Учебное пособие 800210

При разработке аппаратуры обычно пользуются графиками зависимости общей надежности аппаратуры от надежности составляющих ее блоков и их количества:

Pi блока

1,0

0,8

Пример пользования графиком:

Задача: необходимо разработать аппаратуру состоящую из 15 блоков, при этом вероятность безотказной работы ее должна составлять

P(t)=0,6.

Решение: по оси Х откладываем количество блоков входящих в аппаратуру – 15;

по оси Y – вероятность безотказной работы аппаратуры – 0,6.

на пересечении линий получаем вероятность безотказной работы входящих в состав аппаратуры блоков – 0,93.

Исходя из изложенного, для обеспечения высокой надежности сложной радиоэлектронной аппаратуры необходимо:

1.Уменьшение количества составляющих аппаратуру блоков (применение БИС, СБИС, УБИС).

2.Повышение безотказной работы каждого входящего в аппаратуру блока.

Раздел II. Процесс и задачи технической эксплуатации радиоэлектронной техники.

2.1.Жизненный цикл изделий радиоэлектроники и его характеристики.

Врезультате эксплуатации изделий радиоэлектроники происходит взаимодействие их с внешней средой, друг с другом – что влечет за собой износ, разрушение функциональных узлов и боков аппаратуры.

Все эти изделия радиоаппаратуры, начиная с момента ее создания и кончая полным разрушением (утилизацией), образуют жизненный цикл, характеризуемый рядом процессов и включающий следующие стадии:

11

-исследование и проектирование;

-изготовление;

-эксплуатация;

-утилизация.

Исследование и проектирование

ТП ТЗ ТПр

Изготовление

Эксплуатация

ФИ ТП Р Утилизация

Жизненный цикл изделий РЭТ

Рис 2.1. Стадии жизненного цикла изделий РЭТ.

ТП – техническое предложение; ТЗ – техническое задание; ТПр – технический проект;

ФИ – функциональное использование; ТО – техническое обслуживание; Р – ремонт.

На стадии исследования и проектирования осуществляется исследования и отработка технического предложения, формирование уровня качества (соответствующего современным требованиям), разработка проектной и рабочей документации, изготовление и испытание опытного (опытных) образца, разработка конструкторской документации для изготовления и эксплуатации аппаратуры.

Вторая стадия жизненного цикла изготовление включает:

технологическую подготовку производства (планировки, оборудование, оснастка и инструмент, подготовка кадров и т.д.);

изготовление опытной партии; проведение испытаний для подтверждения характеристик, заложенных в нормативно-технической документации;

серийное производство.

Основной стадией жизненного цикла изделий РЭТ является эксплуатация, где осуществляется:

целевое использование аппаратуры в соответствии с ее назначением; техническое обслуживание и диагностика;

12

ремонт и восстановление после отказа.

Реализация первой стадии жизненного цикла включает:

1.техническое предложение – совокупность конструкторских документов, которые содержат техническое и технико-экономическое обоснование целесообразности разработки изделия на основе различных вариантов решений, с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого изделия.

2.Техническое задание, разрабатываемое на основе исходных требований заказчика и содержащее цель и назначение разработки, а также требования к нормам показателей назначения и эксплуатационным характеристикам изделия, к надежности, технологическому и метрологическому обеспечению производства и эксплуатации;

3.Техническое проектирование – совокупность конструкторских документов, которое содержат окончательные технические решения, полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, данные, определяющие его основные параметры и исходные данные для разработки технической документации.

4.Рабочую конструкторскую документации опытного образца и изделий серийного производства. Состав и содержание конструкторской документации определяет требованиям ЕСКД.

Основной задачей данной стадии жизненного цикла является создание аппаратуры с оптимальными по качеству и эффективности параметрами.

Стадия эксплуатации характеризуется в первую очередь функционированием – т.е. полезной работой, ради которой создается радиоэлектронная техника. На этой стадии на аппаратуру воздействуют внешние условия, расходуется заложенный ресурс, возникают отказы.

Вэтом периоде осуществляется целенаправленное управление параметрами РЭТ, ведутся работы по техническому обслуживанию и профилактическому ремонту. На стадии эксплуатации может быть проведена модернизация техники.

Таким образом, жизненный цикл изделий РЭТ представляет собой сложную упорядоченную во времени совокупность взаимосвязанных процессов, подобную сложной технической системе с включением в нее элементов организации.

2.2.Система технического обслуживания и ремонта РЭТ. Структурная схема СТОиР.

Впроцессе эксплуатации радиоэлектронной техники необходимо проводить специальные мероприятия, направленные на поддержание уровня ее надежности требованиям, указанным в нормативно-технической документации. Обслуживание и восстановление аппаратуры осуществляется в системе технического обслуживания и ремонта.

Комплекс взаимосвязанных средств и документации, определяющих организацию и порядок работ с целью поддержания заданных НТД показа-

13

телей качества аппаратуры, называется системой технического обслуживания и ремонта (СТОиР).

Схема технического обслуживания и ремонт по своему составу и структуре относятся к классу больших организационно-технических систем:

Рис 2.2. Структурная схема системы технического обслуживания и ремонта.

Основные составляющие системы технического обслуживания и ремонта:

ОТО – объект технического обслуживания, - это радиоэлектронные системы или персональная электроника, требующие проведения операций технического обслуживания и ремонта.

Средства ТОиР – это производственные площади, средства технологического обслуживания и ремонта, включающие в свой состав средства диагностики и контроля, настройки и регулировки, восстановления и ремонта.

14

Методы ТОиР – комплекс организаций по ремонту, настройке и регулировке персональной электроники на базе микроЭВМ с программным обеспечением и интерфейсом.

Документация – комплект нормативно-технических документов, определяющих нормы и требования к параметрам функционального использования, техническим и эксплуатационным характеристикам изделия.

В состав средств ТОиР входит комплект ЗИП (запасные части, инструменты, принадлежности и материалы), необходимые для проведения технического обслуживания и скомплектованные в зависимости от состава, структуры, элементной базы и особенностей использования персональной электроники.

Кроме этого в систему входят исполнители – квалифицированные ин- женерно-технические кадры, подготовленные для выполнения операций по техническому обслуживанию и ремонту.

Организация технического обслуживания осуществляется с учетом особенностей обслуживаемой группы ПЭ и включает следующие мероприятия:

1.Предупреждение отказов и неисправностей путем замены ненадежных элементов и узлов аппаратуры.

2.Поддержание основных качественных показателей ПЭ в пределах ТУ путем проведения регулировочных и настроечных операций для доведения параметров аппаратуры до установленных норм.

3.Восстановление работоспособности аппаратуры после отказов и повреждений.

4.Контроль технического состояния аппаратуры с целью проверки соответствия текущего значения параметров требования и НТД.

5.Обеспечение ПЭ запасными блоками, узлами и комплектующими изделиями.

Из данного перечня мероприятий следует, что система ТОиР представ-

ляет собой комплекс работ по управлению техническим состоянием персональной электроники.

2.3. Основные виды стратегий технического обслуживания и ремонта. Алгоритмы процессов технического обслуживания по наработке – ТОН и по состоянию – ТОС.

В процессе эксплуатации изменяется техническое состояние аппаратуры, идет износ узлов и деталей механических систем, идет износ узлов и деталей механических систем, старение комплектующих изделий. И чем сложнее аппаратура, тем более сложной является сама система технического обслуживания и ремонта, тем больше состояний в которых пребывает изделие. Главным параметром системы ТОиР является состояние работоспособности аппаратуры – Sр. Управление состоянием для поддержания работоспособности аппаратуры на стадии эксплуатации, описывается целевой функцией процесса технического обслуживания, уравнение которой имеет вид.

15

где Sрн, Sрв – нижнее и верхнее значения предельных состояний аппаратуры, при которых она работоспособна.

Система правил управления техническим состоянием аппаратуры в процессе ТОиР называется стратегией ТОиР. Документом, устанавливающим стратегии, количественные и качественные и качественные характеристики видов технического обслуживания и ремонта, порядок их корректировки, является программа ТОиР.

Свойство системы ТОиР выполнять функции по поддержанию и восстановлению исправности или работоспособности изделий с определенными затратами времени, труда и материальных средств называется эффективностью системы технического обслуживания и ремонта.

Различаются два основных вида стратегии ТОиР – по наработке [ТОН] и по состоянию [ТОС].

Стратегия ТОН – определяется как система правил управления техническим состоянием аппаратуры, согласно которому перечень и периодичность выполнения операций зависят от значений наработки с начала эксплуатации или ремонта. По этой стратегии для всей однотипной аппаратуры предусматривается единый перечень и периодичность технического обслуживания, в том числе и замена блоков, узлов с определенной наработкой, независимо от их технического состояния.

Схема процесса технического обслуживания по наработке:

Функциональное использование по МОНТАЖ

назначению

Контроль пара-

Тср=Ткр метров на соот- ветствие НТД

Основными составляющими данного процесса, как следует из алгоритма, являются:

1.Вывод аппаратуры из состояния функционального использования – характеризуется временем демонтажных работ (времени разборки аппаратуры).

2.Проведение операций диагностирования и контроля по определению технического состояния блоков и узлов.

16

Составляющими системы диагностирования являются:

-объект технического диагностирования (ОТД), под которым понимается аппаратура или ее составные части, техническое состояние которых подлежит определению;

-средства технического диагностирования (СрТД) – совокупность приборов, средств коммутации и сопряжения с объектам технического диагностирования.

Система технического диагностирования работает в соответствии с алгоритмом ТД, который представляет совокупность предписаний и проведении диагностирования.

Системы технического диагностирования (СТД) по своему назначению, структуре, месту установки, составу, конструкции, схемотехническим решениям классифицируются:

1.По степени охвата - системы технического диагностирования могут быть разделены на локальные и общие.

Под локальными понимают СТД, решающие одну или нисколько задач: - определение работоспособности или поиск места отказа.

Общими - называют системы, решающие задачу измерения всех технических параметров аппаратуры, на соответствие НТД.

2.По характеру взаимодействия ОТД и СрТД - системы техни-

ческого диагностирования подразделяются на:

-системы с функциональным диагнозом, в которых решение задач диагностики осуществляется в процессе работы ОТД по функциональному назначению;

-системы с тестовым диагнозом, в которых решение задач диагностики осуществляется в специальном режиме работы аппаратуры,

путем подачи тестовых сигналов.

3.По используемым средствам - системы технического диагностирования разделяются:

- системы с универсальными средствами (стандартные приборы, ЭВМ и т.д.);

- системы со специализированными средствами (специальное стендовое оборудование, НСИ и др.);

- системы с внешними средствами (конструктивно отделены друг от друга);

- системы со встроенными средствами в которых ОТД и СрТД конструктивно представляют одно изделие.

4.По степени автоматизации СТД разделяются на:

-автоматические, процесс получения информации о состоянии аппаратуры осуществляется без участия оператора;

-автоматизированные, в которых получение и обработка информации осуществляется с частичным участим оператора;

-неавтоматизированные (ручные), где все действия производит оператор. Задачами технического диагностирования являются:

-предупреждение постепенных отказов;

19

-выявление неявных отказов;

-осуществление поиска неисправных узлов, блоков и локализация места отказа.

3.2.Показатели систем технического диагностирования. Диагностические параметры.

Процесс технического диагностирования сложных систем – неотъемлемая часть процессов ТО и Р, поэтому ряд показателей качества, характеризующих надежность радиоэлектронной аппаратуры и ее отдельные составляющие, могут одновременно являться техническими характеристиками аппаратуры, а также параметрами технического диагностирования.

Сдругой стороны диагностирование объекта осуществляется в системе технического диагностирования, а это в свою очередь означает, что целый ряд параметров системы и объекта диагностирования трудно отделить друг от друга.

Параметры радиоаппаратуры, как объекта технического диагностирования, можно условно разделить на группы, которые характеризуют:

-потребности РЭА в техническом диагностировании;

-диагностируемость РЭА;

-конструктивную приспособленность РЭА к диагностированию и контролю.

Потребность РЭА в техническом диагностировании определяются стратегиями ТО и Р, в процессе которых осуществляется управление техническим состоянием изделий.

Показателями объекта диагностирования являются:

Тд - периодичность проведения диагностирования или наработка изделия, после которого требуется диагностирование.

д - среднее время проведения диагностирования, как функция наработки:

Диагностируемость РЭА характеризуется совокупностью параметров, их допусков и производных, определяющих виды технического состояния изделия. Важными, с технической точки зрения, показателями диагностируемости РЭА являются:

-коэфициент полноты проверки работоспособности – Кпп. Количественно этот показатель может быть определен по формуле:

где к - суммарный параметр потока отказов составных частей аппаратуры; о – суммарный параметр потока отказов изделия и его составных частей не-

20