18.3 Показатели эффективности эксплуатации. Расчет эффективности эксплуатации

Дня оценки эффективности результатов эксплуатации РЭА необходимо правильно выбрать показатели эффективности. При этом необходимо иметь в виду то обстоятельство, что комплекс мероприятий может считаться достаточным (технически эффективным), если обеспечиваемый им уровень надежности не ниже требуемого.

Для повышения безотказности аппаратуры в процессе эксплуатации, как уже указывалось, проводится техническое (профилактическое) обслуживание. При выполнении профилактических работ проводится контроль технического состояния аппаратуры, подстройка ее параметров, прогнозирование отказов и их предупреждение, устранение отказов, что позволяет исключить возникновение значительного количества отказов в процессе использования аппаратуры по назначению.

Повышение безотказности при проведении технического обслуживания можно характеризовать с помощью эффективности профилактики, под которой понимают отношение наработки на отказ, профилактируемой Т_0п и непрофилактируемой Т₀ аппаратуры :

W_п = Т_0п / Т₀.

Прирост наработки на отказ в профилактируемой аппаратуре обусловлен своевременным предотвращением отказов, которые могли бы появиться в ней при работе. Поэтому для оценки эффективности профилактики пользуются еще и другим показателем - коэффициентом эффективности профилактики, под которым понимают отношение

количества отказов, выявленных во время выполнения профилактических работ, к суммарному числу отказов, зарегистрированных в процессе эксплуатации аппаратуры:

(1)

где = n_п + n_р; n_р - число отказов, возникших в процессе работы аппаратуры.

Если предположить, что потоки отказов в профилактируемой и непрофилактируемой аппаратуре являются простейшими, то эффективность профилактики можно представить в виде

(2)

где - суммарное время работы РЭА, в течение которого зарегистрировано отказов.

Преобразуем выражение (2) с учетом равенства (1) и получим

или

W_п = 1 / (1 - К_эф.п).

Показатели W_п и К_эф.п позволяют количественно оценить повышение надежности при проведении профилактических работ.

Кроме показателей эффективности профилактических работ для оценки эксплуатационных свойств бытовой РЭА используют показатели, характеризующие продолжительность и трудоемкость технического обслуживания и ремонтов.

Для бытовой РЭА рекомендуются следующие показатели:

средняя продолжительность технического обслуживания;

средняя трудоемкость технического обслуживания;

средняя продолжительность текущего ремонта;

средняя трудоемкость текущего ремонта.

cредняя продолжительность технического обслуживания.

Средняя трудоемкость технического обслуживания определяется отношением средней продолжительности технического обслуживания к общему числу лиц технического персонала заданной квалификации, принимающих участие в техническом обслуживании, и измеряется в человеко-часах:

где N_об — число радиомехаников, участвующих в техническом обслуживании.

Средняя продолжительность текущего ремонта определяется продолжительностью операций, необходимых для проведения восстановления работоспособности данного вида аппаратуры.

Средняя трудоемкость текущего ремонта определяется отношением средней продолжительности текущего ремонта к общему числу лиц технического персонала заданной квалификации, принимающих, участие в текущем ремонте, и измеряется в человеко-часах;

Экономичность - это свойство, характеризующее затраты, связанные с эксплуатацией РЭА. Расходы на эксплуатацию РЭА - С_э обычно включают: стоимость содержания обслуживающего персонала - С_о, административные расходы - С_а, расходы на текущий ремонт - С_р, расходы на транспортирование РЭА - С_Т, стоимость израсходованной электроэнергии - С_ээ, затраты на ЗИП, инструменты, вспомогательную аппаратуру, расходные материалы - С_м.

Эксплуатационные расходы обычно определяют за год эксплуатации аппаратуры

Экономическая оценка эксплуатационных свойств аппаратуры проводится с помощью коэффициента стоимости эксплуатации К_ст.э, под которым понимается отношение стоимости эксплуатации в течение года и стоимости ее производства:

Экономическая оценка эксплуатационных свойств РЭА очень важна при обосновании требований к надежности. Известно, что создание более надежной аппаратуры требует дополнительного увеличения экономических затрат на ее производство. При этом повышение надежности и увеличение расходов на создание РЭА уменьшает стоимость ее эксплуатации, так как более надежная аппаратура требует меньших эксплуатационных расходов. Поэтому при задании требований на надежность с учетом экономических факторов следует исходить из суммарной стоимости экономических затрат, связанных с производством и эксплуатацией аппаратуры:

Зависимость суммарной стоимости от вероятности безотказной работы P(t) показана на рис. 7.3. Видно, что с ростом надежности возрастает С_п, а С_э уменьшается. Минимальное значение суммарной стоимости С_Σ экономических затрат имеет минимум, соответствующий оптимальному значению надежности по экономическому показателю.

Рассмотрим составляющие стоимости одного ремонта. Предположим, что каждая проверка при отыскании неисправности имеет определенную стоимость V₁ одинаковую для всех параметров, а отказавший элемент имеет стоимость V_э. Тогда стоимость ремонта при одном отказе

где К_r — число проверок при отыскании неисправности

18.4 Система показателей уровня оснащенности операций контроля. Масштабы производства, показатели уровня автоматизации, степень сложности контроля, комплексный показатель уровня оснащенности операций контроля и его рекомендуемые значения.

Оснащенность операций контроля является комплексным показателем, характеризующим с количественной и качественной стороны степень обеспеченности этих операций средствами контроля. Оптимальный уровень оснащенности операций контроля должен соответствовать степени сложности контроля данного изделия.

Масштаб производства операций настройки, регулировки и контроля делят на пять основных групп, определяющих оптимальное значение уровня оснащенности.

Группа масштаба производства	I	II	III	IV	V
Тип производства	единичное	мелкосерийное	серийное	крупносерийное	Массовое
Месячный выпуск изделий для трудоемкости свыше 1000 нормо-часов	до 1,5 шт.	От 1,5 до 10 шт.	От 10 до 150 шт.	От 150 до 2000 шт.	Свыше 2000 шт.

Показатель степени автоматизации П_а контроля определяют по формуле где М_а — количество операций контроля, выполняемых автоматически; М_о — общее количество операций контроля.

Сложность проведения операции контроля характеризуется общим числом контролируемых параметров изделия — общим числом измерений и числом метрологических разновидностей измерений.

Сложность проведения операций контроля изделия определяется показателем степени сложности Q, который рассчитывают по формуле где S - количество метрологических разновидностей измерений изделия; N — общее количество измерений изделия; Р — общее количество контролируемых параметров изделия.

Комплексный показатель уровня оснащенности операций контроля А характеризует степень оптимальности уровня оснащенности производства данного изделия в зависимости от степени автоматизации контроля П_а и от степени сложности контроля и определяется по формуле _A=Па/Q

Для изделий, состоящих из n узлов или блоков, комплексный показатель где П_аi — показатель степени автоматизации i-го узла или блока; Q_i — показатель степени сложности контроля i-го узла или блока; h_i — относительная частота наличия i-го узла или блока в изделии.

Значения А, превышающие единицу, свидетельствуют об избыточной автоматизации процесса контроля данного изделия.

Экспериментальным путем определены значения А в зависимости от масштаба производства (табл.).

19.1 Конструкторско-технологические требования к печатным платам. Габаритный критерий печатных плат, критерий плотности рисунка и толщины проводящего слоя. Критерий числа слоев. Материалы основания печатных плат.

ПП характеризуются рядом параметров которые можно разделить на группы: Конструктивные, электрические, технологические, механические.

Электрич: сопротивление печ проводников (волновое активное), допустимая токовая нагрузка проводников, допустимое рабочее напряжение между элементами провод рисунка, емкость и индуктивность.

Занчения допустимых рабочих напряжений между элем проводн рисунка зависит от расстояния между ними, от применяемых материалов, от влияния окружающей среды. Волновое сопротивление и емкость влияет на задержки, помехоустойчивость, отражение. Допустимая токовая нагрузка зависит от способа получения провод рисунка.

Конструктивные: ГОСТ 23751-86 регламентируются размер плат и размеры конструкции печ платы (контактн площадки, проводники, зазоры), указаны позиционные допуски расположения элементов конструкции.

При выборе размеров ПП предпочтение отдают меньшим габаритам, даже если общее количество плат в блоке возрастает. Малые ПП меньше подвержены кораблению, имеют меньшую мех деформацию в результате воздействия вибрационных и ударных перегрузок и линейных ускорений, улучшается теплоотвод поскольку путь теплостока от центра платы к краю уменьшается. При использовании нескольких ПП вместо одной большой требуется переходные контакты и соед, что приводит к увеличению трудоемкости сборки и к потерям легкости (массы). Размер любой из сторон ПП как правило выбирают не более 470 мм. Рекомендуемое соотношение: 1*1,2*1,3*2,5*2. размер одной из сторон ПП выбирают из ряда: 25,30,…65,70,80..100,120,140..160…240 Соблюдается кратность 2,5 до 100 мм, кратность 5 при длине до 350, и кратность 10 при длине свыше 350 мм. Разрабатываемые ПП рекомендуют выполнять прямоугольной формы с отклонениями от прямоугольности на 0,2 на каждые 100 мм длины. Толщина ОПП и ДПП определяют толщиной материала основания с учетом толщины фальги. Толщину МПП находят с учетом толщины и количества слоев диэл проводящих и с учетом склеивающих прокладок. В зависимости от технологических требований толщину платы выбирают из след ряда: 0.8мм, 1, 1.5 , 2.0, 3мм

Выбор числа слоев (ОПП ДПП МПП) производят исходя из возможности трассировки, но с учетом трудоемкости изготавл и с учетом надежности. При использовании микросхем с близко расположенными выводами, так что нельзя проложить проводник, используют МПП с числом слоев до 4 или ДПП с дополнительным монтажем. ДПП с дополн монтаж представляет собой двустороннюю ПП с прокладкой на поверхности прямых отрезков изолированного провода. На долю проводного монтажа приходится до 50% числа всех соед ПП. Ширина проводников, зазоров между ними и др характеристики констр элементов печ рисунка зависят от предьявляем треб. к эл параметрам, к надежности платы а также исходя возможности технол процесса. В общем случаи установлено 5 классов точности для выполнения размеров элементов констр ПП. Класс точности выполнения провод рисунка определяется размерами платы, шагом трассировки, шириной проводника.

В свободных местах допускается значение ширины и расстоян между печ пров устанавливать по любому более низкому класу точности, а для 1 увелич в 2 раза.

Предельные отклонения ширины печ проводн: Без покрытия 0,15; 0,1; 0,05; 0,03; 0,03 (везде плюс-минус)С покрытием (+0,25 -0,2); (+0,15 -0,1) 0,1 0,05 0,03, соответственно от1 до 5 класса точности.

Платы всех размеров рекомендуют выполнять по 1 и 2 классу печ рисунка. На платах с размером 240*240 допускается использовать 3 класс. А с размерами 170*170 4 класс.

Выбранный конструктором класс плотности рисунка должен быть проверен: Норма допуска раб напряжений для проводников, по плотности тока, по потерям на постоянном токе.

Плотность тока и потери зависят от толщины проводящего слоя, котор. может быть 10,20,35,50,75 мкм.

Технологические требования предьявл к печ платам определяются условиями сборки т.е паяемостью, свариваемостью, ремонтопригодностью (перепайка элементов) и др. ПП должны сохранять констр внешний вид и эл параметры в пределах нормы при климат и механ возд. ГОСТ 23752-79 устанавливает 4 группы жесткости климат факторов для ПП. Требования к устойчивости ПП к механ возд определяются нормативн. техн. документом. Выбор материала и толщины ПП оказывает влияние на с-ва: жесткость, теплопроводность, емкость. В качестве материала используют фольгируемые и нефольгир слоистые диэлектрики, различной толщины и типа. Основные характеристики ПП: Придел прочности при растяжении и исгибе, механ удлинение, прочность сцепления фольги, стойкость к перегибам, макс раб температ, влагопоглощение, допуст кратковременное возд температ, сопротивл изоляции, эл прочность, диэл проницаемость и потери. Материалы: Стеклотекстолит фолг (СФ1, СФ2), гетинакс, керамика (из оксида берилия, нитрида Al), Ме основания (алюминий, сталь, медь, титан с покрытием сост из смолы или стеклом) Стеклотекстолит-слоистый пластик состоящий из стеклоткани пропитанной модиф фенолформальдегидной смолой. Применяется для ДПП и МПП. Недостаток: невысокая теплопроводность, меньше чем у Al в 100 раз) Применяют проводники в качестве теплоотвода. Для гибких плат применяют лавсан (ЛФ1), полиимид фольгир (ПФ)