Разработка конструкции АЛУ

3.3 Оценка надежности блока

Надежность — это свойство объекта выполнять заданные функции в задан­ных условиях в пределах, оговоренных в ТУ.

К основным показателям надежности относятся вероятность безотказной работы, интенсивность отказов, среднее время безотказной работы.

Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что в заданном интервале времени не произойдет ни

одного отказа. Расчет вероятности безотказ­ной работы ячейки производится по формуле

P(t)=eАt

где P(t) - вероятность безотказной работы;

e — основание натурального логарифма;

A- суммарная интенсивность отказов;

t - требуемое время безотказной работы.

Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов по отношению к общему количеству исправно работающих элементов в среднем выходит из строя в единицу времени. Интенсивность отказов ячейки определяется по формуле (3.7):

= 22.59*10-6 (3.7)

где A0 - интенсивность отказов ячейки;

Д,-э - интенсивность отказов в реальных условиях эксплуатации;

Nj — количество элементов с интенсивностью отказов Ул.

Наработка на отказ То - среднее значение наработки восстанавливаемого объекта между отказами. Среднее время безотказной работы определяется по формуле (3.8):

(3.8)

где То - среднее время безотказной работы; A0- интенсивность отказов ячейки.

Электрический режим использования ЭРЭ характеризуется коэффициен­том нагрузки, который определяется по формуле (3.9):

(3.9

где Кн - коэффициент нагрузки;

Npa6 - нагрузка на элемент в рабочем режиме;

Nном номинальная или допустимая по ТУ нагрузка.

Расчет надежности представлен в таблице 3.2

Таблица 3.2

Расчет надежности

где H - интенсивность отказов в нормальных условиях;

Кн - коэффициент нагрузки;

-коэффициент учета температурного режима;

Kн - интенсивность отказов в реальных условиях эксплуатации;

Ni - количество элементов с интенсивностью отказов .

Подставляем значения и рассчитываем интенсивность отказов ячейки по формуле (3.7):

(3.7)

Подставляем значения и рассчитываем среднее время безотказной работы по формуле (3.8):

T0= 6,4*106ч (3.8)

Рассчитываем вероятность безотказной работы ячейки при разных значе­ниях времени безотказной работы по формуле (3.6):

а) вероятность безотказной работы ячейки при t1=1000ч: Р1 (1000) = 1 - 0,0001565 = 0,9998435

б) вероятность безотказной работы ячейки при t2=5000ч: P2 (5000) = 1 - 0,0007325 - 0,9992175

в) вероятность безотказной работы ячейки при t3=10000ч;

Р3 (10000) = 1 - 0,001565 = 0,998435

г) вероятность безотказной работы ячейки при 14=20000ч:

P4 (20000) = 1 - 0,003195 = 0,996805

д) вероятность безотказной работы ячейки при t5=50000ч:

P5(50000) = 1 - 0,007825 = 0,992175

Рисунок 3.2 График P(t)

при t1=1000ч, t2=5000ч, t3=l 0000ч, t,=200004,t5=50000ч

Из-за высоких требований, предъявляемых к работе ЭВМ, большое внима­ние в процессе разработки, изготовления и эксплуатации машин уделяется повы­шению надежности. Одним из наиболее совершенных способов повышения на­дежности является резервирование. Рассмотрим два случая резервирования:

1) нагруженный резерв с общим резервированием всего устройства без восстановления отказавшего устройства;

2) нагруженный резерв с поэлементным резервированием без применения переключающих устройств.

Для случая нагруженного резерва вероятность безотказной работы устрой­ства определяется по формуле (3.10):

Pur(t)=1-[1-eAut]m (3.10)

где Pur(t) - вероятность безотказной работы устройства с постоянным ре­зервом;

Au - интенсивность отказов устройства (AU=0,1565*1011);

t - требуемое время безотказной работы;

m - количество параллельно работающих устройств (m=5);

е - основание натурального логарифма.

Рассчитываем вероятность безотказной работы устройства при разных значениях времени безотказной работы по формуле (3.10):

а) вероятность безотказной работы устройства при t1=10000ч:

Pur1 (10000) = 1-[l-(l-0,1565-10-2)] 4 =1-[1-1 + O,1565-10-2] 4 =

= 1 - 6 -10 = 0,999999999994

б) вероятность безотказной работы устройства при t2=50000ч:

Pur2 (50000) = 1 - [0,7825 *10-2 ]4 = 1 - 0.0000000037=0,9999999963

в) вероятность безотказной работы устройства при t3=100000ч:

Pur3 (100000) = 1 - [0,7825 *10-2 ]4 = 1 – 6*10-8 = 0,9999999963

 Скачать реферат