ПЕРИОДИЧНОСТЬ И ОБЪЕМ ПРОФИЛАКТИКИ СРЕДСТВ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ
Ряд технических средств ССУ работает в непрерывном режиме. При эксплуатации непрерывно работающей аппаратуры в ней могут возникать отказы двух видов – внезапные и постепенные.
Внезапные отказы представляют собой простейший поток случайных событий, который характеризуется постоянной интенсивностью: 
= const. Такие отказы не поддаются прогнозированию, поэтому их устраняют по мере возникновения.
Постепенные отказы возникают в результате изменения параметров элементов аппаратуры, что в целом позволяет предотвращать отказы проведением профилактических мероприятий (регламентных работ). Информацию о состоянии аппаратуры (о появлении постепенных отказов) можно получить при выполнении контрольно-регулировочных (регламентных) работ, проводимых периодически. Определим их оптимальную периодичность.
При сокращении межрегламентного периода повышается надежность аппаратуры за счет своевременного проведения контрольно-регулировочных работ, однако увеличивается общий объем профилактики и снижается коэффициент готовности, так как контролируемая аппаратура простаивает при выполнении проверок. В связи с этим представляет практический интерес определение оптимального периода проведения регламентных профилактических работ, обеспечивающего лучшее соотношение между надежностью аппаратуры и объемом профилактики.
В качестве критерия оптимизации следует принять показатель, характеризующий время простоя аппаратуры или ее использования. Среднее суммарное время вынужденного простоя аппаратуры непрерывного действия за время работы
|
|
|
, (8.4)
где
есть длительность профилактики, т.е. среднее время, затраченное на выполнение регламентных работ за время работы t; tпрi – среднее время выполнения i-й операции; nоп – число операций при выполнении одной профилактики; Тпр – среднее время выполнения одной профилактики; Тр – период выполнения регламентных работ; Nпр(t) – целое число профилактик за время работы t;
есть среднее суммарное время восстановления аппаратуры в течение t; tвi – время устранения i-й неисправности (восстановления); n – число неисправностей за время работы t; Тв – среднее время устранения одной неисправности (восстановления).
Суммарное время восстановления определяется еще и так:
. (8.5)
Среднее суммарное время нахождения аппаратуры в неисправном состоянии в течение времени t
.
Следует отметить, что некоторые неисправности выявляются только во время профилактики, что обусловливает время 
.
|
|
|
Для случаев, когда полные отказы устраняются сразу после возникновения, = 0.
Среднее время нахождения аппаратуры в неисправном состоянии tож в течение межрегламентного периода Тр
, (8.6)
где 
– момент возникновения неисправности в аппаратуре, 
; 
– частота отказов аппаратуры.
Допуская, что появление отказов представляет собой простейший поток случайных событий, в результате интегрирования выражения (8.6) получаем
, (8.7)
где 
– интенсивность постепенных отказов.
Используя выражения (8.4), (8.5), (8.7), определяем коэффициент вынужденного простоя
. (8.8)
После деления числителя и знаменателя выражения (8.8) на Nпр(t) имеем
. (8.9)
Оптимальный период проведения регламентных работ Тр.опт определяется в результате дифференцирования выражения (8.9) по периоду Тр и приравнивания нулю первой производной:
.
Поскольку 
п.оТр<<1, после разложения функции 
в степенной ряд и ограничения первыми тремя членами получим оптимальный период проведения регламентных работ, при котором обеспечивается максимальный коэффициент использования аппаратуры:
|
|
|
,
где 
– интенсивность постепенных отказов аппаратуры, обнаруживаемых во время выполнения регламентных работ. При этом под отказом следует понимать выход параметра аппаратуры за пределы установленных допусков, что влечет за собой регулировочные или ремонтные работы.
Основным критерием, характеризующим эксплуатационные свойства аппаратуры циклического действия (функционирующей с некоторым перерывом между включениями под номинальную токовую нагрузку), такой, как мобильные и носимые радиостанции, используемые для оперативной связи при тушении пожаров, и подавляющее большинство блоков аппаратуры АСОУПО, является вероятность безотказной работы за некоторое календарное время t:
,
где N – общее число исправных приборов в начале эксплуатации; N1(t) – число приборов, в которых не возникло ни одной неисправности за время t.
Суммарное время работы аппаратуры в указанном режиме состоит из трех составляющих:
t = tхр+ tр+ tи.н,
где tхр – время хранения аппаратуры (нерабочее состояние); tр – время работы под током при регламентных работах; tи.н – время работы аппаратуры под током при использовании по назначению.
|
|
|
Очевидно, интенсивность отказов в нерабочем состоянии значительно ниже, чем при работе под током. Допуская, что потоки отказов аппаратуры циклического действия во всех режимах являются простейшими, вероятность безотказной работы определяется из формулы
, (8.10)
где 
– вероятность безотказного хранения аппаратуры за время tхр; 
– вероятность безотказной работы аппаратуры под током в стационарных условиях (при подготовке к использованию по назначению); 
– вероятность безотказной работы аппаратуры при использовании по назначению.
Преобразуя последнюю формулу с учетом коэффициента перерасчета интенсивности отказов Кхр аппаратуры от режима работы под током (подготовки) к режиму хранения
и коэффициента перерасчета интенсивности отказов Ки.н аппаратуры от режима подготовки к режиму использования по назначению
,
получаем выражение для расчета надежности аппаратуры в различных режимах:
, (8.11)
где tр.э – эквивалентное время работы аппаратуры под током в стационарных условиях, вычисляемое по формуле
tр.э = tp + Kxрtxр = Ки.нtи.н,
Кхрtxр = tp.xp – время хранения, пересчитанное к появлению отказов во время работы под током в стационарных условиях; Kи.нtи.н = tр.и.н 
– время использования аппаратуры по целевому назначению, пересчитанное ко времени работы под током в стационарных условиях.
Периодичность профилактических работ ССУ должна исходить из условия
, (8.12)
где
Рдоп = Рдоп 
Pи.н(tи.н); (8.13)
Рдоп – минимально допустимая вероятность безотказной работы ССУ к моменту использования по назначению; Pи.н(tи.н) – вероятность безотказной работы ССУ в режиме использования по назначению при условии, что к моменту использования они оказались исправными, а в течение времени tи.н профилактика не проводилась.
Подставив выражения (8.10) и (8.13) в условие (8.12), получим:
Рхр(txр)Pp(tp) 
Рдоп . (8.14)
Уровень надежности ССУ, естественно, будет повышаться при уменьшении периода выполнения профилактических работ. Вместе с тем будет возрастать суммарный объем этих работ за определенное время (например, год), поэтому следует принимать максимальное значение периода Тр max, которое соответствует равенству (8.14). При подстановке в эту формулу Рхр и Рр имеем
Рдоп = 
,
откуда
,
где Тр.э max – максимальный эквивалентный период проведения регламентных работ, приведенный к режиму работы ССУ под током в стационарных условиях (при подготовке к использованию по назначению).
При эксплуатации ССУ можно узнать время работы под током. Тогда нетрудно найти допустимое максимальное время хранения tхр, при котором обеспечивается выполнение условия (8.14):
.
Максимальный период выполнения регламентных работ определяется как сумма времени хранения и работы ССУ под током:
или
, (8.15)
где 
– наработка аппаратуры на отказ.
По выражению (8.15) можно рассчитать максимальный период выполнения регламентных работ ССУ разового или циклического действия, при котором поддерживается их надежность к моменту использования по назначению в пределах
.
За критерий оценки эксплуатационных показателей ССУ принимается коэффициент простоя Кп, характеризующий относительное среднее время нахождения аппаратуры в неисправном состоянии. Тогда оптимальным периодом выполнения регламентных работ будет такой, при котором обеспечивается минимальный коэффициент простоя. Допуская, что поток отказов ССУ является простейшим (при периодическом выявлении неисправностей), находим среднее суммарное время неисправного состояния ССУ:
,
где Тср(t) = Nпр(t)Тпр – длительность профилактики; 
– суммарное время восстановления аппаратуры за календарное время t; n – суммарное число отказов, возникших при хранении и при выполнении регламентных работ; 
– суммарное время неисправного состояния аппаратуры в промежутках между ее проверками, обусловленное тем, что неисправности выявляются только при проверке.
Среднее число отказов, возникших при хранении аппаратуры,
,
где 
– интенсивность отказов ССУ при хранении.
Среднее число отказов, возникших при выполнении регламентных работ,
,
где 
– интенсивность отказов ССУ при работе под током (при регламентных профилактических работах).
Суммарное время восстановления ССУ за календарное время t
.
Среднее суммарное время ожидания ремонта и нахождения аппаратуры в неисправном состоянии
.
Если в рабочем режиме ССУ находятся под током незначительную часть всего времени эксплуатации, время профилактики определяется так же, как для режима хранения или циклического режима (и то же разового действия). В случае работы части ССУ под током непрерывно профилактику нужно осуществлять так же, как для аппаратуры, работающей в непрерывном режиме.
Следует отметить, что бывает дежурный режим, когда ССУ некоторую часть времени в ожидании заявки находятся под током в облегченном режиме, а при ее поступлении – в номинальном токовом режиме. В таких условиях периодичность профилактики определяется по формулам циклического режима, но в них подставляются величины для облегченного режима.
В основу профилактического обслуживания ССУ, тем более АСОУПО, может быть положен дифференцированный подход с учетом тактико-технических данных отдельных технических средств, режимов их функционирования и степени влияния их на результирующие показатели работы гарнизона пожарной охраны в целом.
При разработке более полной модели профилактики следует учитывать затраты на ее обеспечение и убытки от простаивания аппаратуры в результате отказов.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1109; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!