Вешкурцев- Бычков АСКиД РЭС

Ремонтопригодность (maintainability) – свойство изделия, заключающееся в

приспособленности к обнаружению и предупреждению причин возникновения отказов, повреждений, поддержанию и восстановлению его работоспособного состояния путем проведения ТО и ремонта .

Основные показатели надежности [ 2 ]:

1) вероятность безотказной работы (основная формула надежности)

Т0 = ò0∞P(t)dt .

Среднее время безотказной работы в интервале (0 – Т)

Здесь ξi - случайное значение времени восстановления; pi – вероятность

появления значения xi ;

4) коэффициент готовности

1.5. Процесс и задачи технической эксплуатации

Процесс ТЭ на стадии ЖЦ изделия можно представить как последовательную систему деградационных и управляющих воздействий. При этом на РЭС действуют три процесса:

-деградационный , понижающий работоспособность системы;

-процесс, поддерживающий работоспособность РЭС на определенном уровне;

-процесс, восстанавливающий работоспособность после наступления отказа.

11

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Деградационные процессы являются случайными (вероятностными).

Восстанавливающие процессы часто бывают организованными и содержат детерминированную составляющую, определяемую, например, периодичностью проведения работ по ТО.

Процесс восстановления работоспособного состояния РЭС во времени можно рассматривать как повышение безотказности системы, т.е. увеличение вероятности ее безотказной работы. Для этого процессу восстановления должно

предшествовать обновление РЭС за счет профилактических замен изношенных дефектных элементов.

Другим комплексным показателем надежности является коэффициент оперативной готовности

КОГ = P(t)KГ ,

где Р(t) – вероятность безотказной работы; Ког - вероятность того, что система

окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени и начиная с этого момента будет безотказно работать в течение заданного времени t.

Готовность РЭС к функциональному использованию определяется параметрами ее безотказности и ремонтопригодности, характеризующими в

конечном счете возможность целенаправленного управления техническим состоянием РЭС.

Управление состоянием – главный процесс технической эксплуатации. Таким образом, задачи ТЭ РЭС могут быть определенны следующим образом:

-предупреждать деградационные процессы;

-не допускать возникновения отказов;

-восстанавливать изделие при возникновении отказа или предпосылки к такому;

-оценивать состояние изделия;

-поддерживать пребывание изделия в состоянии готовности;

-определять потребности изделия в ТО и своевременно его выполнять;

-минимизировать затраты по ТО и ремонту изделия.

1.6. Система технического обслуживания РЭС

Система технического обслуживания (СТО) и ремонта по своему составу и структуре относится к классу больших организационно-технических систем, т.е. эрготехнических. Рассмотрим обобщенную структурную схему организации СТО (рис.1.4), где центральным элементом является РЭС как объект технического обслуживания (ОТО) [1].

12

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

1.7. Стратегии технического обслуживания

Различают два основных вида стратегии ТО и Р – по наработке (ТОН) и по состоянию (ТОС) [1].

Стратегия ТОН – система правил управления техническим состоянием РЭС,

согласно которой перечень и периодичность выполнения операций зависят от значения наработки изделия с начала эксплуатации или после ремонта. При этой стратегии (рис.1.5) для всего парка однотипного оборудования (изделий) предусматриваются единые перечень и периодичность операций ТО, в том числе замена элементов с определенной наработкой, независимо от фактической потребности в них каждого объекта. Эту стратегию следует применять для РЭС,

которым свойственна тенденция к существенному росту потока отказов после определенной их наработки или выработки ресурса.

Функциональное

использование

РЭС

Контроль

технического состояния РЭС

Замена Регули- Восста-

рование новление

Контроль технического состояния на соответствие норм технических параметров

Рис.1.5. Стратегия технического обслуживания по наработке

Стратегия технического обслуживания по состоянию ТОС заключается в том, что перечень и периодичность операций определяются фактическим состоянием изделия в момент начала ТО. Обязательным условием применения стратегии ТОС (рис.1.6) является отсутствие последействие отказа изделия при его возникновении на окружающую среду.

14

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Сопоставительный анализ стратегий ТОН и ТОС сложных РЭС показывает,

что стратегия ТОС обладает рядом существенных преимуществ перед стратегией ТОН. Например, в настоящее время стратегия ТОС является основной перспективной стратегией ТО РЭС. Однако основным условием ТО по состоянию

является наличие текущей информации In(t) о состоянии РЭС, которая обеспечивается наличием средств технического контроля и диагностики РЭС.

1.8. Основные понятия ремонтопригодности и контролепригодности РЭС

Ремонтопригодность и контролепригодность являются основными показателями надежности и определяют приспособленность объекта к проведению различных работ по ТО и Р.

Ремонтопригодность – это свойство изделия, заключающееся в

приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов (дефектов, повреждений) и поддержанию и восстановлению

работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов, т. е. определяет эксплуатационную и ремонтную технологичность технического объекта. Основной количественный показатель ремонтопригодности - среднее время восстановления

Тв = Тд + Ту ,

где Тд – среднее время диагностирования, Ту - среднее время устранения неисправностей. Использование этого показателя свидетельствует о том, что в понятие ремонтопригодности вкладывается большая доля человеческого фактора, основанного на устранении уже известного повреждения, с учетом потерь времени на диагностику изделия.

16

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Контролепригодность – это свойство изделия, характеризующее его приспособленность к проведению диагностирования заданными средствами.

Контролепригодность РЭС в первую очередь характеризуется требованиями обеспечения ее надежности. Обеспечение контролепригодности связано с дополнительными затратами, которые окупаются за счет более эффективного использования РЭС и сокращения расходов на ТО. Контролепригодность оказывает решающее воздействие на внедрение в практику новых стратегий ТО, в частности, ТОС. Контролепригодность изделия закладывается на этапах проектирования и производства РЭС.

Одним из основных показателей уровня контролепригодности является коэффициент глубины поиска дефекта. И определяется отношением [ 32 ]

где B – число однозначно различных составных частей изделия на принятом уровне деления, с точностью, до которой определяется место дефекта; N – общее число составных частей изделия на принятом уровне деления с точностью, до которого требуется определить место дефекта.

Коэффициент глубины является многопараметрическим показателем, его

можно описать функционалом

КГП = F{Q, W, P, T, П, M} ,

где Q – множество контрольных точек объекта диагностики; W – множество контрольных параметров; P – статистика распределения дефектов; T – период

времени диагностирования; П – множество проверок (или тестов); М – методы диагностирования.

Контролепригодность сложной радиоэлектронной системы является многокомпонентной и зависит от целевого назначения РЭС.

17

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

2. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

2.1. Определение технической диагностики

Процесс определения технического состояния объекта с заданной точностью в настоящий момент на основе технического контроля называется техническим диагностированием. Процесс диагностирования можно рассматривать как специальный процесс управления, целью которого является определение технического состояния объекта. Это хорошо согласуется с современным пониманием управления, как процесса осуществления целенаправленных действий на объект управления (ОУ), что четко определяет предмет исследований

и задачи технической диагностики с позиции общей теории управления и контроля. Проиллюстрируем этот процесс схемой (рис.2.1).

Рис.2.1. Обобщенная система управления: ЛПР – лицо, принимающее решение

На рис.2.1 приведены следующие обозначения:Д x , Д y – датчики, с помощью которых измеряются состояния среды и ОУ; Xd, Yd - результаты измерений Xd = DX (X), Yd = DY (Y) являются исходной информацией для управляющего устройства (УУ); DX , DY – операторы датчиков; U – управляющее воздействие; ИM – исполнительный механизм; E – ненаблюдаемое воздействие на ОУ, под которым подразумеваются все ненаблюдаемые внешние и внутренние факторы, влияющие на его состояние Y [ 3 ], т.е.

18

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

Y = F0 (X, U, E),

где F0 – оператор работы объекта ; U0 – наблюдаемый вход или воздействие после ИМ. В общем случае U ¹ U0.

В основе процесса управления лежит информация In о сложившейся ситуации.

In = ψ[Xd (t), Yd (t)] .

Для целенаправленного функционирования управляемого устройства ему, кроме информации In, необходимо сообщить цель Z* управления. Располагая информацией о состояниях среды, объекта Y и цели, можно представить управление как результат работы алгоритма:

U = ϕ(In, Z ).

Одним из факторов, существенно влияющих на эффективность контроля и диагностики, является качественная разработка их алгоритмов.

Техническое диагностирование (ТД) осуществляется с помощью системы технической диагностики (СТД), которая по своей структуре в общем случае аналогична обобщенной системе управления (рис.2.1). СТД представляет собой совокупность технических средств и объекта диагностики (ОД). Считаем, что ОД

– это изделие или его составная часть, техническое состояние которой следует определить, а средства технической диагностики – совокупность аппаратных, программных и математических средств.

Диагностический параметр (признак) – параметр, используемый в установленном порядке для определения технического состояния изделия.

С точки зрения общей теории надежности техническую диагностику следует

19

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

2.2. Задачи технической диагностики

Техническая диагностика решает три основные задачи. К ним относятся:

1) проверка работоспособности ОД. В результате решения этой задачи происходит переход либо к применению устройства по прямому назначению, либо к анализу его состояния;

5)поиск неисправных (дефектных) элементов в ОД. При решении второй

задачи должна быть выяснена первичная причина отказа или найдены дефектные или поврежденные элементы;

6)прогнозирование состояния ОД на некоторое время в будущее, если заранее известно, что характеристики объекта постоянно изменяются.

Теоретическими положениями для решения первых двух задач следует считать общую теорию распознавания, теорию нечетких (fuzzy) множеств и методы теории статистических решений [4 - 7 ]. Теоретической основой

третьей задачи являются теория рядов, теория приближения функций, теория интерполяции и теория нечетких множеств [ 6 - 8, 33].

2.3. Классификация систем технической диагностики

Различают системы диагностирования тестовые и функциональные

( рис. 2.3 и 2.4).

Тестовое воздействие

СТД ОД

Реакция

Результаты

диагностики

Рис.2.3. Система тестовой технической

Рабочие воздействия

Реакции

Результаты

диагностики

Рис. 2.4. Система функциональной технической диагностики

Условная классификация систем диагностирования показана на рис. 2.5. Она включает три варианта реализации системы: аппаратный, программный и программно-аппаратный.

20

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com