Оценка показателей эксплуатационных свойств средств автоматизации по результатам эксплуатации

Важнейшим эксплуатационным свойством (ЭС) объектов является их безотказность. Показателями безотказности при эксплуатации СА являются наработка на отказ и вероятность безотказной работы.

Для опытного определения показателя безотказности восстанавливаемого объекта проводится наблюдение за испытанием или эксплуатацией данного объекта в течение некоторой суммарной наработки Т_S в заданных условиях. При этом определяются наработки между соседними отказами (рисунок 2.2), которые образуют ряд опытных наработок t₁, t₂, …,t_i, …,t_n, где i-номер i-ой наработки объекта до i-го номера его отказа.

Рисунок 2.2 – Суммарная наработка восстанавливаемого объекта

С помощью этого ряда наработок между отказами определяют статистический показатель вероятности безотказной работы (рисунок 2.3), где Т_Р- заданная или требуемая наработка объекта.

Рисунок 2.3 – К определению статистической вероятности безотказной работы по опытным данным одного восстанавливаемого объекта

Статистическая вероятность безотказной работы на протяжении заданной наработки Т_Р определяется:

, (2.1)

где n-число отказов восстанавливаемого объекта за суммарное время наработки Т_S. - число отказов объекта с наработкой между отказами t_i<T_P.

Точность оценки Р’(t) зависит от количества статистически подобранных отказов n. В период нормальной работы СА поток отказов элементов является простейшим. В этом случае параметр потока отказов (интенсивность отказов) объекта может быть определен через наработку на отказ объекта, а именно w’=1/T’ (знак 'штрих' здесь и далее означает, что результат получен опытным путем).

По результатам эксплуатации параметр потока отказов объектов СА для любого периода определяется по формуле:

, 1/ч, (2.2)

где Dt_i=(t_i+1-t_i) – исследуемый отрезок времени; N – первоначальное число исследуемых объектов; n(t_i) – число отказов объектов за время t_i.

Показатели долговечности представляют ресурс и срок службы. Срок службы подразделяется на средний срок службы Т’_{сл.ср .} и средний срок службы до списания Т’_{сл.ср.сп .}:

; , (2.3)

где t_сл.i – срок службы i-го объекта; n-число объектов, участвующих в опыте; t_сл.сп.i- срок службы i-го объекта ото начала эксплуатации до списания, обусловленного предельным состоянием; Т’_{сл.ср.д.р.}- средний срок службы до капитального ремонта; Т’_{сл.ср.м.р.} – средний срок службы между капитальными (средними) ремонтами. Эти величины определяются по формулам:

; , (2.4)

где t_сл.д.р.i – срок службы i-го объекта до первого ремонта; i t_сл.м.р.i – срок службы объекта после i-го ремонта; m- число ремонтов (объектов).

Разновидностью срока службы объекта является гарантийный срок изготовителя объекта. Гарантийным сроком службы называют срок, в течение которого в случае появления и обнаружения дефектов при соблюдении потребителем правил эксплуатации объекта, в том числе правил хранения и транспортировки, изготовитель объекта обеспечивает выполнение установленных требований к объекту и несет за это ответственность.

Ресурс объекта R_H, назначенный перед его эксплуатацией, требует учета суммарной наработки объекта с тем, чтобы при достижении величины назначенного ресурса R_H прекратить его эксплуатацию. Разновидностью R_H является гарантийная наработка, т.е. наработка, в течение которой изготовителем выполняются условия, оговоренные ранее.

Средний ресурс:

, (2.5)

где r_i-ресурс i-го объекта.

Средний ресурс между ремонтами R’_ср.м.р. и средний ресурс до списания R’_ср.сп.:

, , (2.6)

где r_м.р.i – ресурс объекта на i-ом межремонтном периоде; r_Si – ресурс до списания i-го объекта.

Сохраняемость объекта – это эксплуатационное свойство объекта, характеризуемое его способностью противостоять отрицательному влиянию хранения и транспортировки объекта на его безотказность и долговечность. Возможны случаи, когда продолжительное хранение и транспортировка могут оказать какое-то влияние на последующее поведение объекта при выполнении основных функций. Такое влияние может быть заметным или незаметным, но в неблагоприятных условиях при длительной работе безотказность объекта из-за процессов хранения и транспортировке может оказаться хуже, чем безотказность объекта, не находившегося на хранении и не подвергавшегося транспортировке.

Основным показателем фазы сохраняемости объекта является средний срок сохраняемости, который статистически определяется выражением:

, (2.7)

где N – количество наблюдаемых объектов; r_i – число отказов i-го объекта за время T_Ci; T_Ci – срок сохраняемости i-го объекта.

Кроме T_С.СР для режимов (фаз эксплуатации) хранения и транспортировки могут применятся следующие показатели безотказности:

- вероятность безотказного хранения за время t_C-P’_хр(t_C) (2.1);

- параметр потока отказов при хранении w’_хр(t_C) (2.2);

- время хранения на отказ Т’_х (2.3).

Показателями ремонтопригодности являются вероятность восстановления в заданное время и среднее время восстановления. При экспоненциальном распределении времени ремонта среднее время восстановления Т_В (ремонта) равно обратной величине интенсивности восстановления.

Функция распределения времени ремонта:

, (2.8)

Закон распределения времени ремонта:

, (2.9)

где t_В – время завершения ремонта (восстановления объекта); Т_В – среднее время ремонта (восстановления).

Статистическое значение среднего времени восстановления объекта:

, (2.10)

где t_Вi – время ремонта объекта при устранении i-го отказа; n – количество отказов объекта за расчетный промежуток времени.

Согласно (2.10) величина T’_В показывает, сколько в среднем затрачивается времени на устранение одного отказа.