gogasy (gogasy) wrote,
gogasy
gogasy

Categories:
  • Mood:
  • Music:

Расчет интенсивности отказов восстанавливаемых систем на этапе приработки


Г.И.СЕРДЦЕВ

МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ
ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ НА ЭТАПЕ ПРИРАБОТКИ

г. Москва 1990
    При оценке надежности электронно-вычислительной аппаратуры в период приработки обычно используют распределение Вейбулла [1]. Интенсивность отказов при этом определяется выражением
λ(t)= t(m-1)m/to
где t(m-1) – параметр масштаба; m – параметр формы.
     Параметры распределения Вейбулла – постоянные величины и для каждого класса РЭА они имеют определенные значения. Несмотря на разнообразие форм кривых интенсивности отказов, даваемых этим распределением, надежность РЭА из-за наличия двух параметров рассчитываются не так просто, как в случае экспоненциального распределения. Кроме того, параметры распределения Вейбулла не имеют простого физического смысла. Все это затрудняет понимание процессов, происходящих при наладке и начальном этапе эксплуатации РЭА.
    В РЭА в какой-то определенный момент времени приработки находится большое число групп однотипных элементов с различными интенсивностями отказов. Хотя математически не представляет труда составить систему уравнений, связывающих произвольное число групп однотипных элементов, интенсивности отказов каждой группы и суммарную интенсивность отказов системы, однако практическое решение этой системы уравнений из-за ограниченного экспериментального материала в большинстве случаем затруднительно.
    Заменим в РЭА все группы однотипных элементов с различными интенсивностями отказов двумя группами, содержащими N1 и N2 элементов с интенсивностями отказов λ1 и λ2. Пусть элементы первой группы имеют значительно худшие показатели надежности, чем элементы второй группы (λ1 >> λ2.), а их количество мало по отношению к элементам второй группы (N1 << N2). При этом λ1 и λ2.постоянны в течение всего времени работы РЭА, а общее число элементов в системе неизменно, т.е. N1 + N2 = N. Если на этапе приработки среди отказавших элементов будут преобладать элементы первой группы (λ1N1Δt>> λ2N2Δt), то они и будут заменяться в первую очередь. При условии, что элементы для восстановления работоспособности системы берутся их массива с первоначальным соотношением элементов первой и второй групп, то в системе количество элементов первой группы будет убывать как в невосстанавливаемой системе, а во второй группе слабо возрастать за счет дополнительного внесения элементов второй группы вместо отказавших элементов первой группы.
    Суммарная интенсивность отказов на этапе приработки будет снижаться и при сделанных допущениях примет вид
λ(t)=(Δm1(t)+ Δm2(t))/ NΔt = λ1 e(-λ1t) 0N1/N + λ2 (0N2+0N1(1- e(- λ1t) )/N ~ λ1 e(- λ1t) 0N1/N+ λ2
где Δm1(t) и Δm2(t) — число элементов первой и второй групп, отказавшее за интервал времени Δt по истечении времени t от момента начала приработки.
     Полученная зависимость имеет простой физический смысл - интенсивность отказов восстанавливаемой системы при приработке уменьшается в основном не из-за изменения интенсивности отказов, а из-за уменьшения числа элементов с низкой надежностью, т. е. Постепенной замены элементов с большой λ1 на элементы с малой λ2. Из этого выражения по нескольким экспериментальным значениям λ(t) для заданного N можно легко определить λ1, λ2, 0N1 . Для упрощения расчетов при прогнозе надежности системы по двум — трем экспериментальным значениям λ(t) значение λ2 можно взять из ГОСТа на данный тип элемента.
     На рисунке приведены значения интенсивности отказов, рассчитанные по выведенной зависимости, по распределению Вейбулла, а также экспериментальные интенсивности замен интегральных схем памяти, полученные по результатам эксплуатации проблемно ориентированной ЭВМ.
     Полученная в настоящей работе зависимость описывает экспериментальные значения λ(t) при λ1=5,25.10-4 1/ч, λ2=2,0.10-6 1/ч, 0N1/N =3,4% точнее (среднее квадратичное отклонение - СКО = 30%), чем распределение Вейбулла с параметрами t0 = 513, m = 0,372 (СКО = 43%), а наличие трех общих точек с распределением Вейбулла свидетельствует о близости обеих зависимостей.
     Указанный метод расчета интенсивности отказов восстанавливаемых систем на этапе приработки позволяет сделать следующие выводы:
     Повышение надежности РЭА в процессе приработки получает простое в наглядное объяснение как первоочередная замена элементов с низкой надежностью на элементы с высокой надежностью.
     Сильное влияние малого числа элементов е большой интенсивностью отказов на надежность РЭА при приработке, а также большая длительность самой приработки требуют получения дополнительной информации по количественному и качественному составу каждой группы комплектующих элементов при расчетах надежности больших систем.
Необходимо проведение как минимум двойного контроля основных параметров при форсированных испытаниях (например, до и после термотренировки, электротермотренировки в т.д.) элементов, предназначенных для комплектации больших РЭА.




    График зависимости интенсивности отказов от времени
     Проведение термотренировки (или электротермотренировки) целесообразно продолжать до тех пор, пока интенсивность отказов не достигнет постоянной или заданной величины.
     При расчете ЗИПа необходимо учитывать возможность появления на начальном этапе эксплуатации РЭА дополнительной замены элементов с низкой надежностью.
     Предложенный метод расчета позволяет прогнозировать изменение надежности РЭА на этапе приработки нагляднее и точнее, чем с использование распределения Вейбулла, а также пригоден в случае замены вышедших из строя элементов другими, имеющими более высокие надежностные показатели.


ЛИТЕРАТУРА


1. Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА. – М.: Радио и связь. 1983. – 312 с.



2. Г.И.СЕРДЦЕВ
МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ОТКАЗОВ
ВОССТАНАВЛИВАЕМЫХ СИСТЕМ НА ЭТАПЕ ПРИРАБОТКИ
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658.562    Ц75
Цифровые модели в проектировании и производстве РЭС:
Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 2. – Пенза: Пенз. политехн. ин-т,
1990. – 132 с.: 31 ил., 2 табл., библиогр. 93 назв.
Tags: livejournal, welcome
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments