Отказы. Виды и характеристики.

В теории надежности базовой ха­рактеристики имеется понятие «отказ», т.е. событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта или его работоспособности. Применительно к строительному производству под объектом понима­ется строительный процесс, организационно-технологическое решение, деятельность строительно-монтажного подразделения по строительству или реконструкции железной дороги или частей, по выполнению про­граммы строительно-монтажных работ на год или другой период.

В отличие от технических систем отказ в организации строительного производства не обязательно связан с полной остановкой (прекращением функционирования) процесса. В этом случае наиболее распространен­ными являются сбои (частые отказы), которые самоустраняются в про­цессе производства работ или ликвидируются службами строительно­монтажного подразделения.

Отказы в строительных процессах возникают в результате воздей­ствия многочисленных и разнообразных организационно-технологичес- ких факторов, дестабилизирующих производство работ, а также взаи­модействия их между собой. Исследования таких воздействий связано с изучением влияния каждого фактора на функционирование строитель­ного процесса в области проектирования организации строительства, изготовления конструкций, их транспортирования, возведения соору­жений и укладки пути, балластировки пути, установки опор при элект­рификации и требует системного рассмотрения на всех этапах деятель­ности строительной системы.

Сложность системы железнодорожного строительства, определяемая большим числом последовательно и параллельно связанных элементов (бригад, машин, механизмов, транспортных средств, поставщиков, стро­ительных генподрядных и субподрядных организаций и пр.), вызывает и многочисленность причин отказов. По характеру и последствиям их воз­действия на строительную систему причины отказов в транспортном стро­ительстве можно разделить на шесть групп: технические, технологичес­кие, экономические, социальные, климатические, психологические.

Многообразие причин отказов определяет разнообразный характер отказов в железнодорожном строительстве. Следует выделить проект­ные (или конструктивные) отказы, возможность появления которых может быть выявлена при проектировании технологии или организа­ции строительных работ, при прогнозировании на ЭВМ возможных ва­риантов производственных ситуаций.

Необходимо отметить еще один аспект надежности указанных сис­тем, который характеризует нахождение систем в режимах развертыва­ния и подготовки к работе. При подготовке к работе устройств, конст­рукции и консервации объектов обычно имеют место постепенные от­казы вследствие старения элементов системы. При подготовке к работе также возможны как мгновенные, так и постепенные отказы. Внезап­ный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или нескольких параметров строительного процесса или деятельности стро­ительно-монтажного подразделения.

Количественно отказы выражаются на основе математической мо­дели отказов, времени безотказной работы системы, соответствующих функций распределения. При этом математическим аппаратом коли­чественного анализа являются теория вероятностей и теория массового обслуживания. Достоверность получаемых результатов определяется главным образом степенью соответствия избранной модели реально существующей в практике строительного производства.

Сложность правильного выбора математической модели для описа­ния реальных состояний строительной системы, строительных процес­сов заставляет рассматривать отклонение параметра в большую или меньшую сторону, определяющее его функциональные свойства и на­рушающее ритмичность работы строительства. Все отказы носят слу­чайный характер, поскольку вызваны случайными факторами. Поэто­му надежность системы определяется вероятностью отказа в течение га­рантированного проектом срока исправной работы системы.

Отказы в транспортном строительстве, являясь случайными вели­чинами, выражаются дискретно или непрерывно в зависимости от фи­зического смысла исследуемого явления и характеризуются функция­ми распределения вероятностей. Если v — случайная величина, то веро­ятность того, что она примет значение некоторого числа, p(v<x) = F(x) называется интегральной функцией распределения вероятностей, или законом распределения вероятностей случайной величины отказов.

К критериям надежности относятся безотказность, долговечность, ремонтоспособность, исправность, работоспособность. Однако для транспортного строительства некоторые из них не характерны. Прове­денный анализ условий транспортного строительства позволяет в каче­стве обобщенного критерии принять безотказность и долговечность.

Для каждого объекта может быть обосновано оптимальное значение обобщенного критерия надежности, при котором суммарные затраты на проектирование и введение объекта в эксплуатацию С будут макси­мальными:

где К_н — обобщенный критерий надежности.

Для правильной оценки надежности используются организацион­но-технические коэффициенты, характеризующие:

— соотношение между временем работы и временем простоя про­цесса строительного подразделения (коэффициенты готовности, вынуж­денного простоя, профилактики);

— частоту профилактических мероприятий по предупреждению отказов;

— влияние надежности элементов строительной организации на на­дежность строительного производства (функционирование строительной системы), надежность выполнения программы строительно-монтажных работ (коэффициент значимости, относительный коэффициент отказов);

— надежность (коэффициент надежности и др.).

Оценка показателей организационно-технической надежности по­зволяет установить степень эффективного использования элементов железнодорожного строительства.

Усложнение системы строительства транспортных объектов увели­чивает число последовательно связанных элементов (рабочих бригад, транспортных средств, машин и т.д.), что по теории надежности умень­шает надежность всей системы пропорционально геометрической про­грессии числа элементов. Элементарные расчеты показывают, что в этом случае надежность строительной системы в целом равна 0,4. При этом фактическая надежность действующих строительных систем выше, хотя количество последовательно связанных элементов намного больше ста. Это доказывает необходимость изучения специфики систем строитель­ного производства, различных организационно-технологических сбо­ев в них, характера дестабилизирующих факторов и принципов взаи­модействия между ними.