Предварительный расчет надежности

Проводится он обычно на этапе создания аванпроекта при необходимости сравнительного анализа нескольких вариантов структуры проектируемого электронного объекта. При этом может быть несколько вариантов. При известной интенсивности отказов объекта в лабораторных условиях λ₀ реальная интенсивность отказа λ_р всего может быть пересчитана через поправочный коэффициент К_Э, учитывающий условия эксплуатации

(2.9)

На графике рис. 2.4 приведена в логарифмическом масштабе зависимость упомянутого коэффициента К_Э от категории аппаратуры, т.е. от условий применения (эксплуатации).

Аббревиатуры на графике обозначают:

ЛУ – лабораторные условия, другие большие буквы – условное обозначение категорий аппаратуры:

Н – наземная;

К – корабельная;

А – автомобильная;

Ж – железнодорожная;

В – высокогорная;

С – самолетная.

После этого по формулам (1.23) и (1.27) может быть вычислена вероятность безотказной работы и средняя наработка до отказа.

Для дальнейшего упрощения оценки показателей надежности расчеты можно вести, учитывая только активную элементную базу (транзисторы, тиристоры, микросхемы и т.п.) и известные с источников технической информации соотношение активных и пассивных элементов для определенных классов аппаратуры, но эти соотношения очень быстро устаревают. Примеры таких расчетов приведены [5].

Если же не все элементы системы работают одновременно и имеют существенные отличия по времени функционирования ( ), то это должно обязательно учитываться

(2.9)

где ,…- количество элементов в группах.

2.4 Ориентированный расчёт надёжности

Такой метод расчёта надёжности выполняется, чаще всего, на этапе эскизного проектирования, т.е. когда уже имеются электрические принципиальные схемы основных блоков и приборов системы. Это позволяет определить рациональный состав элементов блоков и приборов системы и наметить пути повышения надёжности.

Все элементы систем разделяются на S групп таким образом, чтобы в группу вошли элементы с более менее одинаковыми интенсивностями отказов. В группах, по возможности, разбиваем элементы на Q подгрупп с примерно одинаковыми коэффициентами нагрузок. При расчёте обязательно должны учитываться контактные соединители, а также пайки элементов.

Далее рассчитывается интенсивность отказов подгруппы элементов

(2.10)

где N – количество элементов подгруппы.

После этого вычисляется интенсивность отказа группы

) (2.11)

и наконец системы

(2.12)

Вероятность безотказной работы системы и средняя наработка до отказ вычисляется по формулам (1.23) и (1.27) соответственно.

2.5 Окончательный расчёт надёжности

Такой расчёт проводится на этапе технического проектирования электронного объекта, когда известны реальные режимы работы элементов, в том числе и температурные после испытаний макетов и опытных образцов. Электрические режимы работы и, соответственно, коэффициенты электрической нагрузки вычисляют обычно, используя карты рабочих режимов, которые входят в обязательный комплект документации на электронный объект.

Основной метод такого расчёта – метод поправочных коэффициентов. На этом этапе необходим детальный и всесторонний учёт влияния на элементы условий эксплуатации и режимов работы. К сожалению, унифицированной методики расчёта надёжности не существует. Ниже приведены особенности методики расчёта показателей надёжности, используемой на ведущем радиоэлектронном предприятии Украины «Хартрон». Все элементы разбиваются на функциональные группы и расчёт ведётся для каждого элемента.