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可靠性工程理论与收益

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Anonim

摘要

本文力图以实用的方式宣传工程领域的可靠性,并提及并简要解释了有助于提供有关该主题的首次知识的每个常规和基本概念。以及它对工程领域和其他方面(例如日常生活)的重要性。还介绍了一些历史,并与产品寿命进行了比较,以显示其应用和价值。

关键词

可靠性,可靠性工程,可靠性分析,故障。

一般概念

组件

在日常生活中,人们使用诸如玻璃之类的简单产品或诸如计算机之类的复杂产品和服务。但是,它们都是由组件组成的。产品的简单性或复杂性将取决于制造该产品的组件数量。组件数量越多,它将越复杂。

由于多个子组件的总和,也可以形成一个组件。但是,无论构成成品的子组件有多少,都将被视为单个组件。

产品及其组件的一个明显例子是计算机,该计算机由对它们的正常运行必不可少的硬件设备组成,其中一些是键盘,CPU,显示器,鼠标等,然后依次是每个这些组件中的一个由其他子组件组成。有时组件的总和也可以被视为一个系统,因此有时单词系统和组件可以是等同的。

失败

所谓的故障是指系统的产品组件停止部分或全部履行其功能的情况。还是预期性能和实际性能之间的巨大差异。故障可能是由于产品缺陷引起的,即技术或物理缺陷,其中包括产品设计不良,使用不合适的材料,不正确的制造或建造过程,组装和维护问题。其中。

尽管它们也可能是由操作或程序错误引起的,包括对质量过程的管理不足以及与人为因素有关的过程中的失败。

故障类型

故障分类非常广泛,分为特征相似的各种参数组。用于划分故障或对故障进行分类的参考标准包括:

  • 对工作能力的影响程度外观的物理特征外观过程的特征故障的存在时间故障的出现时刻故障信息引起原因自然持续时间范围变异性

除其他外。如上所述,这些只是可以对故障进行分类的一些分类,但是每种分类在每个分类中都有不同的类型,这使得对故障类型的研究非常广泛。(卡斯塔尼奥,2014年)

最小化故障的重要性。

产品或服务的组件中可能发生的故障,其影响范围可能从最小的麻烦到对用户的困扰,再到主要的问题,例如对社会的巨大影响或对环境的不可逆转的破坏。对故障进行纠正处理是有用的,但是适当的维护程序应尽可能避免组件可能出现的故障。

为此,有必要讨论使组件故障最小化的三点:质量,安全性和可靠性。之所以提到这三个因素,有两个原因:首先是因为使故障最小化的重要性在于这三个因素的结合,其次是要对它们进行解释以避免概念之间的混淆。

质量质量是指产品或服务与以前建立的技术标准相比的性能。可以提及质量的一些示例可能在食品行业,有线电视信号,互联网,土木工程工作中的材料质量等领域。也就是说,将材料与公司指示的标准相比有多好。

安全:此术语表示产品或服务不暗示对用户,环境,公司或社会健康的危险或潜在风险。食品工业也进入这里(着色剂,调味剂,粘合剂等),儿童玩具,药品,家庭用品等。

可靠性:这个词的意思是产品或服务必须在先前分类的操作条件下在预先估计的时间内履行其功能。

也就是说,尽管安全性要求将风险降至最低,但质量是针对材料的组成,而可靠性是针对最终产品(即组件组)的耐用性。

什么是可靠性?

在给定的时间间隔内,组件或系统在指定的操作条件下可以完成其功能的可能性。(加西亚,2014)

在确定的条件下和指定的时间段内,组件或系统可以完成所需功能而不会发生故障的可能性。更一般而言,可靠性是组件或系统在指定的环境中以所需的置信度在所需时间段内执行其所需功能而不会发生故障的能力。(卡斯塔尼奥,2014年)

可靠性历史

可靠性作为一种概念在1940年代和1950年代左右出现,并且在第二次世界大战后出现,因为武装分子需要估计使电子和机械设备长期正常工作所需的备件数量。天气。

多年来,随着太空探索的开始,对开发一种方法的需求日益增加,该方法将使组件(卫星,探测器和飞行器)和系统变得更加可靠,从而使NASA和其他机构的活动更加可靠。致力于研究宇宙。七十年代初,石油危机引起了世界经济的变化,日本通过在产品和服务中采用可靠性方法来确保其权威性,标志着其在质量上的领导地位的开始。

当前,公司在高度全球化的市场中面临激烈的竞争,这不允许他们有太多的错误余地,因为如果这样的话,用户会更喜欢竞争的产品,从而耗尽了市场机会。因此,他们被迫对他们提供的产品或服务的质量和可靠性保持很高的期望。(Escobar R.,Villa D.和YañezC.,2003年)

可靠性工程

它是一组方法,技术和工具,用于确定设备,产品或系统在特定时间段内以最佳条件工作的安全程度。(加西亚,2014)

就是说,这套方法允许进行计算,并在以后全面应用可靠性。

可靠性类型

选择用于处理产品或服务的可靠性类型取决于许多因素。但是,可以确定的是,可靠性的类型将直接取决于系统中需要改进的部分。

可靠性工程通过维护计划进行,在维护计划中拟定了要遵循的准则,以最大程度地减少故障或最大限度地使用产品本身。这始于运行可靠性,而运行可靠性又被分为可靠性子类型,这些子类型更着重于特定领域。

操作可靠性

它是系统执行与资产,流程和人员的一部分相关的特定操作功能的能力。

设计可靠性

它可以定义为对产品或服务的设计所代表的可能场景,风险和威胁及其未来使用的考虑,以最大程度地减少故障或优化操作。

设备可靠性

在某些特定操作条件下,用于改善设备正常使用时间的工具集

工艺可靠性

正是这种技术使我们能够了解和确定组织运作的参数,从而对它们有一个精确的了解。

人的可靠性

用于预测,分析和减少人为错误的一套知识和技术,着重于人员在生产资产的设计,操作,过程,维护和管理方面的作用。(居蒂雷斯,2016)

产品生命周期

产品可靠性的分析与产品的生命周期密切相关,因为可靠性的类型集中在商品开发的各个部分上,以便在每个阶段和每个阶段建立可靠性值。客户满意度可以最大化。在可靠性范围内考虑的产品生命周期如下:

产品概念设计

在此过程的这一部分中,合作者专注于发现他们将要针对客户的需求进行详细阐述,因此,除了确保制造可行之外,他们是最大程度地减少产品问题的首次尝试。

详细的开发和初步原型

一旦认为产品可行,就详细说明了所需的生产资源,并根据概念设计测试的结果进行了相应的改进。在此部分中,它试图将可能阻止产品制造或阻碍其使用的缺陷最小化。

中试生产

这是实际制造商品并产生一些计划在行军期间不予纠正的故障的部分。应当指出的是,实验室中发生的概念上的失败与现场发生的上的失败是不同的,这些失败只有在生产商品时才可见,否则,当它暴露在真实的有用环境中时才可见。

产品用途

当商品或产品交到最终消费者手中时,便达到了这个阶段。有必要建立一种策略,允许客户收集有关产品出厂后发生的故障的投诉,因为这是可以改善物理和功能特性的重要信息。

产品的故障可能发生在任何这些阶段中,并且发生的类型不同,也可能发生在不同的时间和环境下。发生的故障将取决于所生成的产品或服务的类型以及最终客户的反馈。

可靠性的好处

  • 故障会给公司带来额外的成本和一般的损失,因此可以确定,应用全面的可靠性计划可以减少这些成本,从而减少组织由于以下事实而可能产生的不良企业形象:它的产品失败很多,该产品在设备的功能和使用寿命上达到了客户的期望,在某些特定条件下最大化并确保了产品的运行,对产品产生了信心,即可以确保所提供的产品它是安全和高质量的,可以降低产品运行中固有的可预见风险以及可能带来的危险。

如何提高可靠性?

可靠性改进系统可以通过不同的方法,技术和工具来实施,这些方法,技术和工具将取决于影响选择正确方法的决策过程的各种因素和变量。这些变量的一些示例可以是可靠性工程要关注的领域,要改进的产品,要尽量减少故障的类型,可以用来实施该方法的时间,过程的一部分。开发正在开发的产品等。

有两种基本方法可以提高组件或系统的可靠性。第一个是通过质量,即专注于产品组件的配置。这是通过对所用材料以及制造之前的处理进行分析,进行校准,运输和调试的测试来进行的。

第二个是通过冗余,这是在组件发生故障的情况下放置备用元素的事实,这样,功能就由备用组件承担。冗余有两种类型,活动的一种,其中冗余组件始终与主组件并联连接;备用的一种,当主要组件发生故障时,冗余组件连接在一起。其他方法可以包括预防性维护,组件的多样性,库存备件等。

可靠性等级

可靠性指标的测量,比较和评估由可靠性指标给出,这些指标允许欣赏可以支持可靠性的数值和目标值,从而确定位置。这些用于可靠性的度量的示例包括产品的平均寿命,每年的故障频率,不可用性,负载损失,LOLE(负载损失的期望值),LOLP(负载损失的概率),耐力,等等。(Zapata&Campos,使用蒙特卡罗模拟对具有有限能源的发电系统进行可靠性评估,2005年)

分析类型

  • 为了评估数值数据:

定量的 -不评估数值数据,评估是主观的。

定性.-评估数字数据且评估是客观的。

  • 通过变量的行为类型

确定性 -变量是固定的,并且在任何时刻都保持一定值。没有不确定性。

概率。-变量是随机的并且没有固定值,并且没有在给定时刻确定其值的功能。存在不确定性。

  • 按学习模式的类型

分析性 -通过数学模型(方程式或方程组)表示所研究的组件或系统,并通过直接数学解决方案评估可靠性指标。这些方法的一些示例可以是:方框图,马尔可夫过程。

仿真: - 仿真组件的随机行为,以随后通过数值技术间接评估可靠性指标。示例:蒙特卡洛方法。

  • 按时间性

历史.-根据过去的操作行为数据来研究组件或系统。

预测性 -通过信息处理,可以瞬时或将来一段时间预测组件或系统的行为指标。(Zapata,工程可靠性,2011年)

结论

在过去的五十年中,世界经历了一场技术革命,使行业感到有必要寻找能够提高其效率以保持市场竞争力的工具。可靠性工程是实现此目标的工具,因为它使组织能够将其产品提高到另一个层次,从而确保客户在购买或消费产品时通过提供产品和服务来做出正确的决定。使用安全性及其质量。值得一提的是,在质量和安全这两个概念下,组织和消费者都将从中受益,因为任何人都对他们在日常生活中使用的产品的可靠性感兴趣,例如汽车中安全气囊的操作。 ,天然气供应的安全性和银行计算机系统的可靠性,迅速显示了这一问题对整个社会的重要性。

有关课题的研究提案

可靠性工程方法在Orizaba技术研究所行政系统区域的分析和应用。

目的:

测量系统提供的质量,并实施最合适的可靠性工程方法以提高质量和服务水平。

谢谢

本文的详细说明是作者正在进行的行政管理硕士研究的一部分,因此,她感谢Fernando Aguirre博士和Hernández博士分配了这项活动;感谢墨西哥国家技术研究所和CONACYT在开展这些研究方面的支持。

参考资料

  • 卡斯塔尼奥(SR)(2014)。故障数据分析。哥伦比亚马尼萨莱斯:哥伦比亚国立大学马尼萨莱斯总部。工程与建筑学院Escobar R.,LA,Villa D.,ER,和YañezC.,S.(2003)。可靠性:历史,最先进的技术和未来的挑战。 Dyna,第一卷70号140页5-21日,加里西亚,LG(2014年11月12日)。 Gestiopolis。取自2017年10月22日,来自https://www.gestiopolis.com/ingenieria-deconfiabilidad-1/Gutiérrez,KY(2016年5月12日)。 Gestiopolis。取自2017年10月22日,来自https://www.gestiopolis.com/ingenieria-de-confiabilidad/Zapata,CJ(2011)。工程的可靠性。哥伦比亚多斯奎布拉达斯(Dosquebradas):Publiprint Ltda。扎帕塔(Zapata),CJ和坎普斯(Campos),EL(2005)。使用蒙特卡洛模拟对能源有限的发电系统进行可靠性评估。第十一次科学与技术年鉴,第29号。
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