Определение периодичности технического обслуживания изделий функциональных систем.

Под периодичностью технического обслуживания изделий (t_пр.) понимается интервал времени или наработки (в часах налета, посадках, циклах) между данным видом обслуживания и последующим таким же видом или другим большей сложности.

Назначение сроков проведения технического обслуживания подразумевает определение оптимальной периодичности выполнения профилактических регламентных работ (t_{пр. опт.}) для каждого изделия функциональной системы в соответствии с принципиальной и структурной схемами системы.

В зависимости от эксплуатационно-технических характеристик изделий функциональных систем определение t_{пр. опт.} производится различными методами с использованием различных критериев оптимизации.

Выбор нужного метода и критерия для определения t_{пр. опт.}  того или иного изделия осуществляется в зависимости от:

- вида выполняемых на изделии регламентных работ;

- принятой стратегии технического обслуживания.

В большинстве случаев для определения t_{пр. опт.}  отдельных изделий используются вероятностные методы.

Наиболее сложным является вопрос о выборе стратегий технического обслуживания изделий, которые, в свою очередь, взаимосвязаны со стратегиями эксплуатации (использования) изделий на борту ЛА. К возможным стратегиям эксплуатации (использования) изделий функциональных систем на борту ЛА относятся: до выработки ресурса; до безопасного отказа; до предотказового состояния.

В зависимости от принятой стратегии эксплуатации (использования) на борту ЛА того или иного изделия для него выбирается соответствующая стратегия технического обслуживания (см. рис. 1.2).

Выбрав для каждого из изделий соответствующую стратегию технического обслуживания: ТОНАР, ТОСКУН или ТОСКП, становится возможным определить метод расчета t_{пр. опт.} и критерий оптимизации (табл. 2.3).

Таблица 2.3.

Методы расчета t_{пр. опт.} и критерии оптимизации.

 

№ пп.	Стратегия технического обслуживания	Метод расчета tпр. опт.	Критерии оптимизации
1.	ТОНАР	Индивидуальный	Р(tпр.) ³ Рнорм.
2.	ТОСКУН	С учетом трудоемкости технического обслуживания	П(tпр.) ® max
3.	ТОСКП	С учетом развития неисправности в отказ	РН,Ō (tпр.) ® max

 

Условные обозначения:

Р(t_пр.) – вероятность безотказной работы изделия за t_пр.;

Р_норм – нормативное значение вероятности, заданное из условия обеспечения безопасности полетов;

П(t_пр.) – отношение вероятности безотказной работы изделия в межпрофилактический период Р(t_пр.) к трудоемкости его технического обслуживания и текущего ремонта Т_ТОиР за t_пр;

Р_Н,Ō (t_пр.) – вероятность появления неисправности и непоявления отказа изделия за t_пр..

Для изделий, отказ которых влияет на безопасность полетов и для которых не представляется возможным определить предотказовое состояние в связи с отсутствием контролируемого параметра или средства диагностирования, рекомендуется применять индивидуальный метод определения t_{пр. опт.} с использованием нормативов заданного уровня надежности  Графическая интерпретация метода представлена на рис. 2.7.

 

 

Рис. 2.7. Схема определения t_{пр. опт.} изделий индивидуальным методом

 

Исходной информацией для расчета периодичности являются характеристики безотказности рассматриваемых изделий: параметр потока отказов w(t) для восстанавливаемых изделий и интенсивность отказов l(t) для невосстанавливаемых изделий. Значения этих характеристик определяются на основе статистических данных.

Отказы изделий данной группы носят, как правило, внезапный характер. Для таких изделий вероятность безотказной работы Р(t_пр.) определяется с использованием экспоненциального распределения.

Р(t_пр.) =                                                                       (2.1)

Задаваясь различными значениями t_пр , определяются соответствующие им значения Р(t_пр.) при условии, что w(t) = const. при всех значениях t_пр.

Значение t_пр, при котором Р(t_пр.) будет равна нормативному значению Р(t_пр.)_норм., условно считается оптимальным.

Это один из самых простых методов определения периодичности технического обслуживания изделий функциональных систем.

Но в ФС современных ЛА имеется большая группа изделий, отказы которых не оказывают заметного влияния на безопасность полетов (за счет их резервирования в ФС). Для этих изделий при определении периодичности технического обслуживания используются не только вероятностные показатели типа Р(t_пр.), но и экономические показатели, такие, например, как трудоемкость обслуживания и текущего ремонта Т_ТОиР.

В данном случае максимизируется отношение вероятности безотказной работы изделия в межпрофилактический период Р(t_пр.) к трудоемкости его технического обслуживания и текущего ремонта Т_ТОиР за t_пр.

П(t_пр.) = max.                                                        (2.2)

Величина Т_ТОиР включает в себя два слагаемых:

1) трудоемкость плановых (профилактических) работ Т_ТО;

2) трудоемкость работ по устранению неисправностей и отказов (текущего ремонта) Т_Р.

Т_{ТОиР =} Т_ТО + Т_Р.                                                                    (2.3)

В свою очередь, Т_ТО = ;                                       (2.4)

Т_Р =  w_о t_пр.,                                                                      (2.5)

где: ,  – средние значения трудоемкости разового планового обслуживания и устранения неисправности или отказа, соответственно;

t_пр. – действующая периодичность технического обслуживания изделия;

t_пр – варьируемая периодичность;

w_о  – параметр потока отказов изделия (статистическая оценка).

Развернутое выражение для определения П(t_пр.) имеет вид:

П(t_пр.) =                                              (2.6)

Результаты расчета представляются в форме табл. 2.4.

Таблица 2.4.

Номер изделия	Задаваемые значения tпр.	Р(tпр.)	ТТО	ТР	ТТОиР	П(tпр.)	tпр. опт.
1	2	3	4	5	6	7	8

 

Для каждого из изделий в графе 2 задаются несколько значений t_пр.  Значение t_пр.  , при котором величина П(t_пр.) достигает максимального значения, условно считается оптимальным.

Графическое изображение зависимостей: Р(t_пр.) = f(t_пр.), Т_ТОиР = f(t_пр.), П(t_пр.) = f(t_пр.) для каждого из изделий имеет вид, представленный на рис. 2.8.

 

Рис. 2.8. Характер изменения Р(t_пр.), Т_ТОиР, П(t_пр.) в зависимости от t_пр.

 

Для изделий, отказ которых влияет на безопасность полетов, но для которых представляется возможность определить предотказовое состояние, рекомендуется применять метод определения t_{пр. опт.} , основанный на анализе закономерностей развития отказов. Предполагается, что с устранением неисправностей в установленные сроки предупреждается развитие отказов (рис. 2.9).

 

  0                            t₁  t_пр.опт. t₂                     t

Рис. 2.9. Модель развития отказа.

Обозначения:

0 - t₁ – время развития неисправности;

t₁          – момент появления неисправности;

t₁ – t₂ – время развития отказа;

t₂          – момент возникновения отказа.

 

Для оптимизации сроков выполнения технического обслуживания изделий максимизируется вероятность совместного события – возникновение неисправности и непоявление отказа Р_Н.Ō (t_пр.). Приняв, к примеру, закон распределения времени до наступления неисправностей и времени их развития до наступления отказа экспоненциальным с параметрами w_Н и w_О соответственно, получим

Р_Н.Ō (t_пр.) = ,                             (2.7)

где: t_пр. – варьируемая периодичность технического обслуживания изделия;

w_н, w_о – параметр потока неисправностей и отказов, соответственно.

 

Для некоторых изделий данной группы может быть установлено нормативное значение вероятности появления отказа Р(t_пр.)_норм.. В этих случаях при определении оптимальной периодичности по критерию Р_Н.Ō (t_пр.) необходимо также осуществлять проверку условия         Р_о(t_пр.) £ Р_о(t_пр.)_норм.. Если это условие не выдерживается, то периодичность обслуживания изделия устанавливается в зависимости от заданного значения Р_о(t_пр.)_норм..

Значения Р_о(t_пр.) определяются по выражению

Р_о(t_пр.) = 1 –                                                                (2.7)

Результаты расчета по (2.7) представляются в форме табл. 2.5.

Таблица 2.5

Номер изделия	Задаваемые значения tпр.	РО (tпр.)	РН.Ō (tпр.)	tпр. опт.
1	2	3	4	5

Для каждого изделия в графе 2 задаются несколько значений t_пр.. Определяются значения Р_О (t_пр.) и Р_Н.Ō (t_пр.). Значение t_пр., при котором Р_Н.Ō (t_пр.) достигает максимума, условно считается оптимальной.

Графическое изображение зависимостей: Р_О(t_пр.) = f(t_пр.) и  Р_Н,Ō(t_пр.) = f(t_пр.) для каждого из изделий имеет следующий вид (рис. 2.10).

 

Рис. 2.10. Характер изменения Р_О(t_пр.) и Р_Н,Ō(t_пр.) в зависимости от t_пр .

Все приведенные выше методы определения периодичности обслуживания изделий базируются на накопленном в процессе эксплуатации статистическом материале об отказах и неисправностях.

Рассчитанная любым методом периодичность обслуживания отдельных изделий ФС может рассматриваться как желаемая периодичность, так как при группировке отдельных работ в формы регламента для ЛА в целом она может изменяться.