Профилактические мероприятия.

 

Выше говорилось, что средства ИС могут находиться в двух со­стояниях: исправном, когда аппаратура работает, и неисправ­ном, когда аппаратура ремонтируется (восстанавливается). Для повышения надежности аппаратуры предусматривается третье состояние – профилактическое обслуживание. Повышение надежности за счет проведения профилактических мероприятий (работ) может быть определено с помощью эффективности профилактики W.

Под эффективностью профилактики понимают отношение наработки на отказ профилактируемой Т_проф и непрофилактируемой Т₀ аппаратуры:

W= Т_проф/ Т₀;

Эффективность профилактики W позволяет количественно оценить степень повышения безотказности аппаратуры за счет проведения профилактических работ. Прирост наработки на отказ в профилактируемой аппаратуре обусловлен своевременным предотвращением отказов, которые могли бы появиться в ней при работе. Поэтому для оценки эффективности профилактики пользуются и другим параметром – коэффициентом эффективности профилактики К_э.пр.

Под коэффициентом эффективности профилактики понимают отношение количества отказов n_в.пр выявленных во время выполнения профилактируемых работ, к полному числу отказов n_п, зарегистрированных в процессе эксплуатации аппаратуры:

К_э.пр= n_в.пр/ n_п;

где:

n_п= n_в.пр+n;

n – число отказов, возникших в процессе работы аппаратуры.

Если предположить, что потоки отказов в профилактируемой и непрофилактируемой аппаратуре является простейшим, то эффективность профилактики W можно представить в виде:

;

где: t – суммарное время работы, в течение которого зафиксировано n_п(n) отказов.

Преобразуем выражение:

или

Для выполнения профилактических мероприятий обычно назначаются сроки и время их проведения.

Профилактические мероприятия, на выполнение которых установлены определенные периодичность и время проведения, называют регламентными работами. Объем профилактических (регламентных) работ удобно оценивать расходом времени на их выполнение. Среднее время Тср(t), необходимое для проведения профилактических работ в течение календарного времени t, равно:

;

где: - среднее время работы при выполнении i-ой операции профилактики;

n_оп – число операций при выполнении одного профилактического обслуживания:

- среднее время выполнения одной профилактики;

- количество профилактических работ за время t, округленное до целого числа;

Т_р - периодичность выполнения профилактических работ.

Объем профилактических работ является количественной характеристикой, которую можно использовать для оценки такого качества аппаратуры, как обслуживаемость. От того, насколько хорошо продуманы и обеспечены вопросы обслуживания, существенно зависят объем профилактических (ремонтных) работ. Как следует из выражения, объем профилактических работ зависит от количества операций n_оп, времени выполнения каждой операции tпр и периодичностей проведения профилактики Тр.

В теории надежности предусмотрена достаточно широкая классификация отказов по различным признакам. Приведем основные из них:

1. По характеру изменения параметра до момента возникновения отказа – внезапные и постепенные.

Внезапным называют отказ, возникший в результате скачкообразного изменения одного или нескольких основных параметров системы (аппаратуры).

Постепенным называют отказ, возникший в результате постепенного изменения значений одного или нескольких основных параметров системы (аппаратуры).

2. По взаимосвязи между собой – зависимые и независимые.

Зависимым называют отказ, возникший в результате другого отказа.

Независимым называют отказ, возникший в результате любой причины, кроме действия другого отказа.

3. По возможности дальнейшей работы после возникновения отказа – полный и частичный.

Полным называют такой отказ, до устранения которого использование системы (аппаратуры) невозможно.

Частичным называют такой отказ, до устранения которого остается возможность хотя бы частичного использования системы (аппаратуры) по назначению.

4. По характеру устранения отказа – устойчивый, сбой, перемежающийся.

Устойчивым называют отказ, который устраняется лишь в результате мер, принятых для восстановления работоспособности системы (аппаратуры).

Сбоем называют однократно возникающий самоустраняющийся отказ, продолжительность действия которого мала по сравнению с продолжительностью работы до следующего отказа.

Перемежающимся отказом называют ряд сбоев, быстро следующих друг за другом.

5. По наличию внешних проявлений отказа – очевидный и скрытый.

6. По причинам возникновения отказа – конструкционный, технологический, эксплуатационный.

Конструкционным называют отказ, обусловленный ошибками конструктора или несовершенством методов конструирования.

Технологическим называют отказ, обусловленный нарушением принятого технологического процесса или его несовершенством.

Эксплуатационным называют отказ, обусловленный нарушениями принятых правил эксплуатации или внешними воздействиями.

Противоположностью понятия отказ является безотказность, то есть способность системы (аппаратуры) сохранять работоспособность в течение заданного времени в определенных условиях эксплуатации.

Безотказностью, связанную с хранением аппаратуры, называют сохранностью.

Сохранность – свойство системы (аппаратуры)сохранять исправность во времени при заданных условиях хранения.

Более общим, чем отказ, является понятие неисправность. Под неисправностью понимают такое состояние системы (аппаратуры), при котором она в данный момент времени не соответствует хотя бы одному из требований, установленных как в отношении основных параметров системы (аппаратуры), так и в отношении второстепенных.

Состояние системы (аппаратуры), когда она отвечает всем установленным требованиям как в отношении основных параметров, так и второстепенных параметров, называют исправностью.

Появление внезапных отказов представляет собой простейший поток случайных событий и характеризуется постоянной интенсивностью отказов lвн=const. Поэтому внезапные отказы прогнозировать и профилактировать не представляется возможным, их устраняют немедленно по мере возникновения.

Постепенные отказы появляются в результате постепенного изменения параметров аппаратуры, что позволяет своевременно предотвратить их путем проведения профилактических мероприятий (регламентных работ). При этом возникает задача о выборе величины периода выполнения регламентных работ. При сокращении межрегламентного периода повышается надежность аппаратуры за счет своевременного проведения контрольно-регулировочных работ, однако при этом одновременно увеличивается объем профилактики.

В качестве основного критерия для оценки эксплуатационных свойств аппаратуры непрерывного действия целесообразно принять коэффициент использования аппаратуры Ки или коэффициент простоя Кп.

Оптимальный период проведения регламентных работ, при котором обеспечивается максимальный коэффициент использования системы, определяется выражением:

; при К_и=max;

где: Тпр – среднее время выполнения одной профилактики;

lпо=1/Тпо – интенсивность постепенных отказов, обнаруженных при контроле параметров аппаратуре во время выполнения регламентных работ.

Основным критерием, который характеризует эксплуатационные свойства аппаратуры разового (циклического) действия, является вероятность безотказной работы аппаратуры за некоторое календарное время t:

P(t)=Ni(t)/N;

где: N – общее число исправной аппаратуры в начале эксплуатации;

Ni(t) – число аппаратуры, в которой не возникало ни одной неисправности за время t.

Особенностью эксплуатации аппаратуры разового действия является наличие различных режимов ее работы (хранение, подготовка к использованию, использование по назначению). Поэтому суммарное (календарное) время работы аппаратуры можно считать состоящим из трех составляющих:

t=tx+tp+tин

где: tx – время хранения аппаратуры;

tp – время работы под током при подготовке к использованию;

tин – время работы аппаратуры под током при использовании по назначению.

Если предположить, что потоки отказов аппаратуры разового действия во всех режимах являются простейшими, то вероятность безотказной работы аппаратуры определяется выражением:

;

где: -вероятность безотказного хранения аппаратуры за время tx;

– вероятность безотказной работы аппаратуры под током при подготовке к использованию;

– вероятность безотказной работы аппаратуры при использовании по назначению.

Опыт эксплуатации аппаратуры ИС показывает, что при хранении интенсивность отказов аппаратуры значительно меньше, чем при работе под током во время подготовки к использованию. Исследования сохранности аппаратуры (надежности при хранении) показывают, что зависимость имеет по форме такой же вид, что и зависимость . Для периода нормальной эксплуатации можно считать lх=const.

Для оценки сохранности в этом случае удобно использовать коэффициент пересчета интенсивности отказов аппаратуры от режима работы под током при подготовке к использованию к режиму хранения:

;

где: – интенсивность отказов аппаратуры при работе под током в режиме подготовки к использованию;

– интенсивность отказов i-го элемента;

N – число элементов в аппаратуре.

Коэффициент пересчета от режима подготовки к режиму использования по назначению можно записать как:

,

тогда:

;

где: t_р.э. – эквивалентное время работы аппаратуры под током в стационарных условиях.

t_р.э.=t_p+K_xt_x=К_инt_ин;

где: К_хt_x=t_pxp – время хранения, пересчитанное с точки зрения появления отказов к времени работы под током в стационарных условиях.

K_инt_ин=t_р.ин – время использования аппаратуры по целевому назначению, пересчитанное к времени работы под током в стационарных условиях.

Указанные выражения позволяют не только оценивать надежность аппаратуры разового действия с учетом ее работы в различных режимах, но также определять периодичность выполнения профилактических работ. При выборе периода проведения регламентных работ для поддержания надежности аппаратуры на уровне Рдоп следует исходить из соотношения:

;

где: Р_доп=Р_доп P_ин(t_ин);

Р_доп – минимально допустимое значение вероятности безотказной работы к моменту использования аппаратуры по назначению;

P_ин(t_ин) – вероятность безотказной работы аппаратуры в режиме применения по назначению при условии, что к моменту использования она оказалась исправной и в течение времени tин профилактика не проводилась.

Или: Р_х(t_x)P_p(t_p) Р_{доп ;}

Очевидно, что при уменьшении периода выполнения регламентных работ Тр минимальный уровень надежности будет повышаться, но вместе с этим будет повышаться и объем регламентных работ. В связи с этим целесообразно брать максимальное значение периода Трmax, который соответствует последнему равенству. Тогда имеем:

Р_{доп =} ;

где: ;

Т_рэmax=t_p+K_xt_x=t_p+t_pxp – максимальный эквивалентный период проведения регламентных работ, приведенный к режиму работы аппаратуры под током в стационарных условиях при подготовке к использованию по назначению.

Зная величину tр, находим допустимое максимальное время хранения tpx:

;

Максимальный период выполнения регламентных работ определяется как сумма времени хранения и работы аппаратуры под током:

;

или:

;

 

где: – наработка аппаратуры на отказ.

Таким образом, последнее выражение позволяет определить максимальный период выполнения регламентных работ на аппаратуре разового действия, при котором обеспечивается поддержание ее надежности к моменту использования по назначению в пределах:

Данная формула справедлива при следующих условиях:

потоки отказов в аппаратуре при хранении и при работе под током являются простейшими;

все отказы, возникшие в аппаратуре, при выполнении регламентных работ устраняются;

отказы при хранении и при работе под током (в промежутках между регламентными работами) не устраняются.

Если в качестве основного критерия для оценки эксплуатационных свойств аппаратуры однократного использования принять коэффициент простоя Кп, понимая под этим относительное среднее время нахождения аппаратуры в неисправном состоянии, то за оптимальный период выполнения регламентных работ можно принять такой период, при котором обеспечивается минимальный коэффициент простоя Кпmin. Оптимальный период выполнения регламентных работ для аппаратуры однократного использования в предположении, что поток отказов аппаратуры является простейшим, определяется выражением:

, при К_п=min;

где: Тпр – среднее время выполнения одной профилактики;

Тс – среднее время устранения одной неисправности;

– интенсивность отказов аппаратуры в режимах работы под током и при хранении.

Если выполняется соотношение , то:

где: – среднее время безотказного хранения аппаратуры.

Если аппаратура, работая в дежурном режиме, находится под током незначительную часть от всего времени эксплуатации, время ее профилактики определяется так же, как для режима хранения или циклического (разового) действия.

В случае работы части аппаратуры под током профилактику необходимо осуществлять непрерывно так же, как для режима непрерывной работы.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: