Определение показателей безотказности функциональной системы

При ТОСКУН изделие используется до отказа, межремонтный ресурс не устанавливается, ТО содержит работы по регулировке, калибровке, обнаружению отказов и их устранению. Критерием технического состояния является уровень надежности совокупности однотипных изделий.

Результаты логического  выбора стратегий использования  изделий рассматриваемой ФС в соответствии со схемами обобщены и представлены по форме табл.1.7.

Таблица 1.7. - Результаты выбора стратегий ТО изделий ФС

1.4. ФОРМИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО РЕГЛАМЕНТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ФС

 

Формирование  оптимального регламента технического обслуживания функциональной системы  ЛА выполняется в два этапа:

1 этап: определение оптимальной  периодичности технического обслуживания  изделий – t _пр.опт .

2 этап: группировка работ  по техническому обслуживанию  изделий в оптимальные формы  регламента ФС.

         1.4.1 Определение периодичности технического обслуживания изделий ФС

Под периодичностью ТО изделий (t_ПР) понимается интервал времени или наработки между данным видом ТО и последующим таким же видом или другим большей сложности.

Назначение сроков проведения ТО подразумевает определение оптимальной  периодичности выполнения работ  по ТО (t_ПР.ОПТ) для каждого изделия заданной ФС в соответствии с принципиальной схемой системы (п. 1.1). В зависимости от эксплуатационно-технических характеристик изделий ФС определение t_ПР.ОПТ производится различными методами c использованием различных критериев оптимизации.

Выбор нужного критерия осуществляется в зависимости от:

1)вида выполняемых на изделии регламентных работ в соответствии с принятым перечнем;

2)условий поставленной  задачи (что требуется получить: максимум безопасности, регулярности, исправности, экономической эффективности).

В большинстве случаев  для определения периодичности ТО отдельных изделий используются вероятностные методы.

Для изделий, безотказность  которых влияет на безопасность полётов  и для которых не представляется возможным определить предотказовое  состояние в связи с отсутствием  контролируемого параметра или средств диагностирования, рекомендуется применять индивидуальный метод определения t_ПР.ОПТ.

Исходной информацией  для расчета является характеристика безотказности рассматриваемого изделия - параметр потока отказов w₀(t).

Вероятность безотказной работы изделия за период между формами ТО P(t_ПР) определяется подстановкой различных значений t_ПР в основное уравнение метода:

        (1.9)

Результаты расчета  для изделий, оптимальная периодичность  ТО которых определяется по критерию P(t_ПР)³P_НОРМ, сводятся в табл. 1.10.

 

 

Таблица 3.10 - Результаты расчета t_ПР.ОПТ изделий ФС

Наименование  изделия	Параметр потока отказов ωО (t)	tПР.ОПТ	TTO	P(tПР)
Порционер	0,0006	250	0,18	0,98815
Трубопровод	0,00042	360	0,75	0,99169

Для определения t_ПР.ОПТ рекомендуется использовать P_НОРМ³ 0,99

 

Рис. 1.6 - Схема определения t_ПР.ОПТ изделий ФС индивидуальным методом

Для изделий, отказы которых не оказывают  заметного влияния на безопасность полётов, определение оптимальной периодичности осуществляют с учетом экономических показателей. В данном случае максимизируется отношение вероятности безотказной работы изделия в межпрофилактический период P(t_ПР) к трудоемкости его технического обслуживания (и текущего ремонта) за t_ПР с учетом устранения отказов в случаях их появления (T_ТОиР).

                                                                                  (1.10)

В данном случае T_ТОиР представляется в виде двух слагаемых:

1) трудоемкости плановых (профилактических) работ T_TO;

2) трудоёмкости работ по устранению неисправностей и отказов

(текущего ремонта) T_P.

                                           T_ТОиР=T_TO+T_P                                                                (1.11)

В свою очередь

                                         ;                                                              (1.12)

                                        ;                                                            (1.13)

где: `T<sub>TO</sub>, `T_P - средние значения трудоемкости разового планового обслуживания и устранения неисправности или отказа, соответственно; t_ПР - действующая периодичность ТО изделия; t_ПР - варьируемая периодичность ТО; w₀ - параметр потока отказов изделия (статистическая оценка).

Развернутое выражение  для определения П(t_ПР) имеет вид:

                                                              (1.14)

Для тех изделий ФС, оптимальная периодичность ТО которых определяется по критерию П(t_ПР)®max, результаты расчета представляются в форме табл. 1.11.

Таблица 1.11 - Результаты расчета T_TOиP, П и t_ПР.ОПТ.

Nп/п	τпр	Tто|	Tр|	ωО (t)	tПР.ОПТ	TTO	П(tПР)
1.Насос регулятор	300	0,4	1,4	0,0000012	350	0,342857143	15,7501
2.Подкачиваюший  насос	900	0,15	1,2	0,000025	360	0,375	5,199
3.Перекрывной  клапан	300	0,2	1,2	0,000024	370	0,162162162	15,782
4.Центробежный  насос	900	0,3	1,3	0,000042	250	1,08	12,022
5.Топливный  бак	900	0,5	2,3	0,0000012	550	0,818181818	39,28
6.Расходомер	300	0,3	0,9	0,0000007	340	0,264705882	17,89

 

Задаются различные  значения t_ПР. Определяются значения P(t_ПР), T_TOиP, П(t_ПР). Графическое изображение зависимостей P(t_ПР), T_TOиP и П(t_ПР) от t_ПР  (рис. 1.7).

Рис. 1.7 - Характер изменения P(t_ПР), T_TOиP, П(t_ПР)  в зависимости от t_ПР.

Оптимальное значение t_ПР.ОПТ находится в зоне максимального значения  П(t_ПР)_max.

Для изделий, влияющих на безопасность полетов, применяется  метод, основанный на анализе закономерностей развития отказов. Предполагается, что с устранением неисправностей в установленные сроки предупреждается развитие отказов (рис. 1.8).

 

Для оптимизации сроков выполнения ТОиР максимизируется вероятность  совместного события - возникновение  неисправности и непоявление  отказа :

 

                              ;                 (1.15)

где t_ПР - периодичность ТО;

 w_H ,w₀ - параметр потока неисправностей и отказов, соответственно.

 

Результаты расчёта  представляются в форме табл. 1.12.

 

Nп/п	ωО (t)	ωн (t)	tПР.ОПТ	TTO
1.Фильтр	0,000002	0,0007	350	0,128571429	0,97
2.Перекачивающий  насос	0,000025	0,0013	370	0,121621622	0,58
3.Обратный клапан	0,000012	0,000012	360	0,333333333	0,55

Таблица 1.12 - Результаты расчёта  .

Задаются различные  значения t_ПР. Определяются значения:  ;   по выражению (1.14), а для одного из изделий дается графическое изображение зависимостей , и от t_ПР (рис. 1.9).

     Рис. 1.9 - Характер  изменения  в зависимости от

Оптимальные значения t_ПР.ОПТ будут при максимальном значении .

 

Итоговые результаты определения t_ПР.ОПТ для всех изделий ФС с использованием различных методов представляются в форме    табл. 1.13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.13 - Результаты определения t_ПР.ОПТ изделий ФС

Наименование  изделия	Влияние отказов  изделий на безопасность полётов	Используемый  метод определения	Значение  tПР.ОПТ, Ч	Трудоёмкость  операции ТО изделия при
		tПР.ОПТ		tПР.ОПТ
1.Порционер	+	индивидуальный  метод определения	250	0,18
2.Трубопровод	+		360	0,75
1.Насос регулятор	-	с учетом экономических  показателей	350	0,321
2.Подкачивающий  насос	-		360	0,947
3.Перекрывной  клапан	-		370	0,140
4.Центробежный  насос	-		250	0,415
5.Топливный  бак	-		550	0,128
6.Расходомер	-		340	0,277
1.Фильтр	+	анализ закономерностей  развития отказов	350	0,128571429
2.Перекачивающий насос	+		370	0,121621622
3.Обратный клапан	-		360	0,333333333

  1.4.2. Группировка работ по техническому обслуживанию изделий в формы регламента ФС

        При  решении задачи группировки работ  по техническому обслуживанию  следует иметь в виду следующее: вся совокупность изделий ФС, в зависимости от последствий их отказов при эксплуатации, подразделяется на две группы:

- к 1-й группе относятся  изделия, отказ которых оказывает  непосредственное влияние на  безопасность полетов;

- к 2-й группе относятся изделия, отказы которых не оказывают заметного влияния на безопасность полетов.

В зависимости от этого  при группировке работ по ТО изделий  в формы регламента используются разные схемы и критерии.

Один из подходов к задаче группировки работ по ТО изделий  состоит в том, что наилучший вариант структуры регламента выбирается по критерию минимума дополнительных затрат трудоемкости на проведение технического обслуживания ФС.

Также может использоваться и другой подход, когда наилучший  вариант структуры регламента выбирается по критерию минимума дополнительных затрат стоимости ТО.

В конечном счете задача группировки индивидуальных периодичностей ТО изделий (tпр.опт.) в формы регламента заключается в том, чтобы получить наилучший ( с точки зрения дополнительных затрат в отношении трудоемкости и стоимости) вариант структуры регламента ФС (числа форм ТО и периодичности их выполнения).

К I группе относятся изделия, t_ПР.ОПТ которых определяется по критериям  

Ко II группе относятся  изделия, t_ПР.ОПТ которых определяется по критерию .

Схемы группировки работ  по ТО изделий в формы регламента для каждой из групп представлены на рис. 1.10 и 1.11 соответственно.

Рис. 1.10 - Схема группировки работ по ТО изделий в формы регламента ФС                   (для изделий I группы)

На схеме условно  представлены значения t_ПР.ОПТ (t₁, t₂, ... t₅) для пяти изделий ФС, отказы которых влияют на безопасность полетов, и трудоемкости работ по ТО T_i (T₁, T₂, ... T₅). Цифрами 1, 2, ..., 5 обозначены номера изделий ФС. Работы по ТО таких изделий связаны с предотвращением появления опасных отказов и должны выполняться с периодичностью, не превышающей t_ПР.ОПТ (t_i £ t_ПР.ОПТ) для каждого i-го изделия.

Рассмотрим случай группировки  операций ТО изделий ФС с оптимальной для каждого из них периодичностью t_ПР.ОПТ в заданные формы регламента для ЛА (Ф-1,  Ф-2, Ф-3), выполняемых с периодичностью t_Ф1, t_Ф2, t_Ф3 соответственно.