Показники надійності відновлюваного елемента системи

Більшість складних технічних систем з тривалими термінами служби є відновлюваними, тобто виникають в процесі експлуатації відмови систем усувають при ремонті. Технічно справний стан виробів у процесі експлуатації підтримують проведенням профілактичних і відновлювальних робіт. При експлуатації виробів для здійснення робіт з підтримці і відновленню їх працездатності необхідні значні витрати праці і матеріальних засобів, а також і часу. Як показує виробничий досвід, ці витрати за час експлуатації виробів зазвичай значно перевищують відповідні витрати на їх виготовлення.

Сукупність робіт з підтримки і відновлення працездатності та ресурсу виробів підрозділяють на технічне обслуговування та ремонт, які, у свою чергу, підрозділяють на профілактичні роботи, здійснювані в плановому порядку, і аварійні, які проводяться в міру виникнення відмов або аварійних ситуацій.

Властивість ремонтопридатності виробів впливає на матеріальні витрати і тривалість простоїв в процесі експлуатації. Ремонтопридатність тісно пов'язана з безвідмовністю і довговічністю виробів. Так, для виробів з високим рівнем безвідмовності, як правило, характерні низькі затрати праці та коштів на підтримку їх працездатності.

Показники безвідмовності і ремонтопридатності виробів є складовими частинами комплексних показників, таких як коефіцієнти готовності До і технічного використання До ти. До показників надійності, притаманним тільки відновлюваним елементам, слід віднести середню напрацювання на відмову, напрацювання між відмовами, ймовірність відновлення, середній час відновлення, коефіцієнт готовності і коефіцієнт технічного використання. Середнє напрацювання на відмову - напрацювання відновлюваного елемента, припадає в середньому на одну відмову в розглянутому інтервалі сумарного напрацювання або певної тривалості експлуатації:

де t i - напрацювання елемента до i -го відмови; т - число відмов у даному інтервалі сумарного напрацювання.

Напрацювання між відмовами визначається обсягом роботи елемента від i -го відмови до (i + 1) -го відмови, де i = 1, 2, ..., т.

Середній час відновлення однієї відмови в розглянутому інтервалі сумарного напрацювання або певної тривалості експлуатації

де t вi - час відновлення i -го відмови; т - число відмов у даному інтервалі сумарного напрацювання.

Коефіцієнт готовності K r являє собою ймовірність того, що виріб буде работоспособно в довільний момент часу, крім періодів виконання планового технічного обслуговування, коли застосування вироби за призначенням виключено. Цей показник є комплексним, так як він кількісно характеризує одночасно два показники: безвідмовність і ремонтопридатність. У стаціонарному (усталеному) режимі експлуатації і при будь-якому вигляді закону розподілу часу роботи між відмовами і часу відновлення коефіцієнт готовності визначають за формулою

(2.19)

де Т o - середнє напрацювання на відмову; Т в - середній час відновлення одного відмови.

Таким чином, аналіз формули (2.19) показує, що надійність виробу є функцією не тільки безвідмовності, але й ремонтопридатності. Це означає, що низька надійність може бути декілька компенсована поліпшенням ремонтопридатності. Чим вище інтенсивність відновлення, тим вище готовність вироби. Якщо час простою велике, то готовність буде низькою.

Іншою важливою характеристикою ремонтопридатності є коефіцієнт технічного використання До ти, який являє собою відношення напрацювання вироби в одиницях часу за деякий період експлуатації до суми цієї напрацювання і часу всіх простоїв, обумовлених усуненням відмов, технічним обслуговуванням і ремонтами за цей період. Коефіцієнт технічного використання являє собою ймовірність того, що виріб буде працювати в належному режимі за час Т. Таким чином, К ти визначається двома основними чинниками - надійністю і ремонтопридатністю.

Коефіцієнт технічного використання характеризує частку часу перебування елемента в працездатному стані щодо розглянутої тривалості експлуатації.

Період експлуатації, для якого визначається коефіцієнт технічного використання, повинен містити всі види технічного обслуговування і ремонтів. Коефіцієнт технічного використання враховує витрати часу на планові та непланові ремонти, а також встановлені регламенти і визначається за формулою

(2.20)

де t н - сумарне напрацювання вироби в розглянутий проміжок часу; t в, t p і t o - відповідно сумарний час, витрачений на відновлення, ремонт і технічне обслуговування вироби за той же період часу.

Приклад 2.4

Визначити коефіцієнт готовності системи, якщо відомо, що середній час відновлення однієї відмови одно T в = 5 год, а середнє значення напрацювання на відмову складає T o = 500 ч.

Розв'язання

Для визначення коефіцієнта готовності скористаємося формулою (2.19):

Відповідь:

Приклад 2.5

Визначити коефіцієнт технічного використання машини, якщо відомо, що машину експлуатують протягом року (7 ', = 8760 год). За цей період експлуатації машини сумарний час відновлення відмов склало t в = 40 ч. Час проведення регламенту - t o = 20 ч. Сумарний час, витрачений на ремонтні роботи за період експлуатації, - 15 на добу, тобто t p = 15 • 24 = 360 ч.

Розв'язання

Коефіцієнт технічного використання обчислимо за формулою (2.20), але спочатку визначимо сумарний час наробки машини:

Відповідь: До т = 0,952.

Приклад 2.6

При експлуатації складної технічної системи отримані статистичні дані, які наведені в табл. 2.4. Визначити коефіцієнт готовності системи.

Таблиця 2.4

Статистичні дані, отримані при експлуатації складної технічної системи

Номер

системи

Число

відмов

m i

Відновлення відмови t в, i

Час

роботи

t p, ч

Час сумарного відновлення т i • t в, i

1

2

1

200

2

2

5

2

300

10

3

6

4

400

24

4

4

3

300

12

5

8

2

600

16

6

10

5

700

50

7

15

2

900

30

8

20

3

1000

60

Разом

70

-

+4400

204

Напрацювання на відмову Середній час відновлення

За формулою (2.19) з використанням обчислених значень Т о і Т в знаходимо коефіцієнт готовності системи:

Для об'єктів і пристроїв різного призначення застосовуються різні показники надійності [28]. В даний час можна виділити чотири групи об'єктів, що розрізняються показниками і методами оцінки надійності [1][1]:

  • • неремонтіруемих об'єкти, застосовувані до першої відмови;
  • • ремонтовані об'єкти, відновлення яких в процесі застосування неможливо (невідновлювані об'єкти);
  • • ремонтовані, відновлювані в процесі застосування об'єкти, для яких недопустимі перерви в роботі;
  • • ремонтовані, відновлювані в процесі застосування об'єкти, для яких допустимі короткочасні перерви в роботі.

  • [1] Математичні моделі розрахунку показників надійності відновлюваних та невідновлювальних систем S-, Р-, С-, Ζ-, X-, W-типів представлені в гл. 5.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >