Определение доли встраиваемых в объект ТСД
Встраивание в объект ТСД повышает его контроле пригодность за счет исключения подготовительных операций, а также показатели надежности внешних ТСД за счет уменьшения числа элементов (возрастание безотказности, уменьшение ремонтопригодности). С другой стороны, встраивание ТСД вОД снижает его безотказность за счет увеличения элементов и улучшает показатели ремонтопригодности. Такое влияние встраивания в объект ТСД на показатели надежности ОД и ТСД требует компромисса при проектировании ТСД и организации взаимодействия объекта и средств диагностирования.
Вероятность сохранения работоспособности ОД в требуемые моменты времени (показатель готовности П Г ), используемая как критерий организации взаимодействия ОД и ТСД, позволяет определить в процессе проектирования системы целесообразное соотношение встроенных и внешних средств на основе показателей их безотказности.
Соотношение безотказности встроенных и внешних ТСД оценивается по коэффициенту встраивания
где
- интенсивность внезапных отказов элементов внешних ТСД. При этом допускается, что ТСД с точки зрения надежности представляют собой последовательное соединение блоков с заданным показателем безотказности, а значения случайности наработки ТСД до отказа их элементов подчиняются экспоненциальному закону распределения с параметром 

На рис.4.5 приведена качественная зависимость показателя готовности от коэффициента встраивания ПГ = f(
).
Значение
0 соответствует случаю, когда ТСД внешние (
= 0), а значение
= 1 - случаю встроенных ТСД (
=
).Из рассмотрения рис. 4.5 видно, что для зависимости ПГ = f(
) характерны две области: область, в которой показатель готовности объекта ПГ растет при встраивании в него ТСД (область I), и область, в которой ПГ уменьшается (область II) с увеличением объема встраиваемых ТСД.
Это можно объяснить следующим образом. В области I увеличение объема встроенных ТСД сопровождается ростом ПГ за счет того, что повышение контроле пригодности ОД и внешних ТСД, а также повышение безотказности внешних ТСД превалирует над снижением безотказности ОД за счет встраивания ТСД. В области II увеличение объема встроенных ТСД ПГ начинает уменьшаться, поскольку сильное снижение надежности ОД уже не может компенсировать повышение надежности внешних ТСД. Кроме того, чем меньше отношение показателя безотказности ТСД
к показателю безотказности
, тем большую часть ТСД можно встраивать в объект при условии возрастания ПГ. Процедура определения соотношения между встроенными и внешними ТСД с целью обеспечения заданного значения показателя готовности ПГТР представляется следующим образом.
Для заданных режимов использования и диагностирования с учетом решаемых задач диагностирования выбирается соответствующее выражение для показателя готовности ПГ = ПГ(X, Y) и вычисляется его значение.
Если ПГ
ПГТР, то ТСД следует выполнять внешними. Если ПГ<ПГТР), то устанавливается число шагов j (l
j
m, m- число блоков) разбиения ТСД при их встраивании. При этом предполагается, что изменение безотказности в ОД
и ТСД
при встраивании одинаково
=
=
и (
=
, j =
– объединение соседних блоков, 1
– значение показателя безопасности i-о блока ТСД.
Тогда
=
=
.
Затем по шагам осуществляется встраивание ТСД вОД и на каждом j-ом шаге определяются значения показателей безотказности объекта и ТСД
=
+
=
+
,
=
+
=
+
.
о определяются временные затраты на подготовку ОД и ТСД к диагностированию
,
, поиск дефектов в ОД
и ТСД
и значение показателя готовности ПГ. Встраивание прекращается на том шаге, на котором значение показателя готовности оказывается наиболее близким к ПГ.ТР. После этого вычисляется значение коэффициента встраивания j. На рис.4.6. приведен алгоритм решения задачи определения уровня встраивания ТСД в ОД.
Если же на последнем m-ом шаге встраивания показатель готовности окажется меньше, чем заданный, т.е. при полном встраивании ТСД в ОД, то процедуру следует повторить, изменив исходные данные (показатели надежности ОД и ТСД, ПГ.ТР).
Пример. ТСД ( рис.4.7 ) включает в себя четыре блока со следующими показателями
(i = 1,4) безотказности отдельных блоков:
= 1,300
;
= 0,367
;
= 0,560
= 1,490
.
соотношение
между встроенными и внешними ТСД, при котором значение показателя готовности ОД в рабочем режиме было бы максимально.

Рис.4.6 Алгоритм определения Рис.4.7 Пример структуры ТСД
доли встраиваемых в объект ТСД
Показатель готовности ОД регулярно-периодического использования в рабочем режиме определяется выражением

где Т0 - наработка на отказ ОД во включенном состоянии; Т 0- наработка
на отказ в выключенном состоянии ОД; г п - среднее время перерыва между использованиями ОД; г и - среднее время использования ОД; Т— период диагностирования; г к. о. - среднее время проверки работоспособности ОД; г к. т. - среднее время проверки работоспособности ТСД;
в 0 - среднее время восстановления объекта;
в. т. - среднее время восстановления ТСД;
- вероятность ошибок первого рода;
вероятность ошибок второго рода.
Устанавливаем четыре (т = 4) шага
(j =
) разбиения ТСД (представляющих собой объединение
соседних блоков):
=
=
= 1,300
(
=l- встроенные датчики),
=
=
+
= 1,667
(
= 2 - встроенные датчики и нормализаторы),
=
=
+
+
= 2,127
(
= 3 - встроенные датчики, нормализаторы и аналого-цифровые преобразователи),
=
=
+
+
= 3,717
(
= 4 - полностью встроенные ТСД).
После этого но формулам
=
+
и
=
-
определяем значение показателей, характеризующих безотказность ОД и ТСД на каждом j –ом (j =
) шаге встраивания ОД (табл. 4.1).
Поскольку при встраивании ТСД в ОД необходимо обеспечить максимальное значение
то для определения соотношения
между встроенными и внешними ТСД воспользуемся приведенным выше алгоритмом.
Таблица 4.1.
Значения показателей безотказности

Согласно этому алгоритму, сначала в результате подстановки в (4.5) заданных значений
,
,
к. о,
в. т
к. т показателей безотказности, контролей ремонтопригодности ОД и ТСД, а также значений
и,
п, Т показателей организации использования объекта и процесса диагностирования вычисляем значения Пг показателя готовности ОД при внешних ТСД.
Аналогичным образом в результате подстановки в (4.5) полученных значений
,
,
,
,
,
, (см. табл. 4.1и табл. 4.2) и заданных значений
и,
п, Т на каждом j- шаге встраивания ТСД в ОД вычисляется значение
показателя готовности ОД при встроенных ТСД и сравнивается со значением
, полученным на предидущем (j-1) шаге. В качестве коэффициента встраивания
принимается соотношение
=
/
, при котором на j-м шаге встраивания ТСД в ОД показатель готовности достигает максимального значения, т.е.
= ПГ. МАХ. В данном случае максимального уровня готовности
ПГ. МАХ =
= 0,9934 ОД достигает при встроенных датчиках, нормализаторах и аналогово-цифровых преобразователях. При этом коэффициент встраивания
= 0,599.
Воспользуйтесь поиском по сайту: