книги из ГПНТБ / Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник

ІО

Такие средства многократного применения принято называть средствами непрерывного использования. Укажем, что в данном случае понятие о непрерывности использования (работы) средств является условным. Примером средств непрерывного использования могут являться радиорелейные и тропосферные станции и радио­ приемники в случае перевода их в рабочий режим на длительное время.

В процессе хранения средства как однократного, так и мно­ гократного применения могут находиться в особом, так называе­

манды на применение полностью подготовленные дежурные средства

в рабочее определяется временем переходных процессов (временем разогрева средства).

§ 1 .2 . ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВ

Эффективность применения средств автоматизированного управ­ ления и связи в сильной степени зависит от их свойств.Для рас­ крытия свойств средств используются тактико-технические и экс­ плуатационно-технические характеристики. Основные из этих ха­ рактеристик приведены в т а б л .І .І .

Какими бы ценными тактико-техническими характеристиками ни обладали средства, эффективность их практического примене-

II

нт может быть сведена к нулю, если они будут иметь плохие экс­ плуатационно-технические характеристики.

Надежность, эксплуатационная технологичность, ремонтопри­ годность, готовность и долговечность относятся к эксплуатацион­ но-техническим характеристикам потому, что они непосредственно связаны с организацией процесса эксплуатации.

Дадим определения и раскроем сущность эксплуатационно-тех­ нических характеристик срецств автоматизированного управления

исвязи.

На д е ж н о с т ь (в смысле безотказности) есть свойст­ во средства сохранять работоспособность в течение некоторой на­ работки без вынужденных перерывов. При высокой надежности суще­ ственно упрощается эксплуатация и повышается эффективность при­ менения средств автоматизированного управления и связи. При низ­ кой надежности не только снижается эффективность применения средств, но и возникает необходимость в проведении в процессе эксплуатации трудоемких профилактических и ремонтных работ, связанных с использованием большого количества запасного иму­ щества, контрольно-испытательной аппаратуры, инструмента, при­ способлений и т .п . Кроме того, при низкой надежности приходит­ ся готовить квалифицированных специалистов, способных выполнить ремонт сложных средств. Все это приводит к большим материальным затратам.

При таких условиях весьма важными являются вопросы опреде­ ления оптимальных методов организации и способов осуществления процесса эксплуатации с учетом надежности средств.

деляющих их приспособленность к проведению мероприятий по пере­ воду в заданное состояние и техническому обслуживанию.

Простота и удобство проведения контрольных,профилактиче­ ских и ремонтных мероприятий, определяющих содержание техниче­ ского обслуживания, а также мероприятий по переводу в заданное состояние зависят от того, в какой мере конструкция средств приспособлена к проведению этих мероприятий. В ряде случаев из-за неудобных подходов к конструктивным элементам, сложно­ сти монтажа и демонтажа, неприспособленности к автоматическо­ му контролю параметров элементов и средств в целом удлиняются сроки проведения проверочных, ремонтных и других работ, что приводит к большим затратам труда и средств. Поэтому проблема

12

повышения эксплуатационной технологичности средств автоматизи­ рованного управления и связи имеет первостепенное значение и требует уделения ей должного внимания.

Эксплуатационная технологичность, как совокупность свойств,

ва, заключающееся в приспособленности его к предупреждению,об­ наружению и устранению отказов и неисправностей путем проведе­ ния технического обслуживания и ремонта [3 2 ].

Понятие ремонтопригодности относится к большинству исполь­ зуемых на практике средств. Это понятие не имеет смысла только для тех средств, которые не ремонтируются ни в процессе хране­ ния, ни в процессе применения.

В последнее время обеспечению высокой ремонтопригодности уделяется большое внимание со стороны конструкторов. Она стала предметом изучения многих отечественных и зарубежных исследова­ телей, работающих в области теории эксплуатации и надежности.

Для военных средств имеет исключительно важное значение та­ кая эксплуатационно-техническая характеристика, как готовность.

Г о т о в н о с т ь есть свойство средства, заключающееся в его приспособленности к переводу из любого исходного состоя­ ния в состояние непосредственного использования по назначению. Эта характеристика является производной от совокупности свойств средства, определяющих его эксплуатационную технологичность и надежность. Системы с более высокой эксплуатационной техноло­ гичностью и надежностью при прочих равных условиях имеют и бо­ лее высокую готовность. Например, готовность непрерывно функ­ ционирующего средства тем выше, чем выше его надежность и ре­ монтопригодность. Готовность такого средства полностью опреде­ ляется его надежностью и ремонтопригодностью.

Важной характеристикой любого вида техники является долго­ вечность.

Д о л г о в е ч н о с т ь есть свойство средства сохра­ нять работоспособность до предельного состояния с необходимы­ ми перерывами для технического обслуживания и ремонта [3 2 ].

В рассматриваемом случае "предельное состояние" средства определяется невозможностью его дальнейшей эксплуатации, кото­ рая обусловливается либо снижением эффективности, либо требо­ ваниями безопасности.

13

Наряду с приведенным выше общим определением могут рассмат­ риваться частные определения: моральная долговечность и техни­

свойство, заключающееся в приспособленности средства к сохра­ нению и поддержанию заложенных в него характеристик в заданных условиях эксплуатации.

Понятие технической долговечности нельзя отождествлять с надежностью. В процессе эксплуатации возникающие в средствах отказы устраняются, что позволяет использовать их многократно на протяжении большого промежутка времени. Продолжительность этого промежутка времени может составлять несколько лет, по истечении которых дальнейшая эксплуатация средств либо невоз­ можна, либо нецелесообразна.

При исследовании любой эксплуатационно-технической харак­ теристики, как правило, учитывается две характерные для нее стороны: техническая и организационная. Например, техническая сторона ремонтопригодности средства, которая закладывается на этапах разработки и производства, связана с приспособленностью его к предупреждению, обнаружению и устранению отказов. Орга­ низационная сторона ремонтопригодности средства обусловливает­ ся квалификацией обслуживающего персонала, материально-техни­ ческим снабжением и т .п .

§ 1 .3 . ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Необходимость количественной оценки эксплуатационно-техни­ ческих характеристик возникает:

- при разработке технических требований к вновь создавае­ мым средствам;

- при установлении совершенства опытного или серийного об­ разца средства (устройства) и удовлетворении его тактико-тех­ ническому заданию (ТТЗ);

14

-при определении и планировании объема, содержания и пе­ риодичности мероприятий по техническому обслуживанию средств;

-при определении рациональных комплектов ЗШ и планирова­

нии работы систем управления запасами;

В большинстве случаев для количественной оценки обеих сто­ рон эксплуатационно-технических характеристик в качестве исход­ ных критериев принимаются время и стоимость.

Временному критерию в зависимости от исследуемой характери­ стики может придаваться смысл либо времени безотказной работы, либо времени наработки на один отказ, либо времени подготовки средства к применению, либо времени ремонта, либо времени от начала эксплуатации средства до момента его полной непригодно­ сти (срока службы средства) и т .п .

Однако опыт эксплуатации средств автоматизированного управ­ ления и связи показывает, что время в любом указанном выше смысле является случайной величиной. Аналогичные суждения от­ носятся и к исходному стоимостному критерию. Поэтому на прак­ тике в качестве основных количественных показателей эксплуата­ ционно-технических характеристик средств используются показа­ тели, связанные с характеристиками соответствующих случайных величин (времени или стоимости).

Б теории вероятностей и математической статистике применя­ ются исчерпывающие характеристики (законы распределения, зада­ ваемые в дифференциальной или интегральной форме) и большое количество различных числовых характеристик случайных величин. При известном законе распределения соответствующей случайной величины в качестве основного показателя любой эксплуатацион­ но-технической характеристики принимается вероятность сверше­ ния некоторого желаемого события. Данной вероятности в зависи­ мости от исследуемой эксплуатационно-технической характеристи­ ки может придаваться смысл либо вероятности безотказной работы средства за заданное время, либо вероятности осуществления ре­ монта средства за заданное время, либо вероятности подготовки средства за заданное время и т .п . Отсюда следует, например, что вероятность Р{ь ) выполнения ремонта средства за заданное время t является основным количественным показателем ремонто­

15

пригодности. Этот показатель представляет собой вероятность то­ го , что случайное время ремонта 0* не превзойдет заданного для этой цели времени t :

P it) = Р{Ѳ*£ t) .

Из всего разнообразия числовых характеристик случайных ве­ личин наиболее широкое применение находят математическое ожида­ ние (среднее значение), дисперсия и среднее квадратическое от­ клонение. Например, при исходном временном критерии в качестве показателей ремонтопригодности используются математическое ожи­ дание (среднее значение), дисперсия и среднее квадратическое отклонение времени ремонта.

Если исходной величиной является стоимость, то в качестве показателей наиболее широко используются:

- для оценки ремонтопригодности - средняя стоимость и сред­ няя трудоемкость ремонта;

-для оценки готовности - средняя стоимость и средняя тру­ доемкость подготовки средства к применению;

-для оценки эксплуатационной технологичности - средняя

стоимость эксплуатации, например, в течение года.

Кроме показателей, указанных выше, для оценки эксплуатаци­ онно-технических характеристик широко применяются и такие пока­ затели, как интенсивность отказов (восстановления, обслужива­ ния и т . п . ) и параметр потока отказов (восстановления, обслу­ живания и т . п . ).

Применимость последних показателей зависит от вида и режи­ ма эксплуатации средств автоматизированного управления и связи.

В общем случае конкретный вид показателя эксплуатационно­ технической характеристики выбирается в зависимости от целей задач, возникающих при исследовании процесса эксплуатации. На­ пример, при сравнении ремонтопригодности двух типов средств одинакового назначения бывает достаточно ограничиться матема­ тическим ожиданием времени ремонта или стоимости ремонта.

Физическая и математическая сущность показателей эксплуата* ционно-технических характеристик средств (устройств) рассматри­ вается ниже.

16

Г Л А В А 2

НАПСТШПТЪ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ

§ 2 .1 . ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Надежность - способность (свойство) изделия выполнять за­ данные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в за­ данных пределах в течение требуемого промежутка времени.

В более узком смысле под надежностью понимается способность изделия сохранять работоспособность в течение некоторой нара­ ботки без вынужденных перерывов.

Под изделием (средством) в зависимости от уровня сложности понимается элемент или их совокупность - система. Одно и то же средство в зависимости от конкретных задач может рассматривать­