4.2 Вибір номенклатури запасних частин.

Як вже було сказано, встановлення номенклатури ЗІП має велике значення для забезпечення високої надійності приладів в умовах експлуатації. Номенклатура запасних частин одиночного комплекту ЗІП визначається з урахуванням досвіду експлуатації аналогічних систем. При правильному виборі номенклатури запасних частин значно підвищується ремонтопридатність апаратури: зменшуються простої за рахунок зменшення середнього часу відновлення і знижуються витрати на ТО.

При складанні номенклатури ЗІП виділяють наступні типи виробів: промислового виготовлення, що підлягають виготовленню на підприємстві, зарубіжного виробництва.

При визначенні номенклатури запасних частин необхідно пам'ятати, що для складних і дорогих об'єктів в склад ЗІП повинні включатися вузли і деталі, для об'єктів менш дорогих і складних - вироби в зборі, вузли і деталі, для найбільш простих і недорогих, а також для об'єктів, що не підлягають ремонту, - вироби в зборі.

У номенклатуру для розрахунку ЗІП не включаються запобіжники, сигнальні лампи і тому подібне. Їх кількість визначається, виходячи із загальної кількості цих виробів в системах управління і досвіду експлуатації систем-аналогів.

Номенклатура комплекту ЗІП може уточнюватися по результатах розрахунку кількості запасних частин: якщо розрахункова вірогідність безвідмовної роботи яких-небудь елементів системи досить висока, то включати ці елементи в номенклатуру комплекту ЗІП недоцільно.

Досвід експлуатації показує, що в одиночний комплект ЗІП для засобів автоматики повинно входити приблизно 80% номенклатур всіх деталей, радіоелементів і монтажних виробів апаратури.

4.3 Розрахунок кількості запасних частин.

При прийнятій номенклатурі запасних частин розрахунок їх кількості виконується, виходячи з умови підтримки працездатного стану апаратури протягом встановленого часу з вірогідністю не нижче потрібної. В результаті розрахунку оптимальної кількості запасних частин при мінімальних витратах (об'ємі, масі або вартості) на комплект ЗІП визначають час експлуатації і вірогідність забезпеченості або при заданих обмеженнях за витратами (об’ємі, масі або вартості) обчислюють максимальну вірогідність забезпеченості.

Працездатність апаратури багатократної дії залежить від кількості запасних частин, тому необхідно визначити кількісну залежність вірогідності P_z (t) того, що система виконає задані функції за час t за наявності z запасних частин. Ця залежність дозволяє встановити вплив кількості запасних частин на надійність, а також визначити необхідне число запасних елементів, що забезпечують з вірогідністю P_z (t) безвідмовну роботу об'єкту.

При визначенні необхідної кількості запасних частин часто використовують такий критерій, як середній час вимушеного простою приладу через відсутність в ЗІП необхідних елементів. Відсутність в комплекті ЗІП запасного елементу, який міг би замінити який-небудь елемент апаратури, що відмовив в процесі експлуатації, приймається як відмова комплекту ЗІП.

Хай дана система містить N_i елементів i-го типу (i = 1, 2 ... m), сполучених, виходячи з вимог надійності, послідовно. При експоненціальному законі розподілу для раптових відмов при включеному (робочий режим) і вимкненому (режим очікування) стані елементів апаратури середня очікувана кількість відмов протягом заданого розрахункового часу t_i = t_pi + t_очі , буде рівна:

, (4.1)

де - інтенсивність відмов елементів і – го типу в робочому режимі і режимі очікування;

- час роботи елемента і – го типу і час очікування.

Якщо в технічній системі замість елементу, що відмовив, кожного разу встановлюватиметься новий елемент з комплекту ЗІП (елемент, що відмовив, не відновлюється), то число витрачених частин z. за час t буде рівний числу відмов п, що виникли за цей же час. При простішому потоці відмов вірогідність того, що за час t при інтенсивності відмов λ_i наступить рівно п. відмов (буде потрібно рівно z_i запасних частин), визначається за законом Пуассона:

, (4.2)

де z_i - кількість запасних частин і – го типу.

Якщо в комплекті ЗІП немає жодної запасної частини (z_і = 0), то формула (4.2) відповідає вірогідності безвідмовної роботи системи з елементів і-го типу, описуваною експоненціальним законом:

. (4.3)

Вірогідність достатності запасних частин i - го типу в комплекті ЗІП розраховують, виходячи із заданої величини вірогідності P_z того, що загальну кількість запасних частин всіх типів в комплекті ЗІП буде досить для підтримки працездатності системи. Для особливо відповідальних пристроїв задані значення вірогідності того, що система виконає задані функції за час t за наявності z запасних частин (вірогідність достатності запасних елементів) приймаються

Р₃ = 0,99 - 0,95, для менш відповідальних – Р₃ = 0,95 - 0,90. Наприклад, для частини комплекту ЗІП апаратури, що возиться, приймається Р₃ = 0,95.

Вірогідність достатності запасних елементів для системи, що складається з т груп елементів, які входять в номенклатуру комплекту ЗІП, визначається по формулі множення вірогідностей:

. (4.4)

По формулі (4.4) необхідна вірогідність Р_і кожної групи

елементів в першому наближенні можуть бути визначені, виходячи з припущення їх рівності:

.

При Р > 0,9 в практичних розрахунках Р_і використовується наближена формула:

. (4.5)

Використовуючи номограму (рис. 4.1), по розрахованих значеннях Р_і і п_і визначають необхідну кількість запасних частин z_і для елементів кожного типу і загальну кількість запасних частин для даної технічної системи.

За величину z_і приймають ціле число на найближчій кривій

номог­рами, що проходить вище або нижче точки з розрахунковими

Рис. 4.1 Номограма для визначення кількості запасних частин

координатами P_i і n_i . Прийнятому фактичному значенню z_iф на номограмі відповідають фактичні значення P_iф для кожної групи елементів. Використовуючи ці дані, розраховують фактичне значення вірогідності Р_ф , яке повинно бути не менше заданого:

. (4.6)

Потрібна величина вірогідності забезпечення системи запасними частинами може бути отримана при різних поєднаннях кількості запасних частин для m груп елементів, які входять в систему.