Способ повышения отказоустойчивости изделий (варианты)

Способ повышения отказоустойчивости изделия и его составных частей (СЧ) заключается в определении интенсивности отказов, вероятности работоспособного состояния изделия и его ресурса, устранении неисправностей, выборе и применении конструктивных, схемных решений изделия и его составных частей. По первому варианту способа дополнительно определяют значение выходного параметра требуемой функции изделия и его СЧ, диапазон их изменения и устанавливают взаимосвязь между указанными параметрами и вероятностью работоспособного состояния, а также связь параметра требуемой функции от схемных, конструктивных параметров изделия и его составных частей с учетом структурных схем надежности изделия и его СЧ при действии воздействующих факторов, затем варьируют схемные, конструктивные параметры изделия и его СЧ, осуществляют выбор варианта параметров в заданном диапазоне действующих факторов, обеспечивающих вероятность работоспособного состояния изделия и его СЧ не ниже заданной. По второму варианту способа дополнительно определяют скорость и ускорение изменения выходного параметра требуемой функции изделия и его СЧ во времени и определяют в заданном интервале времени интенсивность отказов по выражению, затем изменяют уровни воздействующих факторов в заданном интервале их значений при различных схемных и конструктивных параметрах изделия и определяют оптимальное значение интенсивности отказов и/или вероятность работоспособного состояния, обеспечивающие срок функционирования изделия и его СЧ не ниже заданного. Повышается отказоустойчивость изделий и их СЧ. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области машиностроения и авиационно-космической техники и может быть использовано при создании различного класса изделий.

Порядок создания, производства и эксплуатации изделий, в том числе космических комплексов, регламентируется соответствующими нормативными документами и ГОСТ. Основным показателем качества изделия является надежность. Надежность является сложным свойством и состоит из сочетания свойств, в частности: безотказности, долговечности, отказоустойчивости (ГОСТ Р 5348-2009 «Надежность в технике»). Безотказность - это способность изделия выполнять требуемую функцию в заданном интервале времени при заданных условиях. Работоспособное состояние - состояние изделия, при котором оно способно выполнять требуемую функцию при условии, что представлены необходимые внешние ресурсы. Изделие в одно и то же время может находиться в работоспособном состоянии для некоторых функций и в неработоспособном состоянии для других. Кроме того, изделие может находиться в состоянии неисправности (частичной), приводящей к отказу (частичному). Поэтому одним и важных свойств надежности является отказоустойчивость, т.е. устойчивость к неисправности - способность изделия продолжать функционирование при определенных видах неисправности. (Неисправность - состояние изделия, характеризующееся неспособностью выполнять требуемую функцию.) Это особенно важно для уникальных (единичных) изделий авиационно-космической техники.

Одним из показателей надежности является вероятность безотказной работы (ВБР) - вероятность выполнять требуемую функцию при данных условиях в интервале времени. С учетом изложенного этот показатель будем понимать в более широкой трактовке как вероятность работоспособного состояния (ВРС), т.е. состояния, способного выполнять требуемую функцию при заданных условиях в интервале времени. Эта трактовка допускает возможность учитывать выполнение требуемой функции и в состоянии частичных неисправностей, сбоев.

Существующий способ обеспечения, повышения надежности, в том числе отказоустойчивости изделий включает определение интенсивности отказов, вероятности безотказной работы, устранение неисправностей, выбор и применение конструктивных, схемных решений изделия и его составных частей (СЧ), повышающих их надежность.

Комплекс взаимоувязанных требований и мероприятий, направленных на выполнение заданных в документации на изделие требований по надежности на соответствующей стадии жизненного цикла, представлен в ГОСТ (ГОСТ 27.410.87 - «Методы контроля показателя надежности и плана контрольных испытаний» и др.) и дан в справочнике Ю.К.Беляев, В.А.Богатырев и др. «Надежность технических систем», М., Радио и связь, 1985 г.

Указанный способ обладает существенным недостатком, а именно эволюционным характером совершенствования изделия (выбором и применением конструкторских и схемных решений), определяемым естественными причинами, особенно в ракетно-космической технике (РКТ), такими как уникальность (сложность) изделия, малая серия или единичные экземпляры, продолжительность создания (отработки) и их высокая стоимость. Все это ограничивает возможности принятия решений по использованию ряда мероприятий, направленных на совершенствование изделий, в том числе и инновационных.

Известен способ повышения надежности, отказоустойчивости, выбранный в качестве прототипа и включающий структурные и физические методы расчета (определение) количественных показателей надежности (безотказности, долговечности, отказоустойчивости) и выбор технических решений по совершенствованию изделий и составных частей, обеспечивающих оптимальное значение показателей надежности. Основные положения этого способа изложены в монографии: В.Ф.Грибанов, А.И.Рембеза и др. «Методы отработки ракетно-космических комплексов», М., Машиностроение, 1995 г. Однако этот способ является трудоемким, в особенности для сложных изделий, и, кроме того, сам выбор статистических распределений отказов не имеет обоснования. Это приводит к использованию различных распределений на отдельных этапах жизненного цикла изделия и его составных частей и значительно усложняет поиск решений по повышению надежности, отказоустойчивости. Кроме того, определение (уточнение) интенсивности отказов на этапе экспериментальной отработки практически не представляется возможным из-за ограниченности времени для изделий с длительным временем функционирования и их количества, необходимого для подтверждения надежности. Поэтому на этом этапе проводят испытания, в основном, на функционирование в заданных условиях, что снижает достоверность оценок показателей надежности, получаемых на этапе эскизного проектирования. При этом нормирование ВБР изделия и его СЧ в начале интервала времени в указанном способе ограничено условием: изделие находится в работоспособном стоянии, т.е. ВБР равна единице. Указанные недостатки снижают возможности и обоснованность принимаемых технических решений в обеспечении требуемого уровня показателей надежности.

Предлагаемый способ устраняет недостатки способа прототипа и направлен на повышение отказоустойчивости изделий и его составных частей (СЧ).

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Способ повышения отказоустойчивости изделий и его составных частей заключается в определении интенсивности отказов (λ), вероятности работоспособного состояния (Р), ресурса, устранении неисправностей, оптимальном выборе и применении конструктивных и схемных решений изделия и его составных частей, отличающийся тем, что дополнительно определяют значение выходного параметра требуемой функции изделия и его составных частей (WO) и диапазон их изменения (ΔW) и устанавливают: взаимосвязь между указанными параметрами и вероятностью работоспособного состояния (ВРС) согласно выражения

Р=exp(-ΔW/WO)·F(λ·t),

где F(λ·t)≤1 - временной функционал, t - время функционирования изделия и его составных частей, и связь параметра требуемой функции от схемных, конструктивных параметров изделия и его составных частей с учетом структурных схем надежности изделия и его составных частей при действии внутренних и/или внешних факторов; затем варьируют схемные, конструктивные параметры изделия и его СЧ, осуществляют выбор варианта параметров в заданном диапазоне действующих факторов, обеспечивающих вероятность работоспособного состояния в заданном интервале времени не ниже заданной, при этом временной функционал ВРС определяют по выражению

F(λ·t)=1-ехр-(λ1·t)n при 0≤t≤TP и/или

F(λ·t)=ехр-[λ2·(t-TP)n при t≥TP,

где показатель степени функционала лежит в диапазоне 1≤n≤3, TP - длительность создания или отработки изделия, а интенсивности отказов удовлетворяют условию λ1≥λ2, и осуществляют отработку изделия и его составных частей моделированием уровня и режимов воздействующих внутренних и/или внешних факторов согласно критерия подобия по соотношению ΔW/WO·(λ·t)n=Const.

Дополнительно определяют скорость (v) и ускорение (а) изменения выходного параметра требуемой функции изделия и его составных частей во времени расчетным или расчетно-экспериментальным методом при действии внутренних и/или внешних факторов и определяют в заданном интервале времени интенсивность отказов по выражению

λ=α·a/2v,

где α≤2 - нормированный множитель; затем изменяют уровни внутренних и/или внешних воздействующих факторов в заданном интервале значений при различных схемных и конструктивных параметрах изделия и определяют оптимальное значение λ, и/или вероятность работоспособного состояния, обеспечивающие срок активного функционирования изделия и его СЧ не ниже заданного; при этом нормированное значение интенсивности отказов изделия и его СЧ определяют по интенсивности отказов аналогов изделия и его СЧ, скорости и ускорению изменения требуемой функции по известному времени их наработки или испытуемого изделия и его СЧ при экспериментальной отработке в течение времени, достаточного для определения скорости и ускорения изменения требуемой функции в заданном интервале времени.

Прогнозирование и/или определение срока активного функционирования (TC) осуществляют по его приращению в течение времени создания или отработки (t) изделия по выражению

TC=TCOO·(λt)n-1,

где TCO - начальное значение срока активного функционирования,

αO≤1 - коэффициент пропорциональности, n≠1 - показатель степени и

TC=TCO1/ln(λt) при n=1 и α1≤1.

В обоснование способа рассмотрим одно из изделий радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата (КА) навигационных и связных систем - транзисторные усилители мощности (ТУМ), целевым назначение которых является усиление СВЧ излучения, формируемого его источником. Основной требуемой функцией ТУМ является мощность излучения (W) на выходе каждого каскада усилителя в заданном диапазоне его спектра. В конструкторской документации задается мощность излучения каждого каскада усилителя в некотором фиксированном диапазоне значений, возможный разброс которых может быть обусловлен различными причинами: уширением спектра излучения, уровнем стабилизации источников электропитания, перепадом температур и др. Поэтому получение фиксированного значения мощности (WO) возможно с определенной вероятностью. В настоящее время нет метода формирования такой функции распределения состояний сложных технических систем. Для получения функции распределения состояний системы воспользуемся методом аналогий и классическим распределением статистической физики - распределением Больцмана в потенциальном поле (Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц «Статистическая физика». Изд. «Наука», М., 1964 г. С.135).

Рассмотрим качественно распределение энергии в усилителе. Эту энергию (Е), согласно закону сохранения энергии, можно разделить на составляющие части: энергию СВЧ излучения, джоулев нагрев элементов усилителя, тепловую энергию излучателя (холодильник). Из них выделим дополнительную часть ΔЕ=Δ(W·Т), где W - мощность излучения, Т - время, назовем ее данном случае энергией связи (потенциальной энергией) - та часть энергии, которая может перераспределяться между «основной» полезной частью (EO=WO·TO) и другими составляющими. Величина этой составляющей по сути является энергетическим потенциалом качества изделия и может приближенно определяться отклонением (допуском) от основного значения параметра усилителя, который может быть определен с некоторой точностью как теоретически, так и экспериментально. Предложенное разделение энергии достаточно обосновано, т.к. все известные составляющие могу быть определены известными способами.

Вероятность работоспособного состояния (функционирования) с учетом введенной потенциальной энергии может быть оценена по распределению, аналогичному распределению Больцмана в потенциальном поле в виде:

где:

С - константа, t≤TC - текущее время, TC - срок активного существования изделия, λ=1/ TC - интенсивность отказов. Константа С определяется нормировкой при условии: Р=1 при Δ W=0 и t=0, тогда С=1. Выражение (1) представим в виде раздельных сомножителей: «потенциального» и временного

При ΔW=0 частным решение (2) является известное распределение Пуассона для вероятности безотказной работы. При TC>>t имеем «потенциальное» распределение вероятности работоспособного состояния (функционирования) изделия, определяемое в основном начальным состоянием изделия

При ΔW/WO<<1 и разложении экспоненты в ряд из выражения (3) найдем

Для заданного интервала ΔW, определяемого допуском значений ΔWO, вероятность работоспособного состояния (ВРС) приближенно можно определить по выражению

а вероятность «отказа» по соотношению

Отсюда видно, что границей изменения состояния системы является величина вероятности отказа, определяемая равенством (7)

Это граничное значение по определению является критерием отказа. Оно может иметь различные уровни в зависимости от предполагаемых типов отказов (постепенный, внезапный, ресурсный и др.) Наибольший уровень может быть достигнут в предельном состоянии, например при ресурсном отказе. Типичные значения величины ΔW/WO находятся на уровне ~5·10-2, т.е. ВРС при TC>>t находится на уровне 0,95, что заметно снижает ВРС при длительном функционировании, в особенности, для сложных изделий, состоящих из нескольких составных частей.

В обобщенном виде выражение (2) можно записать в виде

где временной функционал F(λt)≤1 с учетом характерных вариантов распределения можно представить зависимостью

где показатель степени принимает значения, лежащие в диапазоне 3≥n≥1.

Вероятностный подход к «потенциальному» изменению требуемых функций усилителя позволяет использовать известные методы для оценки ВРС сложных структур с использованием структурных схем надежности в соответствии с ГОСТ Р 51901.14-2007 «Структурные схемы надежности и Булевы методы». Тогда согласно структурной и принципиальной электрической схемам типичного трехкаскадного усилителя с 3-мя источниками электропитания, источником излучения, управляемым аттенюатором и холодильником (излучателем) ВРС такого усилителя с последовательно соединенными элементами определяется произведением вероятностей составных частей (Pi) по выражению

где Pi вычисляется согласно выражений (3, 4). В предположении равновероятности работоспособного состояния составных частей и малых уровней показателя отказов найдем

где m - число элементов в структуре. При этом экспонента (3) и степенная функция(11) разложены в ряд по малому параметру. Из выражения (11) найдем, что вероятность отказа ТУМ определяется суммой отказов составных частей, т.е. по выражению Qi=m(ΔW/WO)i.

Так, при значении Q≈5·10-2 и m=9 найдем вероятность отказа каждого элемента, равную Qi≈4,5·10-3, а вероятность работоспособного состояния отдельного элемента, равную Pi=0,996. Эти оценки показывают, что даже без учета временного функционала к составным частям усилителя должны предъявляться высокие требования к их качеству с учетом особенностей функционирования каждого элемента структуры, и требуют применения конструктивных, схемных решений по обеспечению таких требований и необходимого уровня вероятности работоспособного состояния. Поэтому определение, нормирование ВРС составных частей и всего изделия является важным элементом при решении задачи обеспечения заданного в конструкторской документации уровня вероятности работоспособного состояния.

Важным параметром соотношений (8, 9) является интенсивность отказов, трудность определения которой связана с необходимостью проведения длительных испытаний и использования, по крайней мере, нескольких образцов. Учитывая нелинейный характер изменения требуемой функции изделия и его составных частей, предшествующий их отказу, в предлагаемом способе интенсивность отказов определяют по выражению

где v, a - скорость и ускорение изменения требуемой функции в заданном интервале времени, α - нормированный множитель.

Таким образом, технические результаты заявленного способа заключаются в следующем. Параметрическая зависимость (12) дает возможность определить интенсивность отказов λ за существенно меньший период времени, уточнить на последующих этапах испытаний и, кроме того, определить ее расчетным путем при изменении требуемой функции от воздействия внутренних (электрических, тепловых и др.) и внешних факторов (ионизирующих излучений, электризация и др.), а также от параметров схемных и конструктивных решений изделия и его составных частей. При этом нормирование интенсивности отказов и ВРС можно определить по интенсивности отказов аналогов изделия и его СЧ, скорости, ускорению изменения требуемой функции по известному времени их наработки или испытуемого изделия и его составных частей при экспериментальной отработке в течение времени, достаточного для определения скорости и ускорения изменения требуемой функции в заданном интервале времени, а вероятность работоспособного состояния определяют в диапазоне значений 1>Р≥1/3. Нижнее значение ВРС по существу определяет предельное состояние изделия.

Для иллюстрации реализации способа рассмотрим характерные случаи. В работе И.Лисова «Сводная таблица космических запусков в 2006 г.» («Новости космонавтики» №3(290), т.17, 2007, С.9-11) дана сводка успешных и неуспешных запусков космических аппаратов (КА) и ракет-носителей (РН) различных стран, включая российские, за период 1998-2006 гг. При среднем значении ежегодно запускаемых за этот период КА NKA=118 среднее значение относительной доли отказов составило ΔNKA/NKA=0,06±0,015. В этом диапазоне значений она находится и в начальном периоде функционирования такой группировки. Приняв в качестве требуемой функции - количество КА функционирующей группировки, найдем, что относительная доля отказов определяет в общем виде вероятность работоспособного состояния (ВРС) (Р) в соответствии с выражениями (1, 4). По этим соотношениям ВРС лежит в диапазоне 0,955≥P≥0,925. При этом скорость и ускорение изменения состава группировки оценивается величинами v=0,06 1/год, а=0,015/2=7,5·10-3 1/г.2 (при минимальном времени 2 года, необходимом для определения, в данном случае, ускорения). Тогда в соответствии с выражением (12) интенсивность отказов равна λ=0,063 1/год при α=1, а вероятность работоспособного состояния на интервале времени в 1 год равна Р=0,88 (с учетом вероятности начального состояния). С увеличением времени функционирования ВРС уменьшается в основном согласно временному функционалу (9). Так, приняв статистику (функционал F) с n=1 и время функционирования TC=6 лет (для отечественных КА), найдем приближенное значение ВРС в конце этого срока Р≈0,6. Приняв статистику (функционал F) с n=2 и λ=0,063 1/год найдем ВРС, равную Р≈0,996 при TC=1 год (без учета поправки ВРС начального состояния), а при TC=6 лет ВРС равна Р=0,98, а с учетом поправки начального состояния она равна Р=0,92, что близко вышеприведенному значению

Таким образом, предложенный способ дает возможность оценить ВРС как на начальном этапе функционирования, так и в течение текущего и длительного времени и прогнозировать предельное состояние изделия, определяемое его ресурсом. При этом оценки ВРС удается сделать за короткое время в процессе эксплуатации на уровне всего изделия.

Аналогичные оценки можно сделать и на уровне отдельного изделия (КА) или его составной части. Для примера рассмотрим требуемую функцию изделия - обнаружительную способность (Dλ) фотоприемников (ФП) на основе InSb инфракрасной аппаратуры КА дистанционного зондирования Земли (И.А.Белкин, A.M.Пирогова, Г.П.Рябоконь, И.Н.Сафронов. «Методика расчета влияния ионизирующих излучений на обнаружительную способность ФП ИК - аппаратуры КА ДЗЗ», «Космонавтика и ракетостроение» №2(59) ЦНИИмаш, 2010, С.191-194). В соответствии с проведенными в указанной работе расчетами, зависимость обнаружительной способности при фиксированных физических и технических параметрах ФП можно представить функционалом в виде

где DλO, см·Гц1/2·Вт-1 - начальное значение обнаружительной способности (при D=102 рад), D, рад - интегральная доза ионизирующего излучения космического пространства (КП), к≈1,6·10-6 1/рад - коэффициент пропорциональности.

Учитывая, что интегральная доза определяется временем действия, то выражение (13) согласно соотношению

приводится к виду

Поскольку интегральная доза зависит от условий функционирования (высоты орбиты, ее наклонения, солнечной активности, а также средств защиты), то значения k1 будут зависеть от параметров, определяющих эти условия. Так, доза (от электронов и протонов) на орбите высотой Н≈103 км с углом наклонения -30° в максимуме солнечной активности за защитой δ=0,1; 0,5 г/см2 согласно работам («Модель космоса», т.1, НИИЯФ МГУ, М., 2007, С.301-305; О.Ф.Немец, Ю.В.Гофман «Справочник по ядерной физике», изд-во Наукова думка, Киев, 1975, С.79-81) составит D=5,8·105рад/год и 104рад/год соответственно. Тогда в соответствии с выражением (14) коэффициенты равны к1≈1·1/год; 1,6·10-2 1/год соответственно.

По найденному коэффициенту k1 и зависимости (15) можно найти, как относительное изменение требуемой функции на интервале времени Δt≈t, так и ее скорость, ускорение. Так, модуль относительного изменения обнаружительной способности равен

а отношение ускорения к скорости равно k1. Тогда в соответствии с выражением (12) интенсивность отказов оценивается величиной λ≈k1 при коэффициенте а≤2.

Таким образом, по параметрическим зависимостям изменения требуемой функции от технических параметров изделия и его составных частей возможно определение необходимых величин для оценки показателей надежности таких как ВРС и ресурс. При этом соотношение (14) является посуществу критерием подобия, определяющего взаимосвязь технических параметров изделия с уровнем воздействующих факторов, интенсивностью отказов и временем действия при заданной статистике распределения отказов (при n=1).

Для определения функциональной зависимости срока активного существования (TC) от текущего времени определим модуль относительного приращения ВРС по выражению (8) при его дифференцировании по времени. Получим соотношение

при n≠1 и

при n=1, после дифференцирования выражения (8) по n и Δn~n~1. Из этих соотношений выразим скорость изменения САС (TC). Тогда САС можно представить выражениями

где α0=n·λ·P·ΔTC/ΔP~1; α1=λ·ΔTC~1, TCO - начальное значение САС изделия, определяемое либо расчетным, либо расчетно-экспериментальным методом на заданном интервале времени. Коэффициенты также могут быть определены экспериментально по известному закону изменения ВРС (n), интенсивности отказов и вероятности работоспособного состояния, предшествующей отказу для различных классов изделий.

Из выражений (19, 20) видно, что при n<1 САС падает, а при n≥1 растет, причем при показателе, равном 2, наблюдается линейный рост, а при n=3 квадратичный рост во времени.

Таким образом, на основании экспериментальной зависимости возможно нормирование коэффициентов и интенсивности отказов и далее прогнозировать САС и ВРС. Однако приведенные оценки относятся к периоду отработки на завершающей стадии и этапе эксплуатации (функционирования) изделия. В действительности основная отработка происходит на этапе эскизного проектирования и наземной экспериментальной отработки изделия, и именно на этом этапе ставится задача достижения высокой вероятности работоспособного состояния PO, которая в дальнейшем при эксплуатации может только уменьшаться. Тогда полагая, что основные закономерности изменения ВРС изделия на этом этапе (РЭ) аналогичны закономерностям на этапе эксплуатации, можно записать

при времени, ограниченном периодом (TP), разработки о≤t≤TP. При такой зависимости ВРС на уровне РЭ≥0,95 (при вероятности отказов QЭ≤5·10-2) может быть достигнута при (λTP)n≥3. Тогда, положив n=2 и TP=3года<<TC, найдем интенсивность отказов на уровне λ≥0,58 1/год. При такой интенсивности отказов за этот период возможно проведение нескольких видов испытаний (до 5 видов). Тогда объем (количество) испытаний на каждом виде, для обеспечения заданного РЭ, должен быть не ниже N>1/QЭ~100 испытаний с той же интенсивностью λ~0,58, при которой вероятность отказов должна быть в 5 раз ниже. При определении интенсивности отказов на этом этапе от технических параметров изделия по соотношению (12) и уровня воздействующих факторов по соотношению аналогичному (14, 15) позволяет оценить и прогнозировать ВРС, САС при различных технических решениях и осуществлять выбор оптимальных решений на ранних стадиях разработки.

Технике - экономическая эффективность предложенного способа сводится к управляемости процесса создания, отработки и существенному сокращению времени создания и отработки изделия с оптимальными характеристиками и показателями надежности.

1. Способ повышения отказоустойчивости изделия и его составных частей (СЧ), заключающийся в определении интенсивности отказов (λ), вероятности работоспособного состояния изделия (Р) и его ресурса, устранении неисправностей, выборе и применении конструктивных, схемных решений изделия и его СЧ, отличающийся тем, что дополнительно определяют значение выходного параметра требуемой функции изделия и его СЧ (WO), диапазон их изменения (ΔW) и устанавливают взаимосвязь между указанными параметрами и вероятностью работоспособного состояния (ВРС), согласно выражению P=exp(-ΔW/WO)·F(λ·t), где F(λ·t)≤1 - временной функционал, t-время функционирования изделия и его составных частей, а также связь параметра требуемой функции от схемных, конструктивных параметров изделия и его СЧ с учетом структурных схем надежности изделия и его СЧ при действии внутренних и/или внешних факторов, затем варьируют схемные, конструктивные параметры изделия и его СЧ, осуществляют выбор варианта параметров в заданном диапазоне действующих факторов, обеспечивающих вероятность работоспособного состояния изделия и его СЧ в заданном интервале времени не ниже заданной.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что временной функционал ВРС определяют по выражению F(λ·t)=1-exp-(λ1·t)n при 0≤t≤TP и/или
F(λ·t)=exp-[λ2·(t-TP)n при t≥TP,
где показатель степени функционала лежит в диапазоне 1≤n≤3, TP - длительность создания или отработки изделия, а интенсивности отказов удовлетворяют условию λ1≥λ2.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отработку изделия и его СЧ осуществляют моделированием уровня и режимов воздействующих внутренних и/или внешних факторов согласно критерия подобия по соотношению ΔW/WO·(λ·t)n=Const.

4. Способ повышения отказоустойчивости изделия и его составных частей (СЧ), заключающийся в определении интенсивности отказов (λ), вероятности работоспособного состояния изделия (P) и его ресурса, устранении неисправностей, выборе и применении конструктивных, схемных решений изделия и его СЧ, отличающийся тем, что дополнительно определяют скорость (v) и ускорение (а) изменения выходного параметра требуемой функции изделия и его СЧ во времени расчетным или расчетно-экспериментальным методом при действии внутренних и/или внешних факторов и определяют в заданном интервале времени интенсивность отказов по выражению λ=α·a/2v,
где α≤2 - нормированный множитель, затем изменяют уровни внутренних и/или внешних воздействующих факторов в заданном интервале их значений при различных схемных и конструктивных параметрах изделия и определяют оптимальное значение λ, и/или вероятность работоспособного состояния, обеспечивающие срок активного функционирования изделия и его СЧ не ниже заданного.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что нормированное значение интенсивности отказов изделия и его СЧ определяют по интенсивности отказов аналогов изделия и его СЧ, скорости и ускорению изменения в них требуемой функции по известному времени их наработки или времени наработки испытуемого изделия и его СЧ при экспериментальной отработке в течение времени, достаточном для определения скорости и ускорения изменения требуемой функции в заданном интервале времени.

6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что определение срока активного функционирования (TC) осуществляют по его приращению в течение времени создания или отработки (t) изделия по выражению TC=TCOO·(λt)n-1,
где TCO - начальное значение срока активного функционирования, αO≤1 - коэффициент пропорциональности, n≠1 - показатель степени и TC=TCO1/ln(λt) при n=1 и α1≤1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для определения оптимальных сроков контроля и технического обслуживания изделий, а также расчетных значений времени безотказной работы изделия и времени, необходимого для проведения работ по техническому обслуживанию.

Изобретение относится к области машиностроения, к авиационно-космической технике и может быть использовано при создании различного класса изделий. .

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля, и может использоваться в научных исследованиях и практике эксплуатации для определения оптимальных сроков технического обслуживания изделий и соответствующих значений коэффициента готовности и времени безотказной работы изделия.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации, где требуется определять оптимальную периодичность контроля и технического обслуживания изделий и соответствующие этой периодичности значения эксплуатационных характеристик.

Изобретение относится к средствам для оценки производительности производственной машины и эффективности работы ее оператора в реальных или виртуальных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах технического контроля цифровых сигналов, в частности, в устройствах технического контроля цифровых сигналов спутниковых систем связи.

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля. .

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам контроля, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации, где требуется определять оптимальную периодичность технического обслуживания изделий и соответствующие значения показателей качества их функционирования.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении гарантированной записи серийного номера с этикетки через кабель и проводной интерфейс во внутреннюю память контроллера управления радиоэлектронных устройств (РЭУ) в процессе тестирования. Способ автоматизированной сериализации для массового производства РЭУ, в котором осуществляют: тестирование работы РЭУ по беспроводному интерфейсу выполняют на выделенном частотном канале с использованием технологического серийного номера; в процессе тестирования через беспроводной интерфейс в РЭУ записывают программу, с помощью которой проверяют установку запрета на чтение памяти программатором, причем при снятом запрете восстанавливают технологическую программу и прекращают процесс тестирования, а при установленном запрете заменяют технологическую программу на рабочую программу РЭУ по проводному или беспроводному интерфейсу; в случае успешного тестирования уменьшают предустановленное значение, записанное в памяти счетчика, маркируют корпус РЭУ штрихкодом и уникальным серийным номером со сквозной нумерацией, сканируют упомянутый штрихкод и записывают уникальный номер, связанный со штрихкодом, во внутреннюю память контроллера управления РЭУ по проводному интерфейсу, и переводят РЭУ на рабочий частотный канал. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к способам проведения регулировочно-настроечных операций (РНО) аппаратуры системы топопривязки и навигации (СТН). Технический результат заключается в повышении качества РНО. Для этого предложен способ, включающий монтаж настраиваемого изделия, его регулирование, использование образцового (эталонного) изделия, при этом перед проведением РНО для них определен критерий оценки качества, которым служит функция распределения погрешностей регулировки СТН или распределение ее выходных параметров с учетом установленного поля допуска, процесс РНО аппаратуры СТН разбит на ряд простых операций с предварительной регулировкой отдельных сборочных единиц, регулировка проводится на установках по измерительным приборам или сравнением настраиваемого изделия с эталонным образцом (метод электрического копирования), кроме того, процесс регулировки аппаратуры разбит на ряд этапов, на первом этапе изделие подвергают тряске на вибрационном стенде для удаления посторонних предметов и выявления имеющихся неплотных соединений, на втором этапе проверяют правильность монтажа по предварительно составленным картам и таблицам, охватывающим все цепи проверяемого устройства, на третьем этапе проверяют режимы работы микросхем и полупроводниковых приборов, на четвертом этапе проверяют функционирование устройства в целом и проводят регулировку для получения заданных характеристик с дальнейшим контролем критериев качества выполнения СТН задач по назначению в условиях, сопоставимых с реальными условиями эксплуатации. 1 ил.

Группа изобретений относится к вычислительной технике и может найти применение при оценке эффективности управления техническими системами широкого класса. Техническим результатом является повышение точности оценки эффективности управления за счет обеспечения оценки вероятности своевременного сбора всей необходимой для принятия решений информации. Устройство для оценки эффективности управления содержит: с первого по двенадцатый входы устройства, запоминающие устройства, блоки: вычисления весового коэффициента К, анализа соответствия решений и ситуаций, учета важности первого аргумента, вычисления числа совпадений решений и ситуаций, отображения, управления работой устройства, оценки времени принятия решений, оценки времени сбора информации, определения количества правильно принятых решений, определения количества своевременно принятых решений, определения количества ситуаций со своевременно собранной информацией, определения вероятности правильного принятия решений, определения вероятности своевременного и правильного принятия решений, оценки времени реализации решений, определения количества своевременно реализованных решений, определения общего относительного количества своевременно реализованных решений, определения вероятности своевременной реализации принятых решений, определения вероятности своевременного сбора информации, определения показателя эффективности управления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к определению массового расхода всасывания газовой турбины. Технический результат заключается в определении массового расхода всасывания, что обеспечивает возможность надежного прогноза ожидаемого выигрыша по мощности. Для этого предложен способ определения массового расхода всасывания газовой турбины, при котором определяется массовый расход всасывания с применением входного давления турбины, потери давления в камере сгорания и потери давления между окружающей средой и входом компрессора в качестве входных параметров, причем определение осуществляется без решения энергетических балансов и без информации о теплотворной способности топлива и без информации о массовом расходе топлива, причем для каждого входного параметра определяется, соответственно, предварительное значение для массового расхода всасывания, причем для каждого предварительного значения посредством перекрестного сравнения с соответствующими другими предварительными значениями определяется соответствующее проверенное на достоверность значение, и причем для массового расхода всасывания газовой турбины формируется характеристический параметр как среднее значение из проверенных на достоверность значений. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области техники контроля авиационного двигателя летательного аппарата, в частности к стандартизации данных, используемых для контроля авиационного двигателя. Технический результат заключается в обеспечении обработки соотношения зависимостей между индикаторами от экзогенных данных. Технический результат достигается за счет средства для работы на протяжении времени для сбора измерений временного ряда с упомянутого авиационного двигателя, средства для расчета, из упомянутых измерений временного ряда, набора индикаторов, характерных для элементов упомянутого двигателя, средства для идентификации, из упомянутых измерений временного ряда, набора экзогенных данных, представляющего внешний контекст, действующий на упомянутый набор индикаторов, средства для определения традиционной многомерной модели, одновременно обрабатывающей индикаторы из упомянутого набора индикаторов, наряду с принятием во внимание упомянутого набора экзогенных данных для формирования набора оценок, соответствующих упомянутому набору индикаторов, и средства для нормирования каждой оценки в качестве функции опорного значения для соответствующего индикатора и разности между каждой упомянутой оценкой и упомянутым соответствующим индикатором, с тем чтобы формировать набор нормализованных значений. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля и может использоваться для определения оптимальных значений параметров надежности изделий и вычисления соответствующих значений времени безотказной работы и продолжительности процесса обслуживания изделия. Техническим результатом является расширение функциональных и информативных возможностей устройства за счет вычисления и предоставления в качестве выходных данных значений времени работоспособного состояния и времени технического обслуживания на интервале одного цикла обслуживания изделия. Устройство содержит генератор ступенчатого напряжения 1 и две совокупности функциональных блоков, обеспечивающих решение задачи. Первая совокупность блоков включает первый блок нелинейности 2, первый интегратор 3, первый делитель 4, первый усилитель 5, первый 6 и второй 7 сумматоры и первый блок умножения 8. Вторая совокупность блоков включает второй усилитель 9, третий 10 и четвертый 11 сумматоры, второй блок умножения 12, второй блок нелинейности 13, второй интегратор 14 и второй делитель 15. Устройство также содержит пятый 23 и шестой 24 сумматоры, блок сравнения 16, семь элементов задержки (17, 18, 19, 25, 26, 27, 28) и семь ключей (20, 21, 22, 29, 30, 31, 32). 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации, где требуется определять оптимальную периодичность технического обслуживания изделий и соответствующие показатели качества их функционирования. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства путем определения и выдачи в качестве выходных данных значений коэффициента и времени работоспособного состояния изделия постоянного применения при оптимальном периоде его технического обслуживания, а также интервала времени, в течение которого оперативная готовность изделия к применению будет не менее заданной. Устройство содержит блок памяти, два сумматора, два блока перемножения, девять вентилей, блок нелинейности, шесть элементов задержки, элемент ИЛИ, два триггера, интегратор, два таймера, блок деления, два компаратора и элемент памяти. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля. Изобретение может использоваться в научных исследованиях и практике эксплуатации для определения оптимальных сроков технического обслуживания изделий циклического применения и соответствующих значений коэффициента готовности и времени безотказной работы изделия, а также допустимого интервала времени, после проведения технического обслуживания, в котором коэффициент оперативной готовности изделия к применению будет не менее заданного. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства путем определения коэффициента оперативной готовности изделия и интервала времени после проведения планового технического обслуживания, в котором оперативная готовность будет не менее требуемой. Устройство содержит блок памяти, тринадцать вентилей, мультивибратор, три триггера, два накапливающих сумматора, схему ИЛИ, пять элементов задержки, два блока нелинейности, три блока умножения, два компаратора, элемент памяти, два вычитателя, два интегратора, два сумматора, блок деления, поляризованное реле. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике для измерения времени работы ламп в линиях освещения. Технический результат заключается в обеспечении подачи сигналов предупреждения об окончании ресурса. Устройство состоит из микропроцессора, электросетевого модема, датчика переходов напряжения питания через ноль, выход которого соединен со входом микропроцессора, входы и выходы управления электросетевым модемом соединены с соответствующими выходами и входами микропроцессора, в памяти микропроцессора хранится значение счетчика часов рабочего ресурса источника света, в качестве задатчика времени используется датчик переходов напряжения питания через ноль, который формирует на своем выходе импульсы с периодом, пропорциональным частоте питающего напряжения, с возможностью уменьшения значений счетчика часов рабочего времени и посылки сообщения об окончании ресурса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству для определения оптимального периода технического обслуживания изделия. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет возможности определения очередного периода регламентированного технического обслуживания изделия с учетом заданного коэффициента готовности изделия. Устройство содержит блок памяти, таймер, четыре вычитателя, шесть блоков деления, два блока определения абсолютного значения, три сумматора, два компаратора, два ключа, два элемента памяти, четыре умножителя, блок извлечения квадратного корня, блок выделения целой части, вычитающий счетчик. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и авиационно-космической техники и может быть использовано при создании различного класса изделий

Наверх