Spoľahlivosť zložitých technických systémov
Súčasťou zariadení RELAZ sú aj lesnícke rekuperačné lanové zariadenia. Lesnícke lanovky typu RELAZ predstavujú energeticky úsporné a ekologicky šetrné technické riešenia, ktoré sú vybavené trakčným akumulátorom energie a pracujú aj ako hybridné zariadenia. Otázky ekológie a ekonomiky sa pri nich systémovo riešia už vo fáze výskumu a vývoja.
Výskum rekuperačných lanových zariadení sa začal v roku 2006 na Technickej univerzite vo Zvolene a výskum aktuálne pokračuje v rámci riešenia projektu VEGA č. 1/0931/13 so zameraním na základný výskum nových princípov lanových vozíkov pre systém zariadení RELAZ. Pôvodcovia vynálezov v oblasti rekuperačnych lanových zariadení sú doc. Ing. Vladimír ŠTOLLMANN, CSc. PhD.; Ing. Štefan ILČÍK, PhD.; doc. Ing. Jozef SUCHOMEL, CSc. Koncepčné technické riešenia rekuperačných lanových zariadení sú priemyselnoprávne chránené prostredníctvom viacerých patentov.
V rámci výskumnej činnosti v oblasti technickej diagnostiky a spoľahlivosti zariadení RELAZ prebieha úspešná spolupráca medzi Technickou univerzitou vo Zvolene a Iževskou štátnou technickou univerzitou M. T. KalašnIkova (IžGTU M. T. Kalašnikova), Udmurtská republika, mesto Iževsk, Ruská federácia. Konkrétne ide o spoluprácu s Katedrou mechatronických systémov Fakulty riadenia kvality. V rámci spolupráce sa rozvíjajú najmä práce v oblasti diagnostiky mechatronických systémov a práce zamerané na spoľahlivosť zložitých technických systémov.
Spoľahlivosť zložitých technických systémov
Zvýšenie spoľahlivosti strojov je jednou z najdôležitejších priemyselných národohospodárskych úloh. Pri nedostatočnej životnosti sa stroje vyrábajú vo väčšom množstve, ako je nutné. To vedie k nadmernej spotrebe materiálov, prebytkom výrobnej kapacity, zvýšeniu výdavkov na technickú obsluhu, opravu a prevádzku strojov. Jednou zo základných požiadaviek na techniku je jej efektívnosť a kvalita. Definícia efektívnosti techniky:
EFEKTÍVNOSŤ = PRODUKTIVITA + KVALITA + HOSPODÁRNOSŤ
Definícia kvality:
KVALITA = SPOĽAHLIVOSŤ + TECHNOLOGICKOSŤ + ESTETICKÝ VZHĽAD + ERGONOMICKOSŤ
Spoľahlivosť je teda súčasťou kvality aj efektívnosti. Vo všeobecnosti sa efektívnosť hodnotí pomocou účelovej funkcie U(t):
kde: P – produktivita, S – spoľahlivosť, H – hospodárnosť.
Obr. 1 Stavy a javy charakterizujúce spoľahlivosť výrobku
Medzi hlavné smerovania rozvoja teórie spoľahlivosti patrí napr. rozvoj matematických základov teórie spoľahlivosti, rozvoj metód zbierania a spracovania štatistických údajov o spoľahlivosti, rozvoj fyzikálnej teórie spoľahlivosti a rozvoj aplikovaných teórií spoľahlivosti. Základné vlastnosti spoľahlivosti sú napr. bezporuchovosť, technická životnosť, opraviteľnosť, modulárnosť, skladovateľnosť a pod. Ďalej medzi základné pojmi spoľahlivosti patrí napr. výrobok, element – prvok, systém, prevádzkyschopný stav, bezporuchový stav, poruchový stav, medzný stav, porucha a pod. Na obr. 1 je znázornená základná schéma znázorňujúca stavy a javy charakterizujúce spoľahlivosť výrobku.
Spoľahlivosť systémov
Pri spoľahlivosti systémov predovšetkým ide o systém zložený zo sériovo zapojených elementov, resp. prvkov (obr. 2).
Obr. 2 Schéma sériového systému
Porucha ktoréhokoľvek z nich vyradí celý systém (napríklad zotrvačníkový akumulátor energie zariadenia RELAZ: zotrvačník – magnetické ložiská – vákuovaná skriňa – turbomolekulárna výveva – elektrický motor generátor – lanový bubon). Pravdepodobnosť bezporuchovej práce systému podľa obr. 2 je daná vzťahom: 
Ukazovatele spoľahlivosti
Medzi ukazovatele spoľahlivosti patria individuálne ukazovatele, skupinové ukazovatele, jednoduché ukazovatele a komplexné ukazovatele. Individuálne ukazovatele charakterizujú skutočné, resp. teoretické hodnoty spoľahlivosti každého jedného exempláru výrobku. Uplatňujú sa na stanovenie zhody spoľahlivosti každého výrobku s normatívno-technologickou dokumentáciou. Skupinové ukazovatele charakterizujú spoľahlivosť skupiny, resp. triedy výrobkov. Uplatňujú sa na hodnotenie stabilnosti technologických procesov. Jednoduché ukazovatele charakterizujú len jednu z vlastností, ktoré tvoria spoľahlivosť objektu. Komplexné ukazovatele charakterizujú niekoľko vlastností tvoriacich spoľahlivosť objektu.
Koeficient technického používania KTP ako komplexný ukazovateľ spoľahlivosti:
kde: TS – stredná doba prevádzky,
TU – doba údržby počas TS,
TO – výsledný čas neplánovaného zastavenia stroja.
Koeficient pohotovosti KP ako komplexný ukazovateľ spoľahlivosti:
Koeficient pohotovosti Kp je definovaný ako pomer strednej hodnoty času TS a strednej hodnoty sumy tohto času a času neplánovaných opráv TO. Koeficient pohotovosti KP hodnotí spoľahlivosť objektu v určitom intervale prevádzky a je priemernou hodnotou v danom intervale. Preto je pri udávaní tohto ukazovateľa nevyhnutné uvádzať v normatívnom technologickom dokumente interval prevádzky objektu, v ktorom je potrebné hodnotiť koeficient pohotovosti KP. Komplexné ukazovatele spoľahlivosti sa uplatňujú predovšetkým pre zložité systémy. Pomocou nich je možné posudzovať aj produktivitu práce.
Metódy na stanovenie ukazovateľov spoľahlivosti
V štádiu projektovania ide o nasledujúce metódy, metódy na základe štatistickej analýzy prevádzkovej informácie analogického zariadenia, metódy uplatnením výpočtových pravdepodobnostných metód a metóda prostredníctvom analýzy výsledkov zrýchlených skúšok. V štádiu prevádzky ide o metódu na základe štatistickej analýzy prevádzkovej informácie.
Riadenie spoľahlivosti
Spoľahlivosť stroja závisí od jednoduchosti a premyslenosti konštrukčných riešení (úroveň projektovania), od dokonalosti technologického procesu, jeho stability a kvality kontroly (úroveň výroby), od správnosti podmienok a výrobného režimu stroja (úroveň prevádzky) a pod. Cieľom riadenia spoľahlivosti je zabezpečenie racionálnej úrovne spoľahlivosti strojov v určitých podmienkach prevádzky pri minimálnych celkových nákladoch na výrobu strojov a zachovanie ich prevádzkyschopnosti počas celej technickej životnosti. Proces riadenia, skúmaný ako súhrn skoordinovaných opatrení smerovaných na dosiahnutie vytýčeného cieľa, možno znázorniť blokovou schémou uvedenou na obr. 3, z ktorej je zrejmá aj úloha praxe.