Файл: Варжапетян, А. Г. Готовность судовых систем управления.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
ГЛАВА 5
вания контролируемой части проводятся с периодичностью тп, может быть определена по формуле
|
|
П |
- |
5 |
» 4 } { |
( |
|
- т |
РАТ) = е |
|
|
|
(5.65) |
где |
— обозначение |
целой |
части. |
|
|
|
|
. Тп |
|
|
|
|
|
График зависимости вероятности исправного состояния некон тролируемой части системы к концу периода хранения Т от тп при
различных значениях і„ |
приведен на рис. 5.24. Из графика нетрудно |
||
видеть, что повышение |
вероятности Рн (Т) может быть обеспечено |
||
за счет уменьшения |
/н |
или дове Р „ ( т ) |
|
дения его до |
нуля |
(неконтроли |
|
руемая часть |
при проверках не |
||
включается), а также за счет вы бора оптимальной периодичности проведения проверок и обслужи вания тп. опт.
Вероятность отказа неконтро лируемой части системы управле ния qH(тп) за период хранения между двумя обслуживаниями и последующей проверки может быть определена выражением
- ( 1 - S) ( Ѵ с + ' А ) Ѵн(тп) = 1 — в
(5.66)
Выражение (5.66) дает возможность определить долю ненадеж ности, вносимую неконтролируемой частью системы в ненадежность всей системы за период тп.
183
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ГОТОВНОСТИ НА ЭЦВМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Алгоритм определения периодичности проведения обслуживания |
||||||||||||||||||
судовых |
систем управления |
исходя |
из |
обеспечения |
требуемого |
||||||||||||||
/гГхрТр или максимального £г |
шах |
коэффициента готовности при хра |
|||||||||||||||||
нении, |
реализуемый |
с помощью |
машины |
|
ЦВМ |
«Мир», |
приведен |
||||||||||||
в |
приложении |
XXI. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для примера определим периодичность проведения обслужива |
||||||||||||||||||
ния судовой системы управления |
при ее хранении |
в течение |
Т — |
||||||||||||||||
= |
1 год для обеспечения &ГхрТр 5 s 0,98, |
если |
Хс = |
|
10" |
2 |
ч"1; |
АСхр |
= |
||||||||||
= |
Ю" 5 |
ч -1; |
5 |
= 0,9; |
гк 0 |
= |
2 ч; |
tn = |
tK; |
|
Тв = 2 ч; |
^хр0= |
Ю супц |
||||||
б = 0,01; у |
= |
0,05. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
В результате расчета, проведенного на ЦВМ «Мир», получено, что |
||||||||||||||||||
В-1 max = |
5,2 |
мес, Тп. 0пт = |
7 |
суш, |
при |
этом |
/еГхрП1ах |
= |
0,9973; |
RB ^ |
|||||||||
= |
0,029; R' |
= |
0,028; |
Р0к = |
0,9989; |
= |
0,12 ч; |
tK = |
|
2,1 ч. |
|
|
|||||||
|
В табл. 5.5 приведены полученные при расчете значения пара |
||||||||||||||||||
метров |
krxpK, Ян, RB, |
T B, |
U, qu (тп) |
в зависимости |
от |
периодич |
|||||||||||||
ности обслуживания |
тп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5. 5 |
|||||
Данные расчета периодичности проведения обслуживания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
судовой системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Тп, суш |
^гхрк |
|
|
?н (тп) |
|
«в |
|
|
К - 1 |
|
|
|
'к- |
" |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
0,9938 |
0,4587 |
0,0021 |
0,0279 |
|
|
0,11 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
7 |
0,9973 |
0,8879 |
0,0023 |
0,0292 |
|
|
0,12 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
14 |
0,9969 |
0,9380 |
0,0025 |
0,0306 |
|
|
0,12 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
21 |
0,9962 |
0,9560 |
0,0026 |
0,0321 |
|
|
0,12 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
28 |
0,9954 |
0,9640 |
0,0028 |
0,0336 |
|
|
0,12 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
56 |
0,9922 |
0,9763 |
0,0035 |
0,0394 |
|
|
0,14 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
84 |
0,9889 |
0,9826 |
0,0042 |
0,0452 |
|
|
0,15 |
|
|
|
2,1 |
|
||||||
|
168 |
0,9790 |
0,9867 |
0,0062 |
0,0624 |
|
|
0,19 |
|
|
|
2,2 |
|
||||||
|
252 |
0,9692 |
0,9888 |
0,0082 |
0,0793 |
|
|
0,22 |
|
|
|
2,2 |
|
||||||
|
336 |
0,9595 |
0,9888 |
0,0103 |
0,0958 |
|
|
0,26 |
|
|
|
2,3 |
|
||||||
|
364 |
0,9563 |
0,9888 |
0,0109 |
0,1013 |
|
|
0,27 |
|
|
|
2,3 |
|
||||||
Важным параметром, характеризующим процесс периодического технического обслуживания судовых систем управления при их хранении, является среднее время іоб, необходимое для проведения одного обслуживания. Эта величина определяется выражением
^об = ^п. пр “г Ң- Т в, |
(5.67) |
где іп. пр — среднее время подготовки системы |
к проверке (раскон |
сервация, если система была законсервирована, подключение кон трольно-измерительной аппаратуры и другие подготовительные опе рации); tK— определяется выражением (5.46), если контроль системы
управления после устранения отказов (ремонта) |
проводится по пол |
ной программе, и tK = ік0, если контроль ранее |
проверенных и ока- |
184
ГЛАВА 5
завшмхся исправными устройств и параметров после устранения отка
зов не |
повторяется; |
Т,', — определяется |
выражением (5.61). Напри |
||||
мер, если RB= 0,435; |
RB = 0,128, qa. K = |
0,125; q'a, к = 0,088; |
tKо = |
||||
= |
5 ч\ |
Т в |
— 4 ч; tn, пр = 2 ч и контроль системы управления |
после |
|||
устранения |
отказов |
проводится по |
полной программе, то |
toQ= |
|||
= |
13,3 |
ч. |
|
|
|
|
|
|
Как |
было показано выше, если |
при |
хранении судовой системы |
|||
управления проводится периодическое техническое ее обслуживание, при котором обеспечиваются заданные характеристики Ртр или /еГхртр> го включение такой системы в работу в любой момент времени между двумя обслуживаниями производится без предварительного контроля ее исправности. Время подготовки системы при этом опре деляется временем, необходимым для ее включения в работу. Вероят ность Q,_b j, того, что при включении в работу система управления окажется неисправной в интервале времени от (/ — 1 )-го до /-го
обслуживания, может быть определена выражениями
1 — |
(5. 68) |
если при выбранной периодичности обслуживания системы обеспе чивается заданный уровень вероятности Ртр ее исправного со стояния, и
1 |
^гхр/-і, / |
Qj-1 , / ^ 1 |
^гхртР’ |
(5.69) |
если при выбранной периодичности обслуживания системы обеспе чивается заданный коэффициент готовности /гГхртр-
Если при хранении системы управления периодическое техни ческое обслуживание не проводится и в результате этого в системе не обеспечиваются заданные характеристики надежности при хра нении, то перед включением системы в работу по истечении времени тп должен проводиться контроль ее исправности. Время подготовки /„одг такой системы к работе до истечения времени тп равно нулю (/Подг = 0 ). а по истечении времени тп определяется выражением
(5.67). ■ Для судовых систем управления при их эксплуатации и хранении
можно установить два уровня готовности, зависящие от надежности
иусловий использования систем:
1.Немедленная готовность к работе (tnодг = 0) без предвари тельного контроля исправности систем перед использованием. В ос новном все судовые системы управления при их эксплуатации нахо дятся в состоянии немедленной готовности к работе, что обеспечи вается комплексом мероприятий, рассматриваемых в настоящем параграфе.
2.Пониженная, или контролируемая, готовность, при которой
перед использованием системы обязательно проводится контроль и в случае необходимости — восстановление системы. При этом tn0№ определяется выражением (5.67).
185
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ ГОТОВНОСТИ НА ЭЦВМ
В зависимости от назначения судовой системы управления и усло вий ее использования на судне, от последствий, к которым может при вести ее отказ при включении в работу, а также в зависимости от до пустимого времени ^подг.доп подготовки системы к работе при вклю чении устанавливаются допустимые значения величин Рдоп или &гхрДоп> ПРИ которых обеспечивается немедленная готовность си стемы к действию. На основании указанных значений по приведенным в параграфе формулам для различных условий эксплуатации и хра нения вычисляется продолжительность тп нахождения систем в не медленной готовности к работе, которая определяет периодичность проведения обслуживания систем.
Оценка эффективности контроля судовых систем управления при проведении их обслуживания. Под эффективностью контроля судовых систем управления при проведении их обслуживания будем понимать степень приспособленности аппаратуры контроля для реше ния задачи контроля систем управления с учетом условий их экс плуатации. Эффективность контроля может быть выражена крите
рием |
т), который целесообразно представить в виде произведения |
||
степени достижения |
цели контроля С на эффективность затрат С3: |
||
|
|
Л = СС31 |
(5.70) |
В |
качестве цели контроля можно рассматривать некоторый иде |
||
альный доход ДРид, |
который мог бы быть получен |
в результате про |
|
ведения контроля систем управления идеальной аппаратурой кон троля. Под ДЯид при этом понимается приращение вероятности исправного состояния системы управления после проведенного кон троля и обслуживания. Под идеальной аппаратурой контроля пони мается такая гипотетическая аппаратура, которая обеспечивает контроль системы управления за нулевое время контроля (tK — 0 )
с ошибками контроля б и у, равными нулю, при полном охвате си стемы контролем (S = 1). Очевидно, что вероятность Р 0 исправного состояния системы управления после проведенного контроля идеаль ной аппаратурой контроля в соответствии с выражениями (5.42) или
(5.44) равна единице. |
|
|
|
|
Степень достижения |
цели |
контроля С г можно |
характеризовать |
|
отношением реального |
дохода |
ДРр |
к идеальному |
|
|
с |
= ^ г |
- |
(5-71> |
Реальный доход при проведении контроля будет меньше идеального, так как для реальной аппаратуры контроля существуют отличные от нуля ошибки б и у, /к =f 0 и 5 =f 1 .
Эффективность затрат С3 можно характеризовать отношением реального дохода за вычетом затрат R3 к реальному доходу:
С, = |
АГ’р — Rз |
(5.72) |
|
АРр |
|
186
|
|
ГЛАВА 5 |
Тогда на основании выражения (5.70) |
|
|
АР р — Rэ |
(5.73) |
|
Л |
ДРид |
|
Величина ДЯид может быть найдена как |
|
|
ДРид= |
1 - Р у, |
(5.74) |
где Pj определяется выражением (5.35).
Реальный доход ДРр можно определить как приращение вероят ности исправного состояния системы управления после ее контроля неидеальной аппаратурой контроля, в результате которого система управления признана годной. Величину АР р можно вычислить по формуле
С учетом (5.35), |
АЛ> = |
Ѵ |
0к /-Л - |
(5'75) |
|
(5.36), (5.37) |
и (5.43) и принимая |
во внимание, что |
|||
Рщ- = Рчі-іе ( 1 |
S) ^CxPTn/, |
можем |
записать |
|
|
|
^ |
P = |
V |
HÄ W . |
(5.76) |
где QK(тп/-) — вероятность отказа контролируемой части системы управления за время хранения в течение тп/-, равная
QK(т„/) = |
1 - р к К /) = 1 - |
Г 5Тп'*схр, |
(5.77) |
|
и Рк (тп/) — вероятность |
безотказного |
хранения контролируемой |
||
части системы управления за время тп/. |
|
|
||
Под затратами R3 при проведении контроля следует понимать |
||||
вероятность отказа |
исправной системы |
управления при |
ее работе |
|
в течение времени tK, |
а также вероятность ее забракования в резуль |
|||
тате ошибки контроля 6 . Чем меньше затраты для достижения дели
контроля, тем эффективность контроля должна быть выше, Величина R3 может быть определена выражением
R ^ q i Q P i + ö l P j - q i t J P ; ] , |
(5.78) |
или |
(5.79) |
Яз = W < K) + ÖP(Ü], |
|
где |
|
Р(*к) = 1 — 7(U = e-,K*'c |
(5.80) |
— вероятность безотказной работы системы управления за время контроля и обслуживания.
Подставляя в равенство |
(5.73) выражения (5.76), (5.79) и (5.74), |
с учетом выражений (5.35), |
(5.37) и (5.77) можем записать |
Р ок -Ри / ( Q K ( т п / ) — Р к ( т п / ) [q ( tK) - ) - 6 р ( Ш
1 — РокРиjPк (тп/)
(5.81)
Полученный критерий эффективности контроля отвечает требованиям, предъявляемым к критерию работы сложной системы, так как:
а) выражен однозначно некоторым числом;
187