Отдельных элементов или проектируемой системы в целом

В основе определения экономического эффекта от использования у потребителя более надежного проектируемого элемента (устройства, системы), чем базовый (сравниваемый, заменяемый, модернизируемый), лежит нахождение и сопоставление соответствующих ущербов от их использования. В случае, если имеет место снижение ущерба при использовании объекта, намечаемого к проектированию, по сравнению с использованием базового, то это снижение можно принять за эффект и наоборот.

Эту разность (снижение ущерба – ) можно представить как разность издержек предприятия, связанных с обнаружением и устранением соответствующих отказов , руб/год:

, (2.10)

Величина этих издержек определяется произведением соответствующих показателей для -го варианта сравнения, руб/год:

, (2.11)

где – количество отказов -того объекта исследования при его использовании в течение года;

– время восстановления отказа -го объекта, включающее время обнаружения и локализацию места отказа, а также время на его устранение (ремонт), ч;

– удельная стоимость ущерба предприятия за 1 ч простоя из-за отказавшего оборудования или проектируемого элемента (системы), руб/ч.

При равенстве величин и для каждого -того объекта сравнения приведенное выше выражение определения эффекта, руб/год, примет вид:

, (2.12)

где и – количество отказов соответственно базового (сравниваемого с разрабатываемым) и исследуемого (намечаемого к проектированию и использованию) объектов (элементов, систем) за год, отказ/год.

Количество отказов, прямо пропорционально величине годового времени работы исследуемого объекта и обратно пропорционально наработки на отказ (времени между двумя отказами) , отказ/год:

, (2.13)

Годовое число работы исследуемого -го объекта (элемента, системы) можно определить по соответствующим справочникам. За ориентир можно принять величины соответствующего годового числа часов использования активной электрической энергии в часы максимума нагрузки ЭСО . Для односменной, двухсменной, трехсменной и непрерывной работы объекта исследования могут быть приняты в следующих интервалах: 2000 3000 ч, 4000 5000 ч, 6000 7000 ч и 7500 8500 ч соответственно. Более точные данные студенты могут собрать во время практики на соответствующих предприятиях (организациях).

Последнее также касается соответствующих данных , , а также отчетно-статистических данных относительно фактического количества отказов объектов (элементов, устройств, систем), подлежащих замене (модернизации, реконструкции).

Время наработки на отказ для базового объекта исследования и сравнения можно также принять на основе соответствующих отчетных данных, собранных на базах практики. Однако, если это касается указанных показателей (, , ), учитываемых при определении соответствующего ущерба на стадии проектирования при предлагаемом использовании исследуемого объекта у потребителя, то их определение необходимо осуществлять на основе нормативных или эмпирически определенных данных.

Величина наработки на отказ элемента или системы связана обратно пропорциональной зависимостью с интенсивностью отказов -тых элементов () или систем () соответственно. Интенсивность отказов элементов представляет собой основной показатель Экспоненциального Закона распределения безотказной работы элементов, который является однопараметрическим.

Величины интенсивности отказов -х элементов приведены в соответствующих справочниках и теоретических прикладных учебниках по надежности. Специалистами по надежности элементов и систем являются следующие ученые:

· в электроэнергетике – Окороков В.С;

· в электроснабжении промпредприятий – Гук Ю.Б;

· в электронике, электроприводе и автоматизации – Рипс Я.А.

Величина потока интенсивности отказов системы ( или ) зависит не только от величин составляющих ее -х элементов, но и от их соединения в ней.

В случае, если поток интенсивности отказов, а соответственно, и надежность системы, зависит в основном от одного, менее надежного элемента, то поток интенсивности системы будет равен интенсивности отказов этого элемента.

При последовательном (основном) соединении элементов поток интенсивности отказов системы, будет складываться из суммарной интенсивности отказов ее элементов, 1/ч:

, (2.14)

где – число элементов в системе.

Так как значительно меньше единицы («1,0), то, будет увеличиваться, а наработка на отказ этой системы будет снижаться. Для повышения надежности системы необходимо осуществлять параллельное соединений отдельных (в первую очередь, менее надежных) элементов. В этом случае надежность системы возрастает, т.к. интенсивность отказов параллельно соединенных элементов будет равна их произведению и, соответственно, будет снижаться, наработка же на отказ системы будет возрастать. Поток интенсивности отказов такой системы, 1/ч, будет определяться с помощью выражения

, (2.15)

где – число элементов в последовательно- параллельной системе;

– число элементов в системе, соединенных параллельно.

Тогда наработки на отказ -х элементов и системы в целом будут соответственно равны, ч:

= ; , (2.16)

В указанных выше учебниках приводятся также данные о времени восстановления отказа -х элементов .

Зная , и соответствующей системы, можно определить время восстановления всей системы, ч/отказ, с помощью выражения:

. (2.17)

Указанные выше пояснения касаются и числа отказов элементов и системы в целом, определяемых на стадии проектирования, и должны определяться с учетом рассчитанных на той или иной стадии соответствующих , и Т_нар._i и Т_{нар.сист}, отказ/год:

или , (2.18);

или , (2.19)

Определенные таким образом значения и служат основой (базой) для сравнения с соответствующими значениями, ожидаемыми при внедрении экономически обоснованного(ых) и более надежного(ых) элемента(ов) системы у их потребителя (пользователя).

Число отказов в качестве базовых (проектных, ГОСТируемых, эталонных) значений можно выбрать также из соответствующих таблиц, разработанных в некоторых научно-исследовательских и проектных учреждениях и показываемых в стандартах предприятия (СТП) или в технических условиях (ТУ). В них, в зависимости от значений ранее определенных «относительной погрешности» и «доверительной вероятности» находится соответствующее проектное (допустимое) значение числа ().

Такие ТУ разработаны в ОАО «ВНИИэлектропривод».

Основываясь на указанные выше пояснения решим пример по определению экономического эффекта (снижению ущерба) от повышения надежности объекта проектирования при его использовании (эксплуатации) у потребителя для следующих условий (данных):

время работы оборудования (объекта исследования):

ч/год;

поток интенсивности отказов объекта (интенсивность отказов системы):

1/ч.

По отчетно-статистическим данным предприятия установлено, что за предыдущий год оборудование, на котором был установлен объект, аналогичный проектируемому, отказывало 3 раза. При этом время восстановления одного отказа составляло t_в = 4 ч; стоимость одного часа простоя из-за отказа оборудования в среднем составлял: руб/ч.