CC BY
44
Скориков И.М.
УЧЁТ ВЛИЯНИЯ ТИПА НЕИСПРАВНОСТИ НА РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ ТЕХНИКИ СВЯЗИ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Основными показателями, определяющими качество военной связи, являются своевременность, достоверность и безопасность передачи за интервал времени заданных объёмов информации. В общем случае они определяются состоянием среды распространения электромагнитных сигналов, безотказностью используемых комплексов связи и их способностью возвращаться в работоспособное состояние, объёмом поступающих звонков на передачу различных видов сообщений, квалификацией операторов, стойкостью аппаратуры к воздействию внешних факторов (как природных, так и преднамеренных) и т.д.
В связи с этим особое значение приобретают вопросы обеспечение надёжности вновь разрабатываемой военной техники связи и автоматизированных систем управления, вызванные рядом объективных и субъективных факторов: непрерывным ужесточением требований, предъявляемых системе
управления войсками к качеству военной связи, возрастанием цены отказов аппаратуры, опережающим ростом сложности оборудования по сравнению с ростом его безотказности, появлением у интегрированных комплексов связи новых свойств, усугубляющих последствия отказов, потребностью обеспечить высокую эффективность работы системы связи в тяжёлых климатических условиях эксплуатации, в том числе в конфликтных ситуациях.
Проведённые исследования показывают, что средства связи и автоматизации (ССиА) должны обладать средней наработкой на отказ (То) 30...40 тысяч часов при среднем времени восстановления (Тв) 10...15
минут. Анализ состояния надёжности нового парка ССиА, обладающего То=1000...1200 часов и конструктивно выполненного на основе блочно-модульного принципа, который при осуществлении агрегатного метода ремонта заметно сокращает Тв, позволяет сделать следующий вывод. Поскольку техническая реализация радиоэлектронных средств (РЭС) со средней наработкой на отказ 30.40 тысяч часов на данном этапе развития технологии производства связана с объективными сложностями экономического и технологического характера, то недостаточно высокая их безотказность должна быть компенсирована высоким уровнем обеспеченности военно-техническим имуществом и повышением уровня их ремонтопригодности.
Однако решение данной задачи сопряжено с рядом сложностей: недостаточным уровнем квалификации представителей заказчика как ремонтников, обусловленным сокращёнными сроками их подготовки, постоянным усложнением СС, отсутствием в ряде случаев эксплутационной и ремонтной документации высокого качества; сложностью технологии ремонта, отсутствием технологической оснастки, средств технического диагностирования в РЭС; недостаточно высоким уровнем конструктивного исполнения аппаратуры, не учитывающим влияние различных типов отказов на Тв; формированием комплектов одиночных ЗИП без учёта значимости элементов структуры СС в решении функциональных задач, причём ЗИП на покупные изделия (для головного предприятия), поступающие со своим запасным имуществом, автоматически вкладывается в комплексные аппаратные связи, занимая полезный объем и т. д.
Анализ статистических данных о работе современных РЭС показывает, что (50...80),% времени восстановления их работоспособности при отказах тратится на отыскание неисправностей. Поэтому задача обеспечения высокой ремонтопригодности СС с блочной конструкцией в основном сводится к организации рациональной системы поиска и устранения неисправностей, которая неразрывно связана с приспособленностью (в том числе с контроле пригодностью) аппаратуры к операциям поиска.
Рассмотрим влияние дефектов типа «короткое замыкание» и «обрыв» на Тв техники связи. Как доказано практикой, персонал, впервые приступивший к решению задач поиска и устранения отказов в электронной аппаратуре, редко имеет сведения о том, что симптомы обрывов и перегрузок (частным случаем последних являются короткие замыкания) различаются. В результате этот отыскание дефектов обычно осуществляется в предположении, что в аппаратуре есть только обрыв энергетических или информационных связей.
С позиций оценки потенциальной ремонтопригодности аппаратуры блочно-модульного построения, восстанавливаемой агрегатным методом ремонта, разработчика СС интересует влияние каждого из типов неисправностей на Тв. Неисправности типа «обрыв» позволяют реализовать условные алгоритмы поиска дефектов, а при отказах типа «замыкание» приходится использовать метод пробных замещений, поскольку он приводит к срабатыванию схем защиты элементов системы питания, вызывающему исчезновение выходных сигналов во всех блоках аппаратуры. Тогда, если РЭМ2 содержит Ьо РЭМ1, которые могут быть источниками обрывов и, кроме того, в Ьз из них возможны короткие замыкания, приводящие к срабатыванию схем защиты (в б случае Ь3>Ь0, Тв оборудования определяется:
где Тв0—среднее время восстановления РЭМ2 при неисправностях РЭМ1 типа «обрыв»; Тв —среднее время восстановления РЭМ2 при неисправностях РЭМ1 типа «замыкание»; ^ — время единичной проверки; tз — время замены неисправного РЭМ1 при агрегатном, методе ремонта.
Выражение (1) получено в предположении, что при возникновении неисправности типа «замыкание» восстановление осуществляется перебором РЭМ1 по присвоенным номерам, РЭМ1 физически и параметрически разделимы, вероятности отказов типа «замыкание» и «обрыв» и любого из РЭМ1 одинаковы. Поскольку любой из радиоэлектронных модулей, входящих в РЭМ2, может быть источником как обрывов, так и коротких замыканий, т.е. Ьз=Ьо, приведем (1) к виду
Анализ полученного выражения показывает большое влияние коротких замыканий на увеличение Тв аппаратуры, т. к. (Ьо+1)/2>1од2Ьо. Поэтому Тд3 (время поиска неисправности при Замыканиях) больше Тп0 (времени поиска неисправности при обрывах) . Например, при Ьо=16 Тп3 = 2Тп0. Таким образом, если при проектировании и разработке средств связи исключить влияние отказов типа «замыкание» в РЭМ1 на источники электропитания РЭМ2, то можно существенно повысить ремонтопригодность РЭС при использовании агрегатного метода ремонта. Данная операция соответствует сведению множества источников замыканий к множеству источников обрывов.
(1)
Рассмотрим простейший пример реализации данного технического решения. Пусть каждый РЭМ 1 обеспечивается одним питающим напряжением. Тогда, поставив схему защиты (в простейшем случае предохранитель, являющийся источником «обрывов») на входе питания каждого из них, разработчик обеспечит ее срабатывание в случае возникновения «перегрузок» или «замыканий» в РЭМ1, не приводящих к отключению источника электропитания РЭМ2. В этом случае неисправный РЭМ1 может быть найден с помощью условных алгоритмов поиска дефектов. Поэтому среднее время поиска дефекта будет
ТП = tn log 2 L 0 ' (3)
а среднее время восстановления работоспособности оборудования —
ТВ= tn log2 L0 + t3 (4)
Так как 50...80 % времени восстановления составляет поиск дефектов, то t3 определим, как
*з = 0,5• tnlog2L0 • (5)
Поэтому, переходя к (2) и (4) с учетом (5), найдем выигрыш от (реализации предложенного технического решения:
B = T_ = log2 Lo + (Lo +1)/4 (6)
T 1,5log2 Lo
В частности, в рассмотренном выше случае при Lo=I6 Tb РЭМ2 снизится на 20%. При наличии индикации о срабатывании схемы защиты каждого РЭМ1 выигрыш может быть значительно увеличен:
^ _ log2 L0 +(L0 + 1)/4 ^
1 log 2 Lo + 0,5
Таким образом, при формировании требований по ремонтопригодности к вновь разрабатываемой аппаратуре с блочно-модульным принципом построения необходимо в техническом задании предусматривать обязательность наличия в каждом РЭМ1 схем защиты источника питания от неисправностей типа «перегрузка» и «замыкание». Дополнительно к показателям надежности должны быть заданы количественные и (или) качественные требования к системе технического обслуживания и ремонта.
