Учебник по Технологии

диагностированию, по совокупности показателей контролепригодности. Здесь «+» означает, что этот показатель используется для оценки уровня контролепригодности данной структуры РЭС, в противном случае – «–».

Каждая из структур РЭС (как дискретная, так и аналоговая) может быть подвергнута как тестовому, так и функциональному диагностированию. В зависимости от этого, к примеру, на уровне ТЭЗ, они представлены в табл. 40.

Для того, чтобы объективно задать требования по точности локализации места неисправности, необходимо построить график зависимости коэффициента однозначности локализации места неисправности ( Kлн ) от hK и F (где hK – число однозначно различимых неисправностей при диагностировании заменяемых составных частей РЭС на принятом уровне деления, а F – число заменяемых составных частей РЭС на принятом уровне деления, выявленных при контроле) (рис. 157).

Перед началом эскизного проектирования сменных узлов, стойки в техническом задании целесообразно задать, а затем контролировать выполнение значения таких показателей контролепри-

годности, как Kгп, Kаги, Kапс, Kуп, Kукп, Д, Kи.

Причем первые пять показателей контролепригодности необходимо стремиться задавать равными единице.

588

Значению F соответствует определенное количество составных частей (элементов) РЭС NF , неисправности которых обнаруживаются в результате диагностирования. Аналогично для R – NR .

Если в спроектированной РЭС необходимо изменить (увеличить) значение Kгп, то это означает, что необходимо изменить (увеличить) количество обнаруживаемых в ней неисправностей. Это, как правило, требует введения дополнительных затрат, т.е. увеличения вводимой структурной избыточности Sизб . В свою очередь, увеличение значения Kгп, т.е. количества обнаруживаемых неисправных элементов NF , приводит к уменьшению вероятности необнаруженного отказа Рно. Если принять, что достоверность контроля РЭС определяется по формуле

Д = 1− (Рно + Рло) ,

где Рло – вероятность ложного отказа, то это ведет к увеличению достоверности контроля. В свою очередь уменьшение значения Kгп приводит к увеличению количества необнаруженных отказавших элементов и к уменьшению достоверности контроля. Повышение значения Kгп, как отмечалось выше, увязано со структурными дополнительными затратами, т.е. увеличением количества элементов в ТЭЗ, а это ведет к уменьшению вероятности безотказной работы ТЭЗ и к увеличению его стоимости.

Рассмотрим коэффициент оперативности контроля, который определяется исходя из следующего выражения:

K ок = (tC − t K ) / t C ,

где tC – время непосредственной проверки всей РЭС; tK – время проверки данной стойки ТЭЗ.

При tK → 0 Kок→ 1.

В свою очередь tK непосредственно связано с временем обнаружения неисправности tобн, которое входит составной частью в выражение, определяющее время восстановления tв :

t â = tî áí + t î ò + tó + t s + tW ,

где tот – время отыскания неисправности; tу – время устранения неисправности; ts – время простоя до начала отыскания неисправно-

сти; tW – время для повторного включения в работу после восстановления;

590

t от = t к + t лн ,

– время локализации места неисправности (установления места неисправности).

Исходя из этого можно отметить, что увеличение Kок неразрывно связано с уменьшением tв (при одинаковых исходных данных). Время проверки стойки tк (ТЭЗ) будет зависеть от того, сколько необходимо реализовать входных воздействий, входящих в тест для проверки ТЭЗ с их эталонными значениями. Таким образом, можно отметить, что сокращение времени tк связано с уменьшением количества входных воздействий в тесте и количества эталонных выходных сигналов, которые следует хранить в памяти средств контроля. Это позволяет сократить объем памяти, необходимый для реализации программы проверки ТЭЗ, что в свою очередь приводит к сокращению аппаратной избыточности Sизб , уменьшению стоимости РЭС и к повышению ее надежности. Но это справедливо в том случае, если программа проверки «зашивается» в постоянную память средств контроля.

Рассмотрим влияние коэффициента однозначности локализации неисправности:

Клн = hK .

F

Значение hK характеризует количество неразличимых неисправностей (когда нельзя установить место неисправности) в контролируемой РЭС (стойке, ТЭЗ). В таком случае время локализации неисправности tлн будет зависеть от значения hK . При уменьшении hK время локализации места неисправности увеличивается, что в свою очередь приводит к увеличению времени восстановления tв . Увеличение Kлн требует введения аппаратурных затрат, т.е. увеличения структурной избыточности Sизб . Это приводит к уменьшению вероятности безотказной работы РЭС и к увеличению ее стоимости.

Исходя из рассмотренного можно записать следующее приближенное выражение:

где ξ – коэффициент пропорциональности.

591

На рис. 158 приведен график зависимости tв от Kлн при ξ = 1. Из графика видно, что изменения Kлн от 1 до 0,6 к значительному увеличению времени восстановления не приводит. При Kлн < 0,6 происходит резкое увеличение времени восстановления.

Рис. 158. График зависимости времени восстановления tв от значения коэффициента однозначности локализации неисправности (Kлн)

Рассмотрим влияние изменения коэффициента унификации устройств сопряжения:

Kус = Nу .

N0

Значение этого коэффициента рассчитывается, если N0 > 1.

Если Kус принимает значение, равное единице, то это означает, что с помощью этого устройства сопряжения проверяется весь заданный класс РЭС.

Приближение Kус к 1 позволяет за счет уменьшения количества устройств сопряжения уменьшить стоимость РЭС и повысить ее надежность, уменьшить вводимую структурную избыточность.

592

Рассмотрим влияние изменения очередного показателя контролепригодности коэффициента унификации параметров сигналов:

Kуп = δу .

δ0

В качестве унифицированных параметров могут быть использованы: постоянное напряжение, ток, частота, код, амплитудное значение переменного напряжения. Для образования параметров, используемых при диагностировании, в унифицированные параметры применяют первичные измерительные преобразователи (ПИП). Увеличение значения Kуп неразрывно связано с уменьшением количества ПИП, т.е. с упрощением структуры РЭС, повышением вероятности ее безотказной работы, уменьшением погрешности измерения параметра.

Рассматривая аналогично остальные показатели контролепригодности, можно оценить их влияние на изменение погрешности измерения параметра, избыточность, достоверность, время восстановления, вероятность безотказной работы, стоимость. Результаты исследований приведены в табл. 41, где стрелка «− » означает увеличение, возрастание показателя или величины, стоящей рядом со стрелкой, а стрелка «↓ » означает уменьшение той или иной величины.

593

Из табл. 40 можно сделать вывод, что изменение диагностических показателей приводит в основном к изменению избыточности, времени восстановления, вероятности безотказной работы и стоимости. Наиболее информативными диагностическими показателями являются коэффициент глубины поиска дефекта Kгп и достоверность контроля. Наименее информативным показателем является коэффициент унификации контролируемых параметров Kукп, который влияет только на стоимость разрабатываемой РЭС. Если на стоимость РЭС существенных ограничений не накладывается, то этот показатель при расчетах контролепригодности можно не учитывать.

В табл. 40 можно выделить диагностические показатели контролепригодности, увеличение значений которых взаимосвязано с уменьшением времени восстановления – это Kок, Д, Kлн, Kапс.

Конструктивные показатели контролепригодности, увеличение которых взаимосвязано с уменьшением времени восстановле-

ния – Kаги, Kис, Kи, Kпэра .

Изменение технологических показателей контролепригодности Kтд и Kвср в основном связано с изменением времени восстановления.

Вариация значений величины, характеризующей достоверность функционирования РЭС, связана с изменениями таких коэффициентов контролепригодности, как Kгп, Д, Kи. Значения этих показателей должны задаваться в техническом задании и жестко контролироваться на этапе проектирования.

Анализ табл. 41 позволяет выделить в ней две группы показателей контролепригодности, изменения значений которых приводят

594

к изменению структурной избыточности РЭС.

Первая группа: Kгп, Kлн, Д, Kапс, Kаги.

Вторая группа: Kус, Kуп, Kис, Kп, Kвср, Kи, Kок.

Увеличение значения любого показателя контролепригодности из первой группы приводит к усложнению диагностируемой структуры. Увеличение значений показателей контролепригодности из второй группы имеет обратное действие.

По аналогии с этим можно выделить две группы показателей контролепригодности, изменение значений которых приводит к изменению значения вероятности безотказной работы диагностируемой структуры.

Первая группа: Kок, Kус, Kуп, Kис, Kп, Kвср, Kи.

Вторая группа: Kгп, Kлн, Kапс, Д, Kаги.

Увеличение значения показателя контролепригодности в первой группе приводит к увеличению значения вероятности безотказной работы диагностируемой структуры, а увеличение показателей во второй группе имеет обратное действие.

Применяя метод выделения центрального ядра в матрице к табл. 37, можно выделить показатели контролепригодности, увеличение значений которых приводит к уменьшению вводимой структурной избыточности в диагностируемую структуру, к увеличению вероятности безотказной работы структуры и к сокращению времени восстановления структуры – это Kок, Kуп, Kвср, Kис.

На рис. 159 приведена зависимость уровня контролепригодности (Уп), приближенного уровня контролепригодности (Упг) и диагностическая составляющая уровня контролепригодности (Уд) РЭС от изменения точности локализации неисправности, на рис. 160 – от времени самопроверки, на рис. 161 – от количества выявляемых неисправностей в РЭС. На рис. 162 приведены зависимость уровня контролепригодности (Уп), приближенного уровня контролепригодности (Упг) и диагностическая составляющая уровня контролепригодности (Уд) РЭС от изменения времени подготовки к контролю.

595

Уi

Уд

Уп

Упг

Рис. 159. Зависимость уровня контролепригодности РЭС от количества выявляемых неисправностей

Рис. 160. Зависимость уровня контролепригодности РЭС от времени самопроверки

596

Рис. 161. Зависимость уровня контролепригодности РЭС от точности локализации неисправности

Рис. 162. Зависимость уровня контролепригодности РЭС от времени подготовки к контролю

Приближенная оценка уровня контролепригодности производилась по следующим коэффициентам контролепригодности: Kгп,

Kлн, Kос, Kид.

597