de produit des modalités et caractéristiques des actions humaines avec le produit (indicateur de conditionnalité ergonomique).

Indicateurs d'intégrité de la composition caractérisent l'harmonie de l'unité des parties et de l'ensemble du produit, la relation organique des éléments de la forme du produit et sa cohérence avec d'autres produits. L'intégrité de la composition prédétermine l'efficacité de l'utilisation de moyens techniques et artistiques dans la création d'une solution compositionnelle unique.

Les indicateurs de perfection dans la fabrication des éléments de forme et des surfaces se caractérisent par :

La propreté des surfaces des contours (indicateur de la propreté des contours) ;

La minutie de l'application des revêtements et des finitions de surface (un indicateur de la minutie des revêtements et des finitions);

Image claire des noms de marque, signes, inscriptions, dessins, symboles, matériel d'information etc. (un indicateur de la clarté de l'exécution des signes et de la documentation d'accompagnement).

Indicateurs de stabilité des marques sont les suivantes : résistance à l'endommagement des éléments d'aspect du produit ; rétention de couleur, etc.

L'évaluation des valeurs des indicateurs esthétiques de la qualité des produits est effectuée méthode experte commission composée de spécialistes qualifiés dans le domaine du design artistique et du design. La commission d'experts évalue en points les indicateurs esthétiques retenus et détermine le coefficient de pondération pour chaque indicateur. Sur la base des valeurs obtenues des indicateurs individuels et de leurs coefficients de pondération, un indicateur généralisé d'esthétique est calculé à l'aide de la formule:

où K je -évaluation d'un seul je-ro indice d'esthétique en points ;

moi je- facteur de poids je-ième indicateur,

P- le nombre d'indicateurs esthétiques individuels pris en compte.

Exemple

Laissez, sur la base de l'analyse esthétique et de conception effectuée, les experts déterminer les estimations et les coefficients de pondération des indicateurs individuels d'esthétique. Il est nécessaire de trouver un indicateur généralisé de l'esthétique du produit. Les données initiales et les résultats des calculs sont donnés dans le tableau. 2.1.

Tableau 2.1

Données initiales pour le calcul

Nbre p/p	Indicateur unique	Noter	Facteur de poids moi je	moi je× K je
	Originalité	1,0	0,05	0,05
	Correspondance de style	0,8	0,02	0,016
	ajustement de la mode	0,5	0,03	0,015
	Conditionnalité fonctionnelle-constructive	1,0	0,25	0,25
	Conditionnement ergonomique	0,5	0,18	0,09
	Couleur et décoration	1,0	0,04	0,04
	Propreté des contours	0,9	0,10	0,09
	Rigueur du revêtement et de la finition	1,0	0,12	0,12
	Clarté d'exécution des noms de marque et de la documentation d'accompagnement	0,7	0,08	0,056
	Résistance aux dégâts	0,8	0,13	0,104

Trouvons l'indice d'esthétique selon la formule (2.7)

Le résultat obtenu indique que le niveau de qualité esthétique du produit évalué ne répond pas aux exigences modernes.

Brevet et indicateurs juridiques. Les indicateurs juridiques en matière de brevets sont avant tout des indicateurs de la protection et de la pureté des brevets. Pour calculer les valeurs des brevets et des indicateurs juridiques, en fonction de la complexité du produit, tous ses composants sont divisés en groupes, en tenant compte de leur poids.

Deux indicateurs de protection par brevet de produit sont utilisés : la protection par brevet dans le pays et à l'étranger.

Indice de protection des brevets de produits dans le pays est calculé comme suit :

(2.8)

où est le nombre de groupes de signification ;

Le coefficient de poids des composants du produit, protégé par des brevets ou des certificats de droit d'auteur du pays ;

Le nombre de composants du produit protégés par des brevets ou des certificats de droit d'auteur du pays ;

Le nombre total de composants du produit.

Indice de protection des brevets brevets de produits nationaux à l'étranger est déterminé par la formule :

(2.9)

où est un coefficient dépendant du nombre de pays dans lesquels des brevets ont été obtenus pour l'exportation de produits ;

Le coefficient de poids des composants du produit, protégé par des brevets étrangers ;

Le nombre de composants du produit protégés par des brevets à l'étranger.

Index général de la protection par brevet des produits, est la somme

(2.10)

Indice pureté du brevet exprime la possibilité légale de vendre le produit tant au pays qu'à l'étranger. L'indicateur est simplement calculé par la formule :

(2.11)

où est le nombre de composants du produit (par groupes d'importance) qui relèvent du champ d'application des brevets d'un pays donné.

Compte tenu de la division des composants du produit en éléments particulièrement importants, principaux et auxiliaires index de protection des brevets déterminé par la formule :

(2.12)

où - coefficient de poids individuel des composants particulièrement importants ;

Le nombre de composants critiques dans le produit ;

Le coefficient de poids des pièces protégées par des brevets en Russie ou dans les pays d'exportation prévus ; -ème groupe ;

Le nombre de composants de produits du groupe faisant l'objet de brevets délivrés dans le pays de mise en œuvre prévue ;

Nombre de groupes de signification.

Indicateurs environnementaux. Un problème urgent aujourd'hui est devenu un impact dangereux sur la nature pour les personnes au cours de leur vie. Les transporteurs de matières dangereuses et facteurs nocifs car la nature et l'homme sont divers objets utilisés dans processus de travail. Ces objets comprennent : les moyens de travail (machines, équipements et autres produits techniques) ; objets et produits du travail; technologies, conditions naturelles et climatiques, etc.

Les indicateurs environnementaux caractérisent le niveau des effets nocifs sur l'environnement lors du fonctionnement du produit. Lors de la justification de la nécessité de prendre en compte des indicateurs environnementaux pour évaluer la qualité d'un produit, une analyse de son fonctionnement est effectuée afin d'identifier d'éventuels impacts nocifs chimiques, mécaniques, lumineux, sonores, biologiques, radiologiques et autres. environnement naturel. Lorsque de tels impacts sur la nature sont identifiés, les indicateurs environnementaux pertinents sont intégrés dans la nomenclature des indicateurs retenus dans la liste d'appréciation du niveau de qualité des produits.

Les indicateurs environnementaux de la technologie peuvent être divisés en trois groupes principaux :

des indicateurs liés à l'utilisation des ressources matérielles de la nature,

les indicateurs liés à l'utilisation des ressources énergétiques naturelles ;

indicateurs liés à la pollution de l'environnement.

À première Le groupe d'indicateurs comprend: l'intensité des ressources des produits manufacturés, des indicateurs de la consommation de ressources matérielles irremplaçables pendant le fonctionnement, lors des réparations et de l'élimination des produits après leur usure physique.

Co. deuxième Ce groupe comprend des indicateurs de consommation de vecteurs énergétiques naturels à toutes les étapes et étapes cycle de la vie des produits.

Troisième un groupe d'indicateurs comprend des paramètres de divers types de pollution de l'environnement et des dommages causés par cette pollution à différentes étapes du cycle de vie des produits - de la production et de l'exploitation à l'élimination des produits usagés.

Lors de la détermination des indicateurs de qualité environnementale des nouvelles technologies, on trouve les valeurs relatives des valeurs réelles, par exemple, la concentration de substances nocives ou les niveaux d'impacts nocifs (mécaniques, physiques et autres) sur l'environnement à leur valeurs maximales admissibles. Dans ce cas, les conditions suivantes doivent être remplies :

(2.14)

où C 1 , DE 2 , DE 3 - concentrations des substances nocives correspondantes ;

MPC 1 , MPC 2 , MPC n - concentrations maximales admissibles des substances nocives concernées.

Lors de l'évaluation du niveau de qualité des produits techniques, en tenant compte des indicateurs environnementaux, ils procèdent des exigences et des normes spécifiques pour la protection de l'environnement naturel.

Un produit industriel, dont le fonctionnement conduit à une violation des exigences environnementales établies et des normes de protection de l'environnement, ne peut pas être classé comme un produit qui dépasse le niveau mondial ou y correspond, que d'autres indicateurs de qualité correspondent ou non à une telle évaluation.

Indicateurs de sécurité. Ce groupe d'indicateurs de qualité des produits caractérise la sécurité du personnel de service, des passagers - pour les véhicules, ainsi que des personnes autour pendant le fonctionnement, le stockage et l'élimination des produits techniques.

Sécurité - il s'agit d'un tel état de conditions de travail dans lequel le danger est exclu avec une certaine probabilité, c'est-à-dire la possibilité d'atteinte (blessure, mutilation) ou de détérioration (maladies professionnelles) de la santé humaine.

Les éléments suivants peuvent être considérés comme des indicateurs de sécurité :

La probabilité de travail sûr d'une personne pendant un certain temps;

Facteur de sécurité;

Un indicateur qualitatif de la sécurité peut être la disponibilité des fonds protection personnelle personne, ceintures de sécurité, etc.

Le niveau de qualité du produit est évalué en tenant compte des indicateurs de sécurité et de leurs normes.

Lors de l'évaluation de la sécurité, il est initialement déterminé X st - le degré de nocivité (danger) d'un facteur défavorable et (ou) la sévérité du travail avec un produit technique. Degré de nocivité X mévalué en points conformément aux normes.

Cependant, de nombreux facteurs nocifs et dangereux n'affectent pas toujours une personne pendant son travail. Dans ce cas, les indicateurs établis du degré de facteurs nocifs sont ajustés selon la formule:

où X m- le degré de nocivité (danger) du facteur,

T- le rapport de la durée de ce facteur à la durée du quart de travail.

Si la durée d'un facteur négatif est supérieure à 90 % de la durée du quart de travail, alors il T= 1.

Dans certains cas, le degré de sécurité des produits techniques est évalué par des facteurs de sécurité K b.

Facteur de sécurité K b est déterminé par le rapport du nombre d'indicateurs de sécurité (exigences) N b documentation normative et technique pertinente sur la sécurité du travail avec le produit évalué, pour total nomenclature des indicateurs de sécurité N à propos lié à ce produit:

Si le facteur de sécurité est inférieur à un, alors il est nécessaire de procéder à la gestion et mesures techniques pour amener le produit dans un état sûr.

Quel est le niveau de sécurité b produit est quantifié comme le rapport des facteurs de sécurité des échantillons évalués et de base :

Cependant, une évaluation plus précise du niveau de sécurité du produit peut être effectuée par une méthode différentielle ou complexe, en tenant compte de tous les indicateurs de sécurité individuels et de leur importance.