Надежность является одной из основных инженерных проблем. Проблемой надежности занимались всегда с тех пор, как появилась техника. Ненадежные изделия никогда никому не были нужны. Давно уже было понятно, что надежность связана с избыточностью. В связи с этим в инженерных расчетах в различных областях техники широко используются необходимые коэффициенты запаса.
Однако за последние 25—30 лет проблема надежности технических систем и входящих в нее элементов сильно обострилась. Это обусловлено главным образом следующими причинами:
Ростом сложности современных технических систем, включающих до 104-106 отдельных элементов;
Интенсивностью режимов работы системы или отдельных ее частей: при высоких температурах, высоких давлениях, высоких скоростях;
Сложностью условий, в которых эксплуатируется техническая система, например: низкие или высокие температуры, высокие влажность, вибрации, ускорения и радиация и т. п.;
4. Требованиями к качеству работы системы: высокие точность, эффективность и т. п.;
Повышением ответственности функций, выполняемых системой; высокой технической и экономической ценой отказа;
Полной или частичной автоматизацией и исключением непосредственного участия человека при выполнении технической системой ее функции, исключением непрерывного наблюдения и контроля со стороны человека.
Одной из главных причин обострения внимания к проблеме надежности является рост сложности технических систем.
Сложность условий, в которых могут эксплуатироваться современные технические системы, характеризуется работой в широких диапазонах температур от -70 до +70, наличием вакуума, высокой (98—100%) влажностью, вибрациями с большой амплитудой и широким спектром частот, наличием линейных ускорений до 10-300 (1000) и даже 20 000 g, наличием высокой солнечной и космической радиации.
Это приводит к тому, что вероятности возникновения отказов могут возрасти в 25—100 или даже 500—1000 раз по сравнению с вероятностью отказов при работе технических систем в условиях лабораторий.
Сложность аппаратуры и тяжелые эксплуатационные условия контроль за исправностью аппаратуры, входящей в техническую систему, что не дает возможности,
своевременно обнаружить процессы, приводящие к отказу, и предупредить его появление.
Проблема обеспечения надежности связана со всеми этапами создания изделия и всем периодом его практического использования. Надежность изделия закладывается в процессе его конструирования и расчета и обеспечивается в процессе его изготовления путем правильного выбора технологии производства, контроля качества исходных материалов, полуфабрикатов и готовой продукции, контроля режимов и условий изготовления.
Надежность сохраняется применением правильных способов хранения изделий и поддерживается правильной эксплуатацией его, планомерным уходом, профилактическим контролем и ремонтом.
I. При проектировании изделия должны быть учтены следующие факторы:
Качество применяемых компонентов и деталей. Выбор комплектующих компонентов и элементов должен быть проведен с учетом условий работы изделия (климатических и производственных).Элементы должны удовлетворять требованиям по своим функциональным свойствам и характеристикам, иметь необходимую механическую, электрическую и тепловую прочности, требуемую точность и надежность и заданных условиях эксплуатации. Необходимо стремиться применять те компоненты и элементы, входящие в схему и конструкцию изделия, которые показали в случаях, аналогичных конструируемому изделию, наилучшие результаты. Это особенно важно для изделий, выполняющих ответственные функции.
Разработка сложных изделий и систем показала, что при использовании унифицированных компонентов, деталей, узлов и элементов резко повышается надежность изделия (системы). Это связано с тем, что унифицированные элементы лучше отработаны в схемном и конструктивном отношении и имеют установившуюся и хорошо контролируемую технологию изготовления.
В настоящее время широко распространяется модульно-блочный (агрегатный) принцип построения схем и конструкций сложных изделий. Сложное изделие (система) составляется из функциональных элементов, конструктивно оформленных в виде типовых, стандартных по конструкции модулей или блоков. Стандартизация входных и выходных сигналов, параметров источников питания, габаритных и присоединительных размеров обеспечивает совместную согласованную работу их в изделии;
