
- •Министерство образования и науки
- •Введение
- •Часть 1. Основы теории надежности организационно-технических систем и входящих в их состав объектов
- •Раздел 1. Описание свойств организационно-технических систем и входящих в их состав объектов
- •1.1 Системный подход к исследованию надежности сложных технических комплексов
- •1.2Техническое состояние объектов в составе организационно-технических систем
- •1.3. Основные термины и определения в области надежности технических объектов.
- •1.4. Организационно-техническая система и ее свойства
- •1.5. Учет человеческого фактора в организационно-технических системах
- •1.6. Качество организационно-технических систем
- •1.7. Краткая характеристика жизненного цикла сложных технических объектов в составе организационно – технических систем
- •Раздел 2. Модели отказов технических объектов
- •2.1. Модель отказов при мгновенных повреждениях.
- •2.2. Модель отказов, обусловленных накапливающимися повреждениями.
- •2.3 Модель “Нагрузка – сопротивляемость объекта”.
- •2.4 Модели параметрических отказов.
- •2.4.1. Модель параметрического отказа при одном параметре, характеризующем работоспособность объекта.
- •2.4.2.Модель параметрической надежности объекта при нескольких параметрах, характеризующих работоспособность его систем и элементов.
- •2.5. Физические основы процессов разрушения твердых тел
- •Раздел 3. Показатели надежности организационно-технических систем и их элементов
- •3.1. Особенности показателей надежности организационно-технических систем и их элементов
- •3.2. Показатели безотказности невосстанавливаемых объектов
- •3.3. Показатели безотказности объектов с мгновенным восстановлением.
- •3.4. Комплексные показатели надежности организационно-технических систем
- •3.4.1. Функция готовности объектов с конечным временем восстановления
- •3.4.2 Показатель нахождения объекта в дежурном режиме
- •3.4.3 Показатель (коэффициент) готовности объектов, неконтролируемых в промежутках между проведением технических обслуживаний
- •3.4.4 Выбор оптимального значения периодичности технического обслуживания
- •3.4.5. Комплексные показатели готовности организационно технических систем
- •3.5. Особенности оценки надежности программного обеспечения
- •Раздел 4. Показатели долговечности
- •4.1 Основные формулы и определения
- •4.2 Основные показатели долговечности.
- •4.3 Задание требований к гамма-процентному сроку службы
- •4.4 Задание гамма-процентных ресурсов.
- •Относительно r1, r2, при заданных значениях , b1, b2, c1, c2, t.
- •4.5 Экспертно-факторный подход к оценке и прогнозированию долговечности организационно-технических систем и их элементов.
- •Метод определения оптимальных сроков службы отс с учетом характера их применения
- •4.7 Оценка сроков службы объектов с учетом физического и морального износа
- •Раздел 5. Ремонтопригодность
- •5.1 Показатели ремонтопригодности
- •5.2Организацияпоиска и устранения дефектов, неисправностей и отказов
- •6. Сохраняемость
- •6.1 Анализ факторов, влияющих на сохраняемость объектов
- •6.2 Консервация объектов
- •6.3 Периодичность проверок объектов при хранении
- •6.4 Контроль и поддержание температурно-влажностного режима в хранилищах
- •6.5. Особенности хранения крупногабаритных элементов комплексов летательных аппаратов.
- •6.6. Предотвращение смятия баков ракет-носителей внешним избыточным давлением.
- •6.7. Особенности сохраняемости крупногабаритных элементов ракетно-космической техники при перевозках железнодорожным транспортом.
- •6.8 Определение показателей безотказности объектов в переменном режиме. Физический принцип надежности н.М. Седякина.
- •Раздел 7. Определение показателей надежности элементов организационно-технических систем на основе методов теории стохастической индикации.
- •7.1 Основы теории стохастической индикации
- •7.2 Физическая природа стохастических индикаторов.
- •7.3 Методы определения показателей надежности на основе методов стохастической индикации.
- •7.4 Графический метод построения функций распределения ,стохастических индикаторов.
- •7.5. Построение функций распределения и стохастических индикаторов.
- •Часть 2. Пути и методы повышения надежности организационно-технических систем и их элементов
- •Раздел 8. Техническое обслуживание объектов
- •8.1 Назначение и содержание технического обслуживания.
- •8.2 Системы то и принципы их выбора.
- •Раздел 9. Надежность систем и объектов с резервированием
- •9.1 Виды резервирования
- •9.2. Показатели надежности устройств с постоянным нагруженным резервом
- •Раздел 10. Расчет надежности организационно-технических систем и их элементов……….……….……….……….……….…………………... 9
- •Раздел 10. Расчет надежности ремонтируемых организационно-технических систем 246
- •9.3. Показатели надежности при резервировании с ненагруженным резервом
- •9.4. Сопоставление общего и раздельного резервирования
- •9.5. Скользящее резервирование
- •9.6. Резервирование с применением мажоритарного элемента
- •9.7. Резервирование элементов, отказывающих по причине обрыва или короткого замыкания
- •9.8. Метод свертки
- •9.9. Логико-вероятностный метод
- •9.10. Оценка надёжности мостиковых структур методом перебора.
- •Раздел 10. Расчет надежности ремонтируемых организационно-технических систем
- •10.1. Расчет надежности ремонтируемых организационно-технических систем
- •Вычисление функций готовности и простоя нерезервированных систем
- •10.2 Особенности расчёта надёжности резервированных восстанавливаемых систем.
- •10.3. Примеры расчётов надёжности восстанавливаемых систем.
- •10.4 Определение надежности с учетом восстанавливаемости и числа запасных элементов
- •Раздел 11. Определение необходимого числа запасных элементов
- •11.1. Оптимальное соотношение между надежностью и стоимостью
- •11.2. Определение гарантированного числа запасных элементов
- •11.3. Оптимальное резервирование
- •11.4. Алгоритмы оптимального резервирования
- •11.5. Применение резервирования в системах наведения и управления летательных аппаратов
- •Раздел 12. Испытания организационно-технических систем и их элементов
- •12.1. Планы испытаний
- •12.2 Оценка показателей надежности по результатам испытаний.
- •12.2.1 Испытания на надежность элементов объектов в составе организационно-технических систем
- •12.2.2.Общие методы оценки показателей надёжности по результатам испытаний
- •Эмпирическая функция распределения и гистограмма результатов испытаний
- •Метод проверки гипотез о законах распределения.
- •Графические методы.
- •Метод максимального правдоподобия.
- •Метод квантилей.
- •12.2.3 Интервальные оценки показателей надёжности.
- •Определение доверительного интервала для средней наработки на отказ
- •12.2.4 Контрольные испытания.
- •Контроль по методу однократной выборки.
- •12.3 Обеспечение надежности объектов ркт в процессе опытной отработки.
- •12.3.1. Логико-вероятностная модель процесса отработки.
- •12.3.2 Определение числа доработок для обеспечения требуемого значения показателя надежности.
- •12.4 Оптимизация программы испытаний сложных объектов по стоимости
- •12.5 Краткая характеристика жизненного цикла сложных технических объектов.
- •12.6.Изменение надёжности летательного аппарата при его отработке в составе организационно-технической системы
- •Раздел 13. Общие вопросы технической диагностики
- •13.1 Основные понятия и определения
- •13.2Поиск и устранение неисправностей (отказов)
- •13.3. Методы поиска неисправностей (отказов) и обуславливающих их дефектов.
- •13.3.1 Условия работоспособности объектов. Контроль работоспособности.
- •13.3.2. Методы обнаружения дефектов
- •13.4 Критерии оптимальности процесса поиска неисправностей
- •Алгоритм поиска дефектов
- •13.5. Методы построения алгоритмов поиска дефектов
- •13.6 Поиск неисправных элементов методом групповых проверок
- •13.7. Поиск отказавших элементов на основе чисел Фибаначи и золотой пропорции.
- •Раздел 14. Обеспечение надежности систем «человек-машина» в организационно-технических системах
- •14.1 Виды совместимости среды и системы «человек-машина»
- •14.2 Методология исследования систем «человек – машина»
- •14.3 Организация рабочих мест
- •14.4 Выбор положения работающего
- •14.5 Пространственная компоновка рабочего места
- •14.6 Размерные характеристики рабочего места (боевого поста)
- •14.7 Взаимное расположение рабочих мест
- •14.8 Размещение технологической и организационной оснастки
- •14.9 Обзор и наблюдение за технологическим процессом
- •Раздел 15. Управление надежностью
- •Раздел 16. Информационное обеспечение программ обеспечения надежности
- •Заключение
- •Библиографический список.
13.2Поиск и устранение неисправностей (отказов)
Организация поиска и устранения неисправностей (отказов) и обусловливающих их дефектов проводиться в ОТС по решению руководителя работ в соответствии с требованиями конструкторской, эксплуатационной и нормативно-технической документации на объекты, входящие в состав ОТС. Все решения по поиску и устранению неисправности (отказа) принимает руководитель работ. Алгоритм принятия решения приведен на рис. 13.3.
При выявлении неисправности отказа на объектах ОТС технология поиска и устранения которых неопределенна в конструкторской, эксплуатационной, нормативно – технической документации (КД, ЭТД, НТД). Решение на поиск и устранение неисправности и обуславливающих их появление дефектов принимается после разработки технического решения и технического задания.
На основании технического решения, разрабатывается техническое задание, определяющее технологию выполнения работ, предусмотренных в техническом решении (технология поиска и решения дефекта). Кроме того, в техническом задании формулируется предложения по дальнейшим продолжении работ на объекте после выявления причин неисправности (отказа) и их устранения.
Техническое решение разрабатывается группой анализа, а техническое задание рабочей группой.
Группа анализа и рабочая группа назначаются руководителем ОТС. При необходимости в их состав могут быть включены представители предприятия- поставщика и представителя заказчика. Во всех случаях принятое решение на поиск и устранение неисправностей отказов, обуславливающих их дефектов должно исключать возможность возникновения аварийной ситуации в ОТС.
Рис. 13.4. Алгоритм работы по поиску и устранению причин дефекта
13.3. Методы поиска неисправностей (отказов) и обуславливающих их дефектов.
13.3.1 Условия работоспособности объектов. Контроль работоспособности.
Состояние ОД характеризуется совокупностью диагностических признаков. Так, условия работоспособности по одному параметру непрерывных объектов задаются неравенствами, которые ограничивают его значения, например, с одной стороны:
(Rи
> 50 Мом, сопротивление изоляции);
(Rи
50 Мом, сопротивление изоляции);
(Rи
<
50 Мом, сопротивление изоляции).
Если
состояние ОД определяется несколькими
диагностическими признаками, то задача
контроля работоспособности сводят к
проверке рассмотренных выше неравенств
для каждого из параметров. Например,
контроль состояния ОД может осуществляться
по показателям переходной характеристики
(рис.
13.4):
Рис. 13.5. Переходная характеристика
На
рис.13.4 приянты следующие обозначения:
-величина
перерегулирования;
-статическая
точность;
-число
колебаний;
-крутизна;
-время
переходного процесса
Для
решения задачи контроля в этом случае
необходимо задать условия работоспособности
вида
,
,
,
,
(индекс
“доп” означает допустимое значение).
Если
в качестве диагностических признаков
рассматривает характеристика вида
,
где
и
входныая
и выходная переменные, то условия
работоспособности определяются значением
отклонения текущей характеристики
от
номинальной
.При
этом сходства и различия этих характеристик
определяется следующими критериями:
1. Критерий среднего отклонения
.
Недостатком этого критерия является одинаковая чувствительность как к величине абсолютного отклонения, так и к длительности интервала, не котором оценивается отклонение.
2. Критерий среднеквадратичного отклонения
.
Этот критерий более чувствителен к величине отклонения, чем к длительности интервала, на котором отклонение оценивается. Он наиболее часто используется на практике.
3. Критерий равномерного приближения
.
При этом критерием близости является максимальное отклонения на интервале
.
Если
максимальное отклонение мало, то на
всем интервале определения функции
и
будут
мало отличаться друг от друга. Все эти
критерии определяющие условия
работоспособности ОД сводятся к
неравенству
где
от – допустимое отклонение, а
– вид критерия.
В
случае дискретных ОД они рассматриваются
как преобразователи наборов входных
воздействий
в выходные
,
где
.
Причем
при рабочем диагностировании равно
числу входных рабочих воздействий.При
тестовом диагностировании входные
воздействия определяются из условия
срабатывания всех элементов в ОД.
Каждый набор имеет вид
где
и
-
значения напряжений на соответствующем
входе и выходе,
-
число входов,
-число
выходов. Обычно в качестве
и
рассматриваются
сигналы 0 и 1 (0 – напряжение отсутствует,
1 – напряжение имеется). Поскольку
каждому входному набору
соответствует
определенный выходной набор
,
то условием работоспособности такого
дискретного ОД является соответствие
всех возможных входных наборов
выходным
наборам
.,
т.е.
.
При
рабочем диагностировании -рабочие
воздействия.
При
тестовом диагностировании для проверки
условий работоспособности необходимо
построить минимальную входную
последовательность наборов, позволяющую
оценивать состояния всех элементов
объекта. Например, в случае комбинационной
схемы (рис. 13.5) объект имеет четыре входа
,
входной набор
,
один выход
,
выходной набор
реализует
функцию
.
Рис. 13.6. Комбинационная схема
Проверка элементов схемы (рис.13.5) осуществляется подачей сигналов 1 на входы элемента. Для срабатывания всех элементов объекта необходимо наличие двух единиц. Этому соответствует следующая таблица состояний:
|
| |||
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Таких
наборов оказывается шесть. Из таблицы
видно, что для срабатывания всех элементов
объекта достаточно четырех входных
наборов (),
а именно
,
,
,
,
или
,
,
,
,
так как 2-й и 3-й, 4-й и 5-й наборы адекватны
по воздействию на объект. Таким образом,
минимальная тестовая последовательность,
достаточная для проверки условия
работоспособности, включает четыре
вектора
или
,
а условия работоспособности представляют
соответствия
;
;
;
.
Следует иметь в виду, что в объектах, охваченных отрицательно обратной связью, влияния возникшего дефекта проявляется незначительно при определении состояния ОД по выходу.
Например. Передаточная функции ОД, представленного на рис 13.7. имеет вид
,
(13.1)
где
-
передаточная функция объекта;
-
передаточная функция звена с обратной
связью.
Рис. 13.7. Объект диагностирования с обратной связью
После деления числителя и знаменателя
правой части выражения (13.1) на
имеет
место
.
(13.2)
Если коэффициент усиления
по
модулю велик, что характерно для реальных
объектов, то можно считать, что
(13.3)
Так, если
,
а
,
то изменение
на
50% изменит
с 0.9901 до 0.9804.
Таким образом, дефекты, возникающие в самом объекте по выходному сигналу, могут быть не обнаружены.
Иная картина – при наличии дефекта в цепи обратной связи.
Выходной сигнал
связан
для рассматриваемого ОД с входным
следующим образом:
.
(13.4)
Если считать, что изменяется только
и
,
то дифференцирование выражения (13.4)
дает:
.
(13.5)
Деление (13.5) на (13.4) приводит к следующему результату:
.
(13.6)
Так как
значителен, то выражение (13.6) может быть
представлено в виде:
(13.7)
т.е. относительное изменение выходного сигнала пропорционально относительному изменению в цепи обратной связи.
Следовательно, дефекты, возникающие в объекте, не обнаруживаются при контроле состояния по выходу. Дефекты, возникающие в цепи обратной связи, можно обнаружить при контроле выходного сигнала. В этом случае выявить наличие дефекта удается при размыкании цепи обратной связи.