Teoría de la confiabilidad

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La teoría de la confiabilidad  es una ciencia que estudia los patrones de distribución de fallas de dispositivos y estructuras técnicas, las causas y los modelos de su ocurrencia.

La teoría de la confiabilidad estudia métodos para asegurar la estabilidad de la operación de objetos (estructuras, productos, dispositivos, sistemas, etc.) en el proceso de diseño , producción , aceptación , transporte , operación y almacenamiento .

Establece y estudia indicadores cuantitativos de fiabilidad . Explora la relación entre los indicadores de eficiencia y confiabilidad.

El tema de la teoría de la fiabilidad

La teoría de la confiabilidad es una disciplina científica compleja, cuyo tema incluye el estudio de métodos y técnicas que deben seguirse durante el diseño , producción , aceptación , transporte , operación y almacenamiento de productos y dispositivos para lograr la máxima eficiencia y seguridad de su funcionamiento. uso, así como el desarrollo de métodos que permitan calcular características cuantitativas de la calidad de sistemas técnicos complejos a partir de las características conocidas de sus partes constituyentes. En particular, la teoría de la confiabilidad está diseñada para establecer los patrones de ocurrencia de fallas en los dispositivos , predecir la ocurrencia de fallas, encontrar formas de mejorar la confiabilidad de los productos durante su diseño, desarrollar métodos para calcular y verificar la confiabilidad de los sistemas técnicos y encontrar métodos para mantener la confiabilidad de los sistemas técnicos durante su transporte, operación y almacenamiento [1] [2] [3] .

En el marco de la teoría de la confiabilidad, se han formulado muchas disposiciones que son válidas para cualquier dispositivo técnico. Estos principios generales son la base de los métodos y métodos para garantizar la confiabilidad aplicados a varios sistemas y objetos, pero la implementación de estos métodos suele ser específica en relación con sistemas y objetos de un propósito determinado. Como resultado, en la práctica, se distingue una teoría general de la confiabilidad, en la que se estudian los patrones generales de fallas y recuperación de los sistemas técnicos y los métodos generales para asegurar la confiabilidad, y secciones privadas de esta teoría, que se enfocan en clases individuales de dispositivos y sus elementos y tener en cuenta sus especificidades [4] .

Una parte significativa de los problemas considerados en la teoría de la confiabilidad es de naturaleza esencialmente matemática y para su solución requiere tanto el uso de herramientas matemáticas ya conocidas como el desarrollo de otras nuevas. En la teoría de la fiabilidad, los métodos de la teoría de la probabilidad y las estadísticas matemáticas han encontrado una amplia aplicación [4] [5] .

En el marco de la teoría de la confiabilidad, se introducen indicadores cuantitativos de la confiabilidad de los sistemas técnicos, se revelan los vínculos entre ellos y la eficiencia económica y la seguridad , se fundamentan los requisitos para la confiabilidad de los objetos, teniendo en cuenta la influencia de factores externos e internos. influencias en los procesos que ocurren en ellos, se desarrollan métodos para sintetizar elementos y sistemas técnicos con una confiabilidad dada, métodos para probar sistemas técnicos y sus elementos para confiabilidad [2] [6] .

Los conceptos básicos y las definiciones de la teoría de la confiabilidad de los dispositivos técnicos se formulan en GOST 27.002-89 “Confiabilidad en ingeniería. Conceptos básicos. Términos y definiciones” [7] .

La historia del surgimiento y desarrollo de la teoría de la confiabilidad

La primera etapa en la formación de la teoría de la confiabilidad puede considerarse 1950 - 1960. En 1950, la Fuerza Aérea de EE. UU. organizó un grupo para estudiar la confiabilidad de los equipos electrónicos. El Panel encontró que la razón principal de la falla del equipo electrónico era la baja confiabilidad de sus componentes. Se recopiló una gran cantidad de material estadístico, que fue la base de la teoría de la fiabilidad. Para el procesamiento matemático de este material se desarrollaron nuevos enfoques matemáticos probabilístico-estadísticos.

En los años 50 del siglo XX, los primeros grupos de confiabilidad también se crearon en la URSS en los VVA. N. E. Zhukovsky e Instituto Central de Investigación 22 MO. A fines de la década de 1950, se desarrolló el primer método de rama para calcular la confiabilidad en el Instituto de Investigación del Ministerio de Economía. Al mismo tiempo, apareció una definición matemática del término "confiabilidad":

• La confiabilidad es la probabilidad de que un dispositivo realice sus funciones de acuerdo con los requisitos durante un período de tiempo determinado.

Con el tiempo, ha surgido otra definición: • La confiabilidad es una función de distribución integral de la probabilidad de operación sin fallas desde el momento de la inclusión hasta la primera falla.

Y finalmente, una breve definición que dio origen a la siguiente etapa en el desarrollo de la teoría: “La confiabilidad es la probabilidad de operación libre de fallas.

Etapa de la teoría clásica de la confiabilidad (1960 - 1970). Durante estos años, apareció la tecnología espacial que requería una mayor confiabilidad. Para asegurar la confiabilidad requerida, se estudia la confiabilidad en el desarrollo, producción y operación de los productos. Se está desarrollando una teoría de diagnóstico de sistemas complejos. Están surgiendo nuevos estándares para la confiabilidad de las máquinas.

Etapa de los métodos de confiabilidad del sistema (desde 1970). En esta etapa, se desarrollaron nuevos requisitos de confiabilidad, que sentaron las bases para los sistemas y programas de confiabilidad modernos. Se han desarrollado métodos estándar para garantizar la fiabilidad en todas las etapas del ciclo de vida de los productos: constructivo (selección de materiales, margen de seguridad, etc.), tecnológico (tolerancias de apriete, aumento de la limpieza superficial, etc.), operativo (estabilización de las condiciones de funcionamiento , mejora de métodos de diagnóstico, mantenimiento y reparación, etc.). A principios de la década de 1960, se creó un NTS sobre problemas de confiabilidad bajo Gosstandart. A mediados de los años 60, se crearon servicios de confiabilidad en las empresas del complejo de defensa. En 1969, comenzó a aparecer la revista Reliability and Quality Control. A mediados de la década de 1970, la revista Izvestia de la Academia de Ciencias de la URSS "Cibernética técnica" abrió la sección "Teoría de la confiabilidad". A fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, nacieron escuelas científicas de confiabilidad en varias ciudades de la URSS (Moscú, Leningrado, Kiev, Irkutsk, Minsk, etc.). En 1985, se publicó el libro de referencia "Fiabilidad de los sistemas técnicos" bajo la dirección de I. A. Ushakov con la participación de una gran cantidad de autores no solo de la URSS, sino también de los EE. UU. y otros países, que resumen la experiencia mundial en teoría. desarrollos e investigaciones prácticas sobre confiabilidad.

En los años 90 del siglo XX. se suspendió el desarrollo de la teoría de la fiabilidad en la antigua URSS. Se puso en marcha de nuevo después de 2000. Por ejemplo, Korneichuk V.I. es un conocido científico de nuestro tiempo en el campo de la teoría de la confiabilidad; bajo su liderazgo, se publicaron numerosas publicaciones, manuales científicos e inventos en el campo de la teoría de la confiabilidad en el Departamento de Ciencias de la Computación de NTUU "KPI (Ucrania).

Aparato matemático

El aparato matemático de la teoría moderna de la confiabilidad se basa en los resultados de las siguientes ramas de las matemáticas:

• teoría de la probabilidad ;
• estadística matemática ;
• teoría de los procesos aleatorios ;
• teoría de colas ;
• lógica matemática ;
• teoría de grafos ;
• teoría de la optimización .

Aplicaciones de la teoría de la fiabilidad

El desarrollo de la teoría de la confiabilidad ha llevado al surgimiento de nuevas áreas de investigación científica aplicada como:

• física de fallas ;
• teoría estadística de la fuerza ;
• diagnósticos técnicos ;
• psicología de la ingeniería ;
• investigación de operaciones ;
• planificación de experimentos ;
• confiabilidad estructural ;
• y etc.

Notas

1. ↑ Gnedenko, Belyaev, Solovyov, 1965 , p. 9-10.
2. diez.
3. ↑ Yurkov et al., 2012 , pág. 6.
4. ↑ 12 Shklyar , 2009 , pág. 9.
5. ↑ Gnedenko, Belyaev, Solovyov, 1965 , p. diez.
6. ↑ Shklyar, 2009 , pág. 11-12.
7. ↑ GOST 27.002-89. Confiabilidad en la tecnología. Conceptos básicos. Términos y definiciones. - M. : Editorial de normas, 1998. - 36 p.

Literatura

• Fundamentos de la teoría y el cálculo de la fiabilidad [Texto] / I. M. Malikov , A. M. Polovko , N. A. Romanov, P. A. Chukreev. - Leningrado: Sudpromgiz, 1959. - 95 p. : enfermo.; 22 cm.- (Experiencia científica y de producción).
• Fundamentos de la teoría y el cálculo de la fiabilidad [Texto] / I. M. Malikov , A. M. Polovko , N. A. Romanov, P. A. Chukreev. - 2ª ed., añadir. - Leningrado: Sudpromgiz, 1960. - 141 p., 1 hoja. nomogr. : tonterías.; 23cm
• Polovko A. M. Fundamentos de la teoría de la fiabilidad. — M .: Nauka , 1964. — 446 p.
• Gnedenko B.V. , Belyaev Yu.K. ,  Solovyov A.D. Métodos matemáticos en la teoría de la fiabilidad. — M .: Nauka , 1965. — 524 p.
• Ostreikovsky V. A. . Teoría de la fiabilidad. - M. : Escuela superior , 2003. - 463 p. — ISBN 5-06-004053-4 .
• Serafinovich L.P. Fundamentos teóricos para el diseño, producción y fiabilidad de EMU. Procesamiento estadístico de datos experimentales . - Tomsk: Facultad de educación a distancia TUSUR , 2012. - 111 p.
• Shklyar V. N. . Fiabilidad de los sistemas de control . - Tomsk: TPU Publishing House , 2009. - 126 p.
• Yurkov N. K., Zatylkin A. V., Polesskiy S. N., Ivanov I. A., Lysenko A. V. . Fundamentos de la teoría de la fiabilidad de los medios electrónicos. - Penza: Editorial PGU , 2012. - 100 p. - ISBN 978-5-94170-572-6 .
• Bolotin VV Métodos de la teoría de la probabilidad y teoría de la fiabilidad en los cálculos de estructuras. — M .: Stroyizdat, 1971, 1982.
• Bolotin VV Métodos estadísticos en mecánica estructural. - M.: Stroyizdat, 1961, 1965 (traducciones al inglés, alemán, húngaro y polaco).
• Cheboksarov A. N. Fundamentos de la teoría de la confiabilidad y el diagnóstico: un curso de conferencias / A. N. Cheboksarov. - Omsk: SibADI, 2012. - 76 p.
• Barlow R., Proshan F. Teoría matemática de la confiabilidad. - M: Radio soviética, 1969. - Circulación 21.000 ejemplares. — 488 pág.

Enlaces

• Catálogo de recursos educativos de Internet
• FIABILIDAD DE LOS SISTEMAS TÉCNICOS
• Teoría de la confiabilidad de los sistemas eléctricos.

diccionarios y enciclopedias	gran ruso
En catálogos bibliográficos	NKC : ph126573