Дерюшев Виктор Владимирович, профессор кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистика», доктор технических наук
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Viktor V Deryushev, professor of the Operation of Transport Systems and Logistics Department, Dr. Sci. (Eng.)
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003, RF
Теплякова Светлана Викторовна, доцент кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистика», кандидат технических наук
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
ScopusID
Svetlana V Teplyakova, associate professor of the Operation of Transport Systems and Logistics Department, Cand. Sci. (Eng.)
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003, RF
ScopusID
Зайцева Марина Михайловна, доцент кафедры «Эксплуатация транспортных систем и логистика», кандидат технических наук, доцент
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
ScopusID
Marina M Zaitseva, associate professor of the Operation of Transport Systems and Logistics Department, associate professor
1, Gagarin Sq., Rostov-on-Don, 344003, RF
Введение. На этапе проектирования технических устройств и выполнения соответствующих прочностных расчетов металлоконструкций принимаются достаточно большие запасы прочности, теоретически исключающие какие-либо отказы деталей. В действительности машины работают с частыми отказами. Интерес вызывают недиагностируемые отказы, приводящие к критическому снижению безопасности, особенно на опасных производственных объектах. Предполагается, что ранее применяемые подходы выборочного определения предельного (минимального) значения безотказности, основывающиеся на точечных оценках параметров распределения двухпараметрического закона Вейбулла, приводят к завышению расчетных показателей вероятности безотказной работы, т.е. занижению риска. Поэтому целью работы явилось рассмотрение подхода к оцениванию риска эксплуатации производственных объектов в ситуации случайного возникновения опасных и недиагностируемых отказов в системах.
Материалы и методы. В работе применялись методы оценивания безопасности технических устройств, основанные на теории вероятностей, а вероятность отказа машины определялась на основе известного метода теории надёжности. Данный метод заключается в расчете и построении функций распределения случайных величин (несущей способности и нагруженности), оказывающих влияние на возникновение отказа. Определился уровень повышения показателя надежности, приводящий к частым непрогнозируемым отказам технических устройств (машин) и снижению безопасности их эксплуатации.
Результаты. Выявлены и обоснованы признаки противоречивости прочностных расчетов, основанные на завышенных запасах прочности, в теории исключающие отказы деталей и машин в целом. Разработан и реализован новый подход к оцениванию риска эксплуатации производственных объектов в ситуации случайного возникновения опасных и недиагностируемых отказов системами безопасности. Разработан алгоритм определения трех параметров закона Вейбулла для совокупности по выборочным данным. Построены плотности распределения ресурса стрелы одноковшового экскаватора ЕК-14. Даны рекомендации по увеличению значения вероятности безотказной работы до 0,9989.
Обсуждение и заключения. Результаты проведенных исследований позволяют обосновать новый подход к оцениванию риска эксплуатации производственных объектов в случае возникновения опасных и недиагностируемых системами безопасности отказов базовых деталей, приводящих к негативным последствиям.
Introduction. At the stage of designing technical devices and performing appropriate strength calculations of metal structures, sufficiently large reserves of strength are taken, which, theoretically, exclude any failures of parts. In fact, the machines work with frequent failures. Of interest are undiagnosed failures that lead to a critical decrease in safety, especially at hazardous production facilities. It is assumed that the previously applied approaches of selective determination of the maximum (minimum) reliability value, based on point estimates of the distribution parameters of the two-parameter Weibull law, lead to an overestimation of the calculated indicators of the probability of failure-free operation, i.e. underestimation of risk. Therefore, the work objective is to consider an approach to assessing the risk of operating production facilities in a situation of accidental occurrence of dangerous and undiagnosed failures in systems.
Materials and Methods. Methods for technical devices safety assessment based on probability theory were used in the work, and the probability of machine failure was determined based on the well-known method of reliability theory. This method consists in calculating and constructing distribution functions of random variables (load-bearing capacity and loading) that influence the occurrence of failure. The level of increase in the reliability index was determined, leading to frequent unpredictable failures of technical devices (machines) and a decrease in the safety of their operation.
Results. The signs of inconsistency of strength calculations based on overestimated safety margins, which in theory exclude failures of parts and machines in general, are identified and substantiated. A new approach to risk assessment of operating production facilities in a situation of accidental occurrence of dangerous and undiagnosed failures by safety systems has been developed and implemented. An algorithm for determining the three parameters of Weibull's law for a population based on sample data has been developed. The resource distribution densities of the boom of the single-bucket excavator EK-14 are constructed. The recommendations are given to increase the probability of failure-free operation to 0.9989.
Discussion and Conclusion. The results of the conducted research allow us to substantiate a new approach to risk assessment of operating production facilities in the event of dangerous and undiagnosed failures of basic parts by safety systems, leading to negative consequences.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.