Расчет комплексных показателей технологичности КМ2

Обобщенные показатели эксплуатационных свойств СВТ

Эксплутационные свойства СВТ оцениваются с помощью показателей, которые характеризуют ее различные эксплутационные свойства. Различают единичные и обобщенные (комплексные) показатели эксплуатации. Единичные были рассмотрены выше (безопасность, сохранность, долговечность и ремонтопригодность).

На практике для оценки эксплуатационных свойств СВТ часто используют обобщенные показатели эксплуатации. Это показатели, относятся к нескольким свойствам, характеризующим качество эксплуатации объекта.

Общими показателями являются:

- коэффициент готовности К_г,

- коэффициент технического использования К_т.и,

- коэффициент оперативной готовности К_о.г,

- средняя суммарная трудоемкость технического обслуживания Т_срåт.о

- удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания Т_уåт.о

- средняя суммарная трудоемкость ремонтов Т_срåр

- удельная суммарная трудоемкость ремонтов Т_уåр

- коэффициент стоимости эксплуатации К_с.э

Коэффициент готовности

Важнейшими эксплутационными свойствами СВТ является безопасность и ремонтопригодность (восстанавливаемость). СВТ считается тем лучше, чем меньше отказов происходит при работе и чем меньше время его ремонта. Этот показатель характеризуется коэффициентом готовности

где Т_о – наработка на отказ;

Т_р – время ремонта СВТ.

Значение вероятности работоспособного состояния восстанавливаемой СВТ в любой момент времени без учета простоев на профилактику определяют по формуле полной вероятности сложного события.

,

где N_0.вкл – общее число включений СВТ для работы под током;

N_вкл - число объектов, оказавшихся исправными в момент включения, (или число благоприятных включений);

Р_0,0 (t) – вероятность работоспособного состояния СВТ в любой момент времени t, при условии, что в момент включения (t=0) она оказалась исправной;

Р_1,0(t) – вероятность исправного состояния СВТ в любой момент времени при условии, что в момент включения СВТ оказалось неисправной.

При t ®¥ вероятность работоспособного состояния Р_р (t) ®К_Г , поэтому коэффициент готовности аппаратуры представляет собой установившееся значение вероятности исправного состояния объекта.

Коэффициент К_Г статистически определяет отношение суммарного времени пребывания наблюдаемых объектов в работоспособном состояние к произведению числа этих объектов на продолжительность эксплуатации.

где t_pCi – суммарное время пребывания i-го объекта в рабочем состоянии;

Т _{RЭ –} продолжительность эксплуатации (чередование интервалов времени работы и восстановления);

Коэффициент технического использования

При рассмотрении К_г не учитывалось время простоя СВТ на техническое обслуживание и профилактику. Ясно, что это время оказывает влияние на готовность СВТ для выполнения основных функций. По этому кроме К_г (учитывает безотказность и ремонтопригодность) пользуются более общим показателем - коэффициентом технического использования К_ти, который позволяет дополнительно учесть и техническое (профилактическое) обслуживание.

где - математическое ожидание времени пребывание объекта в работоспособном состоянии за период эксплуатации t, которое определяется по формуле

где Т_S(t) суммарная наработка i- го объекта за период эксплуатации;

N – число объектов;

Т_в – среднее время восстановления (ремонта);

n_р –математическое ожидание числа ремонтов объекта за период эксплуатации;

Т_пр – среднее время одного технического (профилактического) обслуживания.

m(t)- математическое ожидание числа технического обслуживания за период эксплуатации.

Коэффициент использования статистически определяется отношением суммарного времени пребыванием наблюдаемых объектов в работоспособном состоянии к произведению числа этих объектов на заданное время эксплуатации.

,

где Т_раб1 – продолжительность эксплуатации, состоящей из интервалов времени работы, восстановления и технического обслуживания.

Если Т_раб1 различно для объектов, то

где t_i – случайное время исполнения работы между (i-1)-м и i- м отказами;

t_вi – случайное время восстановления СВТ при i- м отказе;

t_прSj – случайное время на проведение j – й профилактики

n – количество отказов СВТ за время работы ;

m – количество профилактических обслуживаний.

Разделив числитель и знаменатель на n получим:

,

где - наработка СВТ на отказ;

- среднее время восстановления;

- средний объем (время) профилактики, приходящейся на 1 отказ;

где Т_пр – среднее время одной профилактики.

Таким образом К_ти позволяет оценить безотказность, ремонтопригодность и обслуживаемость СВТ. Коэффициент показывает какое среднее относительное время СВТ находится в исправном состоянии.

Коэффициенты К_г и К_ти могут совпасть, когда в работе СВТ есть перерывы (СВТ неисправна), в течении которых может быть проведена профилактика.

Коэффициент оперативной готовности

Коэффициент К_ог – это вероятность того, что объект, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в произвольный момент времени и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течении заданного момента времени.

Под режимом ожидания понимают нахождение объекта при полной или облегченной нагрузке без выполнения основных функций. При этом возможно возникновение отказов и восстановление работоспособности. Необходимость в использовании возникает внезапно, после чего требуется безотказное выполнение его основных функций в течение заданной наработки Т_р.

Из изложенного следует, что К_ог зависит от двух показателей – коэффициента готовности К_г и вероятности безотказной работы P(Т_р). Если вероятность безотказной работы не зависит от начала работы t , то

К_ог(Тр)=К_г·Р(Т_р),

где (при простейшем потоке отказов).

Статистически К_ог определяется как отношение числа объектов, безотказно проработавших в течение заданной наработки Т_р при произвольном моменте начала работы каждого объекта, к числу наблюдаемых объектов:

,

где N(t,T_P) – число объектов оказавшихся работоспособными в произвольный момент времени и безотказно проработавших в течении заданной наработки Т_р;

N – число наблюдаемых объектов.

Средняя суммарная трудоемкость обслуживания

Это математическое ожидание трудозатрат на проведение технического обслуживания объекта за определенный период эксплуатации. Под удельной суммарной трудоемкостью технического обслуживания понимают отношение средней трудоемкости тех. обслуживания к математическому ожиданию суммарной наработки объекта за один и тот же период эксплуатации.

Техническое (профилактическое) обслуживание, на выполнение которого установлены сроки (периодичность) и время проведения, называют регламентными работами.

Средняя суммарная трудоемкость техническая (профилактическая) определяется как среднее время, необходимое для проведения технического обслуживания за определенный период t:

где t_прi - среднее время работы при выполнении i-й операции профилактики (контроль параметров и их регулировка, стыковка кабелей, чистка блока, смазка и пр.);

n_оn - число операций при выполнении одной профилактического обслуживания;

среднее время выполнения одной профилактики;

N_пр – количество профилактик за время t (целое число) ( );

Удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания

,

где - средняя суммарная трудоемкость технического обслуживания;

Т_S (t) – математическое ожидание суммарной наработки объекта за период эксплуатации t.

Статистическую наработку можно рассчитать:

,

где Т_S (t) –суммарная наработка i-го объекта за период эксплуатации t;

N- число наблюдаемых объектов.

Как следует из сказанного, объем профилактических работ зависит от количества операций n_on, времени выполнения каждой операции t_прi, периодичности проведение профилактик Т_р.

Главным содержанием профилактических работ является контрольно-регулировочные работы (контроль параметров и их регулировка с помощью специальных органов регулировок). Наиболее существенно регламент работ зависит от способа контроля параметров, типа контрольно-измерительной аппаратуры и способов ее подключения. Предпочтительным является автоматический контроль (встроенный контроль, диагностические тестеры и т.д.).

Трудоемкость ремонта

Под средней суммарной трудоемкостью ремонтов понимают математическое ожидание суммарных трудозатрат на все виды ремонтов за определенный период эксплуатации.

Удельной суммарной трудоемкостью ремонтов показывают отношения средней суммарной трудоемкости ремонтов к математическому ожиданию суммарной наработки объекта за один и тот же период эксплуатации.

Средняя суммарная трудоемкость ремонтов

где n_p(t)- математическое ожидание числа ремонтов за период эксплуатации t;

T_р1 – среднее продолжительность времени одного ремонта.

Статистическое среднее время одного ремонта Т_р1

где t_рсрi – среднее время одного ремонта на i- м объекте;

t_pj - время j-го ремонта на i- м объекте;

n_pi – число ремонтов i- м объекта.

Число ремонтов объекта за период эксплуатации статистически определятся :

где n_pi – число ремонтов i-го объекта за период эксплуатации t;

N – число наблюдаемых объектов.

Удельная суммарная трудоемкость ремонтов

,

где Т_S(t)- суммарная наработка объекта за период эксплуатации t (1).

Эффективность технического обслуживания

Ранее были выделены три состояния СВТ:

- исправное (выполняет свои основные функции);

- неисправное (ремонт и восстановление);

- техническое (профилактическое) обслуживание для продления ресурса.

Повышение безотказности СВТ (исправное состояние) за счет проведения профилактических работ может быть определено с помощью эффективности технического обслуживания (эффективности профилактики) W.

Под эффективностью профилактики понимают отношение наработки на отказпрофилактируемых Т_проф и непрофилактируемых Т СВТ:

.

Прирост наработки на отказ обусловлен своевременным предотвращением отказов, которые могли бы привести к отказу СВТ. Поэтому для оценки эффективности профилактики может использоваться и другой коэффициент - коэффициент эффективности профилактики К_Эпр

,

Под коэффициентом эффективности понимают отношение количества отказов n_в.пр, выявленных во время выполнения профилактических работ, к полному числу отказов n_п, зарегистрированных в процессе эксплуатации СВТ.

Опуская преобразования, можно показать, что .

Коэффициент стоимости эксплуатации

Под коэффициентом стоимости эксплуатации понимают отношение стоимости эксплуатации СВТ в течении года к стоимости ее производства:

,

где С_о – средняя стоимость устранения всех видов отказов (замены радиокомпонентов) за год;

С_р.с. – стоимость рабочей силы, занимающейся ремонтом и профилактикой оборудования в течении года;

С_х – стоимость эксплуатации контрольно-измерительной аппаратуры, инструментов и расходных материалов;

С_а – административные расходы в течение одного года;

С_п – стоимость разработки и производства СВТ.

Коэффициент позволяет увязать надежность СВТ и их эксплутационных свойств. Увеличение надежности требует дополнительных затрат на производство СВТ (тренировка, отбор и подбор компонентов, резервирование, снижение нагрузок, применение систем контроля параметров и прогнозирования отказов, расходы на содержания служб и лабораторий надежности и т.д.).

Однако, первоначальный высокий уровень С_п приводит к снижению стоимости эксплуатации (снижение С_э). Поэтому при разработке требований к надежности по экономическим показателям следует исходить из суммарной стоимости затрат, связанных с производством и эксплуатацией СВТ.