I II III. Рисунок 2.1 – Зависимость интенсивности отказов от времени

0 t

Рисунок 2.1 – Зависимость интенсивности отказов от времени

На рисунке 2.1 прослеживаются три основных периода работы изделия:

I период – период приработки. Повышенная интенсивность

отказов в этом периоде связана с дефектами конструкций, изготовления, сборки конечного изделия. С окончанием этого периода, как правило, заканчивается гарантийное обслуживания изделия. Многие компании и фирмы-производители не выпускают свою продукцию на рынок, пока изделие не пройдет период приработки.

II период – период нормальной работы. Интенсивность отказов в этом периоде остается практически постоянной и незначительной.

III период – период старения. В этот период интенсивность отказов резко возрастает, происходит изнашивание, старение и необратимые физические явления, при которых эксплуатация изделия не возможна или экономически не оправдана. Для большинства изделий вычислительной техники период их морального устаревания опережает физический.

Расчет надежности производят на этапе разработки объекта для определения его соответствия требованиям, сформулированным в ТЗ. Расчет производится в следующем порядке. Исходными данными является интенсивности отказов элементов различных групп (справочные значения). Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов поотношению к общему количеству исправно работающих элементов в среднем выходит из строя в единицу

времени (обычно за час).

Сущность расчета надежности состоит в том, чтобы определить основные критерии характеризующие надежность: время наработки на отказ Т₀ и вероятность безотказной работы Р(t).

Элементы системы необходимо разбить на группы с одинаковыми интенсивностями отказов l и подсчитать внутри групп число элементов М_i.

Справочные значения интенсивностей отказов l некоторых элементов приведены в следующей таблице.

Таблица 2.1 - Таблица интенсивности отказов

Наименование элементов	Интенсивность отказов l (отказов/час)
Сопротивление	0,015*10^-5
Конденсатор	0,164*10^-5
Диод	0,5*10^-5
Транзистор	0,064*10^-5
Интегральная микросхема	0,00001*10^-5
Трансформатор	0,064*10^-5
Печатная плата	3,6*10^-5

Вычислим произведение М_i на l, характеризующее долю отказов, вносимых элементами каждой группы в общую интенсивность отказов системы:

l_i=М_i*l(2.2)

Общая интенсивность отказов системы состоит из интенсивностей отказов входящих в нее групп элементов:

_N

l_общая = å l_i (2.3)

ⁱ⁼¹

где N – число групп с однотипными элементами.

Вычислим наработку на отказ. Наработка на отказ Т₀– это показатель безотказности, равный отношению наработки восстанавливаемого изделия к математическому ожиданию числа его

отказов в течение этой наработки. Следовательно, это величина

обратно пропорциональна интенсивности отказов, то есть:

Т₀=1/ l_общая (2.4)

Вероятность безотказной работы Р(t) – это математическое ожидание того, что в заданном интервале времени не произойдет отказа. Вероятность безотказной работы Р(t) связана с интенсивностью отказов l следующей формулой:

Р(t)= е^-lt = е^-t/To, (2.5)

где е – это основание натурального логарифма;

е = 2.718281828459045….

Кроме того, расчет надежности можно заменить графическим методом на координатной плоскости. На горизонтальной оси наносятся деления в соответствии с полученной наработкой на отказ Т₀. На вертикальной оси отмечается точка Р(t)=1 и через нее проводится горизонтальная линия, а сама ось градуируется.

Через точку P(1) проводится горизонтальная линия. Линия

надежности определяется экспериментальным законом. На оси t откладывается T₀ и эта величина сносится на горизонтальную линию, проведенную через точку P(1). Полученную точку соединяем прямой линией с точкой P(t)=1. Эта и есть линия надежности.

Для определения вероятности безотказной работы устройства в момент времени t_i откладываем величину t_i на оси t, сносим эту величину на полученную линию надежности, а затем на ось P и таким образом обнаруживаем P(t_i ) для заданного момента времени t_i.

Например:

P

P(t)=1

P(t_i)

0,37

0 t_i T₀ t

Рисунок 2.2 – Линия надежности

Таблица 2.2 - Общая интенсивность отказов групп элементов

Наименование элементов	Интенсивность отказов l (отказов/час)	Кол-во элементов	Общая интенсивность Отказов групп Эл-ов
Сопротивление	0,00000015		0,00000465
Конденсатор	0,00000164		0,0000328
Диод	0,000005		0,000045
Транзистор	0,00000064		0,0000032
Интегральная микросхема	0,0000000001		0,0000000005
Печатная плата	0,000036		0,000108
lобщая = 0,0001936505

Вычислим наработку на отказ:

Т =1/ lобщая = 1/0,0001936505 = 5164 ч.

Дата добавления: 2015-05-10