 |
Классификация методов повышения надежности
|
|
|
|
Все методы повышения надежности ЭА принципиально могут быть сведены к следующим (основным):
■ резервирование;
■ уменьшение интенсивности отказов элементов ЭА;
■ сокращение времени непрерывной работы;
■ уменьшение времени восстановления;
■ выбор рациональной периодичности и объема контроля ЭА.
Реализация указанных методов может осуществляться при проектировании, изготовлении и в процессе эксплуатации ЭА.
Очевидно, что надежность ЭА, в основном, закладывается при проектировании, конструировании и изготовлении. От работы проектировщика и конструктора прежде всего зависит, как будут работать ЭА в тех или иных условиях эксплуатации. Однако вовсе не следует, что организация процесса эксплуатации не влияет на надежность ЭА, так как обслуживающий персонал может существенным образом изменить надежность ЭА и в сторону уменьшения, и в сторону увеличения.
В процессе проектирования и конструирования используются схемные и конструктивные методы повышения надежности ЭА.
Схемные методы включают:
■ создание схем ЭА с минимально необходимым числом элементов;
■ применение резервирования;
■ разработку схем ЭА, не допускающих опасных последствий отказов их элементов;
■ оптимизацию последовательности работы элементов схемы;
■ предварительный расчет надежности проектируемой схемы.
Уменьшение числа элементов при прочих равных условиях приводит к увеличению вероятности безотказной работы ЭА (рис. 12.1), а также благоприятно сказывается на его массе, габаритах и стоимости.
Необходимо помнить, что сокращение числа элементов не должно увеличивать коэффициент нагрузки у оставшихся элементов, в противном случае эффект может быть прямо противоположным.
|
|
|
При резервировании — одном из наиболее эффективных методов повышения надежности ЭА — в конструкции заранее предусматривается замена неисправного элемента исправным.
При создании схем ЭА с ограниченным последствием отказов применяется включение в схемы специальных защитных и предохранительных устройств, которые предотвращают аварийные последствия отказов.
Под оптимизацией последовательности работы элементов схемы ЭА понимается согласование тактов автоматической работы не только по времени, но и по достижении тем или иным параметром заданного значения.
В число конструктивных методов повышения надежности входят:
■ использование элементов с малой величиной интенсивности отказов при заданных условиях эксплуатации;
■ обеспечение благоприятного режима работы элементов;
■ рациональный выбор совокупности контрольных параметров;
■ рациональный выбор допусков на изменение основных параметров элементов ЭА;
■ защита элементов от вибраций и ударов;
■ унификация элементов ЭА;
■ разработка эксплуатационной документации с учетом опыта применения ЭА, подобных конструируемому;
■ обеспечение эксплуатационной технологичности конструкции ЭА (применение встроенных контрольных устройств, автоматизация контроля и индикация неисправностей, удобство подходов для обслуживания и ремонта).
Среди способов повышения надежности при производстве ЭА основными являются следующие:
■ совершенствование технологии и организации производства ЭА, его автоматизация;
■ применение инструментальных методов контроля качества ЭА при статистически обоснованных выборках;
■ тренировка элементов и блоков ЭА.
Перечисленные методы повышения надежности ЭА должны применяться в совокупности с учетом влияния каждого из них на работоспособность ЭА. В тех случаях, когда меры противоречивы, нужно принимать компромиссное решение.
|
|
|
Методы повышения надежности ЭА, применяемые в эксплуатации, могут быть разбиты на две группы. В первую входят все изложенные методы.
На основе изучения опыта эксплуатации инженер-эксплуатационник имеет возможность разработать ряд рекомендаций для проектировщиков и конструкторов, направленных на улучшение качества ЭА (изменение схемы, замена элементов, изменение конструкции, материалов и т. п.). Эти рекомендации согласовываются с конструкторами и вводятся специальными указаниями (доработками). Однако нельзя считать, что в эксплуатации только устраняются ошибки конструктора и производства, хотя доля таких ошибок еще велика.
Вторая группа мероприятий, повышающих качество ЭА при эксплуатации, относится к воздействию обслуживающего персонала. К этим мероприятиям относятся:
■ повышение квалификации обслуживающего персонала;
■ применение инструментальных методов контроля технического состояния ЭА;
■ обоснование объема и сроков проведения профилактических мероприятий, основанных на применении методов теории надежности;
■ обоснование сроков службы элементов и состава ЗИПа;
■ разработка и внедрение способов прогнозирования неисправностей.
Остановимся на вопросе повышения надежности ЭА в процессе эксплуатации. Существует мнение, что надежность ЭА в процессе эксплуатации можно лишь поддерживать на определенном уровне, который заложен при проектировании и изготовлении. Превзойти же его невозможно.
Действительно, ЭА, находящиеся в эксплуатации, обладают так называемой «встроенной» надежностью с параметром ТСР. Это рассчитанное конструктором значение средней наработки до отказа ТСР, которое определяется исходя из интенсивности отказов комплектующих элементов λ i, полученных для условий работы, оговоренных нормами или заказчиком в техническом задании, и необходимости выполнения предписанных инструкций по эксплуатации.
Параметр встроенной надежности можно определить из выражения
(12.1)
где n — общее число отказов за период работы t; nпост — ожидаемое расчетное число постепенных отказов; nвн — среднее число внезапных отказов.
|
|
|
В процессе эксплуатации ЭА имеется возможность активно воздействовать на величину фактического уровня параметра надежности 
который способен измениться в зависимости от эффективности обслуживания объектов.
Вероятность выявления дефектного элемента в процессе обслуживания и тем самым предотвращения постепенного отказа в интервале времени t:
(12.2)
где tn — среднее время, затрачиваемое на обнаружение дефектного элемента (зависит от числа обслуживаемых элементов, методики и производительности аппарата прогнозирования, а также от квалификации и опыта работы обслуживающего инженерно-технического состава).
Таким образом, величина P(t) определяется процессом эксплуатации ЭА. Поэтому число постепенных отказов может быть фактически уменьшено до значения
(12.3)
В случае, когда реальные условия эксплуатации мало отличаются от расчетных или оговоренных разработчиком, усилиями обслуживающего персонала воздействие факторов внешней среды может быть ослаблено и, следовательно, интенсивность отказов λэ элемента в условиях эксплуатации будет меньше расчетной λi. Тогда число внезапных отказов элементов уменьшится:
(12.4)
В процессе эксплуатации общее число отказов может быть уменьшено, и
(12.5)
Такова сущность активного воздействия эксплуатационных мероприятий по повышению надежности.
Ряд мероприятий по повышению надежности ЭА может быть отнесен к категории организационных:
■ постановка широких экспериментальных исследований надежности ЭА на всех этапах их разработки, изготовления и эксплуатации;
■ создание единой системы информации о работоспособности ЭА;
■ обоснование, выбор и включение в ТЗ норм надежности;
■ организация доработок и рекламационная практика.
Очевидно, что приведенный перечень путей по повышению надежности ЭА представляет собой весьма широкий комплекс мероприятий. Рассмотрим несколько подробнее основные методы повышения надежности систем.
12.2
|
|
|
