Výrobek v provozním prostředí

Výrobek v provozním prostředí může být ve stavu:

• normálním - plní všechny své funkce
• poruchovém - některé z parametrů výrobku nesplňují technické požadavky.

Charakteristické rysy výrobku v provozním prostředí vystihuje obr 1:

Při posuzování jak plní výrobek své funkce v provozním prostředí je nutné rozhodnout dochází-li k poruše prvku nebo celku. Tak např. u asynchronního motoru můžeme za celek pokládat kostru motoru, prvkem je vinutí. Koroze kostry motoru nepředstavuje zhoršení funkce motoru. Závitový zkrat ve vinutí ale může být příčinou ukončení životnosti motoru.

Dalším kritérium je to, zda-li je posuzovaný prvek opravitelný, nebo neopravitelný. Z ekologického hlediska je příznivé, když je prvek opravitelný¹⁾. U asynchronního motoru je vinutí opravitelným prvkem. Ložisko je jednoznačně neopravitelný prvek.

Prvek ve výrobku (celku) plní určitou funkci. Pro výrobek může byt jeho činnost bezpodmínečná (významná), např. u asynchronního motoru to je vinutí, nebo plní funkci pomocnou (pasivní) např. svorkovnice. To se promítá do poruchového modelu výrobku. Tři základní formy poruchových modelu jsou na obr. 2, 3 a 4.

Sériové uspořádání prvku je na tomto zobrazení. Porucha jakéhokoliv prvku v systému znamená ukončení funkce výrobku.

Obr.2a Seriové uspořádání prvků

Obr.2b Porucha sériového prvku

Paralelní uspořádání prvku ve výrobku (celku) je na obr. 3. Porucha jakéhokoliv prvku nemusí znamenat ukončení funkce výrobku. Sníží se jen jeho výkon (spolehlivost)²⁾

Obr.3a Paralelní uspořádání prvků

Obr.3b Porucha paralelního prvku

Na obr.4 je ukázka serio-paralelního uspořádání prvku v celku. V tomto případe velmi záleží, u kterého prvku v sestavě dojde k poruše. V případe prvku připojeného sériově to znamená ukončení funkce výrobku.

Obr.4a Serio-paralelní uspořádání prvků

Obr.4b Porucha sériového prvku v serio-paralelní kombinaci

Výrobek v provozním prostředí je vystaven řadě degradačních faktorů. Podle charakteru výrobku nás zajímá jak se to projeví na funkčnosti výrobku. Může se jednat o spolehlivost³⁾ nebo životnost. Touto problematikou se zabývá teorie spolehlivosti, Abychom mohli validně ověřovat vliv provozního prostředí na funkčnost výrobku pojďme si některé pojmy z této problematiky rámcově vysvětlit. Nás bude zajímat bezporuchovost a životnost (obr.5):

Bezporuchovost – schopnost výrobku plnit požadované funkce po stanovenou dobu za stanovených provozních podmínek. Vyjadřuje se dobou do poruchy, počtem poruch, dobou mezi poruchami.

Životnost – schopnost výrobku plnit požadované funkce do mezního stavu stanoveného technickými podmínkami. Vyjadřuje se dobou technického života, dobou používání,

Sledovanými veličinami je doba do poruchy, nebo doba technického života. To je pro reálný výrobek v daném provozním prostředí náhodná hodnota. Musíme se proto na tyto údaje dívat jako na náhodné veličiny. Každou náhodnou veličinu lze charakterizovat rozdělením pravděpodobnosti.

Pravděpodobnost, že v čase τ dojde k poruše lze vyjádřit vztahem (rov 1):

Tato závislost se nazývá pravděpodobnost poruchy.

Pravděpodobnost opačného jevu (rov 2):

je pravděpodobnost bezporuchového provozu.

Pravděpodobnost, že k poruše dojde za nekonečně malou časovou jednotku se nazývá hustotou pravděpodobnosti (rov 3):

Hustota pravděpodobnosti vztažená k pravděpodobnosti bezporuchového provozu je intenzita poruch (rov 4):

Intenzita poruch (obr.6) je velmi užitečná funkce. Dá se z ní odvodit co bylo příčnou poruchy.

Intenzita poruch v časovém intervalu 0 až t₁ odpovídá časným poruchám ⁴⁾. Příčinou může být např. nedotažená technologie. Interval t₁ až t₂ odpovídá běžnému technickému životu. Poslední třetina vanové křivky (interval t₂ až → t odpovídá období stárnutí. Tento průběh intenzity poruch byl formulován v období elektronkových obvodu. V současnosti se ukazuje, že průběh intenzity poruch u moderních elektronických výrobků může mít trochu odlišný průběh.

Technický život výrobku by měl probíhat ve střední části vanové křivky. V praxi se občas stane, že výrobek ukončí svůj technický život na začátku toho intervalu. To vede mnoho uživatelů k názoru, že výrobce instaloval do výrobku kazitka, aby zkrátil používání výrobku a přinutil pořídit si nový výrobek⁵⁾.