Расчет на надежность (Расчет на надежность для электрической схемы)

Справочные данные взяты из «Сборника задач по теории надежности» под ред. А.М. Половко и И.М. Маликова, 1972 г.

Приблизительный расчет:

1/ч

ч

Расчет на надежность:

1/ч

ч

Построим графики P(t) и P'(t) для 1000, 2000, 5000, 10000, 20000 и 40000 часов:

P'(t)

P(t)

1. Чтобы повысить среднюю наработку на отказ Т_ср вдвое, нужно снизить интенсивность отказов Λ. А т.к. Λ – это сумма интенсивностей отказов всех элементов схемы, то следует снизить λ_i для каких-нибудь самых ненадежных элементов. Например, вместо используемых в схеме резисторов МЛТ-0,125, рассчитанных на мощность 0,125 Вт, можно применить резисторы с номинальной мощностью 0,25 Вт. Это мероприятие снизит коэффициент нагрузки по мощности у каждого резистора в два раза, в связи с этим снизится α, а, следовательно, и λ. В данной схеме самые большие интенсивности отказов получаются у кремневых транзисторов и диодов. Значит, в первую очередь следует подумать об их замене на более мощные аналоги. Также повысить Т_ср можно, снизив температуру элементов до 20° С.

1. Для повышения средней наработки на отказ Т_ср в 10 раз можно использовать общий ненагруженный резерв. Однако при этом потребуются 9 резервных систем, что вызовет значительное увеличение массы, габаритов и стоимости устройства. В этом случае можно применить раздельное резервирование. Для этого нужно разбить схему примерно на 10 блоков и сделать для каждого из них по два запасных. При выходе из строя какого-либо блока, его следует заменить аналогичным резервным.

1. Рассчитаем, сколько устройств выйдет из строя за год и сколько рабочих нужно нанять для починки этих приборов.

Пусть в год выпускается N = 100000 рассматриваемых нами устройств, и на каждый из них дается гарантия один год. Пусть также эти устройства работают в сутки по 16 часов. Тогда за год одно устройство проработает:

t₁ = 16 · 365 = 5840 часов.

Теперь рассчитаем, сколько наших аппаратов выйдет из строя за год:

N₂ = N (1 – P(t₁)) = 10⁵ · (1 – ) =10⁵ · (1 – 0,93) ≈ 6900 устройств

Пусть для починки одного устройства нужно затратить 3 часа. Один рабочий (при двух выходных днях в неделю) в год работает примерно 260 дней. Рабочий день длится 8 часов. Теперь рассчитаем, сколько нужно нанять рабочих для починки 6900 сломавшихся устройств:

17