Расчет надежности

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ  КАЗАХСТАН

СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени ШАКАРИМА

 

 

Факультет  информационно-коммуникационных технологий 

(наименование факультета)

 

 

 

 

Кафедра Автоматизации и управления

(наименование кафедры)

 

 

 

СРС

(наименование работы)

 

Надежность систем управления

(наименование дисциплины)

 

 

Расчет  надежности

 

 

 

 

 

Выполнила:                                                                Проверил:

Студентка группы   АУ-010                                     Руководитель      Секербаева А.Б.

 __________            Сайлаубекова А.Ж.                                                (инициалы, фамилия)

       (подпись)                  (инициалы, фамилия)                                      

                                                                                 

____________        ____________                         ____________        ____________                 

     (оценка)                           (дата)                                    (подпись)                           (дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Семей

2013

 

Содержание

 

Обеспечение надежности

1.1 Общие положения

1.2 Показатели надежности и задание требований по надежности

1.3 Методы оценки надежности

1.4 Управление надежностью

1.5 Требования к показателям надежности, устанавливаемые в документации

2. Проверка надежности при сертификации

2.1 Показатели надежности, подлежащие включению в технические условия

2.2 Методы оценки требований к показателям надежности, вводимые о программу и методику сертификационных испытаний

3. Обеспечение надежности эксплуатируемых средств

3.1 Организация сбора и обработки статистической информации об отказах и восстановлениях

3.2 Организация сбора и обработки статистической информации о достаточности ЗИП и ремонте

3.3 Рекомендации по поддержанию уровня надежности и совершенствованию системы восстановления и ремонта

 

 

 

1. Обеспечение надежности

 

1.1 Общие положения

 

1) Работы по обеспечению надежности должны быть обязательными при разработке, изготовлении и эксплуатации средств;

2) Надежность разрабатываемых средств должна обеспечиваться разработкой и реализацией организационных и научно-технических мероприятий, направленных на выполнение заданных в ТЗ требований к надежности.

3) Требования к надежности средств электросвязи должен устанавливать заказчик (потребитель) по согласованию с разработчиком (изготовителем) для выполнения требований по качеству обслуживания и надежности сети (системы) электросвязи с учетом уровня надежности лучших отечественных и зарубежных аналогов (прототипов), экономических и других факторов.

4) Выполнение требований к показателям надежности средств электросвязи должно подтверждаться расчетами на этапах проектирования, испытаниями опытных образцов и контролироваться при серийном изготовлении средств, а также в период их эксплуатации.

5) Для обеспечения надежности средств электросвязи на стадиях разработки, изготовления и эксплуатации должно быть предусмотрено и реализовано следующее:

- задание и обоснование  требований к надежности средств  электросвязи и их составных  частей;

- резервирование и  средства автоматического контроля  и диагностирования;

- расчет показателей  надежности;

- выбор комплектующих электрорадиоизделий;

- обеспечение оптимальных  электрических и тепловых режимов  применения комплектующих электрорадиоиэделии;

- обеспечение ремонтопригодности;

- создание надежного ПО средств электросвязи с программный управлением;

- обеспечение оптимальными  комплектами ЗИП;

- организация и планирование  испытаний на надежность;

- проведение мероприятий  по обеспечению надежности в  процессе производства;

- сбор и анализ  информации о надежности эксплуатируемых  средств электросвязи;

- организация ТО и  ремонта по ОСТ 45.64.

Примечания

1 Общие требования  по обеспечению средств электросвязи  комплектами ЗИП и оптимальные  методы расчета комплектов ЗИП  изложены в ОСТ 45.66 и ОСТ  45.84 соответственно.

2 Принципы построения  системы ТО и ремонта изложены  в ОСТ 45.64.

6) Для планирования, координации и контроля выполнения указанных выше работ по обеспечению надежности средств электросвязи после утверждения ТЗ должна разрабатываться программа обеспечения надежности, содержащая необходимые организационные и технические мероприятия.

7) Задание и обоснование требований к надежности А средств электросвязи должно выполняться на этапе разработки ТЗ в соответствии с ГОСТ 27.003.

8) Оценка показателей надежности при разработке средств электросвязи должна проводиться на стадиях:

- разработки ТЗ (ориентировочные  расчеты);

- эскизного, технического  и рабочего проектирования (уточненные  расчеты) ;

- испытаний и эксплуатации (обработка статистических данных  об отказах и восстановлениях  с учетом доработок и других  факторов).

9) Для обеспечения высокой надежности средств электросвязи необходимо выбирать перспективные элементы, имеющие низкую интенсивность отказов, и применять их в облегченных режимах.

10) Для средств электросвязи в необходимых случаях следует применять различные способы резервирования, включая постоянное резервирование и резервирование замещением –

Время переключения на резерв должно быть меньше времени, принятого  в качестве критерия отказа.

Необходимость применения резерва в каждом конкретном случае должна быть обоснована с учетом заданных к средствам электросвязи требований по надежности и техникоэкономических критериев.

11) Обеспечение требований по ремонтопригодности должно являться обязательным компонентом проектирования средств электросвязи, при этом должны быть реализованы:

- блочно-модульная конструкция  средств электросвязи;

- программно-аппаратная  система контроля работоспособности  и диагностирования неисправностей;

- четкая и наглядная  система маркировок СЧ (блоков, плат, ТЭЗов) и навесных элементов средств электросвязи;

- доступность, легкосъемность и взаимозаменяемость СЧ средств электросвязи;

- методики (программы)  поиска и устранения неисправностей, дополняющие возможности автоматической  диагностики.

12) Разработка программно-аппаратной системы контроля работоспособности и диагностирования неисправностей средств электросвязи должна обеспечивать решение следующих задач:

- проверку работоспособности  и обнаружение отказов оборудования;

- отыскание неисправностей  с точностью до отдельного  элемента или группы элементов  замены;

- световую, а, при необходимости,  и звуковую сигнализацию о  возникновении отказа и результатах  проверок работоспособности .

При этом автоматическую диагностику (отыскание неисправностей) рекомендуется сочетать с использованием метода пробных замен из ЗИП.

13) Для сокращения времени восстановления средств электросвязи следует использовать рациональную последовательность выполнения всего комплекса операций, обеспечивающих их восстановление при отказах.

Для этого в эксплуатационной документации следует предусматривать  методики (программы) поиска и устранения неисправностей, дополняющие возможности  программно-аппаратной диагностики. Данные методики (программы) могут быть разработаны  в форме вероятностных сетевых  графиков для набора возможных неисправностей. Вершинам (узлам) сетевого графика должны соответствовать операции, выполняемые  техническим персоналом при диагностике  и восстановлении средств электросвязи, связям логическая последовательность выполнения этих операций во времени.

14) На этапах предварительных и приемочных испытаний опытных образцов, а также производства серийной продукции оценка соответствия показателей надежности средств электросвязи требованиям ТЗ (ТУ) должна проводиться методом контрольных испытаний по ГОСТ 27.410.

15) Для высоконадежных малосерийных средств электросвязи оценку показателей надежности следует проводить в ходе эксплуатации расчетно-экспериментальным методом по ГОСТ 27.410.

16) Для повышения надежности ПО средств электросвязи с программным управлением необходимо предусматривать следующие организационно-технические мероприятия: составление подробных спецификаций (требований), детальная проработка алгоритмов функционирования, выбор структуры программ и данных, автоматизация процессов разработки и использование современных принципов проектирования, тестирования и документирования ПО.

17) В качестве показателей надежности ПО средств электросвязи следует использовать интенсивность перезапусков (перезагрузок) и их длительность.

Оценку значений интенсивности  и длительности перезапусков (перезагрузок) ПО следует производить гю результатам наблюдения за работой средств электросвязи в ходе опытной эксплуатации .

 

1.2 Показатели надежности и задание требований по надежности

 

1) Показатели надежности средств электросвязи должны выбираться на стадии разработки ТЗ из номенклатуры показателей, приведеных в ГОСТ 27.002. Допускается применять показатели, которые дополняют установленные ГОСТ 27.002, с учетом особенностей и специфики применения средств электросвязи.

Показатели надежности допускается использовать, если они  не противоречат ГОСТ 27.002.

2) При выборе показателей надежности средств электросвязи необходимо руководствоваться следующими требованиями:

а) общее количество задаваемых показателей должно быть минимальным  и характеризовать все свойства надежности;

б) показатели должны иметь  однозначное толкование и для  каждого из них должны существовать достоверные методы контроля (оценки) на всех стадиях жизненного цикла;

3) В качестве показателей надежности средств электросвязи рекомендуется выбирать:

- среднюю наработку  на отказ То и среднее время восстановления Тв;

- либо коэффициент  готовности Кг и один из  показателей То или Тв.

Не допускается одновременное  задание Кг, То и Тв. Необходимо задавать также срок службы не менее 20 лет.

4) Для оборудования систем коммутации ТФОП следующие показатели надежности:

- собственная средняя  суммарная продолжительность неисправного  состояния для отдельного окончания  или группы окончаний при заданной  продолжительности работы;

- максимальная частота  возникновения неисправностей оборудования  станции.

В обоснованных случаях  допустимо использовать и другие показатели надежности, например, такие  как средняя трудоемкость восстановления по ГОСТ 27.002 или средняя трудоемкость ТО и ремонта

5) Использование Ксэ по ГОСТ 27.002 для АТС и АМТС рекомендуется в тех случаях, когда имеется согласованная между заказчиком и разработчиком методика оценки этого показателя .

6) Задание требований к показателям надежности средств электросвязи должно осуществляться согласно ГОСТ 27.003 на стадии исследований и обоснования разработки средств электросвязи на основе выполнения мероприятий:

- изучения требований  заказчика (потребителя), назначения  и условий эксплуатации средств  электросвязи;

- выработки и согласования  с заказчиком (потребителем) критериев  отказов и предельных состояний;

- анализа результатов  научно-исследовательских и экспериментальных  работ в области надежности  средств электросвязи данного  вида, а также информации о  безотказности и ремонтопригодности  аналогов средств электросвязи  отечественного и зарубежного  производства;

- технико-экономического  анализа различных вариантов  построения средств электросвязи.

7) При задании требований к показателям надежности оборудования кабельных систем передачи необходимо руководствоваться следующими положениями:

- значение наработки  на отказ определяется в ходе  составления ТЗ ;

- среднее время восстановления  должно быть не более 0,5 ч. ;

- средний срок службы  должен быть не менее 20 лет.

8) Рекомендуемые значения показателей надежности АТС, (АМТС, УАК) приведены в таблице 1.

9) При задании требований к показателям надежности средств электросвязи необходимо указывать критерий отказа.

10) Определение критериев отказа средств электросвязи должно выполняться с учетом Рекомендаций МСЭ-Т:

- G.602 - для оборудования  кабельных аналоговых систем  передачи;

 

Показатель	Значение показателя
Кг, не менее То, не менее, ч. Тв, не более, ч. Собственная средняя суммарная  продолжительность неисправного состояния  одного или группы окончаний, не более, ч. Количество отказов оборудования в год, не более Средний срок службы станции, не менее, лет	0,999995 100 000 0,5 0,5   ПО Рек. Q.541 [10] 20

 

- G.821 - для оборудования  цифровых систем передачи;

- Q.541 - для АТС (АМТС, УАК).

11) Учитывая многоканальность средств электросвязи и наличие различных видов резервирования, допускается требования по надежности задавать как к средствам электросвязи в целом, так и к отдельным их составным частям (подсистемам, мо-дулям и т.п.). При этом допускается использовать понятия полного и частичного отказов.