Диагностика как наука

Теоретической базой технической диагностики как науки является теория надежности. Рассмотрим основные понятия и определения теории надежности.

Под объектом здесь и далее понимается (если не оговорено специально) предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, исследований и испытаний на надежность.

Объектами могут быть изделия, системы и их элементы, в частности сооружения, установки, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость или определенные сочетания этих свойств. В технической диагностике из перечисленных составляющих надежности на первый план выдвигаются, как правило, два свойства − безотказность и ремонтопригодность объекта.

Безотказность − свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или наработки.

Для определения надежности и ее составляющих необходимо знать техническое состояние объекта − это такое состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды значениями параметров, установленных технической документацией на объект.

Об изменении технического состояния объекта судят по значениям диагностических (контролируемых) параметров, позволяющих определить это состояние объекта без его разборки. В теории надежности рассматриваются следующие виды технического состояния: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное и предельное.

Неисправное состояние (неисправность) − состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований технической документации (примеры: нарушение лакокрасочного покрытия, выход значений параметров за пределы допуска, нарушение признаков нормального функционирования объекта и т.д).

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям технической документации.

В отличие от исправного объекта работоспособный должен удовлетворять лишь тем требованиям технической документации, выполнение которых обеспечивает его нормальное применение по назначению. Работоспособный объект может быть неисправным − например, не удовлетворять эстетическим требованиям, если ухудшение внешнего вида объекта не препятствует его применению по назначению.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) − состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям технической документации.

Переход объекта из одного состояния в другое происходит вследствие возникновения в нем дефектов. Дефект – это каждое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям.

В зависимости от последствий дефекты подразделяются на повреждения и отказы.

Отказ − событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Признаками возникновения отказа являются недопустимые изменения признаков работоспособного состояния объекта (выход значений параметров за пределы допуска, нарушение признаков нормального функционирования).

Для неремонтируемого объекта возникновение отказа ведет в конечном итоге к его переходу в предельное состояние и снятию с эксплуатации. Для ремонтируемого объекта последствия отказа устраняются восстановлением и ремонтом.

По своей природе отказы могут быть:

• случайными, обусловленными непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала, сбоями системы управления и т.п.;
• систематическими, обусловленными закономерными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, старение и т.п.

По характеру возникновения отказы могут быть внезапными, постепенными и перемежающимися.

Внезапный отказ – это отказ, проявляющийся в резком (мгновенном) изменении характеристик объекта.

Постепенный отказ – отказ, происходящий в результате медленного, постепенного ухудшения характеристик объекта из-за износа и старения материалов. Внезапные отказы обычно проявляются в виде механических повреждений элементов (поломки, пробои изоляции, обрывы и т.п.) и не сопровождаются предварительными видимыми признаками их приближения.

Внезапный отказ характеризуется независимостью момента наступления от времени предыдущей работы.

Перемежающимся называется самоустраняющийся отказ (возникающий/исчезающий, например, сбой компьютера).

По причине возникновения отказы могут быть конструкционные, производственные и эксплуатационные. Конструкционный отказ появляется в результате недостатков и неудачной конструкции объекта. Производственный отказ связан с ошибками при изготовлении объекта по причине несовершенства или нарушения технологии. Эксплуатационный отказ вызывается нарушением правил эксплуатации объекта.

По признаку легкости обнаружения  отказы бывают очевидными (явными) и скрытыми (неявными). По времени возникновения отказы подразделяются на приработочные, возникающие в начальный период эксплуатации, отказы при нормальной эксплуатации, износовые отказы, вызванные необратимыми процессами износа деталей, старения материалов и т.п. Отключение – перевод объекта из рабочего в нерабочее состояние.

Преднамеренное отключение – отключение, намеченное и выполненное обслуживающим персоналом.

Восстановление – событие, заключающееся в переходе из неработоспособного состояния в работоспособное.

Включение – перевод объекта из нерабочего состояния в работоспособное.

Износ – процесс постепенного изменения физико-химических свойств объекта, вызываемый действием зависящих от режима работы объекта факторов.

Обслуживание – совокупность мер, предпринимаемых для сохранения или восстановления исправности объекта.

Ремонт – совокупность мер, предпринимаемых для восстановления работоспособности объекта.

Техническая диагностика как наука разрабатывает методы и средства оценки технического состояния объектов без их разборки по значению диагностических параметров.