6.3 Эксплуатация и основные этапы эксплуатации. Определения и задачи, решаемые при разработке теоретических основ эксплуатации…

Эксплуатация — это совокупность работ и организационных мероприятий для поддержания РЭА в постоянной технической исправности.

Процесс эксплуатации состоит из ряда этапов. Этап эксплуатации — это определенная, законченная по целевому назначению часть процесса эксплуатации. Обычно процесс эксплуатации РЭА состоит из следующих основных этапов: хранение, транспортирование, подготовка к применению, применение по назначению, техническое обслуживание, ремонт.

Условия эксплуатации — это совокупность факторов, действующих на РЭА при эксплуатации. К условиям эксплуатации относятся климатические условия, механические и электрические нагрузки, электромагнитные излучения, квалификация обслуживающего персонала, обеспеченность запасными частями.

Под хранением РЭА понимается содержание ее в технически исправном состоянии в течение установленного срока до реализации. В процессе хранения должны быть созданы благоприятные условия содержания техники, при которых обеспечивается сохранение ее работоспособности.

Транспортирование — перевозка РЭА в условиях, обеспечивающих сохранение ее работоспособности.

Подготовка РЭА к применению — это совокупность работ по подготовке аппаратуры к нормальному функционированию в соответствии с ее назначением и техническими условиями.

Применение РЭА по назначению — это совокупность работ, обеспечивающих нормальное функционирование аппаратуры в соответствии с техническими условиями.

Техническое обслуживание — это комплекс работ (операций) для поддержания РЭА в исправном или работоспособном состоянии при подготовке и применении по назначению, хранении и транспортировании.

Ремонт — комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности и восстановлению ресурсов РЭА или ее составных частей.

Под эксплуатационными свойствами РЭА понимают ее надежность, готовность к выполнению основных функций, приспособленность к техническому обслуживанию, экономичность. Рассмотрим каждое из этих свойств.

Надежность — это свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технических обслуживании, ремонтов, хранения и транспортирования.

Готовность — это свойство объекта, характеризующее его приспособленность к переводу из любого исходного состояния в состояние непосредственного применения к назначению.

Приспособленность к техническому обслуживанию — свойство аппаратуры эффективно выполнять стоящие перед ней задачи при проведении технических обслуживаний заданной продолжительности с определенной периодичностью.

Экономичность — свойство, характеризующее затраты, связанные с эксплуатацией РЭА.

Надежность является комплексным свойством. В зависимости от назначения РЭА и условий ее эксплуатации надежность может включать в себя безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность.

Безотказность - есть свойство объекта сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки. При этом под работоспособностью (работоспособным состоянием) понимают такое состояние РЭА, при котором она способна выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Переход РЭА из одного состояния в другое называют событием.

Событие, заключающееся в нарушении исправного состояния РЭА или ее частей вследствие различных воздействий и в переходе ее в неисправное состояние, называют повреждением.

Событие, заключающееся в нарушении работоспособности аппаратуры, называют отказом. Под отказом нужно понимать не только полную потерю работоспособности, но и ее ухудшение вследствие изменения значения параметров.

Отказы подразделяются:

1)по характеру изменения параметров до момента возникновения отказа — на внезапные и постепенные.

Внезапным называют отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких параметров. Постепенным называют отказ, характеризующийся постепенным изменением значений одного или нескольких заданных параметров;

2)по взаимосвязи между собой — на зависимые и независимые. Зависимым называют отказ элемента объекта, обусловленный отказом другого элемента. Независимым называют отказ элемента объекта, не обусловленный отказами других элементов;

3)по характеру времени нарушения работоспособности — на сбои и перемежающиеся. Сбоем называют самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременному нарушению работоспособности. Перемежающимся отказом называют многократный возникающий сбой одного и того же характера;

4)по наличию внешних признаков — на явные и неявные.

Явный — это отказ, который обнаруживается сразу после его появления без применения измерительных приборов.

Неявный (скрытый) — это отказ, который не имеет внешних признаков проявления и может быть обнаружен только с помощью соответствующих измерений;

5)по причинам возникновения — на конструкционный, производственный и эксплуатационный. Конструкционным называют отказ, возникающий в результате нарушения установленных правил или норм конструирования объекта.

Производственным называют отказ, возникший в результате нарушения установленного процесса изготовления или ремонта объекта. Эксплуатационным называют отказ, возникший в результате нарушения установленных правил или условий эксплуатации объекта.

Эксплуатационно-технические показатели.

В зависимости от условий получения необходимых для расчета данных показатели называют: оценочными, опытными, прогнозируемыми, экстраполированными.

Для оценки эксплуатационных свойств РЭА применяются показатели безотказности, ремонтопригодности, долговечности, сохраняемости, готовности и эксплуатационно-экономические.

1. Показатели безотказности для неремонтируемого объекта: вероятность безотказной работы — P(t); частота отказов — f(t); интенсивность отказов – λ(t); средняя наработка до отказа — Т_ср.

Показатели безотказности для ремонтируемого объекта: вероятность безотказной работы — P(t); параметр потока отказов — ω(t); средняя наработка на отказ — Т_о;

2. Показатели ремонтопригодности: средняя продолжительность текущего ремонта — Т_тр; средняя продолжительность технического обслуживания — Т_т.о.

3. Показатели долговечности для неремонтируемого объекта: средний срок службы — Т_сл; средний срок службы до списания — Т_сп; гамма-процентный срок службы — Т_{сл γ};

средний ресурс - R_ср; назначенный ресурс — R_н; гамма-процентный ресурс —R_γ.

Показатели долговечности для ремонтируемого объекта: средний срок службы — Т_сл; средний срок службы до списания — Т_сп; гамма-процентный срок службы — Т_{сл γ};

средний срок службы до капитального (среднего) ремонта — Т_сл.к (Т_сл.ср); средний срок службы между капитальными (средними) ремонтами - Т_сл.м.к(Т_сл.м.ср); средний ресурс — R_ср;

назначенный ресурс — R_н; гамма-процентный ресурс — R_γ;

средний ресурс до капитального (среднего) ремонта — R_к(R_ср); средний ресурс между капитальными (средними) ремонтами - R_м.к (R_м.ср); средний ресурс до списания – R_сп.

4. Показатели сохраняемости: средний срок сохраняемости — Т_с; гамма-процентный срок сохраняемости - Т_{с γ}.

5. Показатели готовности:

коэффициент готовности—К_г;

коэффициент оперативной готовности — К_о.г; коэффициент технического использования — К_т.и..

6. Эксплуатационно-экономические показатели: средняя трудоемкость текущего ремонта — S_т.р; средняя трудоемкость технического обслуживания — S_т.о; коэффициент эффективности профилактики — К_эф.п; коэффициент стоимости эксплуатации — К_ст.э

6.4 Классификация конструкторских сапр (cad) и сапр печатных структур (cae), организационная и функциональная структура. Этапы автоматизированного проектирования. Вопросы автоматизации проектирования на современном производстве.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) можно обощенно подразделить на: Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ); Системы автоматизированного проектирования конструкторского направления (САПР-К); Системы автоматизированного проектирования технологического направления (САПР-Т); Автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП); Физико-математические комплексы (ФМК). САПР-К подразделяются на: Автоматизированные системы анализа электронных схем (АСА); САПР печатных структур (СПС); САПР чертежной документации (СЧД); Текстовая документация (ТД); Конструкторские базы данных и поисковое проектирование (БД); Элементы технологической подготовки производства (ТПП). В зависимости от выполняемых функций, обуславливающих внутреннюю сложность САПР модулей РЭС, в ней можно выделить следующие главные подсистемы: техническое обеспечение - совокупность технических (аппаратных) средств, используемых в САПР для обработки, хранения и передачи информации (данных); его основу сотавляют персональные ЭВМ, устройства ввода/вывода информации, аппаратура их связи между собой и т.п.; математичекое обеспечение - совокупность математических моделей, методов, алгоритмов для решения задач автоматизированного проектирования; данная подсистема изучается в курсах "Автоматизация конструкторско-технологического проектирования" и "Теоретические основы систем автоматизированного проектирования"; программное обеспечение - совокупность программ, реализующих собственно использольвание САПР; лингвистическое обечпечение - совокупность языков, используемых в САПР для представления информации о проектируемых объектах, процессе и средствах проектирования; информационное обечпечение - описательные документы для работы с САПР. Общую организацию системы автоматизированного проектирования можно представить на основе общих фаз работы различных подсистем САПР-К (рис). После трансляции технического задания в требуемую системой автоматизированного проектирования форму, происходит многоэтапный процесс решения задач синтеза и анализа, руководимый оператором, выходом САПР-К является комплект необходимой документации.

Автоматизация проектирования изделий электронной техники, исходя из степени однородности задач и методов их решения в процессе проектирования изделия, подразделяется на следующие четыре этапа: системотехническое проектирование, при котором выбираются и формулируются цели проектирования, формируется структура будущего изделия, определяются его основные технико-экономические характеристики; функциональное (схемотехническое) проектирование, в ходе которого выбирается функционально-логическая база, разрабатываются принципиальные электрические схемы изделия электронной техники в целом и ее составных частей, оптимизируются ее параметры; техническое (конструкторское) проектирование, которое решает задачи синтеза конструкций изделия в целом, определяет компоновку и размещение элементов, разрабатывает топологию электрических соединений; проектирование технологических процессов, которое предусматривает определение состава технологического оборудования для изготовления модуля РЭА, подготовку необходимых организационно-технических мероприятий, связанных с обеспечением функционирования технологических линий изготовления выходного изделия, и разработки правил подготовки проекта модуля РЭА для его изготовления в единичном, мелкосерийном или крупносерийном вариантах.

Современное производство выдвигает к САПР-К ряд специфических требований по наличию: автоматической генерации стандартных элементов, с возможностью выбора типоразмеров этих элементов; использование пользовательских баз данных - данное требование резко уменьшает временные затраты на проектирование, однако катострафически мало число систем с заранее разработанными базами, которые можно легко и просто использовать без адаптации к конкретным условиям; возможности аннотирования и подготовки отчетной и нормативной документации с учетом требований ЕСКД; возможности комплексного редактирования элементов и узлов, приводящей к появлению типовых решений, подгонка которых к выдвигаемым требованиям сводится к минимуму работ; возможность изменения геометрии элементов на чертеже - так называемая параметризация, способствующая к непринужденному изменению графического комплекта выходных документов в случае внесения изменений в проект на поздних стадиях; специального оптимального интерфейса взаимодействия человек - ЭВМ; ускоренное оформление чертежа в соответствии с ЕСКД (т.е.вычерчивание рамок,форматов, нанесение осей отверстий,знаков шероховатости,отклонений формы и расположения поверхностей,обозначение сварочных и неразъемных соединений и т.п.). интегрированность в системе полного набора средств решения возникающих задач - здесь сказывается как и стоимость отдельных САПР, так и их совместимость, отсутствие которой приводит к громадному увеличению объема работ; удобной навигации в большом объеме электронных архивов графической и текстовой документации.