Исследование принципа работы интерактивной доски

7 Расчет надежности

Эксплуатационные показатели – это характеристики, определяющие качество выполнения изделием заданных функций. Общими из них для всех изделий длительного действия являются показатели надежности (долговечности), динамичности качества, эргономические показатели и экономичность эксплуатации. Надежность – это свойство объекта (например, изделия) выполнять заданные функции,

сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в допустимых пределах, соответствующих принятым режимам, условиям использования, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Надежность включает свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Показателями надежности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов и др.

Вероятность безотказной работы P(t) – вероятность того, что в заданный момент времени t или в пределах заданной наработки, отказа в работе изделия не произойдет (отказ – событие, заключающееся в том, что изделие становится неспособным выполнять заданные функции с установленными показателями):

P(t) = N(t) / N0 , (7.1)

где N0 – число изделий, работающих в начале испытаний, N(t) – число изделий, работоспособных в конце промежутка времени t.

Интенсивность отказов l(t) является функцией времени.

Типичный характер изменения интенсивности отказов l(t) изделий от начала эксплуатации до списания представлен на рисунке 7.1

Рисунок 7.1 – Зависимость интенсивности отказов от времени

На рисунке 7.1 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 обслуживание 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 являются интенсивности отказов элементов различных групп (справочные значения).

Интенсивность отказов показывает, какая часть элементов по отношению 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 Мi.

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

Таблица 7.1 - Таблица интенсивности отказов

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

li=Мi*l (7.2)

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

N

lобщая = å li (7.3)

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/ lобщая (7.4)

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 , (7.5)

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 ti откладываем величину ti на оси t, сносим эту величину на полученную линию надежности, а затем на ось P и, таким образом, обнаруживаем P(ti) для заданного момента времени ti.

Например:

P

P(t)=1

P(ti)

0,37

0 ti T0 t

Рисунок 7.2 – Линия надежности

Таблица 7.2 - Общая интенсивность отказов групп элементов

 Скачать реферат