Реферат: Основные показатели безотказности для восстанавливаемых объектов. Основные показатели долговечности, ремонтопригодности, сохраняемости

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусскийгосударственный университет информатики и

радиоэлектроники

кафедра РЭС

РЕФЕРАТ

на тему:

«Основныепоказатели безотказности для восстанавливаемых объектов. Основные показателидолговечности, ремонтопригодности, сохраняемости»

 

МИНСК, 2008


Основные показатели безотказности для восстанавливаемых объектов

Процессфункционирования восстанавливаемого объекта можно представить какпоследовательность чередующихся интервалов работоспособности и восстановления(простоя) как показано на рисунке 1

/>

Рисунок1 — График функционирования восстанавливаемого объекта.

t1…tn — интервалы работоспособности,τ1…τ2 — интервалы восстановления

Дляхарактеристики безотказности восстанавливаемых объектов при рассмотрениипериода до первого отказа или между двумя последовательными отказами могутиспользоваться те же показатели, что и для невосстанавливаемых объектов.Специфическими показателями безотказности восстанавливаемых объектов являютсяследующие.

Средняянаработка на отказ объекта(наработка на отказ) определяется как отношение суммарной наработкивосстанавливаемого объекта к числу отказов, происшедших за суммарную наработку:

/>                                  (1)

где ti — наработка между i-1 и i-м отказами;

n(t) — суммарное число отказов за время t.

Параметрпотока отказов показываетчисло отказов объекта за наблюдаемый интервал времени.

Постатистическим данным определяется с помощью формулы:

/>                                                                                  (2)

где n(t1) и n(t2) — количество отказов объекта, зафиксированныхсоответственно, по истечении времени t1 и t2.

Параметрпотока отказов представляет собой плотность вероятности возникновения отказавосстанавливаемого объекта. Отказы объектов возникают в случайные моментывремени и в течение заданного периода эксплуатации наблюдается поток отказов.Существует множество математических моделей потоков отказов. Наиболее часто прирешении задач надежности РЭСИ используют простейший поток отказов — пуассоновскийпоток. Простейший поток отказов удовлетворяет одновременно трем условиям:стационарности, ординарности, отсутствия последствия.

Опытэксплуатации РЭСИ показывает, что отказы элементов происходят мгновенно и еслистарение элементов отсутствует (λ = const), то поток отказов в системе можно считатьпростейшим.

Случайныесобытия, образующие простейший поток, распределены по закону Пуассона:

/>, при n≥0                                                                (3)

где Рn(t) — вероятность возникновения в течение времени t ровно n событий (отказов);

λ — параметр распределения, совпадающийс параметром потока событий.

Если ввыражении (3) принять n = 0, то получим P(t) = P-λt вероятность безотказной работыобъекта за время t при интенсивности отказов λ = const. Нетрудно доказать, что есливосстанавливаемый объект при отсутствии восстановления имеет характеристику λ= const, то, придавая объектувосстанавливаемость, мы обязаны записать

ω(t) = const; λ = ω. Это свойствошироко используется в расчетах надежности ремонтируемых устройств. В частностиважнейшие показатели надежности РЭСИ даны в предположении простейших потоковотказов и<sup/>восстановлений, когда />

Основные показатели долговечности

Среднийсрок службы (математическое ожидание срока службы) для восстанавливаемого объектапредставляет собой среднюю календарную продолжительность эксплуатации объектаот ее начала или ее возобновления после ремонта определенного вида до переходав предельное состояние.

/>                                                                                    (4)

Среднийресурс представляетсобой среднюю наработку объекта от начала эксплуатации или ее возобновленияпосле предупредительного ремонта до наступления предельного состояния.

/>                                                                                 (5)

Посколькусредний и капитальный ремонты позволяют частично или полностью восстановитьресурс, то отсчет наработки при исчислении ресурса возобновляют по окончаниитакого ремонта, различая в связи с этим следующие временные понятия ресурса:полный ресурс, назначенный ресурс (срок службы) объекта и остаточный ресурс(срок службы).

Полныйресурс отсчитывают отначала эксплуатации объекта до его перехода в предельное состояние,соответствующее окончательному прекращению эксплуатации.

Назначенныйресурс — суммарнаянаработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращенанезависимо от его технического состояния. Аналогично определяются понятия«назначенный срок службы», «назначенный срок хранения».

Поистечении назначенного ресурса (назначенного срока службы, назначенного срокахранения) объект должен быть изъят из эксплуатации, и должно быть приняторешение, предусмотренное соответствующей нормативно-технической документацией — направление в ремонт, списание, уничтожение, проверка и установление новогоназначенного срока (ресурса) и т.д.

Указанныевременные понятия применяются по отношению к объектам, предельные состояниякоторых приводят к большим экономическим потерям, угрожают безопасностичеловека или приводят к вредному воздействию на окружающую среду.

Остаточныйресурс (остаточный срок службы) — суммарная наработка (календарная продолжительностьэксплуатации) объекта от момента контроля его технического состояния до переходав предельное состояние.

Соотношениезначений ресурса и срока службы зависит от интенсивности использования объекта.Полный срок службы, как правило, включает продолжительность всех видов ремонта,то есть учитывается календарный срок.

Дляневосстанавливаемого объекта ресурс представляет собой среднююпродолжительность работы до отказа или до наступления предельного состояния.Практически эта величина совпадает со средней наработкой до отказа Т1.

Гамма-процентныйресурс, представляетнаработку, в течение которой объект не достигает предельного состояния сзаданной вероятностью (численно равной заданной величине γ в процентах).

/>                                                                                        (6)


Основные показатели ремонтопригодности

Приколичественном описании этого свойства, которое присуще тольковосстанавливаемому объекту, время восстановления является случайной величиной,зависящей от целого ряда факторов: характера возникшего отказа;приспособленности объекта к быстрому обнаружению отказа; квалификацииобслуживающего персонала; наличия технических средств; быстроты заменыотказавшего элемента в объекте и др.

Времявосстановления — это время, затраченное на обнаружение, поиск причины отказа иустранения последствий отказа. Опыт показывает, что в сложных РЭСИ 70-90%времени восстановления приходится на поиск отказавшего элемента.

Вероятностьвосстановления — вероятность того, что время восстановления объекта не превысит заданное:

/>                                                                                                                                           (7)

где fв(t) — функция плотности вероятности (согласно закона распределения).

Графическаяинтерпретация вероятности восстановления приведена на рисунке 2

/>

Рисунок2 — К определению вероятности восстановления

Среднеевремя восстановления — это математическое ожидание времени восстановления работоспособного состоянияобъекта после отказа. Из определения следует, что:

/>                                                                                     (8)

Статистическиданный показатель определяется

/>                                                                                           (9)

где n — число восстановлений, равное числу отказов;

τi — время, затраченное навосстановление (обнаружение, поиск причины и устранение отказа).

Интенсивностьвосстановления — этоотношение условной плотности вероятности восстановления работоспособногосостояния объекта, определенной для рассматриваемого момента времени приусловии, что до этого момента восстановление не было завершено, кпродолжительности этого интервала. То есть:

/>                                                                                   (10)

Статистическаяоценка этого показателя находится как

/>                                                                                      (11)

где nB(Δt) — количество восстановлений однотипных объектов за интервалΔt;

Nн.ср — среднее количество объектов,находящихся в невосстановленном состоянии на интервале Δt.

Вчастном случае, когда интенсивность восстановления постоянна, то есть μ(t)=μ=const, вероятность восстановления за заданное время t подчиняется экспоненциальномузакону.

Этотчастный случай имеет наибольшее практическое значение, поскольку реальный законраспределения времени восстановления большинства РЭСИ (поток восстановлений)близок к экспоненциальному. Используя свойства этого распределения, запишемочень важную зависимость:

/>                                      (12)

Гамма-процентноевремя восстановления — этовремя в течение которого восстановление работоспособности объекта будетосуществлено с вероятностью у, выраженной в процентах — время восстановления,достигаемое объектом с заданной вероятностью g, выраженной в процентах:

/>.                                                                                         (13)

Основные показатели сохраняемости

Гамма-процентныйсрок сохраняемости — сроксохраняемости, достигаемый объектом с заданной вероятностью у, выраженной впроцентах:

/>,                                    (14)

где fсx(t) — функция плотности распределения случайной величины Tсx — срокасохраняемости объекта.

Среднийсрок сохраняемости — математическоеожидание срока сохраняемости:

/>.                                                                                   (15)

Назначенныйсрок хранения — срокхранения, по достижении которого хранение объекта должно быть прекращенонезависимо от его технического состояния.


Комплексные показатели надежности

Коэффициентготовности — этовероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии впроизвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которыхприменение объекта по назначению не предусматривается. Этот показательодновременно оценивает свойства работоспособности и ремонтопригодности объекта,

KГmax=1

Дляодного ремонтируемого объекта коэффициент готовности

/>                                                                                  (16)

Дляопределения коэффициента готовности необходим достаточно длительный календарныйсрок функционирования объекта.

Зависимостькоэффициента готовности от времени восстановления затрудняет оценку надежностиобъекта, так как по КГ нельзя судить о времени непрерывной работы доотказа

Коэффициентоперативной готовности определяетсякак вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии впроизвольный момент времени (кроме планируемых периодов, в течение которыхприменение объекта по назначению не предусматривается) и, начиная с этогомомента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.

Извероятностного определения следует, что

КОГ=Кг-Р(tр),                                                                                     (17)

где КГ — коэффициент готовности;

Р(tр) — вероятность безотказной работы объекта в течениевремени (tр), необходимого для безотказного использования поназначению.

Коэффициенттехнического использования равен отношению математического ожидания суммарного времени пребыванияобъекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации кматематическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта вработоспособном состоянии и простоев, обусловленных техническим обслуживанием иремонтом за тот же период эксплуатации:

/>/> — (18)

где ti — время сохранения работоспособностив i-м цикле функционирования объекта;

τi-время восстановления (ремонта) после i-го отказа объекта;

τj — длительность выполнения j-йпрофилактики, требующей вывода объекта из работающего состояния (использованияпо назначению);

n — число рабочихциклов за рассматриваемый период эксплуатации;

m — число отказов(восстановлений) за рассматриваемый период;

к — число профилактик, требующих отключения объекта в рассматриваемый период.

Каквидно из выражения (18), коэффициент технического использования характеризуетдолю времени нахождения объекта в работоспособном состоянии относительно общей(календарной) продолжительности эксплуатации.

Следовательно,КТИ отличается от КГ тем, что при его определенииучитывается все время вынужденных простоев, тогда как при определении КГвремя простоя, связанное с проведением профилактических работ, не учитывается.

Суммарноевремя вынужденного простоя объекта обычно включает время:

• на поиск иустранение отказа;

• на регулировку инастройку объекта после устранения отказа;

• для простоя из-заотсутствия запасных элементов;

• дляпрофилактических работ.


ЛИТЕРАТУРА

1. Глудкин О.П. Методы и устройстваиспытания РЭС и ЭВС. – М.: Высш. школа., 2001 – 335 с

2. Испытания радиоэлектронной,электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование/ под ред.А.И.Коробова М.: Радио и связь, 2002 – 272 с.

3. Млицкий В.Д., Беглария В.Х.,Дубицкий Л.Г. Испытание аппаратуры и средства измерений на воздействие внешнихфакторов. М.: Машиностроение, 2003 – 567 с

4. Национальная системасертификации Республики Беларусь. Мн.: Госстандарт, 2007

5. Федоров В., Сергеев Н.,Кондрашин А. Контроль и испытания в проектировании и производстверадиоэлектронных средств – Техносфера, 2005. – 504с.

еще рефераты
Еще работы по коммуникациям и связям