книги из ГПНТБ / Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник
..pdf200
Следует иметь в виду, что на практике не всегда возможно реализовать наиболее рациональный для данной аппаратуры прин цип организации регламентных работ. Рассмотрим этот вопрос не сколько подробнее.
Обычно в любых частях имеются различные образцы тех ники, образующие единый комплекс, предназначенный для решения главной задачи, стоящей перед частью. Каждый образец техники имеет свои характеристики надежности и определенные периоды ра боты и хранения. При таких условиях применение наиболее рацио нального принципа организации регламентных работ для каждого образца техники связано с принципиальной трудностью, обуслов ленной тем, что вся основная техника части (или подразделения) должна находиться в заданной степени готовности. В связи с этим неодновременное проведение регламентных работ на каждом из об разцов техники, составляющих единый комплекс, может существен но снизить готовность, если эти образцы не заменяются резерв ными. Последнее не всегда целесообразно и возможно.
Поэтому определение наиболее рационального принципа органи зации регламентных работ осуществляется применительно к наибо лее ответственным образцам техники, составляющим единый ком плекс, или узлам и агрегатам, образующим систему. Например, в авиации за основной агрегат взят двигатель самолета и все рег ламентные работы, по другим узлам и системам самолета организуй ются по принципу, принятому для двигателя. Так как режим рабо ты двигателя существенно отличается от режима его хранения, регламентные работы на двигатели назначаются по принципу на работки.
Для техники, основным состоянием которой является хранение, регламентные работы организуются на основании календарного прин ципа, который применяется для всех других образцов техники и для систем, обеспечивающих данную технику.
В организационном отношении календарный принцип более прост, чем принцип наработки, так как при этом упрощаются общие вопро сы планирования работ, вопросы материально-технического обеспе чения, контроля за ходом и качеством выполнения работ и др.Од нако следует отметить, что в тех случаях, когда имеется большое число однотипных образцов техники,то при использовании календарного принципа возрастает потребность в увеличении ко личества контрольно-измерительных приборов, квалифицированных кадров, ремонтных приспособлений и др. В определенной степени
201
указанные трудности могут быть уменьшены за счет рациональной последовательности выполнения одинаковых работ как в масштабах подразделений, так и частей.
Взаключение данного параграфа рассмотрим вопрос об объеме
исроках выполнения регламентных работ [55].
Объем и сроки выполнения регламентных работ определяются единым регламентом. Изменять объем и сроки выполнения работ,
оговоренные единым |
регламентом, з а п р е щ а е т с я . |
При выполнении |
работ, обусловленных непредвиденными обстоя |
тельствами (аварии, отказы), объем и сроки выполнения их уста навливаются по мере необходимости, если даже часть этих работ по своему содержанию совпадает с регламентными работами.
Организацию работ по ежедневному регламенту на данной ап паратуре осуществляет командир подразделения, а выполнение ра бот осуществляется дежурной сменой под руководством старшего в часы, отведенные распорядком для части.
Организацию работ по регламентам № 2 - 4 осуществляет ко мандир части, а работы выполняются личным составом расчетов под руководством командиров подразделений. В необходимых слу чаях для выполнения работ, предусмотренных этими регламентами, могут привлекаться инженерно-технический персонал и личный сосостав ремонтных подразделений.
Работы по регламентам № 2 - 4 обычно осуществляются в дни обслуживания техники.
Если техника находится на дежурстве, то выполнение регла ментных работ на этой технике осуществляется таким образом,что бы не было снижения боевой готовности части.
Организацию работ по полугодовому регламенту осуществляет командир (начальник) части, а выполнение работ осуществляется всем личным составом части. Срок проведения работ этого регла мента устанавливается командиром части.
Результаты выполнения работ по регламентам №I - 5 зано~ сятся в Журнал учета технических осмотров и технического об служивания, на основании данных которого соответствующими долж ностными лицами оформляются паспорта и формуляры.
Организацию работ по годовому регламенту осуществляет ко мандир (начальник) соединения, а выполняет их личный состав и специальная комиссия, состоящая из высококвалифицированных спе циалистов. К работе этой комиссии привлекаются ремонтные брига ды и ремонтные мастерские части и соединения.
202
Результаты работы комиссии оформляются актом, в котором отражается фактическое состояние аппаратуры, анализируются не достатки и даются рекомендации по их устранению.
При организации регламентных работ используется следующая документация:
1)годовой план-график регламентных работ части, содержа щий наименование подразделений и даты проведения работ по рег ламентам;
2)месячный план-график регламентных работ, содержащий-наи- менование подразделений, номер регламента, дату проведения, фа милии ответственного и непосредственных исполнителей;
3)план-задание на проведение регламентной работы, содер жащее наименование аппаратуры, объем работы, фамилию исполни теля, время, отводимое на выполнение работы, необходимое мате риально-техническое обеспечение.
План-задание доводится до каждого исполнителя накануне. Контроль качества и своевременности выполнения регламент
ных работ осуществляется должностными лицами в соответствии с Уставом внутренней службы ВС СССР.
При планировании регламентных работ большую помощь может
оказать применение сетевых графиков и линейных диаграмм (см. § I I . 4 и I I . 5 ).
§ I I . 2. ОБОСНОВАНИЕ ПЕРИОДИЧНОСТИ ПРОВЕДЕНИЙ РЕГЛАМЕНТНЫХ РАБОТ
Регламентные работы, проводимые на радиотехнической аппа ратуре, содержат контрольные мероприятия, профилактические ра боты и войсковой ремонт.
Основной целью регламентных работ являются профилактические мероприятия, направленные на предупреждение возможных отказов аппаратуры в процессе ее применения. Контроль состояния аппара туры носит вспомогательный характер и служит для определения целесообразности профилактических работ или ремонта (при нали чии отказа).
За основу при обосновании периодичности проведения регла |
|
ментных работ могут |
быть взяты следующие данные: |
- статистические |
характеристики элементов, входящих в аппа |
ратуру (Л -характеристики или плотности распределения парамет ров элементов как функции времени и условий работы);
203
-эксплуатационно-технические характеристики аппаратуры в
целом;
-результаты периодического контроля выходных параметров аппаратуры и параметров ее элементов.
Основная идея определения периодичности регламентных работ
при использовании |
л-характеристик |
элементов |
заключается |
в |
следующем. |
|
|
|
|
По известным Л -характеристикам |
элементов |
определяется |
эле |
|
мент (или элементы), |
имеющий наименьшую длительность участка, |
|||
на котором Л= const. Полученный интервал времени определяет со бой наибольшее допустимое время между заменами этого элемента Ттах . Так как указанный интервал для других элементов аппа ратуры может быть другим, целесообразно периодичность замен
этих |
элементов определять с разумным учетом интервала |
Ттах , |
|
т .е . |
таким образом, чтобы получить равномерную по времени сет |
||
ку профилактических замен элементов. |
|
|
|
|
Недостатком такого способа определения |
периодичности замен |
|
является то, что он не-учитывает возможные |
постепенные, |
отказы |
|
элементов, т .е . отказы, обусловленные сравнительно медленными изменениями параметров элементов.
Использование для целей определения периодичности профилак тических замен элементов аппаратуры плотностей распределения их параметров с моментами, заданными как.функции времени и усло
вий, позволяет учесть постепенные отказы, если для элементов ап паратуры известны допустимые пределы изменения их параметров.
Основная идея методов определения периодичности регламент ных работ, основанных на использовании эксплуатационно-техни- ческих характеристик аппаратуры в целом, заключается в опре делении интервала времени, в течение которого требуемая экс плуатационно-техническая характеристика достигает заданного зна чения.
Другой путь определения периодичности проведения регламент ных работ заключается в максимизации заданной эксплуатационно технической характеристики, т .е . в определении такого интерва ла, при котором требуемая характеристика в заданных условиях будет максимальной. Пример практического решения такой задачи применительно к максимизации коэффициента готовности дежурных систем будет рассмотрен ниже.
Особенностью двух изложенных способов определения периодич ности регламентных работ является то, что они требуют наличия
204
вполне определенных статистических данных либо об элементах ап паратуры, либо об аппаратуре в целом.. Кроме того, они не позво ляют судить о целесообразности проведения регламентных работ на данной конкретной системе.
В отличие от указанных способов определение периодичности регламентных работ на основании результатов периодического, кон троля параметров аппаратуры и ее элементов позволяет определить наиболее целесообразный срок проведения регламентных работ в целом по аппаратуре, а также определить элементы, профилакти
ческая замена которых наиболее целесообразна |
(главным образом |
в смысле предупреждения постепенного отказа). |
Возможные методы, |
основанные на использовании результатов периодического контроля, рассматриваются в курсе надежности РЭА.
Обоснование периодичности регламентных работ на дежурных
системах. |
Коэффициент готовности дежурной системы находится из |
|
следующего выражения [20]: |
||
|
|
т„ оо |
|
|
( I I .8 ) |
где Т0 |
- |
период проведения регламентных работ; |
ш(Т) |
- |
плотность распределения времени безотказной работы |
дежурной системы.
Данное равенство получено в предположении, что. проведение регламентных работ осуществляется мгновенно. Это допущение спра ведливо для ряда дежурных систем, у которых интервал Т0 между регламентными работами значительно больше, чем среднее время é выполнения регламентных работ. При этом
Таким образом, чем чаще проводятся регламентные работы,тем выше коэффициент готовности дежурной аппаратуры. Однако в тех случаях, когда на время проведения регламентных работ система снимается с дежурства, этот вывод не является справедливым.
Действительно, |
если период между регламентными работами, |
||||
т .е . |
время между окончанием і - х регламентных работ |
и |
началом |
||
( і + |
І ) - х ( t = I , |
2, 3, . . . ) , выбран |
весьма малым^ |
то |
коэффи |
циент готовности дежурной аппаратуры |
будет небольшим |
в силу того, |
|||
что система часто будет занята регламентными работами, на вре мя проведения которых она снимается с дежурства.
205
С другой стороны, если период между регламентными работами сделать необоснованно большим, то коэффициент готовности дежур ной аппаратуры может оказаться малым, поскольку система в ин тервалах между регламентными работами может выйти из строя и значительную часть интервала между регламентными работами будет оставаться неисправной. В момент, когда возникнет необхо димость в ее применении, она может оказаться неисправной, по скольку информация о ее работоспособности будет получена толь ко при проведении регламентных работ.
Таким образом, чисто качественные рассуждения позволяют уяснить необходимость оценки влияния периодичности регламент ных работ на коэффициент готовности дежурного состава автома тизированного управления. С этих позиций представляется воз можным обосновать рациональную периодичность регламентных ра бот на такой аппаратуре.
Для стационарного процесса эксплуатации рассматриваемой системы при соответствующей глубине и объеме регламентных ра~ бот можно считать, что плотность распределения времени безот казной работы дежурной системы Ш(Т) не зависит от номера регла ментных работ.
При этом система в момент времени
= |
s7 o + |
I* |
t . |
*»* |
|||
где s = 1 ,2 ,3 , . . . - номер регламентных работ, t*L - продол-- |
|||
жительность і -й регламентной работы, может с вероятностью,рав |
|||||||||||
ной единице, считаться |
Pit) |
|
|
|
|
|
|||||
исправной |
( р и с .I I .I) . |
|
|
|
|
|
|||||
I |
|
|
|
|
|
||||||
При проведении даль |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
нейшего |
анализа будем |
|
|
|
|
|
|
||||
считать, |
что вероятность |
|
|
|
|
|
|||||
появления |
отказа |
в |
си |
|
-То |
-То |
рг |
-Го |
|||
стеме в процессе выпол |
|
О |
|
|
|
|
|||||
нения регламентных |
|
ра |
|
|
|
|
|
||||
|
Р и с .I I .I . Вид вероятности |
Pit) |
без |
||||||||
бот есть |
величина |
вто |
|||||||||
отказной работы дежурных систем |
с |
||||||||||
рого порядка малости по |
учетом длительности проведения рег |
||||||||||
сравнению с |
вероятностью |
ламентных работ |
|
|
|
||||||
Т между |
регламентными работами. |
||||||||||
появления |
|
отказа |
за |
время |
|||||||
Примем состояние радиоэлектронной системы,когда она несет |
|||||||||||
дежурство, |
за состояние |
I , |
а проведение |
на ней регламентных |
|||||||
работ - за |
состояние |
2. |
|
|
|
|
|
||||
206
Время пребывания радиоэлектронной системы в состоянии I равно времени между смежными регламентными работами или в на ших обозначениях - это Т0 . Время Т* пребывания системы в состоянии 2 является случайным и определяется из следующего равенства:
Г |
с |
вероятностью |
* Ѵ ; |
С11*9) |
|
с |
вероятностью |
||||
|
! - Р Ѵ 0), |
|
где р - время проведения профилактических работ; Ѳ* - время восстановления системы;
Р(Т0) - вероятность того, что за время между смежными регла ментными работами в системе не появится отказ.
Эта величина определяется по формуле
Р(Т0) = j v ( T ) d T .
то
Примерный вид случайного импульсного потока, образованного по изложенной методике, представлен на р и с .I I .2.
Состояние2
Состояние1
Р и с .II .2 . |
Случайный импульсный поток, соответствувдий |
P(t) |
|
||||
Плотность распределения f (£) |
времени нахождения системы |
|
|||||
в состоянии |
2 |
( т .е . длительности импульса потока) может быть |
|
||||
на основании |
выражения |
( I I . 2) записана следующим образом: |
|
|
|||
nt)= g(t) Р(Г) |
|
t |
|
|
|||
+ [ / - Р С у ] | |
, |
ш |
|||||
где cj{p |
- |
|
|
о |
|
|
|
плотность распределения времени проведения регламент |
|
||||||
|
|
ных работ на исправной аппаратуре; |
|
|
|||
94 Ѳ) |
- |
плотность распределения |
времени восстановления |
си |
|
||
|
|
стемы. |
|
|
|
|
|
Математическое ожидание времени нахождения аппаратуры на регламентных работах (математическое ожидание длительности им пульса потока) согласно выражению ( I I . 10) будет
т, -ftm m -*♦[/-w,)]s,
( I I . I I )
о
207
где у = J Ц^Р^Т' ® = ІѲ Ф(Ѳ) dQ - математическое ожидание
времени выполнения регламента на исправной аппаратуре и време ни ее восстановления соответственно.
Для установившегося режима эксплуатации вероятность р за стать систему в произвольный момент времени свободной от регла
ментных работ равна вероятности попадания в паузу |
потока |
||
( р и с .II .2) |
и из импульсного потока определится как |
|
|
|
Рі = |
’ |
Ш *І2) |
где Та - |
о |
V |
|
длительность паузы; |
|
|
|
Т- средняя длительность импульса потока (средняя продол
жительность проведения регламентных работ). Вероятность рг попадания произвольного момента времени на
импульс потока (рисЛ 1.2) на основании условия полной группы событий в соответствии с выражением ( I I . 12) можно записать сле дующим образом:
Рг = }'Р, = у +т ' |
(П Л З ) |
|
о |
р |
|
Если применение системы начнется в интервале между регла |
||
ментными работами (вероятность этого |
есть pt ) , то цри |
этом |
она окажется исправной с вероятностью, определяемой выражени ем ( I I . 8 ) .
Если же момент возникновения потребности в применении ра диоэлектронной аппаратуры приходится на состояние 2 - состоя ние проведения регламентных работ на системе (вероятность это го события есть р2 ), то по условию задачи аппаратура оказыва ется неготовой к применению, поскольку на это время она снима ется с дежурства.
На основании этого представляется возможным определить сред нее значение коэффициента я готовности системы, несущей по стоянное дежурство, с учетом проведения на ней через интервал
Т0 регламентных работ со средней продолжительностью выполне ния tp :
( I I . 14)
% ‘ Р , кг ) * Р г й -
Или с учетом ( I I . 12) и ( I I . 8) имеем
208
P{t) d t
*rP |
I |
( I I . 15) |
|
т. * ь * [ ' - р (ѵ ] в |
|||
|
|||
Из последнего равенства следует, |
что при конечных значениях j |
||
и Ѳ |
|
|
|
lim ң |
= 0 ; |
lim к г = 0 . |
|
т~ ° |
ГР |
т - - ГР |
|
Это согласуется с нашими предварительными качественными рас суждениями. Следовательно, можно утверждать, что существует, по крайней мере, одно значение периода (та = Т ) между регла ментными работами, при котором коэффициент готовности дежурно го средства автоматизированного управления достигает своего
максимума.
Займемся отысканием этого значения интервала, для чего про дифференцируем по Т0 выражение ( I I . 15) и приравняем производ ную кулю:
М У [ ѵ т + ѳ
[т. + П ' - Р Щ ) } 1 ' ° '
Поскольку знаменатель последнего выражения не равен бесконеч ности, то значение периода Такс между регламентными работами, дающего максимум коэффициента готовности радиоэлектронной си стемы, несущей постоянное дежурство, найдется из решения сле дующего интегрального уравнения:
(Го + ? + ф ) J m{T)dT - |
jflft j iâiT)dt[l+Q аНГв)] |
|
|
|
0 t |
|
|
-[{ |
г |
ѳ=о. |
( I I . 16) |
|
|||
|
|
|
|
Для иллюстрации изложенного рассмотрим частный случай.
Пусть для дежурной системы выполняется следующее условие:
ШІТ) = у - е Т |
( I I . 17) |
Тогда выражение для коэффициента готовности в соответствии с ( I I . 15) принимает следующий вид:
|
|
гея |
|
|
|
|
|
Т \ 1 - е |
|
( И . 18) |
|
|
|
к.ГР |
|
|
|
|
|
Ѵ і * Ч ' - е'ѵ ) |
|
||
Максимум |
этого |
выражения достигается при значении Т=Т . Опрѳ- |
|||
деление |
7" |
осуществляется из |
|
л |
О ЭКС |
|
выражения ( I I . 18) |
при условии |
|||
|
|
дн,г р |
= о , |
|
|
|
|
ат |
|
||
которое приводит к трансцендентному уравнению |
|
||||
|
|
е V n + Т |
+П = Т . |
( I I . 19) |
|
|
|
|
|||
Это уравнение имеет единственное решение и может быть решено графически ( р и с .II .3) или приближенно аналитически при соблю дении условия
|
|
|
Т. |
|
|
т |
|
|
|
(11.20) |
|
Разложив |
е.Г |
в ряд и ограничившись тремя первыми членами, из |
|||||||||
( I I . 19) |
|
получим |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
^экс |
/ Щ * . |
|
( I I . 21) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
Т - |
среднее |
время безотказной работы; |
|
|
||||||
|
У |
- |
среднее |
время выполнения регламентных работ. |
|
||||||
|
Таким образом, |
оптимальное |
значение интервала между регла |
||||||||
ментными работами при условии |
(11.20) |
определяется |
как |
1,41 |
|||||||
среднего |
геометрического |
|
|
|
|
|
|||||
математических |
ожиданий |
|
|
|
|
|
|||||
величин |
времени |
J |
прове |
|
|
|
|
|
|||
дения профилактических ра |
|
|
|
|
|
||||||
бот на исправной аппарату |
|
|
|
|
|
||||||
ре |
и времени |
Т безотказ |
|
|
|
|
|
||||
ной работы. |
|
|
|
|
|
W |
- e f - - |
||||
|
При условии |
(ІІ.Г 7 ) |
/+-=-- |
||||||||
величина |
Г |
„ не |
зависит |
|
|
|
|
|
|||
от |
среднего |
времени |
вос |
|
|
|
|
|
|||
становления. |
Значение сред |
|
|
|
|
|
|||||
него времени восстановле |
|
|
|
|
5 |
||||||
ния |
Ѳ |
входит в |
выражение |
Р и с .II.3 . |
К графическому |
способу |
|||||
для максимально достижимо- |
|
решения: уравнения ( I I . 19) |
|||||||||