Fiabilitatea

Fiabilitatea (reliability) este probabilitatea ca un produs să îşi îndeplinească fără defectări funcţiile sale specifice într-o anumită perioadă de timp, într-un ansamblu de condiţii de funcţionare dinainte precizate. Conceptul de fiabilitate este cunoscut de foarte mult timp, dar termenul este ceva mai recent, înlocuindu-l pe cel vechi de “siguranţă în funcţionare”. Fiabilitatea este o caracteristică a produselor de lungă folosinţă.

Noţiunea de fiabilitate diferă, aşadar, ca semnificaţie, de noţiunea de calitate prin aceea că prin calitate se face referire la un anumit moment, cel mai adesea momentul zero al vieţii produsului, în timp ce fiabilitatea reflectă o evoluţie a calităţii în timp.

Conceptul de fiabilitate este inseparabil de capacitatea produsului de a fi reparat (repus în funcţiune) după defectare, definită prin mentenabilitate.

Mentenabilitatea este probabilitatea ca un sistem să fie repus în stare de funcţionare într-o perioadă de timp dată. Ea cuantifică proprietatea de mentenanţă, adică a activităţii de menţinere a caracteristicilor de calitate ale unui sistem, structuri sau produs.

Teoria fiabilităţii se bazează pe utilizarea unor parametri probabilistici, variabile aleatoare discrete (de exemplu numărul de defecţiuni într-un interval de timp dat) şi variabile aleatoare continue (cum sunt durata funcţionării până la defectarea unei componente şi durata de functionare între două defectări succesive).

Cuantificarea fiabilităţii se poate realiza cu ajutorul funcţiei de repartiţie a evenimentului “defectare” F(t). Probabilitatea ca între momentele 0 şi t să nu apară nici o defectare, adică fiabilitatea produsului respectiv, este complementul până la 1 al funcţiei F(t):

R(t) = 1 – F(t)

Dacă un produs este alcătuit din n piese în serie, în care defectarea oricăreia dintre piese poate conduce la defectarea întregului echipament, presupunând că defectarea oricăreia din componente este independentă de defectarea celorlalte, probabilitatea ca echipamentul să supravieţuiască fără defecte unui moment oarecare t este dată de relaţia:

R(t) = R1(t).R2(t)……Rn(t)

Defectările componentelor produselor, în raport cu modul în care se produc, pot fi:

a) Defecte catastrofice, defecte care se produc atunci când componente ale produsului devin brusc şi complet inactive sau manifestă spontan o modificare de mari proporţii a caracteristicilor. Ele apar ca o avarie spontană, fără simptome anterioare.

b) Defecte prin uzură, care se deosebesc de cele catastrofice prin ceea că sunt anunţate de deteriorări la început uşoare, care se agravează pe măsura învechirii produsului.

Prin reprezentarea grafică a ratei defectării funcţie de durata de viaţă T a produselor pentru un eşantion relativ mare se obţine o curbă de forma celei din fig1

Fig. 1 Variaţia ratei defectării cu durata de viaţă

Până în momentul T₁ are loc defectarea componentelor calitativ inferioare; aceasta este perioada de stabilizare sau amorsare. Urmează perioada T₁ – T₂ în care produsele se pot utiliza cel mai eficient; aceasta este perioada utilă de viaţă când rata defectărilor este relativ constantă. Pentru această perioadă, legea exponenţială oferă o bună aproximare a condiţiilor de funcţionare. Când se ajunge la momentul T₂ începe să se resimtă efectele vechimii.

Funcţie de frecvenţă, defectele pot fi:

• defecte sporadice care reprezintă o schimbare nefavorabilă bruscă a produsului sau a componentelor sale şi necesită acţiuni de remediere pentru revenire la starea iniţială;
• defecte cronice sunt modificări nefavorabile de lungă durată pentru a căror remediere trebuie operate schimbări în modul de realizare a produsului, de exemplu prin modificarea unui sistem nerealist de toleranţe.

Problemele sporadice de calitate reclamă aplicarea principiilor controlului, în timp ce problemele cronice aplicarea principiilor moderne de "perfectionare radicală", ceea ce corespunde conceptului modern de asigurare şi management al calităţii.