Fiabilitate și mentenanță

2. DEFINIREA CONCEPTULUI DE FIABILITATE

2.1. Definirea notiunii de fiabilitate

Termenul ,,fiabilitate" a patruns in limbajul specialistilor in jurul anului 1960, cunoscand in scurt

timp o larga arie de raspandire. La inceput, fiabilitatea a fost denumita siguranta in functionare.

In limba engleza corespondentul acestui termen este ,,reliability", (reliable), de unde provine si

notarea cu R , avand semnificatiile, pe de-o parte, demn de incredere, de nadejde, sigur, pe care te poti baza,

iar pe de alta parte, trainic, solid.

In limba romana, cuvantul fiabilitate provine din cuvantul din limba franceza, fiabilite.

Cu toate ca fiabilitatea este o notiune de sine statatoare, intre notiunile de calitate si fiabilitate exista

o stransa legatura. Daca calitatea reprezinta totalitatea proprietatilor unui produs care-l fac corespunzator

pentru utilizare potrivit destinatiei respective, in schimb fiabilitatea reprezinta capacitatea ca produsul sa-si

pastreze (mentina) calitatea pe toata durata de utilizare. Altfel spus, fiabilitatea este calitatea produsului

extinsa in timp.

Definitie. Fiabilitatea reprezinta probabilitatea sau sansa ca un produs sau un sistem sa nu se

defecteze intr-o anumita perioada de timp data si in anumite conditii de functionare date.

2.2. Forme de studiu si exprimare a fiabilitatii

Din punct de vedere al momentului evaluarii fiabilitatii sau a etapei de realizare a studiului de

fiabilitate se deosebesc: fiabilitatea proiectata (previzionala); fiabilitatea experimentala; fiabilitatea

operationala (efectiva la beneficiar).

Fiabilitatea proiectata, sau fiabilitatea previzionala sau precalculata, a unui produs se determina pe

baza considerentelor privind conceptia si proiectarea acestuia, precum si pe baza fiabilitatii componentelor

sale in conditii de exploatare prescrise. Se determina in perioada fazei de concepere si proiectare a

produsului, in ce priveste structura dar si elementele componente ale acestuia. In aceasta faza, pe baza unui

model matematic, care de obicei este cel exponential, se verifica ,,apriori" fiabilitatea produsului, in

conformitate cu specificatia tehnica. Tot acum sunt stabilite si metodele concrete privind conditiile de

mentenabilitate (intretinere), in conditii de exploatare prescrise.

Fiabilitatea experimentala se determina experimental, in laboratoare, statii de incercari, standuri de

proba, instalatii unde au fost create conditii, adica solicitari, similare cu cele din exploatare. Experimentele

(masurari, incercari, testari) se efectueaza asupra sistemelor deja realizate pentru parametrii si regimurile

functionale prevazute in documentati tehnica si normele in vigoare.

Fiabilitatea operationala sau de exploatare reprezinta fiabilitatea unui sistem care se determina pe

baza prelucrarii datelor privind comportarea reala in exploatare, in cadrul ansamblului complex de factori

specifici, pe o anumita perioada de timp, a unui numar de produse efectiv utilizate la beneficiar.

2.3. Indicatori fundamentali ai fiabilitatii

Privind probabilistic problema fiabilitatii, se poate afirma ca momentul aparitiei unei defectiuni nu

poate fi stabilit cu certitudine, ci numai sub forma unei probabilitati caruia i se ataseaza un interval de

incredere.

Conceptul de fiabilitate are, pe langa caracterul probabilistic si pe cel statistic. Acest lucru se explica

prin faptul ca determinarea caracteristicilor de fiabilitate se poate face numai pe baza datelor obtinute, fie

prin incercari in laborator sau statii pilot, fie prin urmarirea in exploatare a produsului, cand se obtin date cu

privire la defectiunile constatate pe o anumita populatie statistica (esantion).

Deoarece procesele fizico-chimice sau de alta natura care conduc la incetarea sau alterarea functiei

specificate a unui produs nu pot fi identificate si utilizate astfel incat, pe aceasta cale, sa se stabileasca cu o

anumita certitudine momentul aparitiei defectiunii, se recurge la estimarea statistica a marimilor urmarite

(durata de viata, momentul aparitiei defectului etc.).

Indicatorii de fiabilitate sunt marimi caracteristice care permit aprecierea cantitativa a nivelului de

fiabilitate al elementelor sau sistemelor tehnice.

Se precizeaza ca indicatorii care vor fi prezentati in continuare fac referire la timpul de functionare,

aceasta fiind situatia cea mai frecventa in practica. In functie de sistemul tehnic analizat, timpul de

functionare poate fi inlocuit cu numarul de kilometri parcursi, asa cum este cazul sistemelor de transport, sau

cu numarul de cicluri de functionare etc.

1. Functia de fiabilitate, R? t ?

Este recunoscuta in literatura de specialitate si ca functia de supravietuire.

Din punct de vedere cantitativ, fiabilitatea s-a definit ca fiind probabilitatea ca un produs (sistem

tehnic) sa-si indeplineasca misiunea (functia fundamentala), pe o perioada de timp prestabilita, in anumite

conditii date.

Potrivit acestei definitii, probabilitatea ca in intervalul ?0, t ? sa nu apara defecte, adica fiabilitatea

R? t ?, se exprima prin relatia

R? t ? ? P?T ? t ?, (2.1)

unde: T reprezinta variabila aleatoare timp de functionare pana la defectare (timp de misiune); t - limita de

timp specificata a duratei de buna functionare.

Prin timp de functionare se intelege perioada de functionare efectiva, eliminandu-se perioadele de

intrerupere deliberata.

Functia de fiabilitate are urmatoarele proprietati:

1. R? t ? este o functie continua de timp, pentru orice t ? 0 ;

2. 0 ? R? t ? ? 1;

3. R?t ? ? 1 pentru t ? 0 . Aceasta inseamna ca la momentul initial, cand sistemul este pus in functie,

acesta functioneaza in mod sigur, deci probabilitatea evenimentului ?T ? 0? este egala cu unu;

4. ? ? ? 0

??

lim R t

t

, adica dupa o durata de timp suficient de mare, probabilitatea de buna functionare

scade, dupa o anumita lege, pana ajunge la zero;

5. Pentru t1 ? t2 rezulta ? ? ? ? R t1 ? R t2 , deci este o functie descrescatoare.

Probabilitatea ca un sistem sa nu se defecteze intr-un interval de timp ?a, b? este

P? a ? T ? b? ? R? a?? R?b? . (2.2)

Intr-o determinare experimentala, pentru a obtine o forma analitica a functiei, se presupune ca se

urmareste modul de comportare in timp a unei populatii statistice alcatuita din N0 produse noi identice, care

functioneaza in aceleasi conditii de lucru si care au fost fabricate pe baza aceleasi tehnologii, cu aceleasi

conditii impuse. Considerand ca la momentul t ? 0 , toate cele N0 produse sunt in stare de functionare,

atunci la momentul ti , situat in intervalul ?t , t ?? t? exista in stare de functionare numai N produse. Deci,

pe durata de timp ? t se considera ? N ? N0 ? N produse defecte.

Proportia de produse in stare de functionare, la momentul i t , adica fiabilitatea ? ? t R ^ este data de

raportul

? ?

N0

N

t R ^ ? . (2.3)

Forma analitica a functiei empirice de fiabilitate se exprima sub forma

? ?

N0

N

t R ^ ti

i ? , (2.4)

in care Nti reprezinta numarul de elemente aflate in functiune la momentul ti .

Relatia (2.4) reprezinta frecventa relativa a exemplarelor in functiune, care indica ponderea

produselor care nu s-au defectat pana la sfarsitul intervalului ? i? si care se vor defecta in intervalele viitoare.

2. Functia de nonfiabilitate, F? t ?

In literatura de specialitate acest indicator se regaseste si sub denumirea de functie de nefiabilitate

sau functie de defectare.

Aceasta functie exprima probabilitatea ca un produs sa se defecteze in intervalul de timp ?0, t ?. Se

defineste cu relatia

F? t ? ? P?T ? t ? . (2.5)