Spolehlivost konstrukcí (FSI-RST-A)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s moderními metodami aktivního zabezpečování spolehlivosti strojů a přístrojů a jejich systémů ve všech etapách jejich technického života (podle zásad mezinárodních norem IEC): výzkum - vývoj - výroba - užití - likvidace. Z praktického hlediska jde o výklad základů teorie spolehlivosti a metod aktivní tvorby spolehlivosti výrobků jako jedné z rozhodujících subvlastností jejich jakosti.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti si osvojí moderní výpočtové a analytické metody aktivní tvorby a ověřování spolehlivosti výrobků ve všech etapách technického života. Budou schopni pracovat s mezinárodními standardy (standardy EU), upravujícími povinnosti dodavatelů výrobků a služeb při zabezpečování jakosti, spolehlivosti a bezpečnosti.
Prerekvizity:
Matematická statistika a pravděpodobnost
Obsah předmětu (anotace):
Obsahem výuky je výklad metod aktivní tvorby spolehlivosti, metod zkoušek (ověřování) spolehlivosti a metod zabezpečení spolehlivého provozu výrobků. Důraz je položen především na nejvýznamnější vlastnosti, jakými jsou bezporuchovost, životnost, udržovatelnost, opravitelnost, pohotovost a bezpečnost. Vzhledem k narůstajícímu významu ekonomických aspektů jakosti je ve výuce značná pozornost věnována technicko-ekonomické optimalizaci spolehlivostních vlastností výrobků. Dále jsou v přednáškách podrobně vyloženy zásady stochastického pojetí
zkoušek spolehlivosti, budování a využívání informačních systémů o provozní spolehlivosti, budování databanky spolehlivostních údajů, jejího využití ve vývoji nových výrobků a v provozu.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky na udělení zápočtu: aktivní účast na cvičení, kvalitně zpracované domácí práce, řešení dodatečných úloh při delší omluvené neúčasti. Vedoucí cvičení upřesní konkrétní tvar těchto podmínek v prvním týdnu semestru.
Klasifikovaný zápočet má písemnou formu; skládá se z teoretických otázek a příkladů k řešení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast je povinná. Jednorázová neúčast může být nahrazena vypracováním náhradní úlohy. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Jakost a spolehlivost - význam a zajišťování, základní pojmy.
2. Stavy a činnosti výrobků. Ukazatelé bezporuchovosti a životnosti
3. Teorie spolehlivosti v mezních stavech konstrukcí. Návrhové koncepce.
4. Způsoby posouzení spolehlivosti. Variabilita vstupních veličin.
5. Teorie interference - statický model.
6. Teorie interference - dynamický model. Klasifikace metod.
7. Aproximační metody FORM a SORM. Simulační metody
8. Analýza spolehlivosti systémů - východiska, obecný postup.
9. Blokové diagramy bezporchovosti.
10. Metody FMEA/FMECA.
11. Analýza stromu poruch a stromu událostí.
12. Markovova analýza.
13. Zkoušky spolehlivosti. Provozní spolehlivost.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Charakteristiky náhodných veličin. Diskrétní rozdělení v problematice spolehlivosti.
2. Spojitá rozdělení v problematice spolehlivosti. Poissonovo a exponenciální rozdělení.
3. Weibullovo tří- a dvouparametrické rozdělení.
4. Gaussovo rozdělení.
5. Charakteristiky kombinace náhodných veličin. Teorie interference.
6. Hustota pravděpodobnosti a distribuční funkce pro kombinaci více náhodných veličin.
7. (dokončení)
8. Teorie interference a systémy MAPLE, MATLAB.
9. Pravděpodobnostní analýza v systému ANSYS.
10. Pravděpodobnostní analýza v systému ANSYS.
11. - 13. Prezentace vybraných programových systémů zaměřených na spolehlivost.
Literatura - základní:
1. Patrick D.T.O Connor: Practical Reliability Engineering, John Wiley&Sons, New York 1995
2. Villemeur A.: Reliability, Availability, Maintainability and Safety Assessment, John Wiley&Sons, New York 1992
3. Kapur, K.C. - Lamberson, L.R.: Reliability in Engineering Design, 1977
Literatura - doporučená:
1. Holub R. - Vintr Z., Spolehlivost letadlové techniky. VUT FSI 2001
2. Holub, R.: Zkoušky spolehlivosti (stochastické metody), VA Brno 1992
3. Mikyska A., Spolehlivost technických systémů. ČVUT Praha 2000
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinně volitelný 1 1 L
N-ENG-A prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 2 L