
книги из ГПНТБ / Михайлов Б.А. Авиационные радиоэлектронные комплексы и их эксплуатация
.pdfНа основании этой формулы имеется возможность предъя вить требование к производственным возможностям ТЭЧ.
|
Продолжим расчет основных параметров системы профи |
|||||||||||
лактики. |
Подставим значение |
Мк |
в |
(2.29) и разделим правую |
||||||||
и левую части |
равенства |
на |
в0 . |
Получим формулу для |
Kj |
|||||||
|
|
|
• t4 |
|
р п Г |
|
N |
± |
1 |
|
|
|
|
*1 |
-------- Л — |
|
|
|
1 |
т ? м ? |
|
(2.33) |
|||
|
во(М1 + Мк) |
\IAAj |
j =i |
> |
> |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||
|
Значения |
Kj , |
рассчитанные |
по формуле (2 .3 3 ), |
могут |
|||||||
оказаться любыми конечными положительными числами, в то |
||||||||||||
время как в соответствии с требованием |
(2.18) |
они должны |
||||||||||
быть целыми, |
доставляющими максимум надежности РЭК и удов |
|||||||||||
летворяющими условию ( 2 .I I ) |
при Мк -М к . Поэтому округлим |
|||||||||||
Kj |
до |
ближайших целых чисел |
Kj |
так, |
чтобы удовлетворя |
|||||||
лись |
условия |
(2 .1 9 ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Находим искомую оптимальную совокупность |
Bj |
периодов |
|||||||||
профилактики |
элементов РЭК |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Bj = к} В0 |
|
. |
|
(2.34) |
||||
|
Теперь, |
когда |
Bj |
известны, |
остается ранее описанным |
способом синтезировать состав групп профилактики и зафикси
ровать моменты проведения |
профилактики на них Вщ, 9^,..., 8 |
^ . |
В заключение отметим, |
что для правильного выбора В0 |
|
бывает полезно оценить и учесть степень естественного груп
пирования |
Bj |
элементов РЭК. |
|
|
|
|
|
||
С этой целью, учитывая оборудование летательного аппа |
|||||||||
рата в |
целом, |
следует определить |
по формуле |
(2.29) |
Bj и |
||||
нанести их на ось налета в интервале (0, ts ). Приписать |
|||||||||
каждому из |
элементов |
коэффициент |
"веса" |
л>= -j j х . |
В качест |
||||
ве JA |
желательно принять среднее |
значение |
A^j • Опре |
||||||
делить |
центры масс. |
и так выбрать |
В0 |
, |
чтобы моменты |
||||
профилактики совпадали с наибольшей массой приведенных |
|||||||||
элементов |
0 |
(фиг. |
2 .6 ). |
|
|
|
|
|
|
Если |
Естественное группирование |
оказывается интенсив |
130
ным, но не периодическим, то, не прибегая к назначению в0 , осуществить группирование элементов относительно центров массы точек -д и на этом закончить синтез системы црофилактики.
|
|
|
Ф и г . 2.6 |
|
|
|
|
|
|
П р и м е р . |
Пусть спроектирован РЭК, состоящий из |
|
|||||
N = 6 элементов, |
для каждого из которых известны функции |
|||||||
интенсивности отказа, которые определены как |
|
|
||||||
и средние трудозатраты |
на |
одну профилактику полного |
объ |
|||||
ема (таблица 2 .1 ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2. 1 |
||
№ |
|
Исходные |
данные |
для расчета |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эле- |
*oj |
АЛj |
|
т/ |
*э |
Ьв |
во |
?о |
мента |
|
|
||||||
[отк/час Ц |
[отк/час^] [чел-час] [час] [час] |
[час] |
|
|||||
I |
0,00292 |
0,000655 |
49 |
|
|
|
|
|
2 |
0,00375 |
0,000210 |
64 |
|
|
|
|
|
3 |
0,00362 |
0,001050 |
81 |
4000 |
1,5 |
. 25 0,85 |
||
4 |
0,00482 |
0,000161 |
49 |
|
|
|
|
|
5 |
0,00280 |
0,000840 |
64 |
|
|
|
|
|
6 |
0,00399 |
0,000083 |
100 |
|
|
|
|
*
9 |
131 |
Требуется определить необходимую производственную мощность ТЭЧ Мк , оптимальный состав групп профилактичес ких работ и моменты времени их реализации вщ, Вгрг,..., Q^K, чтобы вероятность PK ( tg ) ^ Р 0 в течение периода эксплуа тации, характеризующегося временем налета t3 .
Ре ш е н и е
I)По формулам (2.30) определяем значения постоянных
с1 и с? :
q = ° Л 62 ,Z A \j-t B Z A 0j |
= 0,5-1,52-0,003~ 1,5■ 0,0217 = - 0,02915; |
||
с? - |
te t, ( % т? А?$) |
= /,5 • 4000 • / = 6 0 0 0 . |
|
г |
6 d у =/ I |
/ |
|
2) |
Находим потребные |
трудозатраты Мк |
Мк = |
— f — |
6 0 0 0 |
- М4 |
||
к |
q - 1пР0 |
1 - 0,02915 + 0,16450 |
407- 43673чел.часоб.
|
3) |
Определяем периоды профилактики |
Bj |
элементов |
||
|
|
t 3 |
_ |
4000 |
|
Г 4 9 |
~ |
М1+Мк |
\ A A i j = i mi AAi ~ |
407+ 43673 |
\ |
4=25 час. |
|
0,,000655 |
||||||
6 |
1 |
1 |
= 0478 + 0,т 0,294 |
|
|
|
I |
т Ш 7 |
+ 0,089 + 0,232 + 0,0907 = / . |
МJ 1
Аналогично вычисляем 0г , В3 , 9^ , 05 и 96 , которые оказываются равными соответственно 50, 25, 50, 25, 100 часам.
4)Проверяем по формуле (2.33) выполнение условия
заданной периодичности |
90 : |
|
|
|
|
|
|
||||
к, = —— |
t* |
= т 1 |
[ щ ' 4 г Л |
: - — |
4 0 0 0 |
1 |
/ |
[ ~ 4 9 ~ |
|||
---- |
/ — и |
2 |
т.АА |
-------------- |
--------- |
||||||
1 90 {М,+МК) |
\A ?lj |
f - 4 |
J J |
25(407+43673) |
|
\ 0,000655 |
132
Проделывая подобный расчет для всех 6 |
элементов, получаем |
||||
К1 — 1> к2 ~ |
К3 ~ |
— 2, |
— 4) |
= 4 . |
|
Поскольку |
Kj получились целыми числами, их округление до |
||||
целых величин и последующая проверка справедливости соот |
|||||
ношений (2.19) не требуется. |
|
|
|
||
5) |
Определяем группы профилактических работ и опти |
||||
мальные моменты их реализации. |
С этой |
целью наносим момен |
|||
ты профилактики элементов 9f , в2 , в3 , |
в4 , д5 |
и В6 на ось |
|||
времени наработки (фиг. 2 .7 ). Элементы группируются. Через |
|||||
Вгр< = 25 часам налета необходимо проводить профилактику |
|||||
на первой |
группе, |
состоящей из |
I, 3 и |
5 элементов. При |
6гр2 = 50 часам профилактику |
следует провести на Г; 2г |
Зт 4-и 5-ом элементах и т .д . |
|
Задача,таким образом, решена. |
|
Б. Особенности определения основных_параметров |
|
системы профилактики_при, |
= Oj.ebiJ _ ,i _ |
В некоторых расчетах линейная аппроксимация кривых интенсивности отказа элементов РЭК может оказаться слиш ком грубой. В этом случае лучший результат можно получить при использовании показательной функции вида Я-(t) =а^-еЪ/* , подобрав соответствующим образом Qj и bj .
133
При таком задании функции интенсивности отказа урав нение (2.16) принимает вид:
|
|
~2Ь, |
h. |
- |
|
/ 7 7 - |
|
(2.35) |
|||
|
|
|
|
V н/ |
|
|
|
|
|||
|
|
2/ |
е |
|
|
= J |
d j(e bi t s - 1 ) t 3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
Задаваясь |
значениями Zj |
и j i |
, |
графически |
решаем |
||||||
это уравнение, определяя зависимости |
|
|
|
||||||||
|
|
= / / ( f ib * 2 = f2 ( f i b |
|
|
= f N ( f i) |
||||||
Подставляем |
Zj |
|
= f/-(j3) |
в (2 .1 5 ). Получаем уравнение |
|||||||
с двумя неизвестными |
у? |
и Мк . |
Графически, задаваясь зна |
||||||||
чениями j8 |
и |
Мк , |
находим |
зависимость |
- |
F(MK) и по |
|||||
формулам |
Zj = fj(fi0) |
определяем |
Zj |
и дериоды профилактики |
|||||||
элементов РЭК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в/ |
|
|
|
|
|
(2.36) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следует отметить, что иногда бывает |
полезно перед |
||||||||||
тем, как вычислять |
j3 , |
определить |
Мк , |
пользуясь линейной |
аппроксимацией |
функций интенсивности отказа элементов РЭК. |
|||
В этом случае задача определения |
ji |
упрощается, так как |
||
после подстановки |
Zj = jj (j3) в |
соотношение (2 .15) получа |
||
ем уравнение с |
одним неизвестным |
J3 . |
Это уравнение легко |
|
может быть решено |
графически. |
|
|
Оптимизация системы профилактического обслуживания по_критерию готовности
Увеличение интенсивности профилактического обслужи вания РЭК и связанное с этим повышение Zj приводят к воз растанию среднего времени вынужденного простоя летательного аппарата на профилактике. В результате готовность лета тельного аппарата к боевому применению оказывается сни женной. Напротив, при малых значениях г,- готовность может
134
также упасть, |
как результат увеличения |
среднего времени |
Трм |
|||
вынужденного простоя РЭК на ремонте, |
в |
силу падения его на |
||||
дежности. Все это указывает на то, что |
существует такая |
со |
||||
вокупность Fy |
, при которой готовность |
РЭК максимальна. |
Най |
|||
дем |
значения |
sy . |
|
|
|
|
|
Поскольку |
2у - f(M K) =f(Tn -L) , |
то |
задача отыскания |
|
|
Zj |
сводится к |
определению такого |
Тп |
, |
при котором сред |
|
нее |
время вынужденного простоя Тпр |
на |
профилактике и ре |
|
монте минимально. Последнее легко видеть из формулы для среднего значения коэффициента готовности в интервале на
лета |
(О, |
ts ) . |
|
|
|
|
кг |
= |
(2.37) |
|
|
|
^э + ^пр |
|
|
Найдем аналитическое выражение для |
Тг |
||
|
|
|
|
пр |
|
|
Тпр |
■ I1nj Tpi + Tn |
(2.38) |
|
|
|
||
где |
rij |
- среднее число отказов (неисправностей) j -того |
||
|
|
элемента в интервале налета ( 0,t3 ); |
||
|
Tpj |
- среднее время обнаружения и устранения неис |
||
|
|
правности |
- того элемента РЭК. |
Среднее число отказов /ту зависит от интенсивности профилактики и, следовательно, от Тп . Оно зависит также от глубины и качества ремонта.
На межпрофилактических интервалах времени наработки при отказах РЭК производится восстановление его работоспо собности, в ходе которого элементы, вызвавшие отказ, заме няются новыми или ремонтируются. Поскольку обычно между очередными профилактическими восстановлениями РЭК возможно небольшое число отказов и, следовательно, практически обнов ляется малый процент всех простейших элементов (деталей), то основная часть РЭК, несмотря на систематическое устране ние отказов, будет накапливать изменения, вызванные изно сом и старением. Поэтому можно сделать практически оправ данное допущение, что в ходе устранения отказов (неисправ ностей) эффект последействия не ослабляется, а сохраняется
135
на уровне, |
характерном для момента отказа. |
При таком до |
|
пущении |
|
„ |
|
|
п! = |
J * ( f ) & • |
(2.39) |
В случае линейной аппроксимации функций интенсивности от каза соотношение (2 .39; цринимает вид:
ЛГ |
т / |
(*4 * М)1*№ |
= *>*4* |
|
J J ■ |
(2.40) |
||||
|
|
|||||||||
Подставим выражение |
для |
nj |
в |
формулу (2 .38). |
|
|||||
|
ы |
|
1 |
|
|
|
|
|
(2.41) |
|
|
|
|
|
^ Д Д Л/ /'& + |
|
|||||
Тпр |
|
|
|
2 |
Тп |
|||||
|
|
|
|
|||||||
Периоды профилактики |
Qj |
в свою очередь связаны с |
ТП |
|||||||
соотношением |
(2 .2 9 ), |
поэтому окончательно имеем |
|
|||||||
|
|
|
|
7 |
р |
N |
1 |
I |
|
|
|
|
|
|
Э> |
|
|
N |
|
||
|
|
n |
|
1 |
t a Z . m f A t j r |
+ТП. (2.42) |
||||
Тпп(Тп) = и 2 Т п!Л, |
- - |
■ |
|
1 |
J |
Z Тп |
||||
•пру |
Э]Ч'Р1 |
■ ,,+ т - 1 |
|
|
|
у р п П ^ J |
|
|||
|
|
|
M, + rn L |
|
|
|||||
Из выражения для Тпр(Тп) |
|
видно, |
что |
эта функция, |
при |
изменении Тп От 0 до ° ° имеет единственный минимум (фиг.2 .8 ).
136
Для |
отыскания |
Topf |
испытаем |
функцию ТПр(Тп) |
на экстремум |
|
по |
Тп . С этой целью возьмем |
производную |
от |
ТПр (Тп) по Тп |
||
и приравняем к нулю: |
|
|
|
|
||
|
Разрешим |
уравнение (2.43) относительно |
Тп . |
|||
|
|
_ |
^ |
¥ 4 трГ |
у |
’ |
где |
L |
- |
среднее |
число специалистов, |
выполняющих профи |
||||||||||
|
|
|
лактику. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Теперь легко определить периоды профилактики элементов |
||||||||||||||
РЭК, при которых достигается наибольшая готовность. С этой |
|||||||||||||||
целью подставим |
(2 .44) |
в (2.29) |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
в, |
.= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 2 .4 5 ) |
|
|
|
|
Jopt |
|
|
|
t3 т/Т гf Tp/ |
|
- r |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
В дальнейшем, задача решается так же, как и в случае |
||||||||||||||
оптимизации по критерию надежности. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
П р и м е р . |
|
Определим |
^K0pt |
дая |
исходных данных |
|||||||||
таблицы |
2.1 |
и |
сравним |
его с |
Мк , |
полученным ранее. С этой |
|||||||||
целью зададимся |
числом |
специалистов |
L |
= 9 |
чел. |
и средним |
|||||||||
временем |
на устранение |
отказов элементов РЭК |
ТР} |
- |
5 ч а с ., |
||||||||||
Тр2 |
= 7 |
ч а с ., |
Тр3 |
= 8 |
ч ас ., |
Тр^ = 6 ч ас ., |
Тр |
= 10 |
ч ас ., |
||||||
Тр6 |
= 9 час. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
I . |
|
Найдем время вынужденного |
простоя летательного ап |
|||||||||||
парата на профилактике |
-----, |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
to |
|
N |
Тп! |
М1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
— — |
|
2 |
л/m. АЛ; - — |
|
|
|
|
|
||||
|
Tn0pt |
|
|
|
|
Тп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j/ 2 T M Pj |
У > } |
L |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
■_ |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
т о |
- ( s ./ p g . 0,000655 + 7/ 0 ,0 0 0 2 10 -6 4 ' |
+ |
|||||||||||
|
|
|
- Т Ш |
|
|||||||||||
|
|
|
V2/9 |
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
8/81-0,0 0 10 5 ' + |
6 /49■ 0,000161+10/№ -0,00084 |
|
+ 9/100-0,000083 ‘ - |
= 7259 v a c . |
1 3 7 |
2. Определяем оптимальные трудозатраты на профилакти-
ку РЭК
MK/Jpt ~ Tnopt'L = 7259-9 = 65331 чеп. час .
3. Сравним трудозатраты в Двух рассмотренных случаях
MKQpt ~ 65331 > Мк - 93673 чеп. час.
Следовательно, при обеспечении максимальной готовности будет достигаться и большая надежность РЭК в воздухе.
Оптимизация системы профилактического обслуживания по_критерию эффективности
Особенности расчета системы профилактики в данном слу чае заключаются в том, что оптимальная величина среднего времени вынужденного простоя на профилактике Тп определя ется из условия максимума коэффициента боеготовности квг .
Рассмотрим решение этой задачи для случая линейной аппроксимации функции интенсивности отказа элементов РЭК.
На основании формул (2 .9 ), (2 .3 7 ), (2 .41) и (2 .3 )
имеем
°4 + Mf + TnL +Тп
где
138
Возьмем производную от квг(Тп) по |
Тп , |
приравняем ее |
к нулю и проведем необходимые преобразования |
|
|
г/+ |
|
+ |
+ 7 7 М , - C,H,L- с , - М ? ) |
= О . |
( 2 . Ы ) |
Получили алгебраическое уравнение с одним неизвест ным, которое может быть разрешено относительно Тп в соответствии с формулой Кардана
Tnopt~ i /- q+] /q2 + |
|
|
|
Ж |
(2-W) |
|
где |
|
|
|
|
|
|
Я = [ ж (1+зм^\ + W |
(1+Щ )(сз - ^ ~ М1 ~3Mf ) + |
|||||
+ |
2L3 |
~ с1 ^ 1^ ~ сз |
~ |
) » |
|
|
Р = |
JJ1 ( щ г + Щ + ^ |
- |
с3 ) - |
|
+ З Ц ) ] . |
П р и м е р . Для исходных данных, представленных в таблице 2 .1, найдем Tn0pt . ^xopt и сравним их с резуль татом оптимизации по критерию готовности.
Р е ш е н и е . |
и с3 . |
1. Определяем значения постоянных |
с, = 4000 exp [ j ■1,5(0,000655+0,000210+0,001050+0,000161+
+ 0,000840+ 0,000083) - 1,5(0,00292+ 0,00375 +0,00362+0,00482 +
+ 0,00280 + 0,00399)] = |
4 - 103 ; |
с3 = j - 40002- / • 7,75 = |
62■ Ю6 . |
2. Вычисляем коэффициенты при неизвестном и свобод ный член:
a) |
j - (1+ЗМ {) = у ( / + 3-407) = 135,6 ; |
139