CC BY
22
Ступак В. В. О МЕТОДЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОТКАЗНОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ
На всех этапах жизненного цикла электронных систем (ЭС) предусматриваются мероприятия, направленные на обеспечение их надёжности и эффективного использования [1]. Частью работ по обеспечению требований к показателям безотказности на этапе производства систем является проведение технологической приработки [2].
При планировании и организации технологической приработки ЭС важными являются задачи по определению длительности и выбору режима её проведения. Первый из данных вопросов рассматривался нами в [2]. Ниже предлагается метод по выбору рационального режима проведения технологической приработки из их совокупности.
Рассматривается случай наличия информации о результатах предварительно проведённой (экспериментальной) приработки ЭС. Анализируются как суммарные затраты на проведение приработки и гарантийное обслуживание, так и рациональная длительность технологической приработки.
Формулировка условий для выбора рационального режима технологической приработки электронной системы
При проведении работ по выбору режима технологической приработки первоначально необходимо остановиться на установлении понятия рационального режима приработки.
Так, применяемые в процессе приработки воздействующие факторы влияют на распределение отказов, проявляющихся при проведении приработки, и на величину её длительности. С целью более полного выявления имеющихся в системе недостатков, приводящих к отказам, в процессе производства изыскивают экспериментальным путём соответствующие воздействующие факторы или их сочетания. Для этого проводят экспериментальную технологическую приработку. Требующие при этом решения задачи являются следующими:
выбор воздействующих факторов процесса приработки;
формирование последовательностей воздействующих факторов и их длительностей;
установление параметров воздействующих факторов;
определение требуемого количества образцов систем;
установление порядка сбора и обработки информации о распределении отказов, характеризующих процесс приработки.
В результате для каждого из режимов определяют значения соответственно рациональной длительности
приработки Тт и суммарные затраты С^. (ТТ1 ) ,(1 1 Ыт ) [2]. По полученной информации необходимо выбрать
рациональньный, в определённом смысле, режим. В ввиду того, что в зависимости от специфики ЭС и процесса их изготовления, могут задаваться ограничения по суммарным затратам или же по длительности, корректными следует считать следующие формулировки условий для выбора рационального режима технологической приработки:
Те- = ШтТт
или
\Ттв — Тт *,
(1)
(2)
СЪО = Шп\СЕ1, >■■■> СШ },
где 3, М - количество режимов, для которых соответственно С^ — СЕ*, (^ = 1,3), и Тп—Тт*, (/ = 1, М),
С^*,Т* - заданные значения С и Тт . Из выражений (1) и (2) следует, что рациональными являются
режимы под номерами Е и О соответственно.
Метод выбора рационального режима технологической приработки электронной системы
Остановимся на методе выбора режима технологической приработки для условия рациональности, заданного выражениями (1).
Алгоритм по выбору режима из их совокупности для рассматриваемого случая является следующим:
Шаг 1. Осуществляется проверка выполнения для каждого из режимов (] = 1,Ыт) условия Т>Т^ , где
- длительность приработки, после проведения которой число отказов системы в процессе гарантийной
эксплуатации не превышает допустимого [2], Т* - экономически целесообразная для предприятия дли-
тельность приработки, при которой суммарные затраты на проведение приработки и гарантийное обслуживание минимальны [2].
Шаг 2. Устанавливается рациональная длительность приработки Тт для каждого из режимов (] = 1, Ыт) , которая равна тт=Т , если Т >Тек , и Тт =Тек в случае Т <Тек .
Шаг 3. Рассчитываются для каждого из режимов (] = 1,Ыт) суммарные затраты С (т) изготовителя на
проведение технологической приработки и гарантийное обслуживание [2].
Шаг 4. Определяются — Мт) режимов из совокупности режимов общим количеством N , для которых
См — Ст.*,(к =13) .
Шаг 5. Выбирается из определённых на предыдущем шаге режимов тот, для которого ТТр = шт{тп,ТГ2,■■■,Т^р,...,Туу} . Определённый данным способом режим под номером Е отвечает условию рациональности, заданному (1).
Далее рассмотрим метод выбора режима технологической приработки для условия рациональности, заданного выражениями (2).
Алгоритм по выбору режима из их совокупности для данного случая является следующим:
Шаг 1 и Шаг 2 в данном случае, предусматривают выполнение действий, аналогичных указанным для вышерассмотренного алгоритма.
Шаг 3. Определяются М (М — Ыт) режимов из совокупности режимов общим количеством N , для кото-
рых
Т — тт*,(/ = 1,М) .
}
т
г
Шаг 4. Рассчитываются для каждого из режимов (і = 1,М) суммарные затраты С (тт) изготовителя на
проведение технологической приработки и гарантийное обслуживание [2].
Шаг 5. Выбирается из определённых на предыдущем шаге режимов тот, для которого
С20 = тІП{С2і,С22,■■■,С20,...,СШ} . Определённый данным способом режим под номером G отвечает условию рациональности, заданному (2).
В случае, когда для каждого из режимов ( ' = 1, Ыт ) условие Тм>Тек выполняется, вычисления, связанные с определением Т^ и Су , могут быть упрощены. Пронумеровав, при этом, режимы от 1 до N7^ таким образом, чтобы было справедливо — К2 — ■■■ — , с учётом [2], получим Т^ > Т^2 > ■■■ >^шт * Причём
Я*д - коэффициент пересчёта значения параметра потока отказов системы на момент окончания приработки
из условий проведения, отличных от рабочих (из форсированных условий), в рабочие условия для j - го режима*
Тогда, вычислив значения т^ и С для одного из режимов, например для первого, которые будут
равны Тт и Сі , для других режимов (' = 2,Nг) величины Т^ и Су могут быть определены [2], из следующих выражений соответственно:
ТN = ^1-^*1-^*' , (3)
СЕ/ = СЕ1 + ТN1 С£1) , (4)
где С - стоимость проведения технологической приработки в единицу времени для ' - го режима*
В [2] нами в качестве зависимости, характеризующей изменение параметра потока отказов во времени, рассматривалась следующая:
Л (/) = Л! ехр(- а) + Л0 ' (5)
где Л
- значение параметра потока отказов, обусловленное, в основном, дефектами производства как самой системы, так и её составных частей (элементов); Л0 - установившееся значение параметра
потока отказов; ао - коэффициент, характеризующий скорость выявления дефектов производства в процессе приработки* Располагая информацией об отказах систем в процессе приработки, выражения для коэффициентов Л, Л и & данной зависимости предполагалось определять исходя из требований метода
наименьших квадратов [3]. Однако известно, что выражения для коэффициентов рассматриваемой зависимости в аналитическом виде получены не могут быть*
В связи с этим в качестве зависимости, характеризующей изменение параметра потока отказов системы во времени, может быть использована также и следующая:
ГЛехр(—а£),0 < £ < £Т,
л(£) = Г 1 Т (6)
[Л ехр(—а^т), £ > ІТ,
где їт - длительность технологической приработки* Располагая информацией об отказах систем в процессе приработки, коэффициенты Л и а зависимости (6) также целесообразно определять [3] исходя из
требования метода наименьших квадратов
П ->2
2{лі— Лехр(—а)} 1 °і —>ЛтІП ,(7) і=1 , &1
где Ц - моменты времени проведения приработки; Л. и Ґ)і - статистические оценки среднего значения и дисперсии параметра потока отказов*
Нетрудно показать, что рассмотренные в [2] методы определения коэффициентов пересчёта К и рассмотренные в данной работе методы выбора рационального режима технологической приработки для зависимости параметра потока отказов от времени вида (5) также справедливы и для зависимости (6)* При этом необходимо учитывать, что значения длительностей приработки для последнего случая определяются из следующих выражений:
1П (С,/ЛЖЕ* (СЛа1 ^ — Ст ))
Твк =------------ ------------ , (8)
ашК*
— 1п (^Т,.Лш )
ТN =-----^-------1 .О)
ашК*
где С - стоимость проведения технологической приработки в единицу времени; С - стоимость работ по восстановлению работоспособного состояния, вызванных отказом ЭС в процессе приработки; С - за-
е
траты изготовителя, связанные с устранением последствий отказа системы в гарантийной эксплуатации; £ - длительность гарантийной эксплуатации, Л^ ,а1И7 - значения параметров Л и а зависимости (6)
для рабочих условий воздействующих факторов приработки*
Следует отметить, что зависимость (6) путём логарифмирования преобразуется к линейной [4,5], и выражения для оцениваемых коэффициентов могут быть получены, в отличие от зависимости (5), в аналитическом виде*
Таким образом разработан метод обеспечения требований на этапе производства к показателям безотказности в части выбора рационального режима проведения технологической приработки ЭС*
Установлено понятие рационального режима и сформулированы условия для его выбора* Первоначально метод предполагает нахождение рациональной длительности приработки при вполне определённом сочетании воздействующих факторов* Выбор режима приработки из их совокупности предусмотрен для двух условий
рациональности, содержащих в одном случае ограничения по длительности, в другом по суммарным затратам на проведение приработки и гарантийного обслуживания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ступак В. В. Оценка эффективности использования восстанавливаемых электронных устройств // Электроника и электротехника. - Каунас: Технология, ISSN 1392 - 1215, 2001. № 6(35) - С. 73 - 76 (на литовском языке).
2. Ступак В. В. Об обеспечении надёжности электронной системы// Надёжность и качество. Труды меж-дунар. симпозиума, в 2-х томах, том 2. ISBN 5-94170-139-Х. -Пенза: Изд-во Пензенского гос. ун-та ,
2006. - С. 134 - 136.
3. Айвазян С. А., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика. Исследование зависимостей.
-М.: Финансы и статистика, 1985. - 487 с.
4. Себер Дж. Линейный регрессионый анализ /Пер. с англ. В. П. Носко - М.: Мир, 1980. - 456 с.
5. Рао С. Р. Линейные статистические методы и их применения /Пер. с англ. А. М. Когана - М.:
Наука, 1968. - 547 с.
