Пример расчета надежности СВТ

Расчет надежности автономного программатора. Автономный программатор относится к не резервируемому виду радиоаппаратуры. Поэтому вероятность безотказной работы изделия равна произведению вероятностей безотказной работы его элементов:

Р_изд= Р₁Р₂Р₃...Р_n = .

Выполняя расчет для периода нормальной эксплуатации, считают интенсивности отказов радиоэлементов l_0i величинами постоянными, а вероятность их безотказной работы, подчиняющуюся экспоненциальному закону: Р_i = ехр(- l_0i ∙t).

Отсюда наработка на отказ Т_о = 1/l_Σ, а вероятность безотказной работы Р_изд = ехр(-t/Т_о). Здесь l_Σ = -параметр, характеризующий интенсивность отказов изделия.

Сущность расчетов надежности заключается в определении численных значений основных вышеуказанных показателей. На начальном этапе проектирования после разработки принципиальных электрических схем СВТ с целью рационального выбора типов отдельных элементов и определения (в случае необходимости) путей и мер по обеспечению требуемых показателей надежности производятся приближенные или ориентировочные расчеты.

В основу этих расчетов обычно кладутся следующие допущения:

- все элементы данного типа равнонадежны,

- все элементы работают в номинальных режимах с К_н=1,

- интенсивности отказов элементов не зависят от наработки,

- отказы различных элементов являются независимыми случайными событиями,

- все элементы аппаратуры работают одновременно.

Величина интенсивности отказов СВТ l_Σ определяется по формуле

l_Σ = .

Учитывая вышеизложенное, проведем ориентировочный расчет основных показателей надежности разработанного устройства. Схема программатора приведена на рисунке 3.20. Полученные данные сведены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 – Результаты ориентировочного расчета показателей надежности СВТ

Согласно приведенным выше формулам, наработка на отказ автономного программатора составляет Т_о= 1/17,87∙10^-6 = 55960 ≈ 56тыс. часов. Вероятность безотказной работы за 1000 часов составит 0,98.

Полученное значение наработки на отказ с учетом объема программирования ИС UVPROM (10…30 ед/день) обеспечит безотказную работу устройства в течение всего срока службы. Профилактической замены потребуют только панельки для ИС после превышения количества гарантированного производителем операций установки и снятия ИС UVPROM.

При эксплуатации программатора в составе автомобильной аппаратуры ( ) в субтропическом климате ( ) и в гористой местности до 3 км над уровнем моря ( ) его интенсивность отказов увеличится на коэффициент и в результате составит =2,0∙1,1∙1,46∙17,87∙10^-6= 3,21·17,87∙10^-6= 57,40∙10^-6 1\час. Отсюда наработка на отказ автономного программатора с учетом влияния только условий эксплуатации составит 17420 часов.

После создания макетных образцов можно провести дальнейшее уточнение результатов расчета надежности СВТ. Для этого проводят измерения электрических режимов радиокомпонентов, входящих в состав СВТ с целью определения значений их реальных коэффициентов нагрузок.

Для оценки влияния электрических режимов работы (электрической нагрузки) и температуры окружающей среды необходимо воспользоваться графиками рисунков 3.2- 3.19 и скорректировать значения интенсивностей отказов всех элементов программатора.

Например, интенсивность отказов полярных конденсаторов при t=60ºC и Кн=0,7 согласно графика рисунка 3.11 увеличится в a_i≈2,7 раза и составит 1\час. Это значение и следует учитывать при расчете надежности устройства (таблица 3.6).

Таблица 3.6 – Результаты уточненного расчета показателей надежности СВТ

Наименование и тип элемента	Обознач. по схеме	Кол-во элементов Ni, шт.	Интенсивность отказов, l0i ∙10-6	Поправоч-ный коэффициент ai	Интенсивность отказов, ∙10-6	Интенсивность отказов группы lΣ∙∙10-6
Конденсаторы полярные К50-35	С		1,4	2,7	3,78	3,78

Аналогичным образом уточняются интенсивности отказов других компонентов программатора.

С учетом условий эксплуатации программатора в составе автомобильной аппаратуры (см. выше) его суммарная интенсивность отказов l_Σ должна быть увеличена на коэффициент = 3,21.