Способы обеспечения надежности технических систем, используемых при подготовке специалистов в высших профессиональных учреждениях, на примере оборудования металлообрабатывающего комплекса METHODS OF RELIABILITY OF TECHNICAL SYSTEMS USED IN PREPARING EXPERTS IN HIGHER PROFESSIONAL INSTITUTIONS FOR EXAMPLE OF EQUIPMENT METAL COMPLEX Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»

Научная статья на тему 'Способы обеспечения надежности технических систем, используемых при подготовке специалистов в высших профессиональных учреждениях, на примере оборудования металлообрабатывающего комплекса' по специальности 'Машиностроение' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАК
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 55 — Машиностроение
  • ВАК РФ: 05.02.00
  • УДK: 621
  • Указанные автором: УДК: 621.01

Статистика по статье
  • 348
    читатели
  • 597
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Ключевые слова
  • НАДЕЖНОСТЬ
  • ОЦЕНКА РИСКА
  • ДЕРЕВО ОТКАЗОВ
  • МЕТОДЫ АНАЛИЗА
  • БЕЗОПАСНОСТЬ
  • RELIABILITY
  • RISK ASSESSMENT
  • FAULT TREE
  • METHODS OF ANALYSIS
  • SECURITY

Аннотация
научной статьи
по машиностроению, автор научной работы — Кравцова Марианна Викторовна, Вильч Надежда Валерьевна

Проведен анализ оценки риска аварий с целью получения достоверных количественных показателей, пригодных для эффективного управления процессом обеспечения промышленной безопасности технических систем предприятий. Представлены основные способы обеспечения надежности технических систем оборудования металлообрабатывающего комплекса

Abstract 2010 year, VAK speciality — 05.02.00, author — Kravtsova Marianna Viktorovna, Vilch Nadezhda Valerievna

The analysis of accident risk assessment in order to obtain reliable quantitative indicators suitable for the effective management of industrial safety of technical systems of enterprises. The main ways to ensure the reliability of technical systems, metal-complex

Научная статья по специальности "Машиностроение" из научного журнала "Вектор науки Тольяттинского государственного университета", Кравцова Марианна Викторовна, Вильч Надежда Валерьевна

 
close Похожие темы научных работ
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по машиностроению , автор научной работы — Кравцова Марианна Викторовна, Вильч Надежда Валерьевна

Текст
научной работы
на тему "Способы обеспечения надежности технических систем, используемых при подготовке специалистов в высших профессиональных учреждениях, на примере оборудования металлообрабатывающего комплекса". Научная статья по специальности "Машиностроение"

УДК 621.01
СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ В ВЫСШИХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ,
НА ПРИМЕРЕ ОБОРУДОВАНИЯ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА
© 2010
М.В. Кравцова, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Управление промышленной и экологической безопасностью» Н.В. Вильч, инженер научно-технического центра «Промышленная и экологическая безопасность»
Тольяттинский государственный университет, Тольятти (Россия)
Ключевые слова: надежность; оценка риска; дерево отказов; методы анализа; безопасность Аннотация: проведен анализ оценки риска аварий с целью получения достоверных количественных показателей, пригодных для эффективного управления процессом обеспечения промышленной безопасности технических систем предприятий. Представлены основные способы обеспечения надежности технических систем оборудования металлообрабатывающего комплекса.
ВВЕДЕНИЕ
Основная цель оценки риска аварий является получение достоверных количественных показателей, пригодных для эффективного управления процессом обеспечения промышленной безопасности технических систем предприятий, а также социокультурных объектов (высших учебных заведениях, школах, детских садах и т.д.). Оценка риска позволяет представить количественное выражение опасности через величину риска и включает в себя оценку вероятности события в сочетании с качественным анализом технической или любой другой рассматриваемой системы [1].
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
Для оценки риска технической системы необходимо решить задачи: определение частот возникновения инициирующих и всех нежелательных событий, проведение оценки последствий возникновения нежелательных событий, идентификацию факторов безопасности объектов и обобщение оценок риска.
Для определения частоты нежелательных событий необходимо использовать:
- статистические данные по аварийности и надежности технологической системы, соответствующие специфике опасного производственного объекта (для социокультурных объектов - это нарушения правил пожарной, экологической, санитарно-гигиенической и техногенной безопасности);
- экспертные оценки путем учета мнения специалистов в данной области;
- анализ протекания аварии с целью определения необходимой вероятности;
- логические методы анализа «деревьев событий», «деревьев отказов», имитационные модели возникновения аварий в человеко-машинной системе.
Для оценки последствий необходимо оценить физические эффекты нежелательных событий, уточнить объекты, которые могут быть подвергнуты опасности, провести идентификацию факторов безопасности объектов. При анализе возможных последствий аварий необходимо использовать модели аварийных процессов и критерии поражения, а также
учитывать ограничения применяемых моделей. Обобщенная оценка риска аварий должна отражать состояние промышленной безопасности с учетом показателей риска от всех нежелательных событий, которые могут произойти на опасном производственном объекте, и основываться на результатах:
- интегрирования показателей рисков всех нежелательных событий (сценариев аварий) с учетом их взаимного влияния;
- анализа неопределенности и точности полученных результатов;
- анализа соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности и критериям приемлемого риска.
При обобщении оценок риска следует проанализировать неопределенность и точность полученных результатов. Основными источниками неопределенностей являются неполнота информации по надежности оборудования, отсутствие анализа внешней среды, ошибки человека, принимаемые предположения и допущения используемых моделей аварийного процесса. Источники неопределенности следует идентифицировать (например, «человеческий фактор», по критериям безопасности) и оценить.
При выборе и применении методов анализа риска [2] (рис. 1) необходимо придерживаться следующих требований:
- метод должен быть научно обоснован и соответствовать рассматриваемым опасностям;
- метод должен давать результаты в виде, позволяющем лучше понять формы реализации опасностей и наметить пути снижения риска;
- метод должен быть повторяемым и проверяемым.
В процессе функционирования и выполнения технологического процесса производства техническое состояние деталей оборудования металлообрабатывающего комплекса, подвергающихся непрерывным разрушающим воздействиям, непрерывно ухудшается. Это обусловлено результатом воздействия технологических нагрузок и ряда других факторов, которые носят случайный характер. Данные факторы ведут к возникновению и протеканию различного вида повреждений (износа, физического старения, поломок и др.) деталей оборудования. Достигнув критического уровня, накоплен-
Рис. 1. Методы анализа отказов и рисков
ные в результате процесса эксплуатации, повреждения приводят к нарушению работоспособного состояния оборудования, выработке деталью ресурса, и как следствие, к ее отказу. Отказ любого элемента оборудования, в свою очередь, приводит к остановке процесса производства, ухудшая его технологические и технико-экономические показатели [3].
В процессе обучения студентов в Тольяттинском государственном университете на технических специальностях предусмотрены практики на станках металлообрабатывающего комплекса, что предполагает обеспечение высокой степени безопасности проведении работ и, как следствие, оценку риска возникновения отказов (возможных неисправностей системы) и их влияния на человека, т.е. осуществление комплексного мониторинга факторов безопасности объектов.
В процессе проведения качественного анализа видов, последствий и критичности отказов на основе построения «дерева отказов» решают следующие задачи:
- выявляют возможные виды отказов составных частей и изделия в целом, изучают их причины, механизмы и условия возникновения и развития;
- определяют возможные неблагоприятные последствия возникновения выявленных отказов, проводят качественный анализ тяжести последствий отказов и/или количественную оценку их критичности;
- составляют и периодически корректируют перечни критичных элементов и технологических процессов;
- оценивают достаточность предусмотренных средств и методов контроля работоспособности и диагностирования изделий для своевременного обнаружения и локализации его отказов, обосновывают необходимость введения дополнительных средств и методов сигнализации, контроля и диагностирования;
- вырабатывают предложения и рекомендации по внесению изменений в конструкцию и/или технологию изготовления изделия и его составных частей, направленные на снижение вероятности и/или тяжести последствий отказов, оценивают эффективность ранее проведенных доработок;
- оценивают достаточность предусмотренных в системе технологического обслуживания контрольнодиагностических и профилактических операций, направленных на предупреждение отказов изделий в эксплуатации, вырабатывают предложения по корректировке методов и периодичности технического обслуживания;
- анализируют правила поведения персонала в аварийных ситуациях, обусловленных возможными отказами изделий, предусмотренные эксплуатационной документацией,
вырабатывают предложения по их совершенствованию или внесению соответствующих изменений в эксплуатационную документацию при их отсутствии;
- проводят анализ возможных (наблюдаемых) ошибок персонала при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте изделий, оценивают их возможные последствия, вырабатывают предложения по совершенствованию человеко-машинных интерфейсов и введению дополнительных средств защиты изделий от ошибок персонала, по совершенствованию инструкций по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту изделий.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Анализ видов, последствий и критичности отказов (АВП-КО) в общем случае представляет сочетание качественного анализа видов и последствий отказов объекта с количественными оценками критичности, выявляемых при АВПО возможных или наблюдаемых при испытаниях и эксплуатации отказов.
Качественный анализ технической системы проведен на примере производственного участка механосборочного производства предприятия ОАО «АВТОВАЗ».
Требования надежности и работоспособности технической системы:
■ Бесперебойное снабжение заготовками;
■ Материал заготовки, твердость и припуски на обработку заготовок должны отвечать требованиям чертежа;
■ Для системы охлаждения режущих инструментов должна подаваться тщательно очищенная СОЖ требуемого состава;
■ Регулярное проведение технического осмотра оборудования, его ремонта, а также своевременное и качественное устранение все замеченных мелких неполадок, замена изношенных базирующих и направляющих элементов;
■ Соблюдение указаний технического процесса;
■ Установка в цехе и на участке оптимального микроклимата, как для оборудования, так и для рабочего персонала:
- для работы станка в процессе его эксплуатации должны соблюдаться следующие климатические условия:
- цех должен иметь системы приточно-вытяжной вентиляции и отопления; температура воздуха в цехе должна поддерживаться в пределах 18—28 °С.
- относительная влажность воздуха в диапазоне от 30% до 95% при средней влажности 70%.
- электрооборудование в состоянии нормально функционировать при 40 °С и относительной влажности не превышающей 50%, а также при температуре ниже 20 °С и влажности до 90%.
Рис. 2. Блок-схема требований надежности и работоспособности
Рис. 3. Составная часть «дерева отказов» работы оборудования металлообрабатывающего комплекса
- в случае наличия более высокой относительной влажности, агрессивных газов, солей и т.п. необходим дополнительный договор между изготовителем станка и организацией, эксплуатирующей станок на его соответствующую доработку.
■ Соблюдение режима эксплуатации; станки в процессе эксплуатации должны быть полностью укомплектован всеми
необходимыми приборами и шаблонами для наладки режущих инструментов, манометрами, сигнальными лампами и т. д. Рекомендуется двухсменный работы станка с обязательным перерывом между сменами;
■ Бесперебойная подача электроэнергии.
Блок-схема требований надежности и работоспособности
Способы обеспечения надежности
Надежность и технические показатели оборудования
Организация
эксплуатации
Разработка
паспорта
безопасности
Резервирова
ние
Разработка
критериев
безопасности
Средства автоматического управления
Формирование нормативноправовой базы +
Отказы оборудования, отклонение условий от расчетных Снижение ресур со обеспеченности Ошибки персонала Отсутствие оценки внутренней и внешней среды объектов
■J , j
Причины снижения надежности
Рис. 4. Способы обеспечения и причины снижения надежности
участка механосборочного производства представлена на рис. 2.
Составная часть «дерева отказов», выполненного на примере работы технологического участка оборудования металлообрабатывающего комплекса, с учетом основных требований надежности и работоспособности системы представлена на рис. 3.
Опишем анализ путей отказа линии на производственном участке на примере одной из ветвей «дерева отказов»: отказ линии может произойти по одной из причин: заготовки не отвечают установленному качеству, когда либо заготовки изготовлены из некачественного материала, либо припуски на обработку не отвечают условиям чертежа. Припуски могут не отвечать установленным требованиям вследствие или брака заготовки, или некачественной предварительной обработки заготовки.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
На основе анализа разработанного «дерева отказов» для участка механосборочного производства можно проанализировать работоспособность всей технической системы (в рассматриваемом случае работоспособность оборудования металлообрабатывающего комплекса), определить основные причины снижения надежности и соответственно разработать мероприятия для повышения надежности технической системы, используя способы повышения надежности (рис. 4):
- при эксплуатации надежность обеспечивается за счет резервирования, контроля состояния и поддержания работоспособности технических систем (мониторинг, диагностика, техобслуживание, ремонты, модернизация), а также реконструкции и технического перевооружения с применением современных конструктивных решений и устройств повышенной надежности;
- разработка и оформление паспорта безопасности технических систем и социокультурных объектов;
- разработка критериев безопасности (пожарной, экологической, техногенной, санитарно-гигиенической) объекта;
- формирование нормативно-правовой базы по факторам безопасности исследуемых объектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Когаев, В.П. Прочность и износостойкость деталей машин / В.П. Когаев В.П, Ю.Н. Дроздов. - М. : Высшая школа, 2006 -319 с.
2. Проников, А.С. Параметрическая надежность машин / А.С. Проников. - М. : МГТУ им. Баумана, 2002. - 560 с
3. Гребенник, В.М. Надежность металлургического оборудования (оценка эксплуатационной надежности и долговечности) / В.М.Гребеник, В.К.Цапко. - Справочник. - М. : Металлургия, 2007. - 592 с.
METHODS OF RELIABILITY OF TECHNICAL SYSTEMS USED IN PREPARING EXPERTS IN HIGHER PROFESSIONAL INSTITUTIONS FOR EXAMPLE OF EQUIPMENT METAL COMPLEX
© 2010
M.V. Kravtsova, candidate of pedagogical sciences, associate professor of the chair «Management industrial and ecology safety» N.V. Vilch, engineer of the scientific and technical centre «Industrial and ecological safety»
Togliatti State University, Togliatti (Russia)
Keywords: reliability; risk assessment; fault tree; methods of analysis; security.
Annotation: the analysis of accident risk assessment in order to obtain reliable quantitative indicators suitable for the effective management of industrial safety of technical systems of enterprises. The main ways to ensure the reliability of technical systems, metal-complex.

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх