Radiolokacionnye_sistemy_SFU_elektronnyy _resurs (1021137), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Отказ – событие, заключающееся в полной или частичной утратеизделием его работоспособности.5. Полный отказ – отказ, до устранения которого использование изделия по назначению становится невозможным.6. Частичный отказ – отказ, до устранения которого остается возможность частичного использования изделия.7. Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого интервала времени.8. Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность (свозможными перерывами для технического обслуживания и ремонта) доразрушения или другого предельного состояния.
Предельное состояниеможет устанавливаться по изменениям параметров, по условиям безопасности и т. д.9. Ремонтопригодность – свойство изделия, выражающееся в его приспособленности к проведению операций технического обслуживания и ремонта, т. е. к предупреждению, обнаружению и устранению неисправностейи отказов. Радиолокационные системы. Учеб.381ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ10. Надежность (в широком смысле) – свойство изделия, обусловленное безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью самого изделия и его частей и обеспечивающее сохранение эксплуатационных показателей изделия в заданных условиях.11. Восстанавливаемость – свойство изделия восстанавливать начальныезначения параметров в результате устранения отказов и неисправностей, а такжевосстанавливать технический ресурс в результате проведения ремонтов.12.
Сохраняемость – свойство изделия сохранять исправностьинадежность в определенных условиях хранения и транспортировки.Количественные характеристики надежности.Показатели, характеризующие безотказность:вероятность безотказной работы P(t);частота отказов, a(t);интенсивность отказов λ(t);среднее время наработки на отказ То;средний срок службы элемента Тср.Показатели, характеризующие восстанавливаемость:вероятность восстановления V(r);частота восстановления ν(r);интенсивность восстановления М(r);среднее время восстановления Тв.Обобщенные показатели:коэффициент готовности Кг;коэффициент простоя Кп;вероятность нормального функционирования Рнф(t).Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в определенных условиях эксплуатации в пределах заданной продолжительности работыt отказ не возникнет.
В момент t появился отказP=( t ) P ( t1 ≥ t ) .Вероятность появления отказа – величина, обратная вероятности безотказной работы:Q(t ) = 1 − P(t ),P(t ) + Q(t ) = 1.Вероятность безотказной работы можно определить статистическимиметодами. Если в эксплуатации находится N систем (элементов), а через некоторое время t количество отказавших систем (элементов) равно n(t), тоP(t ) =N − n(t )n(t )=1−.NN Радиолокационные системы.
Учеб.(8.1)382ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМЕсли отказы независимы и каждый из них приводит к отказу всей системы, тоP ( t ) = ПPi ,Ni =1где Pi – вероятность безотказной работы i-гo элемента.Для практики определенный интерес представляет решение следующейзадачи: требуется определить вероятность безотказной работы системы впериод времени от t1 до t2 , т. е.
P(t 2 t1 ) = P(t > t 2 − t1 ) . Для решения задачинеобходимо знать вероятность безотказной работы системы на участках 0 –t1 и 0 – t2:=P ( t1 )N − n ( t1 )N − n ( t2 )=,P ( t2 ).NNТак как выполнение условия безотказной работы на участке 0 – t2 включает в себя и условие безотказной работы на участке 0 – t1, тоP(t 2 ) = P(t1 ) ⋅ P(t 2 t1 ).Из этого выражения с учетом предыдущего получимP (=t2 t1 )P ( t2 ) N − n ( t2 )=.P ( t1 ) N − n ( t1 )(8.2)Вероятность безотказной работы системы на участке времени t1 – t2определяется отношением количества безотказно проработавших элементовв период времени 0 – t2 к количеству безотказно проработавших элементовпериод времени 0 – t1.Частота отказов – дифференциальный закон распределения временибезотказной работы.
Частота отказов представляет собой скорость «падении»надежности. Статистическое значение частоты отказовa (t ) ≈∆n,N0 ⋅ ∆t(8.3)где Δn – число отказавших элементов за время Δt на интервале (t, t + Δt);N0 – число систем, поставленных на испытание.Частота отказов является характеристикой восстанавливаемой аппаратуры. Радиолокационные системы. Учеб.383ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМИнтенсивность отказов – отношение количества систем (элементов),отказавших в течение рассматриваемого промежутка времени, к произведению количества систем (элементов), работоспособных к началу этого промежутка времени, на его длительность:λ (t ) =∆n ( ∆t ) N0 − n ( t ) ⋅ ∆t,(8.4)где n(t) – число отказавших элементов за время испытания;N0 – n(t) – число элементов, оставшихся исправными к рассматриваемомуинтервалу времени.Интенсивность отказов является характеристикой невосстанавливаемой аппаратуры.
Опыт эксплуатации показывает, что изменение интенсивности отказов во времени происходит по определенному закону, (рис. 8.3).λIIIIII0tРис. 8.3. Характеристика интенсивности отказовЗависимость λ = f(t) имеет три явно выраженных участка:Участок I – период приработки. Характерна повышенная интенсивностьотказов за счет отказов слабых элементов со скрытыми дефектами.Участок II – период нормальной работы. Характерен пониженный уровень и постоянство интенсивности отказов. Для участка II зависимость вероятности безотказной работы от времени определяется экспоненциальным закономP ( t ) = e− λ t .Участок III – период износа и старения.
Для этого участка вероятностьбезотказной работы может быть определена нормальным законом.Среднее время наработки на отказ определятся как среднее время работы между отказами: Радиолокационные системы. Учеб.384ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ1 nTo ≈ ∑ ti ,n i =1(8.5)где n – число отказов за время испытаний t;ti – время исправной работы от (i–1)-го отказа до i-гo отказа.При экспоненциальном законе наработка на отказTo =1λ.При известной зависимости вероятности безотказной работы системыот времени наработка на отказ определяется следующим образом:∞To = ∫ P ( t ) dt .0При экспоненциальном законе (рис.
8.4)−−λ tP=e( t ) e=tTo.При t = T0 вероятность безотказной работы P(t) = 0,37, т. е. среднеевремя безотказной работы равно времени, в течение которого значение P(t)уменьшается до величины 0,37.P0,37TotРис. 8.4. Экспоненциальный закон вероятности Радиолокационные системы. Учеб.385ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМВероятность восстановления – вероятность того, что система будетвосстановлена за время, не больше заданного значения τ.Среднее время восстановления представляет собой среднее время, затрачиваемое на восстановление системы:1 nTв = ∑ tвi ,n i =1где tвi – время на восстановление отказа.Если известно среднее время восстановления отдельных подсистем, тосреднее время восстановления системы определяется следующим образом:NTв =∑ λi ⋅ Tвii =1N∑ λi,(8.6)i =1где Твi – среднее время восстановления i-й подсистемы;λi – интенсивность отказов i-й подсистемы.При известной вероятности восстановления среднее время восстановления1Tв=∫ 1 − V (τ ) dτ .(8.7)0Коэффициент готовности – вероятность того, что произвольно взятаясистема будет находится в исправном состоянии в любой момент времени:Kг =То.То + Тв(8.8)Коэффициент простоя Kп = 1 − Kг .Вероятность нормального функционирования – обобщенный показательнадежности системы многоразового применения.
При этом учитываются:начальное состояние системы, ее безотказность и восстанавливаемость. Этовероятность сложного события, заключающегося в том, что система будетисправной в начале использования и безотказно проработает заданное времяt:Pнф ( t=) Kг ⋅ P ( t ) .Методы повышения надежности: конструктивно-производственные,эксплуатационный. Радиолокационные системы. Учеб.386ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМКонструктивно-производственный метод имеет следующую структуру:1. Выбор схемных решений.2. Выбор элементов и режимов их работы.3. Выбор конструкционных материалов и самой конструкции.4. Учет опыта эксплуатации аппаратуры.5.
Разработка мер, обеспечивающих удобство технического обслуживания и эксплуатации.6. Учет возможностей обслуживающего персонала.7. Производственное обеспечение надежности (соблюдение технологии, предварительная тренировка элементов и аппаратуры, настройка и налаживание, текущий и выходной контроль).Эксплуатационный метод имеет следующую структуру:1. Выбор объективных факторов (влияние внешней среды).2. Учет субъективных факторов, связанных с подготовкой обслуживающего персонала, организацией эксплуатации и др.При соответствующей организации эксплуатации уменьшается влияниеобоих методов, что позволяет увеличить вероятность безотказной работы P(t)и время наработки на отказ.Наиболее просто реализуются мероприятия второго метода:повышение квалификации обслуживающего персонала;улучшение организации технического обслуживания;прогнозирование постепенных отказов;уменьшение времени на отыскание и устранение отказов.Резервирование и его свойства.Резервированием называют метод повышения надежности систем путем применения резервных систем и элементов.
Присоединение резервныхсистем к основным должно производится параллельно. При этом вероятностьбезотказной работы для системы из m параллельно соединенных элементовопределяется следующим образом:mP=1 − П(1 − Pi ) .i =1Если система состоит из k групп однотипных элементов, тоk1 − П(1 − Pi )mi ,P=i =1т.
е. надежность параллельно соединенных систем (элементов) всегда будетвыше надежности одной наиболее надежной системы. Различают два способарезервирования: общее и раздельное.При общем резервировании повышение надежности достигается применением резервных систем, т. е. резервируется система в целом (рис. 8.5): Радиолокационные системы. Учеб.387ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМmPобщ =1 − П(1 − Pi ) .(8.9)i =112N01mРис. 8.5. Общее резервирование системыДля одной ветви, состоящей из N элементов, соединенных последовательно,NPi = 1 − П Pi .j =1Для случая равнонадежных элементовPобщN=1 − 1 − (1 − q ) m,(8.10)где q – вероятность отказа.Вероятность безотказной работы системы с общим резервированиемпри бесконечном числе последовательно соединенных элементов в ветвиуменьшается до 0 даже в том случае, когда число параллельных ветвей увеличивается до бесконечности.Раздельное резервирование предусматривает резервирование отдельных участков систем или ее элементов (рис.
8.6).12N01mРис. 8.6. Раздельное резервированиеДля отдельной группы из m параллельно включенных элементов Радиолокационные системы. Учеб.388ГЛАВА 8 ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ8.3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМmP = 1 − Пqi .i =1Для всей системы с раздельным резервированиемNmPразд = 1 − П (Пqi ) .=j 1 =i 1При равнонадежных элементахPразд=(1 − q )mN,(8.11)т. е. вероятность безотказной работы приближается к 1 при безграничном увеличении числа резервирующих элементов в группах. Даже если число последовательно соединенных групп также приближается к бесконечности.Выводы:1. При общем резервировании для полного отказа системы достаточно,чтобы в каждой из цепей вышло из строя по одному какому-либо элементу.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
