Расчет на надежность стереодекодера СД-А-7 (стр. 2 из 3)

Общее время восстановления объекта m_Bопределяется суммой

m_{B общ}= t_к + t_р + t_ож + t_дост + t_адм + t_подг + t_пер

где t_к – время, затрачиваемое на поиск и локализацию отказавшего элемента; t_р – время, затрачиваемое непосредственно на устранение неисправности; t_ож – время ожидания отказавшей аппаратуры, если обслуживающий персонал занят восстановлением другой аппаратуры; t_дост – время доставки элементов для замены отказавших; t_адм – время, затрачиваемое на различные непредвиденные задержки, например, на ожидание прибытия специалиста более высокой квалификации, без которого неисправность не может быть устранена; t_пер – время перерывов, необходимое для отдыха обслуживающего персонала; t_подг – время, необходимое для подготовки к включению.

Приспособленность объекта к типовым работам по его техническому обслуживанию и ремонту определяется в большей степени факторами, влияющими на активное время ремонта т.е.

m_B = t_к +t_р

Из анализа объекта устанавливаю m_B = 4 ч.

Значит К_Г =

/( + m_B) = 4500/(4500+4)=0,99911.

3. Обоснование метода расчета надежности

Расчеты надежности – расчеты, предназначенные для определения количественных показателей надежности. Они проводятся на различных этапах разработки, создания и эксплуатации изделия.

На этапе проектирования расчет надежности производится с целью прогнозирования (предсказания) ожидаемой надежности проектируемого изделия. Такое прогнозирование необходимо для обоснования предполагаемого проекта изделия, а также для решения организационно-технических вопросов: выбора оптимального варианта структуры; способа резервирования; глубины и методов контроля; количества запасных элементов; периодичности профилактики.

На этапе испытаний и эксплуатации расчеты надежности проводятся для оценки количественных показателей надежности. Такие расчеты носят, как правило, характер констатации. Результаты расчетов в этом случае показывают, какой надежностью обладали изделия, прошедшие испытания или используемые в некоторых условиях эксплуатации. На основании этих расчетов разрабатываются меры по повышению надежности, определяются слабые места изделия, даются оценки надежности изделия и влияния на нее отдельных факторов.

Основные трудности при расчете надежности РЭС вызываются следующими обстоятельствами: 1) конструируемый объект содержит большое число элементов; 2) возможны различные виды отказов объекта; 3) часть исходных данных, необходимых для расчета, достоверно неизвестна. Для преодоления этих трудностей используются различные подходы (способ эквивалентной схемы, способ определяющего параметра и допусков, способ коэффициентов влияния и прототипов и др.).

В данной работе при оценке надежности используется способ коэффициентов влияния и прототипов. Выделяется структурная часть объекта (или вид отказов), для которой показатели надежности могут быть определены наиболее точно и в достаточной степени отражают надежность всего объекта. Показатель надежности для этой части обозначим

. Влияние надежности других частей (или видов отказов) учитывается коэффициентами по формуле

где

- коэффициент влияния -ой части объекта или -го вида отказов; - число коэффициентов влияния.

Коэффициенты

могут определяться на основе анализа известных статических данных о причинах возникновения отказов для объектов-прототипов.

Надежность РЭС в значительной степени определяется надежностью элементов электрической схемы. Поэтому в качестве отказов, наиболее точно отражающих надежность всего объекта, выбираю отказы обусловленные нарушениями элементов электрической схемы.

Работоспособность объекта, кроме того, может быть нарушена в результате отказов обусловленных ошибками конструкции, технологии и эксплуатации.

На основе вышеизложенного объект с точки зрения надежности можно представить в виде блок-схемы, блоки которой соединены последовательно в смысле надежности (отказ любого из блоков приведет к отказу всего объекта).

4. Расчет надежности элементной базы

В зависимости от полноты учета факторов, влияющих на надежность объекта, могут проводиться прикидочный расчет надежности, расчет с учетом условий эксплуатации (расчет при подборе типов элементов), уточненный расчет.

Расчет производится в предположении, что имеет место экспоненциальный закон надежности, т.е. время работы объекта между отказами имеет экспоненциальное (показательное) распределение. Основаниями для этого служат: 1) большое число элементов и высокая надежность каждого элемента (срок службы каждого элемента значительно превышает период рабочей эксплуатации РЭС); 2) все отказы, обусловленные некачественным изготовлением, проявляются в период настройки и испытания РЭС перед эксплуатацией; 3) отказы, связанные со старением элементов, в период эксплуатации РЭС составляют незначительную долю от общего числа отказов; 4) вероятность возникновения отказов элементов примерно одинакова в любые интервалы времени эксплуатации; 5) отказы элементов независимы.

4.1 Прикидочный расчет производится на этапе проектирования, когда принципиальных схем блоков объекта еще нет. Количество элементов в блоках определяется путем сравнения проектируемого объекта с аналогичными, ранее разработанными объектами. Интенсивность отказов проектируемого нерезервированного объекта определяют путем суммирования значений интенсивностей отказов всех его элементов.

Прикидочный расчет надежности проводится в следующих целях:

- проверить выполнимость требований по надежности, содержащихся в техническом задании;

- сравнить по показателям надежности различные варианты проектируемой системы.

Для расчета надежности необходимо иметь логическую модель безотказной работы системы (структурная схема надежности). Так как проектируемый объект без резерва, то его схема надежности последовательная.

Средние, минимальные и максимальные значения интенсивности отказов каждого типа элементов определяю из приложения 3 [2].

Составляю сводную таблицу данных (табл. 2).

Таблица 2

Порядковый номер и тип элемента		Число элементов каждого типа nj	Границы и среднее значение интенсивности отказов *10^6, 1/ч			Суммарные значения интенсивности отказов элементов определенного типа *10^6, 1/ч
			λj min	λj cp	λj max	njλj min	njλj cp	njλj max
1. Резисторы	Непроволочные	30	0,010	0,020	0,040	0,300	0,600	1,200
	Переменные	4	0,020	0,260	0,500	0,080	1,040	2,000
2. Конденсаторы	Керамические	8	0,042	0,150	1,640	0,336	1,200	13,120
	Электролитические	2	0,003	0,035	0,513	0,006	0,070	1,026
3. Диоды		4	0,021	0,200	0,452	0,084	0,800	1,808
4. Транзисторы		14	0,160	0,500	1,670	2,240	7,000	23,380
7. Катушки индуктивности		4	0,001	0,008	0,020	0,004	0,032	0,080
10. Плата (гетинакс)		1	0,100	0,100	0,100	0,100	0,100	0,100
11. Пайка (печатный монтаж)		149	0,010	0,080	0,150	1,490	11,920	22,350

По данным таблицы 2 рассчитываю граничные и средние значения интенсивностей отказов, а также другие показатели безотказности электрической схемы по формулам:

где, m – число типов элементов схемы.

1/ч, 1/ч, ;

, ,

;

ч, ч, ч.