Файл: Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств.pdf

ке схемы на функционирование. В отличие от статичес­ кой методики в ее основе лежит принцип подачи специ­ ального сигнала в различные точки аппаратуры и на­ блюдение за ее реакцией.

Оптимальная методика поиска неисправностей долж­ на представлять собой логическую последовательность действий, позволяющих непрерывно и постепенно сужать границы области неисправности до тех пор, пока кон­ кретный участок неисправности не будет локализован.

Условно процесс-поиск можно разделить на четыре этапа.

Первый этап. Поиск неисправности всегда должен на­ чинаться с проверки работоспособности аппаратуры, поз­ воляющей хотя бы приблизительно локализовать место повреждения, т. е., используя внешние признаки нор­ мальной работы системы, техник убеждается в том, что в системе имеется неисправность. Отказом в данном слу­ чае следует считать всякое повреждение, которое нару­ шает нормальную работу системы и вызывает ухудшение ее основных тактико-технических данных, или полную по­ терю работоспособности при условии, что восстановление нормальной работы невозможно имеющимися в системе рабочими органами регулировки и настройки. Только функциональная проверка должна определить правиль­ ность работы аппаратуры ів комплексе и дать основные данные для локализации любой неисправности.

Второй этап. Необходимо убедиться в том, что в сис­ теме или блоке имеет место неисправность, носящая ха­ рактер действительного отказа, а не ложный отказ. При этом под ложным отказом следует понимать неисправ­ ность, вызванную неправильным положением ручек или переключателей или изменением режима работы.

Третий этап. Если проверка показала, что работоспо­ собность блока или системы нарушена и имеет место действительный отказ, необходимо сопоставить внешние признаки отказавшей системы как с реальными условия­ ми отказа, так и с различными неисправностями, кото­ рые могли их вызвать.

Четвертый этап. Поскольку всякий поиск причин от­ каза — постепенное сужение границ неисправности пу­ тем логических последовательных действий, необходимо выбрать наиболее рациональный метод поиска (приме­ нительно к конкретным внешним проявлениям отказа). Далее следует подробнее остановиться на сущности ос -

150

новных методов поиска {8, 42], предполагая, что наблю­ даемая неисправность действительно является отказом.

а) Метод проб и ошибок (последовательная замена элементов). Предположим, что процедура проверки ап­ паратуры, состоящей из п элементов (рис. 5. 11), всегда начинается с общей проверки. Такая проверка проводит­ ся каждый раз, как тдлько обнаружен отказавший эле­ мент. Обычно техник располагает следующей априорной информацией о неисправной аппаратуре:

Рис. 5.11. Схема поиска неисправности методом проб и ошибок

—если аппаратура неработоспособна, то в ней со­ держится хотя бы один неисправный элемент;

—отказы элементов в работе происходят независимо друг от друга;

—отказ одного элемента не нарушает функциониро­ вания всей аппаратуры, но приводит к появлению оши­ бочной информации;

—во время процедуры поиска неисправностей проис­ ходят дополнительные отказы;

—возможна только одна общая проверка работоспо­ собности аппаратуры и несколько частных проверок каж­ дого элемента.

На основании этой информации процедура поиска од­ ного неисправного элемента происходит следующим об­ разом. Сначала проверяется элемент / (см. рис. 5.11) и если он исправен, то проверяется элемент 2. Если эле­ мент 1 неисправен, его заменяют исправным и проводят общую проверку аппаратуры на функционирование. При ненормальном функционировании предполагают наличие в аппаратуре других неисправных элементов и проводят процедуры, аналогичные рассмотренным выше.

Если наличие неисправного элемента вероятно, но не достоверно (например, перед началом проверки или после обнаружения и устранения очередного отказа), то на очередном k-м шаге следует производить общую про-

151

верку аппаратуры на функционирование только в том случае, когда

нет отказавших.

I

Рис. 5. 12. Схема поиска неисправности методом средней точки:

/—1-я проверка: //—входной контрольный сигнал; ///—2-я про­ верка, если результат 1-й вне допуска; IV—2-я проверка, если результат 1-й вне допуска; V—выходной контрольный сигнал

Метод проб и ошибок очень прост, но время на после­ довательную замену элементов в сложной аппаратуре велико.

б) Метод средней точки. При этом методе каждая последующая проверка производится в средней точке оставшейся части системы. Вся система (рис. 5. 12) де­ лится на два участка: первый участок — элементы /—6, второй — элементы 7—12. Сначала испытание системы производится внутри первого участка и состоит в про­ верке исправности всех элементов от / до 6 путем подачи на вход элемента / контрольного сигнала с определен­ ными параметрами и наблюдении за выходным элемен­ том 6. В случае когда его реакция соответствует ожидае­ мой, причина неисправности находится внутри участка с элементами 7—12 системы. Далее этот участок деляг пополам для проверки в точке между элементами 9 и 10. Если же реакция элемента 6 была неверной, то участок

152

с элементами 1—6 делят пополам и производят проверку в точке между элементами 3 и 4.

Процедура поиска неисправности методом средней точки заканчивается, когда участок системы с неисправ­ ным элементом сужается до одного элемента.

В случае когда успешный поиск происходит только в одном направлении от точки А ко входу системы, исправ­ ление найденного отказавшего элемента (из /—6) еще не гарантирует нормального функционирования всей сис­ темы /—12, так как положительный результат любой из выполненных проверок (например, между точками 6 и Г или 3 и 4) может не зависеть от исправности элементов 7—12. Среди этих элементов также может быть неис­ правность.

Эта неопределенность легко устраняется общей про­ веркой всей системы, которая дает положительный ре­ зультат только в случае работоспособности элементов 7—12. При отрицательном результате общей проверки продолжается поиск неисправности системы в направле­ нии от точки А к выходу. В этом случае общая проверка производится после каждого обнаружения отказавшего элемента.

При методе средней точки уменьшается максималь­ ное число проверок, необходимое для поиска неисправ­ ности методом проб и ошибок. Этот метод целесообраз­ нее в том случае, если причиной неисправности системы бывает неисправность любого ее элемента, причем число неисправностей произвольное, а также если равны меж­ ду собой или неизвестны затраты времени на различные проверки.

В случае когда неисправная система состоит из не­ скольких неоднотипных блоков и значения вероятностей появления неисправностей в разных устройствах опреде­ лены и не равны между собой, описанная выше последо­ вательность поиска по методу средней точки уже не явля­ ется оптимальной. Более рациональным является деле­ ние системы на участки с равными значениями сумм вероятностей появления неисправностей в отдельных элементах.

Вероятность появления неисправностей в отдельных элементах (узлах или блоках) можно определить на ос­ новании статистических данных эксплуатации или рас­ четным путем.

153

2. Система планово-предупредительного ремонта (ППР) представляет собой комплекс организационнотехнических мероприятий, предназначенных для поддер­ жания изделия в состоянии полной работоспособности и предупреждения их преждевременного износа и выхода из строя. Планово-предупредительный ремонт предусмат­ ривает планирование и организацию ремонтов, опреде-

Тресурс

ление вида ремонта, установление объема работ по каж­ дому из них и сроки проведения, а также организацию учета и отчетности.

Сущность системы ППР заключается в том, что пос­ ле определенного срока работы HB производят необхо­ димые виды ремонтных работ, чередование и периодич­ ность которых определяются назначением изделия, его конструктивными особенностями, условиями эксплуата­ ции и т. п.

Внедрение системы ППР обеспечивает:

—совершенствование организации ремонта;

—сокращение затрат на ремонт при повышенном ка­ честве ремонта;

—сокращение простоев изделий;

—предупреждение преждевременного физического износа изделия, повышение сроков службы деталей, уз­ лов, блоков и системы в целом;

—планирование изготовления и поставок ремонтных групповых комплектов;

—установление продолжительности межремонтных циклов;

—разработку технической документации по ремонту

сучетом внедрения прогрессивных технологических про­ цессов ремонта.

154

Г л а в а VI МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ

6. 1. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ НАДЕЖНОСТИ

Повышение надежности изделий имеет большое на­ роднохозяйственное значение и необходимо не только с технической, но и с экономической точки зрения.

Чем выше надежность изделия, тем меньше эксплуа­ тационные расходы. Работы, связанные с повышением надежности, требуют, как правило, дополнительных за­ трат. В связи с этим важно определить не только техни­ ческую целесообразность повышения надежности изде­ лий, но и их экономическую эффективность.

Повысить надежность можно проведением мероприя­ тий конструктивного, производственного и эксплуатаци­ онного характера.

Вопрос о методе повышения надежности необходимо решать после предварительной экономической оценки возможных результатов каждого мероприятия. Следова­ тельно, существует некоторое оптимальное значение на­ дежности, при котором общая стоимость разработки, из­ готовления и эксплуатации изделия минимальна.

В связи с этим весьма актуальной представляется разработка инженерной методики определения опти­ мальной надежности изделий по таким критериям, как вероятность безотказной работы при заданных ограниче­ ниях по стоимости, сроку окупаемости дополнительных капиталовложений и т. д.

—упрощения схемы (уменьшения числа элементов),

—применения облегченных режимов работы;

—улучшения процесса производства;

156

2)резервированием;

3)повышением ремонтопригодности (сокращением среднего времени на отыскание и устранение неисправ­ ности) .

Все способы повышения надежности отображаются в какой-то степени в одном — в затрате средств на изделие, в стоимости изделия повышенной надежности. В связи с этим, исходя из конкретных способов повышения надеж­ ности, можно применить математическую модель стои­ мости, в которую могут входить различные параметры надежности.

Примером такой модели может служить функция К (Ль Р), т. е. функция стоимости изделия при повышенной его надежности от Р0 до Р. Исходя из физических сооб­ ражений, можно предположить, что функция К ( Л , Р) должна обладать следующими свойствами [30];

1) К{Ро, Л ) ^ 0 , так как стоимость — всегда положи­ тельная величина;

большинстве случаев повышение надежности требует до­ полнительных затрат, т. е. эта функция является возрас­ тающей;

ностью PQ.

Учитывая, что указанным условиям могут удовлетво­ рять многие математические функции і[34], рассмотрим лишь такую функцию, которая может быть применена в наших условиях, например

(6.1)

где %о и К — интенсивность отказов, соответствующая на­ дежности Ро и Р.

В частном случае экспоненциального закона распре­ деления отказов P = e~xt, где t — время эксплуатации, выражение (6. 1) принимает вид

(6.2)

157