Základní pojmy teorie spolehlivosti, dělení poruch

Spolehlivost úzce souvisí s problematikou jakosti. Grafické znázornění je patrné z následujícího obrázku.

Obr. 2: Vlastnosti ovlivňující kvalitu/jakost výrobku.

Historicky obor spolehlivosti vznikl z požadavku „moderní“ techniky a ze zkušeností se složitými vojenskými systémy v druhé světové válce. Ke spolehlivostním výpočtům se však využíval statistický počet, jehož historie sahá až do doby starověkých říších (Sumerská říše, Egypt, Řím) – využívaly se k různým soupisům obyvatelstva a pro daňové účely. Matematická teorie spolehlivosti se začala vytvářet od počátku třicátých let. První práce se týkaly údržby strojů, řešení problémů telefonních sítí a ve vojenském průmyslu. Další utváření oboru spolehlivosti pokračovalo od padesátých let v USA. Velká pozornost se věnovala zejména zkouškám životnosti a problémům spolehlivosti elektrotechnických zařízení a raket. Ve zkouškách životnosti se začalo všeobecně používat exponenciální rozdělení. V období začátku kosmických letů (šedesátá léta) byly vyvinuty řídicí systémy a počítače s velmi vysokou spolehlivostí způsobenou především několikanásobným zálohováním. Dále vznikají systémy odolné vůči poruchám, které se uplatňují především v systémech pro vojenské účely. Zavádění samočinné diagnostiky poruch.

Obecně představuje Spolehlivost souhrnný termín pro popis pohotovosti a činitelů, které ji ovlivňují.

Lze ji vyjadřovat dílčími parametry:

• bezporuchovost,
• opravitelnost,
• životnost,
• bezpečnost,
• nebo kombinovanými parametry (pohotovost) [ČSN IEC 50].

Obr. 3: Charakterizace spolehlivosti.

Mezi základní pojmy, které je nutno si nadefinovat patří obzvláště:

• bezporuchovost (způsobilost výrobku plnit bez poruchy požadované funkce po stanovenou dobu za stanovených podmínek),
• udržitelnost (definována jako schopnost objektu v daných podmínkách používání setrvat ve stavu nebo vrátit do stavu, v němž může plnit požadovanou funkci, jestliže se údržba provádí v daných podmínkách a používají se stanovené postupy a prostředky,
• zajištěnost údržby (definována jako schopnost organizace poskytující údržbářské služby zajišťovat podle požadavků v daných podmínkách prostředky potřebné pro údržbu podle dané koncepce údržby; dané podmínky se vztahují jak na vlastní objekt, tak i na podmínky používání a údržby),
• životnost (způsobilost výrobku plnit požadované funkce do mezního stavu stanoveného technickými podmínkami),
• opravitelnost (vlastnost výrobku spočívající v možnosti odhalení poruchy, zjištění její příčiny a odstranění opravou),
• bezpečnost (vlastnost výrobku neohrožovat lidské zdraví, nebo životní prostředí při plnění předepsané funkce po stanovenou dobu za stanovených podmínek),
• pohotovost (schopnost výrobku v určitém okamžiku vyhovovat technickým podmínkám; pohotovost, též provozuschopnost, je komplexní vlastnost objektu zahrnující bezporuchovost a opravitelnost objektu v podmínkách provozu).

Obr. 4: Základní prvky zajištěnosti údržby – servisní logistiky.

Všechny výše uvedené dílčí vlastnosti spolehlivosti lze charakterizovat též kvantitativně pomocí spolehlivostních ukazatelů nebo charakteristik. Dále se budeme zabývat především kvantitativním vyjádřením bezporuchovosti a pohotovosti. Bezporuchovost určujeme především u neobnovovaných (tj. neopravitelných) objektů, anebo tam, kde se zajímáme o činnost do první poruchy. Pohotovost (provozuschopnost) určujeme u obnovovaných objektů. Obnovované objekty se po vzniku poruchy opraví a provoz pokračuje. Provoz obnovovaného prvku lze popsat jako posloupnost stavů bezporuchového provozu a oprav, přičemž okamžiky poruch a oprav jsou náhodné.