Обобщенные показатели эксплуатационных свойств средств автоматизации

 

Кроме единичных показателей, используются обобщенные (комплексные) показатели ЭС. К ним относятся:

1) коэффициент готовности к_Г,

2) коэффициент технического использования к_Т.И.;

3) коэффициент оперативной готовности к_{О.Г .};

4) коэффициент эффективности ТО к_Э.ТО

5) коэффициент стоимости эксплуатации к_{С.Э .}.

6) средняя суммарная трудоемкость технического обслуживания Т_{СР.S.Т.О .};

7) удельная суммарная трудоемкость технического обслуживания Т_У.S.Т.О;

8) средняя суммарная трудоемкость ремонтов Т_СР.S.Р.;

9) удельная суммарная трудоемкость ремонтов Т_{У.S.Р ;},

 

2.3.1 Коэффициент готовности изделия к_Г – вероятность того, что изделие окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течении которых применение изделий по назначению не предусматривается.

Процессы функционирования и устранения отказов на временной оси показаны на рисунке 2.4

 

 

t₁, t₂, t₃ – интервалы безотказной работы;

t₁, t₂, t₃ – интервалы по устранению отказов

 

Рисунок 2.4

 

Количественно коэффициент готовности можно подсчитать по формуле

, (2.9)

где t_i –время безотказной работы между (i-1) и i-м отказом;

t_i – время восстановления i-го отказа;

m – количество отказов за рассматриваемый период.

 

Преобразовав формулу (2.9) получим

 

, (2.10)

 

Этот коэффициент характеризует как безотказность изделия, так и его ремонтопригодность. к_Г является производным показателем от наработки на отказ и среднего времени восстановления.

Физически коэффициент готовности показывает средний процент изделий данного типа, находящегося в работоспособном состоянии в любой момент времени

 

2.3.2 Коэффициентом технического использования изделия к_Т.И.

Определяет отношение математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания изделия в работоспособном состоянии и простоев, обусловленных техническим обслуживанием и ремонтом за этот же период.

Количественно к_Т.И. можно посчитать по формуле

, (2.11)

где t_пi – время вынужденного простоя после i-го отказа.

 

В суммарное время вынужденного простоя включаются:

- время обнаружения отказов;

- время устранения отказов;

- регулировку и настройку изделия;

- время простоя из-за отсутствия запасных элементов;

- время на проведение профилактических работ.

 

Преобразовав формулу (2.11) получим

 

, (2.12)

где t_П – наработка за рассматриваемый период эксплуатации t;

t_ТО и t_В – соответственно общее время, затраченное на ТО (без восстановления) и на восстановление (устранение неисправностей, ремонт).

 

к_Т.И. показывает, какая доля от всего времени эксплуатации СА приходится на время работы объекта. Чем больше значение к_Т.И., тем меньше относительные затраты времени на ТО и восстановление, тем выше эксплуатационные характеристики и лучше организована работа.

Однако к_Т.И. учитывает только чистое время работы без простоев, поэтому для оценки общего времени пребывания на ТО и восстановлении применяется формула, учитывающая статистические показатели.

, (2.13)

где к’_Т.И – коэффициент предполагаемого технического использования;

t’_П – время пребывания изделия в исправном состоянии, независимо от того, работал он или находился в ожидании.

 

Физически коэффициент характеризует долю времени нахождения изделия в работоспособном состоянии относительно общей продолжительности эксплуатации

 

Сопоставив и оценив k_Т.И и k’_Т.И, можно судить об использовании и эксплуатационном совершенстве изделия, относительных затратах времени на все виды работ на СА, об организации их эксплуатации.

 

2.3.3 Коэффициент оперативной готовности k_{О.Г .}

В определенных случаях для оценки работоспособности изделия в промежутках между плановыми работами по ТО можно использовать коэффициент оперативной готовности k_О.Г.

; , (2.14)

где t_О – наработка на один отказ, ч;

t_СР.В. – среднее время, затрачиваемое на восстановление (устранение отказа) изделия, ч;

n – число отказов за рассматриваемый период эксплуатации изделия.

 

2.3.4 Коэффициент эффективности ТО к_Э.ТО

Средства автоматизации (СА) могут находиться или в исправном состоянии или в неисправном состоянии. В первом случае СА работают, выполняя свои основные функции, а во втором – ремонтируются (восстанавливаются).

Но существует еще одно состояние объекта, когда на нем производится ТО для повышения безотказности изделия при использовании его по назначению и для продления ресурса. Повышение безотказности изделия при выполнении основных функций за счет ТО может быть определено с помощью эффективности ТО (профилактики) W.

, (2.15)

где Т_ПРОФ и Т – наработка на отказ профилактируемого и непрофилактируемого объектов соответственно.

 

Для оценки эффективности ТО пользуются параметром – коэффициентом эффективности ТО к_Э.ТО:

, (2.16)

где n_В.ТО – количество отказов, выявленных в процессе ТО;

n_П – полное число отказов.

 

n_П= n_В.ТО+ n, (2.17)

где n – число отказов за время эксплуатации изделия.

 

В случае, если потоки отказов в обслуживаемых и необслуживаемых изделиях являются простейшими, то эффективность ТО

, (2.18)

где t – суммарное время эксплуатации изделия

 

Показатели W и к_Э.ТО позволяют количественно оценить повышение надежности изделий при проведении профилактики.

 

2.3.5 Коэффициент стоимости эксплуатации к_С.Э.

С помощью коэффициента стоимости эксплуатации производится экономическая оценка эксплуатационных свойств (ЭС) СА:

 

, (2.19)

где С_Э – стоимость эксплуатации изделия за один год;

С_О – средняя стоимость устранения всех отказов за год;

С_Р.С – стоимость рабочей силы в течении года занимающегося ТО и ремонтом;

С_Х – стоимость ЗИПа, вспомогательной аппаратуры, инструмента, расходных материалов за один год;

С_А – административных расходы в течении одного года;

С_П – стоимость разработки и производства изделия.

 

Экономическая оценка ЭС СА очень нужна при обосновании требований к ее надежности, т.к. увеличение стоимости объекта (его производства) С_П, связанное с повышением надежности, приводит, к снижению стоимости его эксплуатации С_Э.

 

2.3.6 Трудоемкость ТО подразделяют на средние и удельные суммарные трудоемкости.

Средней суммарной трудоемкостью ТО Т_{СР.S.Т.О.} называют математическое ожидание суммарных трудозатрат на проведение ТО объекта за определенный период эксплуатации.

, (2.20)

где t_ПР.i – среднее время работы при выполнении i-той операции профилактики;

n_ОП – число операций при выполнении одного профилактического обслуживания;

– среднее время выполнения одной профилактики;

– количество профилактических работ за время t, округленное до целого числа. Т_Р – периодичность выполнения профилактических работ.

Удельная суммарная трудоемкость ТО Т_У.S.Т.О – это отношение средней суммарной трудоемкости ТО к математическому ожиданию суммарной наработки объекта за один и тот же период эксплуатации.

, (2.21)

где Т_S(t) – математическое ожидание суммарной наработки объекта за один и тот же период эксплуатации t.

Статистическую наработку Т’_S(t) рассчитывают по формуле

, (2.22)

где t_SI – суммарная наработка i-го объекта за период эксплуатации t;

N – число исследуемых объектов.

Для выполнения технического (профилактического) обслуживания назначают сроки (периодичность) и время (продолжительность) их проведения.

ТО, на выполнения которого установлены сроки и время проведения, называют регламентными работами (Р.Р.).

 

2.3.7 Трудоемкость ремонтов объекта подразделяют на среднюю суммарную трудоемкость ремонтов и удельную суммарную трудоемкость.

Средняя суммарная трудоемкость ремонтов – это математическое ожидание суммарных трудозатрат на все виды ремонтов объекта за определенный период эксплуатации.

Т_СР.S.Р.(t)=Т_Р1.n_Р(t), (2.23)

где Т_Р1 – средняя продолжительность времени одного ремонта объекта;

n_Р(t) – математическое ожидание числа ремонтов за период эксплуатации.

, (2.24)

где n_Pi – число ремонтов i-го объекта за период эксплуатации t;

N – число исследуемых объектов.

Удельной суммарной трудоемкостью ремонта называют отношение средней суммарной трудоемкости ремонтов к математическому ожиданию суммарной наработки объекта за один и тот же период эксплуатации.

, (2.25)

где Т_S(t) – определяется из формулы (2.22)