–электролитические конденсаторы (Ni = 40 шт.) вызвали ni = 4 отказа;

–резисторы (Ni = 200 шт.) вызвали ni = 1 отказ;

–интегральные микросхемы (Ni = 50 шт.) вызвали ni = 3 отказа;

–прочие элементы (Ni = 210 шт.) вызвали ni = 2 отказа. Относительные коэффициенты отказов:

Ко(С) = = 5,0;

Ко(R) = = 0,25;

Ко(ИС) = = 3.

Значения Ко >> 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 FMпередатчика

1.9 Коэффициент стоимости эксплуатации Теоретическое обоснование. Коэффициент стоимости эксплуатации

Кс.э. есть отношение стоимости эксплуатации системы в течение одного года

24

к стоимости изготовления системы. Этот коэффициент необходим для того, чтобы оценить удельные эксплуатационные расходы по отношению к капитальным затратам на создание системы. Коэффициент стоимости эксплуатации определяется по формуле 18.

где Сс.э. – стоимость эксплуатации системы в течение одного года; Сс.и. – стоимость изготовления системы.

Стоимость эксплуатации системы в течение года рассчитывается по формуле 19.

где Сз – затраты на запасные детали; Ср – затраты на ремонт; Спр – затраты на профилактику;

Срп – затраты на содержание ремонтного персонала; Сэ.р. – затраты на другие эксплуатационные расходы (электроэнергия,

аренда помещений и т. д.).

Чем надёжнее система, тем меньше стоимость её эксплуатации и меньше значение коэффициента Кс.э.

Спроектировать и изготовить надёжную систему достаточно трудно. Для этого необходимо максимально (насколько это возможно) упростить систему без ухудшения других её характеристик, выбрать надёжные элементы, обеспечить благоприятные режимы их работы.

Эксплуатация надёжной системы не требует большого числа запасных деталей, значительного количества персонала и т. д. Отсюда вывод – стоимость эксплуатации системы тем ниже, чем надёжнее система.

Вместе с тем, значение коэффициента Кс.э. зависит не только от надёжности, но и от большого числа других факторов: сложности системы, квалификации персонала, стоимости запасных частей и т. п., поэтому коэффициент стоимости эксплуатации является удобной характеристикой

25

экономичности системы, но слабо характеризует её надёжность в чистом виде.

Практический пример. Стоимость изготовления FM-передатчика мощностью 10 кВт составляет Сс.и. = 5 000 000 руб.

Годовые эксплуатационные затраты Сз = 200 000 руб. (ЗИП), Ср = 150 000 руб. (ремонтные работы), Спр = 300 000 руб. (плановое обслуживание), Срп = 600 000 руб. (зарплата персонала), Сэ.р. = 1 200 000 руб. (электроэнергия, аренда).

Итого Сс.э. = 2 450 000 руб.

Коэффициент стоимости эксплуатации Кс.э. = = 0,49.

Для дублированной системы (1+1) капитальные затраты удваиваются (10 000 000 руб.), а эксплуатационные возрастают незначительно за счёт дополнительного комплекта ЗИП: Сс.э. ≈ 2 700 000 руб.

Тогда Кс.э. = 0,27. Таким образом, несмотря на удвоение капитальных затрат, удельная стоимость эксплуатации снижается благодаря более высокой надёжности резервированной системы.

Рисунок 9 – Структура эксплуатационных затрат FM-передатчика

26

1.10 Метод контрольных осциллограмм Теоретическое обоснование. Одним из важнейших средств

обеспечения и поддержания надёжности автоматизированных систем является техническая диагностика. Под технической диагностикой понимается область знаний, разрабатывающая методы и средства поиска отклонений в режимах работы (или состояниях) систем, обнаружения и устранения дефектов и средства их локализации . При диагностировании необходимо определить техническое состояние системы в данный момент времени: проверить исправность, работоспособность и (или) правильность функционирования системы.

Различают тестовое и функциональное диагностирование. Тестовое диагностирование позволяет проверить техническое состояние системы по тестовому воздействию на неё: по тесту проверяются параметры системы и её элементов и выявляются причины их отклонения от заданных значений. Функциональное диагностирование позволяет определить техническое состояние системы по рабочему воздействию на неё: контролируется исполнение системой заданных функций при заданных параметрах и выявляются причины нарушения её функционирования. Оба вида диагностирования выполняются по алгоритму диагностирования – совокупности элементарных проверок в контрольных точках системы и правил, устанавливающих последовательность их проведения, а также анализа результатов этих проверок.

Широко применяется при диагностировании метод контрольных осциллограмм. Метод основан на использовании графиков функции различных параметров во времени, по которым оцениваются техническое состояние и работоспособность отдельных узлов, блоков и системы в целом. Суть метода заключается в следующем: составляют диагностическую модель, определяют диагностическую ценность разных параметров, оценивают трудоёмкость использования параметров для диагностирования, предварительно определяют диагностические параметры, экспериментально

27

проверяют чувствительность к дефектам и отбирают наиболее информативные параметры.

Метод контрольных осциллограмм может быть реализован как средствами приборной диагностики (осциллографы, анализаторы спектра, регистраторы данных), так и с помощью ЭВМ в автоматическом режиме. Использовать метод целесообразно также на специализированных испытательных стендах для контроля качества изготовления механизмов и узлов и в условиях эксплуатации для непрерывного или периодического мониторинга состояния оборудования.

Практический пример. Для диагностирования FM-передатчика метод контрольных осциллограмм применяется следующим образом. В качестве диагностических параметров выбраны: форма огибающей выходного сигнала, уровень гармонических составляющих в спектре, напряжение питания выходного каскада, температура теплоотвода. На рисунке 10 показаны контрольные осциллограммы для исправного передатчика (а) и передатчика с дефектом модулятора (б). Сравнение осциллограмм позволяет однозначно идентифицировать тип дефекта: при неисправности модулятора огибающая сигнала искажается, появляются паразитные амплитудные составляющие. Автоматизированная система диагностики сравнивает текущую осциллограмму с эталонной и при превышении порога отклонения формирует сигнал тревоги, указывая тип и местоположение дефекта.

28

Рисунок 10 – Контрольные осциллограммы FM-передатчика: а – исправное состояние; б – дефект модулятора

Эффективность процессов диагностирования во многом определяется программными средствами системы. Современные радиопередающие комплексы оснащаются встроенными системами мониторинга, реализующими метод контрольных осциллограмм в реальном времени. Это позволяет перейти от стратегии обслуживания «по отказу» к стратегии обслуживания «по состоянию», существенно снижая эксплуатационные расходы и повышая коэффициент готовности оборудования.

29