1.3 Средний срок сохраняемости

Теоретическое обоснование. Средний срок сохраняемости является математическим ожиданием срока сохраняемости – календарной продолжительности хранения и (или) транспортирования объекта, в течение и после которой сохраняются значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в установленных пределах . Данный показатель особенно важен для радиокомпонентов и запасных частей, которые могут длительное время находиться на складе до момента использования.

Средний срок сохраняемости определяется по формуле 6.

,

(6)

где λ_х – интенсивность отказов при хранении.

Средний срок сохраняемости можно также выразить через вероятности безотказной работы (7).

,

(7)

где P_н – значение вероятности безотказной работы элементов в момент поступления на производство,

P_к – значение вероятности безотказной работы к моменту их использования.

Данная формула позволяет оценить, насколько снижается надёжность компонентов за время хранения, что критически важно при формировании комплектов ЗИП для радиопередающих центров.

Практический пример. Партия керамических конденсаторов типа К10-17 поступила на склад радиопередающего центра при значении вероятности безотказной работы P_н = 0,999. После 5 лет хранения (t = 43 800 часов) контрольная выборка показала P_к = 0,995.

Средний срок сохраняемости Т_с = ≈ 10 950 000 часов, что значительно превышает реальный срок хранения. Это указывает на высокую сохраняемость данного типа компонентов. Однако для электролитических конденсаторов снижение P может быть существенным: при Pн = 0,998 и Pк = 0,95 после 3 лет хранения получаем ≈ 534 146 часов (≈ 61 год), что на практике ограничивается деградацией электролита [4].

Для радиотехнической отрасли вопрос сохраняемости особенно актуален при создании стратегических запасов ЗИП для систем оповещения и чрезвычайных ситуаций, где аппаратура может находиться в режиме длительного дежурства без включения, и её готовность к применению должна быть гарантирована.

Рисунок 3 – Зависимость вероятности безотказной работы от срока хранения для различных типов радиокомпонентов

1.4 Ремонтопригодность

Теоретическое обоснование. Ремонтопригодность является одним из основных свойств надёжности наряду с безотказностью, долговечностью и сохраняемостью. Она характеризует способность системы выполнять заданные функции в любой момент времени за счёт приспособленности к обнаружению отказов, их предупреждению и восстановлению работоспособного состояния в процессе обслуживания и ремонта . Если система имеет высокую надёжность и редко отказывает, но при этом обладает низкой ремонтопригодностью, требуя больших затрат времени на профилактику и восстановление, она может уступать системам с более низкой безотказностью, но значительно лучшей ремонтопригодностью.

Время, необходимое для восстановления, так же как и время возникновения отказов, является величиной случайной, зависящей от характера отказов, квалификации и опыта обслуживающего персонала, организации эксплуатации, наличия запасных деталей и контрольно-измерительной аппаратуры. Следует отметить, что понятие ремонтопригодности не имеет смысла для систем разового использования, которые не восстанавливаются ни в процессе хранения, ни в процессе работы.

В качестве основного показателя ремонтопригодности используется среднее время восстановления системы Т_в, которое определяет средние затраты времени на обнаружение и устранение отказа при заданных условиях обслуживания и ремонта. Среднее время восстановления складывается из трёх составляющих (8).

Тв = Тк + Тп + Ту,

(8)

где Т_к – среднее время контроля (проверки работоспособности), Т_п – среднее время поиска дефекта (локализации неисправности), Т_у – среднее время устранения дефекта (замены или ремонта элемента). Данное разложение позволяет выявить наиболее трудоёмкие этапы восстановления и целенаправленно оптимизировать процесс ремонта.

Количественной мерой ремонтопригодности является вероятность того, что объект будет отремонтирован за время t по формуле 9.

Р(Тв) = Р(Тв < t)

(9)

Для практических расчётов наиболее часто применяется экспоненциальный закон распределения времени ремонта, для которого справедливо соотношение 10.

,

(10)

где λ_в – интенсивность ремонта системы.

Так же показателями ремонтопригодности являются: гамма-процентное время восстановления – время, в течение которого восстановление работоспособности системы будет полностью осуществлено с вероятностью γ, выраженной в процентах; коэффициент готовности К_г; коэффициент технического использования К_ти.

Практический пример. Для дублированного FM-передатчика (схема 1+1) при отказе основного передатчика время восстановления определяется следующим образом:

Т_к = 5 мин (автоматический контроль несущей),

Т_п = 30 мин (локализация отказавшего модуля с помощью встроенной системы диагностики),

Т_у = 120 мин (замена отказавшего модуля на запасной из комплекта ЗИП).

Суммарное среднее время восстановления Т_в = 5 + 30 + 120 = 155 мин ≈ 2,6 часа. Для сравнения, в передатчиках без системы автоматической диагностики время поиска дефекта Тп может достигать 4–6 часов, что существенно увеличивает Тв и снижает коэффициент готовности комплекса.

Рисунок 4 – Структура среднего времени восстановления FM-передатчика (Тк, Тп, Ту)