книги из ГПНТБ / Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств

Г л а в а I I I АНАЛИЗ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ НАДЕЖНОСТИ НАВИГАЦИОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЕЙ

3.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ НАДЕЖНОСТИ

Непрерывный рост сложности навигационных вычис­ лителей, обусловленный значительным расширением кру­ га решаемых ими задач и повышением ответственности выполняемых функций, требует обеспечения таких ка­ чественных и количественных параметров надежности, которые гарантируют безотказную работу HB в течение всего периода эксплуатации.

К качественной оценке надежности можно в первую очередь отнести:

—анализ причин неисправностей, выявленных в про­ цессе тех или иных испытаний, проводимых на всех ста­ диях разработки, изготовления и эксплуатации HB;

—оценку влияния отказов на функции, выполняемые самолетом в целом и его отдельными системами;

—определение эффективности резервирования от­ дельных узлов и блоков;

—оценку соответствия фактических условий работы HB в целом и отдельных блоков заданным в технической документации;

—оценку средств контроля технического состояния

HB;

—анализ замечаний летного и технического состава, касающихся эксплуатации и технического обслуживания HB.

Количественная оценка надежности заключается в определении численных значений ряда показателей на­ дежности HB в целом, его блоков и узлов на основе ста­ тистической обработки материалов летных испытаний, эксплуатации, а также анализа результатов ремонта.

Количественные показатели надежности HB оценива­ ются поэтапно с последовательным расширением сово­ купности определяемых показателей. Так, например, по

61

результатам эксплуатационных испытаний определяются численно:

—наработка на отказ, выявленный на земле;

—наработка на отказ, 'выявленный в полете;

—наработка на отказ, проявившийся в полете и приведший к невыполнению задания полета;

—наработка на неисправность, выявленную в поле­ те и на Земле в межрегламентный период;

—наработка на неисправность с учетом неисправнос­ тей, обнаруженных при регламентных работах.

Система информации должна обеспечивать поступле­ ние данных по отказам на всех этапах разработки, про­ изводства и эксплуатации HB.

При анализе системы информации выделяются в пер­ вую очередь взаимосвязи и соответственно документы, содержащие исходную информацию о надежности. Далее практически в течение всего периода производства про­ исходит совершенствование HB, причем одно из важней­ ших направлений совершенствования — улучшение пока­ зателей надежности.

Процесс доработки таких систем, как HB, требует под­ ключения многих производственных подразделений, вследствие чего важно проследить взаимосвязи и доку­

информации по надежности, охватывающая следующие основные документы.

1.Технические условия (ТУ), содержащие требова­ ния к изделию, его изготовлению, контролю, приемке и поставке.

2.Техническое описание (ТО), предназначенное для изучения изделия на всех стадиях его эксплуатации лет­ ным, техническим и ремонтным составом. В ТО приведе­ ны отличия данного HB от ранее существующих; место данного HB в общем навигационном комплексе на само­ лете; назначение, область применения, структурная схе­ ма, режим работы, комплектность и т. п.

3. Инструкция по эксплуатации (ИЭ), содержащая все правила подготовки, проверки, настройки, хранения, технического обслуживания, транспортировки, а также сведения по обеспечению правильного монтажа на само­ лете и поддержанию HB в постоянной готовности.

Таким образом, ТУ, ТО и ИЭ, вместе взятые, пред­

ставляют собой совокупность технической документации

62

HB. Степень отработки этой документации существенно влияет на надежность HB.

4. Акты лабораторных испытаний, государственных испытаний, испытаний на надежность, являющиеся важ­ ными источниками информации о надежности, по кото­

Рис. 3.1. Схема прохождения исходной информации о надежности HB на первом этапе эксплуатации:

/ — технические условия, технические описания, инструкции по эксплуатации; 2—акты государственных испытаний; 3—акты лабораторных испытаний; 4—ак­

ты замеров тепловых и электрических режимов; 5—инструкция по эксплуата­ ции; в—техническое описание; 7—паспорт; 8—ремонтно-техническая документа­ ция; 9—групповой комплект для ремонта; 10—рекламационные акты; 11—кар­ точки отказов; 12—паспорт; 13—паспорт с новым гарантийным сроком

5.Ремонтно-техническая документация, содержащая необходимые4 сведения о ремонте HB. В зависимости от характера, степени повреждений и износа устанавлива­ ются три вида ремонта: текущий, средний, капитальный. Текущий ремонт выполняется эксплуатирующим техни­ ческим персоналом с привлечением работников ремонт­ ной мастерской. Средний ремонт выполняется подвиж­ ным и стационарными ремонтными органами после выработки установленного ресурса или после поврежде­ ний (выхода из строя) узлов, механизмов, блоков. Капи­ тальный ремонт выполняется специальными ремонтными заводами после выработки установленного ресурса или повреждения блоков HB.

6.Групповой комплект для ремонта.

63

7. Рекламационные акты и карточки отказов, оформ­ ляемые работниками эксплуатации HB по мере возникно­ вения отказа.

3. 2. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОТКАЗАХ

При отработке конструкции и в процессе производст­ ва HB проходит ряд испытаний, в том числе лаборатор­ ные, летные на самолете, приемные и типовые (контроль­ ные) на заводе-изготовителе и др. На каждом этапе ис­ пытаний накапливается информация об отказах, на осно­ ве которой разрабатываются и внедряются мероприятия по устранению отказов, а следовательно, и повышению надежности HB. Однако основным источником информа­ ции об отказах является сама эксплуатация HB.

Для эффективного анализа информации об отказах информационные данные должны отвечать определен­ ным требованиям, к которым относятся достоверность сведений, а также правильность и четкость занесения сведений в соответствующие документы; достаточная полнота сведений и регулярность их сбора и рассылки.

Общим и особенно важным для всех видов информа­ ции требованием является достаточность сведений. По отношению к статистической информации это требова­ ние означает, что все данные, заносимые в карточки, таб­ лицы или ведомости, должны быть предварительно тща­ тельно проверены. Сведения, вызывающие сомнение, как правило, s документы не заносятся. В отдельных случа­ ях, когда невозможно сразу сформулировать техничес­ кую причину отказа, приходится ограничиваться записью предполагаемой причины. Очень важно при заполнении карточек учета неисправностей правильно и технически грамотно описать характер (вид) отказа, его внешнее проявление (т. е. признаки, по которым был обнаружен отказ) и, наконец, условия и режим работы изделия, со­ ответствующие времени обнаружения отказа.

Полнота и регулярность сбора данных, характеризу­ ющих надежность, являются требованиями, без выполне­ ния которых невозможно проводить статистический ана­ лиз показателей. Успешное выполнение этих требований во многом зависит от четкости организации системы уче-

64

та информации, а также от контроля за оформлением и рассылкой информационных данных.

Информация об отказах может быть представлена в виде различных документов. К основным первичным до­ кументам такого рода относятся:

—карточки учета неисправностей (отказов);

—рекламационные и технические акты;

—сведения о количестве изделий и их суммарной на­ работке (налете).

В качестве дополнительных документов для анализа надежности используются:

—акты лабораторных испытаний;

—акты государственных и летных испытаний;

—протоколы типовых (контрольных) испытаний;

—протоколы приемо-сдаточных испытаний;

—протоколы испытаний на надежность и т. п. Статистическая информация, поступающая из орга­

нов эксплуатации, должна постоянно анализироваться и обобщаться ведущими специалистами.

Координацию работ по обеспечению и определению уровня надежности изделия на предприятиях ведут со­ ответствующие службы надежности. Одной из основных обязанностей службы надежности является организация сбора и обработки информации о надежности выпускае­ мых изделий. Для этого необходимо вести систематичес­ кий учет и обработку статистической информации по от­ казам и неисправностям, выявленным в процессе произ­ водства, испытаний, эксплуатации и ремонта, анализи­ ровать и классифицировать отказы и неисправности из­ делий по их видам и причинам возникновения.

Для выполнения своих задач служба надежности на­ делена определенными правами в части контроля выпол­ нения мероприятий по обеспечению надежности и долго­ вечности изделий, испытания и исследования на надеж­ ность новых образцов изделий и др.

Так как в период производства и эксплуатации HB происходит непрерывный обмен информации по надеж­ ности, важно обеспечить правильную взаимосвязь инфор­ мации по надежности между производством и эксплуата­ цией. Схема такой взаимосвязи представлена на рис. 3. 2.

Анализируя эту схему, необходимо в первую очередь указать, что конструкция HB совершенствуется, с одной стороны, по инициативе эксплуатирующих органов, с другой, — завода-изготовителя. На рис. 3. 2 стрелками

указано, какая информация откуда исходит и куда она поступает.

Учет и обработка статистической информации состо­ ит из следующих основных этапов:

—• накопления и систематизации информации по от­ казам в методически определенном порядке;

Рис. 3. 2. Схема прохождения информации о надежности при эксплу­ атации HB:

/—карточки отказов; 2—конструктивные приказы разработчика: 3—протоколы типовых испытаний; 4—протоколы приемо-сдаточных испытаний; 5—протоколы

приемо-сдаточных испытаний заказчика; б—протоколы профилактических разбо­ рок; 7—протоколы испытаний на надежность; «—конструктивные приказы заво­ да; 9—заключения о причинах отказов в производстве; 10—протоколы результа­ тов исследований; //—технические бюллетени; 12—акты инспекторского контро­ ля; 13—технологические приказы; 14—конструктивно-технологические приказы; 15—технические акты без предъявления санкции; 16— акты износа деталей и узлов после гарантийного срока; 17—акты износа деталей и узлов после отра­

ботки ресурса; 18—рекламационные акты; 19 — отчеты и рекомендации

—качественного анализа и координирования сведе­ ний об отказах в специальных карточках учета информа­ ции и хранения;

—подготовки статистического материала об отказах для обработки его с помощью средств вычислительной

техники (изготовление перфокарт и т. п.) в соответствии

спринятой технологией;

—определения количественных показателей надеж-

66

ности HB за определенный календарный период эксплу­ атации (для оперативной оценки надежности) ;

—определения характеристик надежности HB в за­ висимости от наработки (для более подробной периоди­ ческой оценки надежности) ;

—специальной статистической обработки данных с целью определения необходимого объема испытаний для подтверждения заданного уровня надежности, количест­ венной оценки влияния конструктивных доработок на по­ казатели надежности создаваемых изделий и т. п.

Поступающий поток информации группируется по ти­ пам HB. Внутри каждого типа HB устанавливаются ви­ ды отказов вследствие таких причин:

—недоработки конструкции;

—некачественной технологии;

—несоблюдения технической документации в процес­ се изготовления;

—наличия некачественных комплектующих элемен­

тов;

—нарушения условий эксплуатации.

Первичная обработка сведений проводится на основе систематизации карточек учета отказов.

Способы первичной обработки статистической инфор­ мации и формы представления результатов такой обра­ ботки многообразны, и их выбор определяется конкрет­ ной целью, для которой предназначаются статистические данные.

При накоплении большого количества карточек отка­ зов ручная обработка по выделению и суммированию оп­ ределенных признаков из совокупности карточек стано­ вится трудоемкой и малопроизводительной. В этом слу­ чае применяют обработку при помощи вычислительной машины. В случае отсутствия вычислительной машины по обработке статистической информации по отказам ра­ бота в достаточной степени облегчается применением перфокарт и виброселектора.

На основании статистического анализа информации по отказам определяются:

—наработка на отказ Т;

—интенсивность отказов Я (для неремонтируемых

изделий) или со (для ремонтируемых изделий);

— вероятность безотказной работы P(t);

— границы доверительного интервала (ЯВерх и Рнижн) •

Г л а в а IV МЕТОДЫ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ HB

4. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Инженерные методы расчета надежности позволяют оценивать ожидаемую надежность узлов, блоков и сис­ тем на стадии проектирования аппаратуры, а также действительную их надежность в процессе эксплу­ атации.

Результаты этих расчетов используются для обеспе­ чения заданного уровня надежности аппаратуры на ста­ дии проектирования и изготовления, для оценки эффек­ тивности функционирования в процессе эксплуатации, а также для построения научно обоснованной системы организации ремонта.

Существует несколько разновидностей методов расче­ та надежности. В основу их могут быть положены сле­ дующие признаки: класс аппаратуры, характер и преоб­ ладающий вид отказов, вид закона распределения време­ ни безотказной работы элементов, способ соединения эле­ ментов в системе, степень точности и достоверности рас­ четов [36, 55].

Сущность расчета надежности в основном заключа­ ется в определении численных значений основных пока­ зателей надежности. Имея в виду, что HB является уст­ ройствами восстанавливаемыми, к таким показателям можно отнести, например, наработку на отказ Т и веро­ ятность безотказной работы P(t).

Знание количественных значений надежности дает возможность объективно сравнить надежность различ­ ных устройств, предназначенных для выполнения одно­ типных функций, оценить влияние условий работы, режи­ ма использования, срока службы и мероприятий, прово­ димых для совершенствования аппаратуры, на надеж­ ность. -

К основным количественным показателям надежнос­ ти следует отнести: . • •

69