Качество и надежность

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность, долговечность – это качество, простирающееся во времени; Таким образом, понятие надежности наиболее близко к понятию качества, поэтому проблемы управления качеством непосредственно отражаются в представлении о надежности.

Поскольку надежность – объективное свойство изделия, ее можно измерить. С этой целью вводят понятия – «отказ», «вероятность безотказной работы», «интенсивность отказов» и др. Понятия об отказе и безотказности являются одними из основных в теории надежности. Обычно под безотказностью понимают свойство изделий сохранять работоспособность в течение определенного интервала времени. Отказ – это полная или частичная утрата изделием работоспособности. Но и само понятие отказа оказалось непростым.

Во введении к своей книге «Надежность» американские авторы Д. Ллойд и М. Липов пишут: «Ненадежность сказывается на стоимости, на временных затратах, психологически – в виде неудобств, а в определенных случаях грозит также безопасности людей и нации. Обычно потери за счет ненадежности представляют собой не только стоимость выходящего из строя агрегата, но также и стоимость связанного с ним оборудования, которое портится или разрушается в результате отказа... Классическим примером психологического эффекта ненадежности являются печальной памяти спутники «Авангард». Соединенные Штаты, остро переживая успехи России, запустившей Спутник-1, попытались вступить в соревнование, используя для этой цели почти не испытанную ракету, которой пришлось работать почти на пределе своих возможностей. Неудачи и последовавшие за этим уныние и потеря престижа были очень серьезны».

Для некоторых изделий, относительно несложных по конструкции, понятие отказа можно ввести совершенно четко. Например, электрическая лампочка или горит, или не горит, если у нее перегорела нить накаливания. Однако уже для сколько-нибудь сложных изделий понятие отказа является весьма относительным. Если электробритва бреет, но при этом сильно шумит, можно ли считать, что она отказала? Особенно ясно относительность понятия отказа видна на примере изделий радиотехники. Если величина какого-то сопротивления в телевизоре изменится на несколько процентов, то по-видимому, изображение несколько ухудшится. Ничего более страшного не произойдет. Такое же изменение величины сопротивления в сложном устройстве может вызвать несравненно более серьезные последствия.

На практике иногда обращают основное внимание на совершенствование основных узлов изделия, упуская из виду, что причиной ненадежности и последующей аварии могут быть конструктивные узлы, носящие, казалось бы, второстепенный, вспомогательный характер. Обычно на высокую надежность рассчитываются именно основные узлы, основное оборудование. Например, в суперсовременном сверхзвуковом реактивном самолете «Конкорд» англо-французского производства надежность основных бортовых систем выбрана таким образом, чтобы вероятность отказа с неопасными последствиями составляла не более 10^-5, вероятность опасных отказов – не более 10^-7, а катастрофические поломки исчисляются вероятностью, меньшей 10^-9. Таким образом, основное оборудование в самолетах, как правило, рассчитано на высокую надежность. Однако причиной катастрофы «Конкорда» в 2000 г. стал незначительный дефект второстепенного узла. У американского поэта, писателя и ученого XIX в. Оливера Холмса есть стихотворение «Шедевр священника, или Замечательная одноконная коляска». В нем говорится о священнике, который построил коляску, замечательную тем, что все ее части имели абсолютно одинаковую прочность. Эта коляска прослужила ровно 100 лет и под конец развалилась прямо на дороге. Все детали сломались одновременно – на дороге осталась лишь груда обломков.

Изделие, которое разрушалось бы таким образом, причем в указанное заранее время, – мечта инженера, и, конечно, специалиста по управлению качеством. Однако реальные механизмы отказывают случайным образом и в случайное время. Значит, чтобы измерить, оценить надежность, необходимо использовать аппарат, который бы описывал случайные события и случайные процессы. Следовательно, речь идет о теории вероятностей и родственных ей математических дисциплинах. За основной количественный показатель надежности принимается вероятность безотказной работы изделия в течение заданного промежутка времени. Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в данном интервале времени или в пределах заданной наработки не произойдет отказа изделия.

С введением этого понятия появляется возможность измерять надежность и сравнивать изделия по этому показателю. Действительно, совершенно ясно, что изделие, имеющее вероятность безотказной работы 0,9 в течение года, лучше изделия, имеющего вероятность безотказной работы за тот же срок, равную 0,8. Кроме того, вероятность безотказной работы одного и того же изделия неодинакова в разные моменты его эксплуатации. Стиральная машина, проработавшая год, по-видимому, более надежна, чем проработавшая десять лет. Вероятность того, что первая испортится в ближайшее время, очевидно, меньше.

Для оценки надежности существует много числовых характеристик. Это упомянутая выше вероятность безотказной работы, коэффициент готовности (вероятность того, что изделие окажется работоспособным в заданные или случайные моменты), коэффициент использования времени (время, в течение которого изделие работоспособно, отнесенное ко времени его функционирования).

Время безотказной эксплуатации товара потребителем подразумевает время, в течение которого товар с гарантией производителя сохраняет свои параметры качества, ожидаемые потребителем, и поэтому это время обычно называют гарантированным сроком службы продукта. Гарантированный производителем срок службы товара, как правило, всегда меньше его действительного срока службы, который характеризуется долговечностью товара. В свою очередь, долговечность зависит от возможностей ремонта, после которого его параметры качества могут быть восстановлены, т.е. от ремонтопригодности продукта. Именно долговечность характеризует реальный срок службы товара.

По реальному сроку службы потребитель судит, в основном, о качестве приобретенного им товара, что сказывается в дальнейшем на его отношении к соответствующему производителю и в конечном итоге на имидже этого производителя в глазах потребителя.

В то же время гарантированный срок службы предлагаемого потребителю товара имеет существенное значение в момент его приобретения по сравнению с аналогичным продуктом конкурентов, а неукоснительность последующего выполнения всех предварительно оговоренных условий, гарантии при приобретении товара определяет отношение потребителя к надежности не только поставщика (продавца), но и производителя в вопросах выполнения им своих обязательств. Если в течение гарантированного срока службы значения параметров качества не соответствуют ожиданиям потребителя, которые гарантирует ему производитель, то ответственность за это несет производитель товара (поставщик), который должен выполнить за свой счет ремонт, а в случае невозможности ремонта заменить некачественный товар качественным.

Производитель в ряде случаев должен гарантировать также срок сохраняемости товара как во время его хранения, так и при эксплуатации.