1.7 Коэффициент вынужденного простоя

Теоретическое обоснование. Коэффициент вынужденного простоя – это отношение времени вынужденного простоя к сумме времени исправной работы и вынужденных простоев. Иначе говоря, коэффициент вынужденного простоя есть отношение времени восстановления к сумме времени безотказной работы и времени восстановления. Данный показатель является дополнением коэффициента готовности до единицы (15).

.

(15)

Очевидна связь коэффициента вынужденного простоя с коэффициентом готовности: поскольку коэффициент вынужденного простоя является производным от коэффициента готовности, то он обладает теми же недостатками – по нему нельзя судить о времени непрерывной работы до отказа. Для системы, которая эксплуатируется длительное время, коэффициент простоя стремится к постоянной величине, т. е. определяется вероятность того, что в установившемся процессе эксплуатации система в любой момент времени находится в состоянии вынужденного простоя (16).

,

(16)

где Т – среднее время безотказной работы.

Практический пример. Для FM-передатчика с Т₀ = 2833 ч и Т_в = 2,64 ч коэффициент вынужденного простоя составляет: Квп = ≈ 0,000931. Это означает, что в среднем передатчик находится в состоянии вынужденного простоя 0,093 % календарного времени.

За год эксплуатации (8760 ч) вынужденный простой составит: 8760 · 0,000931 ≈ 8,2 часа.

Для радиовещательной компании с коммерческим эфирным временем это эквивалентно существенным финансовым потерям, что обосновывает необходимость резервирования.

Для дублированной системы (1+1) коэффициент вынужденного простоя снижается до пренебрежимо малого значения, поскольку отказ системы требует одновременного отказа обоих передатчиков.

Рисунок 7 – Сравнение коэффициента вынужденного простоя для нерезервированной и дублированной систем

1.8 Относительный коэффициент отказов

Теоретическое обоснование. Относительный коэффициент отказов есть отношение процента отказов системы вследствие выхода из строя элементов данного типа к проценту элементов данного типа в системе . Определяется по формуле 17.

,

(17)

где n_i – число отказов системы, вызванных элементами i-го типа;

R – общее число отказов системы;

N_i – число элементов i-го типа в системе;

N – общее число элементов в системе.

Достоинства относительного коэффициента отказов: данная характеристика надёжности учитывает количество элементов в системе, поэтому по её величине можно судить об их надёжности, а также об относительной надёжности, поскольку замена тех или иных элементов на более надёжные изменяет значение коэффициента. Кроме того, относительный коэффициент отказов поможет выявить низкую надёжность некоторых входящих в систему элементов с тем, чтобы в дальнейшем принять меры к её повышению или заменить их на более надёжные аналоги.

Значение К_о > 1 свидетельствует о том, что доля отказов, обусловленных элементами i-го типа, превышает их долю в составе системы, т. е. данные элементы являются «слабым звеном» и требуют первоочередного внимания. Наоборот, К_о < 1 указывает на удовлетворительную надёжность элементов данного типа относительно их представительства в системе.

Практический пример. В FM-передатчике общей сложностью N = 500 элементов зафиксировано R = 10 отказов за год.

Анализ по типам элементов:

– электролитические конденсаторы (N_i = 40 шт.) вызвали n_i = 4 отказа;

– резисторы (N_i = 200 шт.) вызвали n_i = 1 отказ;

– интегральные микросхемы (N_i = 50 шт.) вызвали n_i = 3 отказа;

– прочие элементы (N_i = 210 шт.) вызвали n_i = 2 отказа.

Относительные коэффициенты отказов:

К_о(С) = = 5,0;

К_о(R) = = 0,25;

К_о(ИС) = = 3.

Значения К_о >> 1 для конденсаторов и микросхем указывают на необходимость замены их на более надёжные типы или введения резервирования.

Рисунок 8 – Относительный коэффициент отказов по типам элементов FM-передатчика