Оцінювання надійності біотехнічної системи

Надійність є одним з основних параметрів виробу, після розрахунків якого робляться висновки про вірність вибраної схеми та конструкції виробу. Надійність приладу визначається надійністю та кількістю елементів, які використовуються, кількістю зв’язків між ними, способами кріплення елементів та видами їх з’єднань між собою, а також впливом зовнішніх факторів, теплових та електричних навантажень елементів приладу.

Розрахунок надійності пристрою полягає у визначенні показників надійності виробу за відомими характеристиками надійності складових елементів і умовами експлуатації. Вихідними показниками розрахунку надійності є інтенсивності відмов блоків БТС за нормальних умов.

Вихідні дані для розрахунку надійності технічної складової БТС наведені у табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Вихідні дані для розрахунків

Блок БТС	Інтенсивність відмов , год–1	Гарантійний період t, год
1. Блок живлення	…	…
2. Генератор	…	…
…	…	…
n. Індикатор	…	…

Одразу визначимо період t_min, який за принципом найслабшої ланки визначатиме гарантійний термін роботи всієї БТС. t_min=… год.

Скористаємось методикою розрахунку структурної експлуатаційної надійності за допомогою аналізу безвідмовної роботи технічної складової БТС.

В загальному випадку математична модель має вигляд:

, (3.2)

де l_е – експлуатаційна інтенсивність відмов, год^-1;

l₀ – інтенсивність відмов за нормальних умов і номінального електричного навантаження, год^-1;

К_і – складові коефіцієнти математичної моделі.

Для технічної складової БТС сумарна інтенсивність відмов складе:

, (3.3)

де К_АМ – коефіцієнт, який залежить від амортизації технічної складовоої; за відсутності системи амортизації у виробі К_АМ = 1; у випадку наявності системи амортизації К_АМ = 0,8;

К_ОБСЛ – коефіцієнт, який залежить від якості технічного обслуговування електронної апаратури; для побутових виробів К_ОБСЛ = 1; у випадку неперіодичного технічного обслуговування К_ОБСЛ = 0,9; у випадку періодичного ТО з періодом більше місяця К_ОБСЛ = 0,8; якщо періодичність ТО складає від 1 тижня до 1 місяця, то К_ОБСЛ = 0,7; якщо періодичність ТО менше тижня, то К_ОБСЛ = 0,6;

l_еі – експлуатаційна інтенсивність і-го блоку БТС;

n – кількість блоків у системі.

Обчислити !

Надійність пристрою характеризується напрацюванням на відмову, що обчислюється за формулою

. (3.4)

Обчислити Т !

Обчислимо ймовірність безвідмовної роботи технічної складової БТС за класичною методикою. У загальному випадку на інтервалі часу від 0 до t ймовірність безвідмовної роботи буде визначатись за формулою

. (3.5)

У випадку лінійності функції , що має місце у основній частині життєвого циклу радіоелектронної апаратури (тобто ), попередню формулу можна переписати у вигляді

. (3.6)

Обчислимо ймовірності безвідмовної роботи Р_і для кожного блоку технічної складової БТС.

Обчислення Р…..

На основі одержаних даних можна обчислити загальну ймовірність безвідмовної роботи Р_ТС технічної складової БТС. Її значення залежить від взаємного підключення блоків БТС. У випадку послідовного з’єднання блоків відмова бодай одного з них призведе до виходу з ладу цілої системи. У випадку паралельного сполучення система зможе продовжити функціонування.

Для послідовно сполучених блоків загальна ймовірність безвідмовної роботи визначається за формулою

. (3.7)

Для паралельно сполучених блоків

. (3.8)

Проведемо розрахунок ймовірності безвідмовної роботи технічної складової нашої БТС на основі її функціональної схеми.

ПРИКЛАД:

Рисунок 3.1 – Схематичне зображення функціональної схеми технічної складової БТС

В цьому випадку розрахунки виконуються в такій послідовності:

Р_4-5 = 1 – (1 – Р₄) (1 – Р₅);

Р_3-5 = Р₃ Р_4-5;

Р_2-5 = 1 – (1 – Р₂) (1 – Р_3-5);

Р = Р₁ Р_2-5 .

Одержавши Р_ТС, за формулою, зворотною (3.6), розрахуємо значення інтенсивності відмов технічної складової БТС:

.

Порівняємо значення загальної інтенсивності відмов, одержаної двома способами. Зробити відповідні висновки.

Класифікація елементів технічних систем за ступенем стандартизації і походженням дуже важлива для оцінки ремонтопридатності та економічності конструкції. За ступенем стандартизації технічної системи можна судити про доцільність і можливі масштаби її виробництва в рамках даного підприємства.

Елементи технічної системи поділяються на дві основні групи:

Такі, що постачаються: стандартизовані, типізовані або нормалізовані (постачальником), оригінальні;

Власного виробництва: стандартизовані, нормалізовані на підприємстві, типізовані, запозиченні, оригінальні.

З економічної точки зору число оригінальних деталей повинно бути якомога меншим, оскільки вони характеризують вимоги до конструкторської і технологічної підготовки виробництва. При мінімальній кількості оригінальних деталей сприятливі умови для організації серійного і масового виробництва.

Ці показники додатково характеризують надійність. Тому необхідно вказати, чи використовуються в складі БТС оригінальні елементи і які саме.