Требования к надежности в технических условиях

Согласно ГОСТ 2.114-95[1] технические условия на изделие (ТУ) должны содержать вводную часть и разделы, расположенные в такой последовательности:

  • - технические требования;
  • - требования безопасности;
  • - требования охраны окружающей среды;
  • - правила приемки;
  • - методы контроля;
  • - транспортирование и хранение;
  • - указания по эксплуатации;
  • - гарантии изготовителя.

Оставляя на усмотрение разработчика состав разделов и их содержание, разрешая дополнять разделы, объединять их, включать другие разделы, стандарт не позволяет изменять последовательность их расположения в ТУ.

В разделе «Технические требования» должны быть приведены требования нормы и характеристики, определяющие показатели качества и потребительские (эксплуатационные) характеристики продукции. Один из основных подразделов данного раздела - основные параметры и характеристики (свойства), - в котором и следует размещать требования надежности к выполнению продукцией своих функций с заданной эффективностью в заданном интервале времени и их сохранению при заданных условиях технического обслуживания, ремонта, хранения, транспортирования, в том числе количественные требования, в виде значений комплексных показателей надежности продукции и (или) единичных показателей ее безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

В другом нормативном документе [21] также предусмотрено задание единичных показателей:

  • - безотказности;
  • - ремонтопригодности;
  • - долговечности;
  • - сохраняемости.

Практика выпуска ТУ в виде конструкторского документа показала, что для таких изделий, как цифровые устройства релейной защиты, возникают неоправданные сложности и трудности, особенно при разработке группового документа [18], когда согласно требованиям ГОСТ 2.113-75[2] и ГОСТ 2.114-95 все изделия, включенные в групповой документ, должны иметь общие конструктивные свойства, общую часть условных наименований разных исполнений и одну и ту же классификационную характеристику.

До тех пор, пока речь шла о «традиционных» промышленных изделиях, такой подход был вполне приемлем. Однако в настоящее время выпускают изделия, основное отличие между которыми вызвано не столько классификационными характеристиками, приведенными в классификаторе ЕСКД, сколько использованием в них различного программного обеспечения. В этом случае изделия могут выполнять принципиально разные задачи, хотя конструктивные, параметрические, геометрические и другие отличия между ними могут быть несущественными и даже отсутствовать вообще.

Например, внешние отличия устройств БМРЗ-100 могут заключаться только в условном обозначении исполнения, нанесенном на задней стенке (рис. 2).

Более того, потребитель, получив такое изделие, имеющее одни возможности, например, блок БМРЗ-100-СВ-01 (показан на рис. 2 и предназначен для управления секционным выключателем), может самостоятельно установить в него другое программное обеспечение и получить изделие с другими функциональными возможностями, например, обеспечивающими управление вводным выключателем.

Блок БМРЗ-100

Рис. 2. Блок БМРЗ-100:

а - вид спереди; б - вид сзади

Блок БМРЗ, вид спереди

Рис. 3. Блок БМРЗ, вид спереди

При этом материальная часть блока, или, как принято говорить, «железо», остается без изменений. Изготовитель присваивает то или иное условное наименование изделию в зависимости от используемой программы[3], но потребитель может только внести в паспорт изделия запись об установке нового программного обеспечения, при этом названия изделия в паспорте и на фирменной табличке остаются прежними.

Рассматриваемые в данной работе изделия могут иметь различное конструктивное исполнение, разные размеры и массу (рис. 3) и даже разные названия[4], но в любом случае, все они должны отвечать одним и тем же требованиям, прежде всего тем, которые изложены в [34].

Как известно, правила, установленные ГОСТ 2.114-95 для ТУ в форме конструкторского документа, предусматривают излишне строгие требования к названиям документа и разделов, а также к последовательности расположения разделов.

Кроме этого, допускаемое ГОСТ 2.114-95 дополнение разделов подразделами приводит к излишнему «дроблению» разделов и, прежде всего, раздела «Технические требования», появлению неудобных обозначений пунктов и подпунктов.

Например, в этом стандарте предусмотрено 5 подразделов, которые должны быть включены в раздел «Технические требования». Там же предусмотрено дальнейшее деление этих подразделов, в зависимости от вида продукции, на которые выпущены ТУ.

После выхода стандарта[5], установившего, что правила построения, изложения и оформления стандартов организаций должны соответствовать установленным в ГОСТ 1.5-2001, групповые ТУ стало значительно удобнее и проще оформлять как стандарт организации.

В документе, выпущенном в форме СТО, возможно изложение «Технических требований» в более удобной форме, позволяющей исключить подпункты, обозначаемые тремя и более числами, разделяемыми точкой.

Для примера на рис. 4 воспроизведен первый лист содержания ТУ на блоки БМРЗ для железных дорог, выпущенных в форме СТО [78].

В связи с наличием большого количества требований к алгоритмам функционирования цифровых устройств, описание алгоритмов и их конкретные характеристики размещены в приложениях к документу, отведенных для каждого алгоритма.

Содержание

  • 1 Введение...............................................................................1
  • 2 Нормативные ссылки..............................................................1
  • 3 Обозначения и сокращения.....................................................4
  • 4 Общие требования..................................................................4
  • 5 Требования к алгоритмам.......................................................5
  • 6Требования к метрологическим характеристикам.....................7
  • 7Требооания к целям оперативного питания блока....................9
  • 8 Требования к аналоговым входам.........................................10
  • 9 Требования к дискретным входам..........................................12
  • 10 Требования к дискретным выходам......................................12
  • 11 Требования к отображению и хранению информации............13
  • 12 Требования к программному обеспечению............................14
  • 13 Требования к часам и календарю........................................15
  • 14 Требования к диагностированию.........................................15
  • 15 Требования надежности......................................................16
  • 16 Требования к электромагнитной совместимости....................16
  • 17 Требования к электрической изоляции блока.......................18
  • 18 Устойчивость к воздействию климатич сских факторов..........19
  • 19 Устойчивость к механическим воздействиям.........................20
  • 20 Требования к конструкции..................................................20
  • 21 Требования к материалам и комплектующим изделиям.........21
  • 22 Требования к каналам связи с АСУ и ПЭВМ..........................21
  • 23 Комплектность....................................................................23
  • 24 Маркироока........................................................................25
  • 25 Упаковка............................................................................26
  • 26 Требования охраны окружающей среды...............................27
  • 27 Требования безопасности....................................................27
  • 28 Правила приемки................................................................27
  • 28.1 Общие указания............................................................27
  • 28.2 Пр и ем о-сд аточ н ые и спыта н ия........................................28
  • 28.3 Периодич еские испытания.............................................31
  • 28.4 Типовые испытания.......................................................32
  • 28.5 Квалификационные испытания......................................33
  • 28.6 Контрольные испытания на надежность..........................33
  • 29 Методы контроля (испытаний).............................................33
  • 30Транспортирование и хранение...........................................33
  • 31 Указания по эксплуатации...................................................34
  • 32 Гарантии изготовителя........................................................35

Рис. 4. Раздел «Содержание» ТУ, выпущенных в форме СТО

В приложения выделены также чертежи изделий с габаритными и установочными размерами, информация по обозначению исполнений изделий.

Самое важное, что форма стандарта организации не накладывает ограничений, установленных в ГОСТ 2.11-95, что позволило объединить в одном документе функционально близкие изделия, имеющие различные классификационные признаки по классификатору ЕСКД.

Помимо этого, в качестве названия стандарта организации оказалось возможным выбирать обозначение класса изделий, напрямую не повторяющее название конкретного изделия.

Например, групповые ТУ, разработанные для устройств БММРЧ и БРЧН-100, имеют название «Цифровые устройства частотной автоматики». При этом одно из изделий имеет название «Блок микропроцессорных многофункциональных реле частоты БММРЧ», а второе - «Блок разгрузки по частоте и напряжению БРЧН-100[6]».

Учитывая, что кроме этого данные изделия имеют разные децимальные номера, выпустить для них групповые ТУ, соблюдая требования ГОСТ 2.114-95, оказывается невозможным.

Еще один стандарт технических условий, разработанный для изделий другого функционального назначения, назван «Блоки центральной сигнализации».

В то же время, названия блоков таковы:

  • - «Блок микропроцессорный центральной сигнализации БМЦС»;
  • - «Устройство центральной сигнализации УЦС».

ТУ, выпущенные в форме стандарта организации, включают в спецификации изделий в раздел «Документация», независимо от содержания основной надписи и децимального номера.

Рассмотрим теперь, что должно быть включено в раздел «Требования к надежности» такого документа.

Анализ номенклатуры показателей надежности цифровых устройств релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации, приведенный в разделе 1, а также в статье [53], позволил выбрать для включения в ТУ из нескольких показателей безотказности, перечисленных в [20], один - наработка на отказ.

Этот показатель предусмотрен также и в отраслевом документе [34], где рекомендовано два значения этого показателя - 100000 ч или 125000 ч.

За время, прошедшее с момента издания этого документа, требования к безотказности ЦРЗА существенно ужесточились, и теперь средняя наработка на отказ ЦРЗА должна быть не менее 150000 часов.

В качестве показателя ремонтопригодности в ТУ необходимо включить среднее время восстановления, а его значение можно выбирать из ряда значений 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 ч, рекомендованных в [34].

При выборе значения для этого показателя необходимо учитывать время, затрачиваемое на поиск неисправности [3] и замену неисправного модуля. В технических условиях [73, 78] среднее значение этого показателя выбрано равным 2 ч[7], что отражает в большинстве случаев реальные затраты времени.

В связи с тем, что для ЦРЗА не предусмотрены ремонты, то использование показателя «полный средний срок службы» [34], в котором учитывается продолжительность ремонтов, представляется излишним. Учитывая это, для включения в ТУ выбираем показатель «средний срок службы».

В документе [34] для срока службы предусмотрено два значения - 20 и 25 лет. Данный вид изделий в России первым начал выпускать НТЦ «Механотроника» и до настоящего времени изделия, выпущенные в 1998 году, находятся в эксплуатации. Поэтому подтвержденное по всему массиву изделий, выпущенных в 1998 году, значение показателя «средний срок службы» составляет 15 лет.

Нельзя не отметить, что некоторые организации, проводящие аттестацию данных изделий для своих отраслей, стали требовать увеличения среднего срока службы ЦРЗА и шкафов с ЦРЗА до 30 лет.

Выбирая то или иное значение срока службы, следует учитывать, что с увеличением «возраста» изделия затраты на восстановление его работоспособного состояния увеличиваются и, в конце концов, замена изделия новым оказывается экономически более выгодной, чем обслуживание «старого» изделия, в документации которого записан большой «средний срок службы».

Приняв во внимание все сказанное, для показателя «средний срок службы» в технических условиях [73, 78] выбрано значение 25 лет.

Здесь необходимо отметить, что вместо показателя «средний срок службы» более корректным было бы использование показателя «назначенный срок службы», однако это потребует внесения соответствующих изменений в нормативные документы.

В число показателей сохраняемости в технические условия для ЦРЗА целесообразно включить оба показателя[8]:

  • - средний срок сохраняемости;
  • - гамма-процентный срок сохраняемости.

В нормативных документах значения этих показателей не регламентированы.

В технических условиях [73, 78] значения этих показателей выбраны по результатам контрольных испытаний на надежность [17], а именно:

  • - Тсс=24 месяца;
  • - Тсу=24 месяца при у=90%.

В связи с тем, что в цифровые блоки встроена система самодиагностики, то предусмотренные стандартом [21] критерии отказов должны быть сформулированы в ТУ так, как их задает система самодиагностики.

Например, в изделиях производства НТЦ «Механотроника» по результатам самодиагностики формируется один из трех сигналов:

  • - блок исправен - дефекты отсутствуют;
  • - блок неисправен (сигнал «Неисправность») - выявленные дефекты не влияют на работу алгоритмов защиты;
  • - отказ блока (сигнал «Отказ») - выявленные дефекты препятствуют работе алгоритмов защиты или отсутствует оперативное питание блока.

Учитывая сказанное, в технических условиях[73, 78]критерии отказов записаны в разделе «Требования к диагностированию».

Стандарт [21] требует указывать в разделе ТУ «Требования к надежности» значения показателей, используемых при контрольных испытаниях на надежность:

  • - риск поставщика а;
  • - риск потребителя Р;
  • - браковочный уровень R(J;
  • - приемочный уровень Ru.

Для того, чтобы не загромождать раздел технических условий «Требования к надежности» комментариями к этим показателям, представляется целесообразным помещать их не в ТУ, а включать их в документы, разрабатываемые для проведения контрольных испытаний на надежность.

Примеры построения и изложения раздела «Требования надежности» в технических условиях и других документах можно найти в Приложении 7 к стандарту [21].

  • [1] ГОСТ 2.114-95. Единая система конструкторской документации. Технические условия.
  • [2] ГОСТ 2.113-75. Групповые и базовые конструкторские документы.
  • [3] Условное наименование изделия производитель отражает в паспорте и нафирменной табличке. Например, на рис. 2, б обозначено: «БМРЗ-101-СВ-01».
  • [4] В основной надписи документации на блоки БМРЗ написано «Блоки микропроцессорные релейной защиты БМРЗ», а в документации на блоки БМРЗ-100 - «Цифровые устройства релейной защиты типа БМРЗ-100».
  • [5] ГОСТ Р 1.4-2004. Стандарты организаций. Общие положения.
  • [6] Число 100 подчеркивает то, что данное изделие базируется на «железе»блока БМРЗ-100.
  • [7] При наличии полного комплекта запасных сменных модулей.
  • [8] Отказ хранящегося или транспортируемого ЦРЗА не приводит к катастрофическим последствиям [20].
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >