Файл: Законом от 3 июля 2016 г. 226фз О войсках национальной гвардии Российской Федерации.pdf

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
46
ДР 23 ИТСО 01.19.019 ПЗ
временем выполнения задания. Предполагается, что устройство безотказно выполнено предыдущие задания и что во время выполнения данного задания не закончится его период нормальной эксплуатации. Первое предположение записывается в виде условия:
Р=1
при
t=0
и означает, что устройство исправно к началу операции. Второе предположение содержится в исходном допущении:
λ=const
Из графика (рисунок 15) следует далее, что время неограниченно, что,
казалось бы, не имеет смысла. Однако если учитываются только внезапные отказы, то вероятность отказа устройства станет равной единице только при неограниченной продолжительности работы. Другими словами, вероятность безотказной работы устройства равна нулю только для бесконечно большого значения
t
. Ясно, что при этих утверждениях износ во внимание не принимается. Конечно, если устройство и не отказывает из-за случайных причин, оно рано или поздно откажет вследствие износа. Но здесь рассматриваются только внезапные отказы, а это означает, что работоспособность устройства вне периода нормальной эксплуатации не определяется.
В практике обычно требуется найти вероятность безотказного выполнения задания определённой длительности. Длительности заданий почти всегда меньше периода нормальной эксплуатации устройства и обычно много меньше средней наработки на отказ.
На основании сказанного в качестве частного и обобщенного критерия эффективности предлагаемого разрабатываемого устройства может быть принята интенсивность отказов и вероятность безотказной работы описываемой равенством.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
47
ДР 21 ИТСО 229.2116
7.4 Структура математической модели оценки эффективности предлагаемого входного фильтра технического средства охранной сигнализации с повышенными избирательными показателями
Важным эксплуатационным показателем разрабатываемого устройства является его надёжность работы. Расчёт надёжности заключается в определении показателей надёжности по известным характеристикам,
составляющих схему и конструкцию разрабатываемого устройства, т.е.
компонентов и конструктивных элементов с учётом режимов и условий эксплуатации. Для расчёта надёжности необходимо иметь структуру математической модели разрабатываемого устройства. При её составлении предполагается, что отказы компонентов и элементов конструкции независимы, а компоненты, элементы и система в целом могут находиться в одном состоянии: работоспособном или не работоспособном. Компонент или элемент, при отказе которого отказывает разрабатываемого устройства,
считается последовательно соединенным в логической схеме надёжности.
Проведение математического моделирования разрабатываемого устройства преследовало решение следующих задач:
1.
провести расчёт вероятности безотказной работы силового блока предлагаемого разрабатываемого устройства;
2.
провести расчёт вероятности безотказной работы фильтра предлагаемого разрабатываемого устройства;
3. провести расчёт вероятности безотказной работы стабилизатора напряжения предлагаемого разрабатываемого устройства;
4.
провести расчёт вероятности безотказной работы предлагаемого разрабатываемого устройства в целом с учётом поправочных коэффициентов.
P(t)=e
−
λ
(
t)
,
(30)
Вероятность безотказной работы численно показывает степень

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
48
ДР 21 ИТСО 229.2116
объективной возможности отсутствия отказа в заданном интервале времени и для одного элемента определяется из выражения:
где:
P(t)
- вероятность безотказной работы в течении определенного времени;
A (t)
- интенсивность отказов;
е
- основание натуральных логарифмов.
Как известно интенсивность отказов X это статический показатель,
определяющийся по справочной литературе.
Средняя наработка до отказа одного элемента с интенсивностью его отказов связана следующей зависимостью:
T
ср
=
1
λ
(
t)
,
(31)
где:
Тср
- средняя наработка до отказа одного элемента.
Для определения показателей надёжности составляется схема замещения разрабатываемого устройства, в состав которой входят основные функциональные узлы разрабатываемого устройства. Схема имеет последовательное соединение элементов, если отказ функционального узла наступает при отказе одного из элементов и параллельное - при резервировании работы элементов функционального узла разрабатываемого устройства. При последовательном соединении элементов вероятности безотказной работы узла определяется по формуле:
P
y
(
t)=Π
i=1
n
(
1−P
i
(
t))
,
(32)
где:
i
- номер элемента;
n
- число элементов.
При параллельном соединении элементов безотказной работы узла определяется по формуле:
P
y
(
t)=1−Π
i=1
n
(
1−P
i
(
t))
,
(33)
Окончательный расчёт вероятности безотказной работы

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
49
ДР 23 ИТСО 01.19.019 ПЗ
разрабатываемого устройства и средней наработки до отказа выполняется тогда, когда известны реальные режимы работы его функциональных узлов и элементов.
Элементы разрабатываемого устройства находятся обычно в различных режимах работы. Это влияет на надёжность, как разрабатываемого устройства в целом, так и на его функциональные узлы. На практике для уточнения показателей надёжности применяют поправочные коэффициенты интенсивности отказов, позволяющих учесть влияние различных факторов на надёжность разрабатываемого устройства.
В общем случае интенсивность отказов элементов зависит от следующих основных факторов:
1.
электрического режима работы элемента;
2.
давления, температуры и влажности окружающей среды;
3.
вибрационных воздействий;
4.
механических ударов;
5.
радиационного воздействия.
Электрический режим, в котором работает элемент, характеризуется коэффициентом нагрузки
к
н
, представляющим собой отношение действительной нагрузки
к
номинальной, для данного элемента, по техническим условиям.
Поправочным коэффициентом, учитывающим значение коэффициента нагрузки считают электрический параметр, оказывающий решающее влияние на работоспособность элемента. Например, нагрузка для резисторов - рассеивающая мощность, для конденсаторов - номинальное напряжение, для транзисторов - мощность, рассеиваемая на коллекторе, для диодов - обратное напряжение.
Интенсивность отказов элементов при эксплуатации в реальных условиях равна номинальной интенсивности отказов, умноженной на поправочные коэффициенты.
Таким образом, после определения интенсивности отказов элементов

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
50
ДР 23 ИТСО 01.19.019 ПЗ
разрабатываемого устройства, с учётом поправочных коэффициентов,
определяются вероятности безотказной работы элементов, функциональных узлов и в целом разрабатываемого устройства, а также наработка до его первого отказа. Таким образом, вероятность безотказной работы разрабатываемого устройства за время определяется по формуле:
P
ИВЭП
(
t )=P
СБ
(
t)P
Ф
(
t )P
СН
(
t)
,
(34)
Интенсивность отказов элементов уточняется с учётом поправочных коэффициентов. Далее определяется вероятность безотказной работы функциональных групп за определенное время, к примеру, 100, 1000 и 100000
часов по формуле:
P
ФГ
(
t)=e
−((Σ
λ
i
)
t )
,
(35)
С учётом последних статистических данных вероятность безотказной работы системы принимаем равной вероятности силовых блоков преобразователя:
P
СБ
(
t )=Σ P
ФГ
(
t)
,
(36)
После расчётов по формулам определяется вероятность безотказной работы разрабатываемого устройства. Строятся графики зависимости
P(t)
для функциональных узлов источников вторичного электропитания.
Средняя наработка до отказа разрабатываемого устройства определяется с учётом интенсивностей отказов всех элементов:
T
ср
=
1
Σ
i=1
n
λ
i
,
(37)
где:
интенсивность отказа
i
-го элемента.
После расчёта вероятности безотказной работы строятся графики.
Таким образом, представленная математическая модель позволяет провести расчёты эффективности предлагаемого разрабатываемого устройства, которая оценивается значением вероятности безотказной работы в течение заданного времени.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
51
ДР 23 ИТСО 01.19.019 ПЗ
7.5
Расчёт показателей и критерий экономического анализа разрабатываемого входного фильтра технического средства охранной сигнализации с повышенными избирательными показателями
Перед расчетом интегрального критерия для всех анализируемых средств,
необходимо определить их нарочную стоимость.
Рыночная стоимость составляет:
1.
Анчар 40-01 – 41 250 руб.
2.
Танатал 200-01 – 56 850 руб.
3.
Василек ОМ – 65 500 руб.
Но производить анализ разрабатываемого устройства не рационально с существующими ТСОС. По этому предлагается стоимость анализируемых устройств разделить на количество функциональных элементов содержащиеся в них:
1.
Анчар 40-01 – 41 250 / 12 = 3 437,5 руб.
2.
Танатал 200-01 – 56 850 / 17 = 3 344,1 руб.
3.
Василек ОМ – 65 500 / 21 = 3 119 руб.
Занесем эти показания в таблицу (приложение Ж).
Изучение реальной системы осуществляется с помощью набора показателей, описывающих систему и процесс ее функционирования. Под показателем понимается одна из характеристик системы, либо процесса ее функционирования.
По отношению к системе показатели могут быть внутренними и внешними. Внутренние показатели характеризуют элементы системы, связи между ними, информационные потоки, а также решения, которые принимаются внутри системы. Внешние показатели имеют две разновидности: входные,
определяющие цели и условия функционирования системы, и выходные,
характеризующие результаты ее функционирования.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
52
ДР 23 ИТСО 01.19.019 ПЗ
Для расчета интегрального критерия отражающего экономическую целесообразность использования разрабатываемого устройства введем коэффициент избирательности (К
и
), который будет принимать значения:
1.
Анчар 40-01 – 0,4.
2.
Танатал 200-01 – 0,5.
3.
Василек ОМ – 0,3.
4.
Разрабатываемое средство – 0,7.
Одним из способов решения задачи при наличии нескольких критериев является сведение их в один – обобщенный (интегральный) критерий (так называемый критерий – вектор). Существует несколько основных способов работы с обобщенным критерием.
Первый способ предполагает представление обобщенного критерия в виде дроби. Числителем дроби является интегральный критерий эффективности.
Интегральный критерий имеет следующий вид (38):
W =
W
эф
W
c
,
(38)
где
W
эф
– критерий эффективности;
W
c
– критерий стоимости.
Критерий эффективности
W
эф имеет вид (39):
W
эф
=
P
i
P
max
,
(39)
где
K
i
– критерий универсальности отдельного средства;
K
max
– максимальный критерий универсальности.
Интегральный критерий
W
характеризует приращение эффективности на единицу стоимости. Тот вариант оцениваемой системы, у которого значение показателя
W
наиболее, является оптимальным.
На практике критерий стоимости
W
c часто выражают в виде дроби (40):
W
с
=
С
i
С
max
,
(40)
где
С
i
– стоимость существующих средств;
С
max
– максимальная стоимость существующих средств.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
53
ДР 23 ИТСО 01.19.019 ПЗ
Соответственно из данных формул произведём расчёт интегрального критерия и критерий стоимости анализируемых средств охранного телевидения.
Стоимость существующих анализируемых средств охранной сигнализации:
1.
Анчар 40-01 – 3 437,5 руб.
2.
Танатал 200-01 – 3 344,1 руб.
3.
Василек ОМ – 3 119 руб.
4.
Разрабатываемое средство – 2 980 руб.
Расчёт критерия стоимости –
W
c
, критерия эффективности –
W
эф и
интегрального критерия –
W
для Анчар 40-01:
W
c1
=
C
i
C
max
=
3 437,5 3 437,5
=1
W
эф1
=
К
ч 1
К
ч max
=
0,4 0,7
=
0,57
W
1
=
W
эф1
W
c1
=
0,57 0,1
=
0,57
Расчёт критерия стоимости –
W
c
, критерия эффективности –
W
эф и
интегрального критерия –
W
для Танатал 200-01:
W
c2
=
C
i
C
max
=
3 344,1 3 437,5
= 0,97
W
эф2
=
К
ч 2
К
ч max
=
0,5 0,7
=
0,71
W
2
=
W
эф2
W
c 2
=
0,71 0,91
=
0,73
Расчёт критерия стоимости –
W
c
, критерия эффективности –
W
эф и
интегрального критерия –
W
для Василек ОМ:
W
c3
=
C
i
C
max
=
3119 3 437,5
= 0,9
W
эф3
=
К
ч 3
К
ч max
=
0,3 0,7
=
0,42
W
3
=
W
эф3
W
c3
=
0,42 0,907
=
0,46