Обоснование выбора стратегии обслуживания радиоэлектронных устройств

Хлюпин Даниил Дмитриевич; Бондарь Юрий Юрьевич; Ходжаев Ильмир Абдуллаевич

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

УДК 519.873

Хлюпин Даниил Дмитриевич Бондарь Юрий Юрьевич Ходжаев Ильмир Абдуллаевич

к.т.н., доцент Академия ФСО России г.Орёл, Российская Федерация E-mail: khlypin.daniil@ya.ru

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СТРАТЕГИИ ОБСЛУЖИВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Аннотация

Оценка возможных стратегий обслуживания сложных систем. Рассмотрение потерь, возникающих в процессе эксплуатации радиоэлектронных устройств. Применение интегрального показателя для выбора стратегии обслуживания сферы обороны и безопасности. Обоснование комплексного показателя эффективного использования для оценки различных стратегий обслуживания радиоэлектронных устройств.

Ключевые слова

Стратегия технического обслуживания и ремонта, радиоэлектронная аппаратура, потери при эксплуатации радиоэлектронных устройств, система всеобщей эксплуатации оборудования, коэффициент эффективного

использования аппаратуры.

На сегодняшний день в условиях санкций и дефицита материальных и финансовых средств государственных министерств и ведомств актуальной является задача повышения надежности и эффективности использования стоящих на вооружении этих ведомств сложных технических систем. В инфокоммуникациях такими сложными системами являются радиоэлектронные устройства (РЭУ), например, радиопередатчики, приемники, каналообразующая аппаратура, мультиплексоры и др. С одной стороны, опасность затрат больших материальных ресурсов из-за отказов аппаратуры заставляет стремиться к повышению надежности при изготовлении, с другой стороны, в условиях ограниченных материальных и временных ресурсов, возникает задача выбора стратегии обслуживания при эксплуатации рассматриваемых технических систем.

Выбор стратегии обслуживания зависит от функционального назначения сложной технической системы, например, для автоматизированных систем управления, наиболее важным является поддержание такого показателя надежности, как коэффициент готовности, а для технологических установок с непрерывным процессом, например, каналообразующая аппаратура, наиболее важным является другой показатель - наработка на отказ.

Решение задачи выбора принципа организации или так называемой стратегии обслуживания должно предусматривать разработку порядка ТО и Р (технического обслуживания и ремонта), обеспечивающего максимальную эффективность проведения ремонтов и технического обслуживания сложных систем.

Рассмотрим четыре существующие стратегии ТО и Р:

1. Планово-предупредительное восстановление по наработке - регламентированные ТО и Р. Плановый ремонт и техническое обслуживание, выполняемые с периодичностью и в объеме, установленными в эксплуатационной документации, независимо от технического состояния изделия в момент начала ремонта или технического обслуживания);

2. Планово-предупредительное восстановление календарное - номерные ТО -1 (ежемесячные), ТО-2 (ежегодные), сезонные ТО, средний и капитальный плановый ремонт;

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

3. Восстановление после наступления отказа (текущий ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности изделия и состоящий в замене и (или) восстановлении отдельных частей [2], при этом профилактическое ТО не проводится);

4. Предупредительное восстановление по фактическому техническому состоянию (ремонт или техническое обслуживание, при котором контроль технического состояния выполняется регулярно, а объем и момент начала технического обслуживания или ремонта определяется техническим состоянием изделия).

Первая и вторая стратегии относятся к жестким стратегиям ТО и Р, а третья и четвертая - к гибким стратегиям с переменным объемом и периодичностью работ по техническому обслуживанию или ремонту (восстановлению работоспособности). В зависимости от условий эксплуатации и ряда других факторов применяют все четыре рассмотренные стратегии обслуживания технических систем. Однако нас интересуют сложные РЭУ сферы обороны и безопасности, в которых отказы следует, по возможности, исключить или, во всяком случае, постараться предупредить (иначе говоря, вероятность отказа надо свести к минимальному значению). Если есть возможность спрогнозировать и предупредить, так называемый «постепенный» отказ, то эту возможность надо использовать и не допускать срыва боевой задачи. Поэтому третья стратегия, где профилактическое ТО вовсе не проводится, в нашем случае неприемлема.

Рассмотрим потери, возникающие в процессе эксплуатации рассматриваемых радиоэлектронных устройств:

а) потери из-за отказов (или перемежающихся отказов) аппаратуры возникают в процессе эксплуатации вследствие конструктивного несовершенства деталей радиоэлектронных устройств или несовершенства технологии, закладываемых при проектировании и изготовлении; на эти потери воздействовать на этапе эксплуатации не удается, если эти отказы не постепенные;

б) потери из-за наладок и регулировок; их можно сократить, если использовать высококвалифицированный персонал или более совершенную и надежную РЭА, кроме того, при гибких стратегиях, как правило, количество необоснованных ТО с вмешательством персонала сокращается;

в) потери из-за проведения ТО, диагностирования и планового ремонта силами обслуживающего персонала; при жестких стратегиях эти потери всегда регламентированы и неизменны, при гибких стратегиях эти потери можно минимизировать;

г) потери из-за снижения фактической производительности ниже нормативного уровня, (например, из-за снижения мощности передатчика вследствие расходования ресурса выходного усилителя); это неизбежные потери вследствие старения элементов аппаратуры, однако их можно предупредить, используя прогнозирование технического состояния РЭУ.

Таким образом, все указанные потери работоспособности РЭУ при использовании научно-обоснованных методов прогнозирования при организации гибких стратегий можно минимизировать, а это еще одно доказательство необходимости использования четвертой из рассмотренных выше стратегий ТО и Р. Следует отметить, что необходимыми условиями применения гибкой стратегии ТО и Р по фактическому состоянию являются следующие факторы: контролепригодность обслуживаемой РЭА, наличие информативных параметров и средств измерений требуемого класса точности. Эти вопросы требуют отдельного рассмотрения, однако есть немало РЭУ, где эти факторы уже учтены.

Как отмечалось, в современных условиях имеется недостаток материальных и финансовых средств, и для полноценного обоснования стратегии обслуживания РЭУ, в том числе сферы обороны, необходимо учитывать и экономические потери, например, средние удельные затраты на эксплуатацию.

В связи с широким распространением в передовой мировой практике Системы Всеобщей Эксплуатации Оборудования (Total Productive Maintenance - TPM) в качестве обобщенной характеристики перечисленных потерь авторами предлагается ввести некоторый интегральный (комплексный) показатель эффективности оборудования, который учитывает все рассмотренные выше виды потерь. В данной статье для оценки стратегии ТО и Р предлагается применить комплексный показатель в виде коэффициента эффективного использования радиоэлектронных устройств ( )•

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

КЭИ = КГ ' КТИ ' СУД (1)

где: К - коэффициент готовности; К™ - коэффициент технического использования; СУд - удельные затраты на эксплуатацию. Коэффициент Кг - это показатель надёжности ремонтируемых изделий, характеризующий

вероятность того, что изделие (РЭУ) будет работоспособно в произвольно выбранный момент времени в промежутках между выполнениями планового технического обслуживания. Очень важный показатель для сферы обороны и безопасности, который часто для различных изделий нормируется (например,

Кг.доп ^ 0,95).

Величина этого коэффициента может быть рассчитана как:

К г =-Т°--(2)

Т 0 + Тв. ср.

где -о - средняя наработка на отказ;

Т„ п п - среднее время восстановления. в.ср.

Второй критерий, который учитывает рассмотренные ранее простои на ТО и Р - это коэффициент

технического использования (Кш ), он показывает какую часть времени РЭУ простаивает на проведение ТО

и Р. Здесь учитываются временные ресурсы на ТО и Р.

Коэффициент К показывает, какую в среднем долю времени РЭУ может находиться в

работоспособном состоянии относительно рассматриваемой продолжительности эксплуатации. Он может быть определен как:

К = Т 0. раб (3)

Т 0. раб + Т ТО + Т рем где ^^ раб - время исправной работы;

Т то - вРемя, затраченное на техническое обслуживание; Трем - время, затраченное на ремонт (восстановление).

Коэффициент Суд может быть рассчитан как:

с _ СТО + СР (4)

уд т

1 зад

где С^О - стоимость проведения мероприятий ТО; Ср - стоимость проведения мероприятий ремонта;

Т зяд - заданный расчетный интервал времени, за который нужно определить рассматриваемый зад

коэффициент эффективного использования.

Предлагаемый комплексный коэффициент эффективного использования (), позволит с большей

долей уверенности (проведя натурный эксперимент или компьютерное моделирование процесса эксплуатации РЭУ) говорить об эффективности различных стратегий ТО и Р, а значит сделать ее научно-обоснованный выбор.

Список использованной литературы: 1. http://www.sdelaemsami.ru/oborudovanie/kran107.html «Система ППР»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №2/2016 ISSN 2410-700Х_

2. «МИФ: Работы по техническому обслуживанию и ремонту оборудования (ТОиР) невозможно запланировать», // - «Компас промышленной реструктуризации», № 3, - 2004.

3. ГОСТ 18322-78. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения.

УДК 621.21

Чернявский Николай Иванович

Канд.техн.наук, доцент ПВГУС, г. Тольятти, РФ E-mail: ni-c@rambler.ru

ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА ДЛЯ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Аннотация

В статье описывается конструкция и принцип работы трансформаторного генератора разнополярных импульсов тока для аргонодуговой сварки алюминия с повышенным коэффициентом мощности.

Ключевые слова

сварка алюминия, прямоугольные импульсы, неплавящийся электрод, генератор импульсов тока.

Для сварки алюминия и его сплавов используют различные генераторы импульсов тока с широкими функциональными возможностями [1; 2], но сложными в конструктивном отношении.

Сварочные трансформаторы обладают простотой конструкции, высокой надежностью и технологичностью их ремонта. Поэтому они входят в состав сварочного оборудования служб автомобильного сервиса.

Использование сварочных трансформаторов для аргонодуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов затруднено наличием неуправляемой постоянной составляющей сварочного тока, ухудшающей качество сварки, и низкой стабильностью горения сварочной дуги. По этой причине они дополняются электронными ключами, обеспечивающими высокую стабильность горения дуги и исключение постоянной составляющей.

Например, известен [3] источник импульсного сварочного тока, содержащий источник переменного напряжения, тиристорный мост, в диагональ постоянного тока которого включен индуктивный накопитель энергии, а источник переменного тока включен в диагональ переменного тока тиристорного моста последовательно с выходными зажимами.

Во время положительной полуволны входного напряжения включается одна из пар тиристоров моста. Запасенная в индуктивном накопителе энергия увеличивается за счет потребления ее из источника переменного напряжения. Примем, что через дуговой промежуток в этом случае формируется положительный импульс тока. Когда напряжение положительной полуволны станет равным нулю, ток в цепи уменьшается и энергия, запасенная в индуктивном накопителе, будет рекуперировать в источник переменного напряжения за счет протекания реактивного тока. В следующем полупериоде включается вторая пара тиристоров. При этом энергия снова потребляется из источника переменного напряжения. При переходе отрицательной полуволны напряжения через нуль ток уменьшается, причем энергия, запасенная в индуктивном накопителе, через дуговой промежуток рекуперирует в источник переменного напряжения до тех пор, пока снова не включится первая пара тиристоров.

Поскольку источник переменного тока загружается током рекуперации в течение времени фазовой задержки, то это ухудшает коэффициент мощности всего источника и увеличивает потери энергии в сети.

Текст научной работы на тему «Обоснование выбора стратегии обслуживания радиоэлектронных устройств»