Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

наиболее прост для обработки и использования. Условия его применения следуют из известного в теории массово­ го обслуживания факта, что сумма значительного числа независимых малых стационарных и ординарных пото­ ков при весьма общих условиях близка простейшему по­ току [Л. 34]. Каждый общепромышленный регулятор со­ стоит из весьма большого числа элементов и поток от­ казов регулятора является суммой потоков отказов его элементов. Если нельзя выделить элемент с превалирую­ щим числом отказов (т. е. поток отказов каждого из эле­ ментов мал) и условия эксплуатации постоянны, то мож­ но предполагать применимость простейшего потока для описания потока отказов регулятора. Задаваемые ГОСТ и ТУ характеристики надежности регуляторов и их устройств обычно предполагают применение модели про­ стейшего потока.

где и — некоторый параметр, численно равный интенсив­ ности потока. Положив в (17-6) п = 0, найдем закон рас­ пределения непрерывной случайной величины Т — вре­ мени между отказами:

Таким образом, в простейшем потоке все времена между отказами распределены по показательному зако­ ну. Отметим также, что эти времена взаимно независимы.

Наработка на отказ

Верхняя односторонняя граница интенсивности пото­ ка отказов и„ с доверительной вероятностью 1—q может находиться из соотношения

(17-9)

где А9 (п)—<7-квантиль пуассоновского распределения, таблица которого приведена, например, в [Л. 35].

532

533

При случайном изменении условий эксплуатации меняет­ ся и интенсивность потока отказов. Если на каком-либо отрезке времени интенсивность имеет повышенное зна­ чение, то более вероятно, что на смежном отрезке интен­ сивность потока также будет иметь повышенное значе­ ние, т. е. числа отказов на смежных непересекающихся отрезках времени будут зависимыми случайными вели­ чинами. Следовательно, этот поток имеет последействие. Изменение условий эксплуатации увеличивает разброс числа отказов: если в простейшем потоке на любом от­ резке времени дисперсия числа отказов равна их средне­ му числу, то в потоке со случайной интенсивностью от­ ношение б2 дисперсии числа отказов к их среднему числу больше единицы.

Отметим, что если случайный процесс изменения ус­ ловий эксплуатации стационарный, то и поток отказов стационарен.

Доверительный интервал интенсивности потока отка­ зов в этом потоке шире, чем в простейшем [см. соотно­ шение (17-10)]:

Vn

Заметим, что приведенные выше соображения о, выбо­ ре той или иной модели потока не являются доказатель­ ными. Обоснование выбора модели потока достаточно строго может быть проведено только на основании об­ работки статистических данных об отказах и проверки гипотез о наличии у потока отказов тех или иных свойств (например, по изменению интенсивности потока или по величине отношения дисперсии числа отказов к их сред­ нему числу). Методика этой обработки применительно к потокам отказов промышленных систем управления рассмотрена в [Л. 37].

Знание вида потока отказов регуляторов и его свойств необходимо для расчета профилактического обслужива­ ния, анализа влияния внешних факторов, точного расчета количества запчастей. Однако для определения вида по­ тока отказов необходим большой объем эксперименталь­ ных данных о надежности. Значительно меньший объем данных требуется для определения таких характеристик, как интенсивность потока отказов, наработка на отказ

534

или вероятность безотказной работы. Зная эти характе­ ристики, можно сравнивать надежность различных регу­ ляторов, выбирать наиболее надежные устройства.

г) ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ

Ремонтопригодность регулятора и входящих в него устройств можно измерить с помощью времени восста­ новления, которое складывается из времени, затраченно­ го на поиск причины отказа, и времени, затраченного на его устранение. Устранение отказов регуляторов обыч­ но производится следующим образом. Восстановление после отказов, не требующих много времени и специаль­ ной аппаратуры для их устранения, проводится на месте установки отказавшего устройства. В иных случаях уст­ ранение отказа заключается в замене отказавшего устройства на исправное, а ремонт отказавшего устрой­ ства производится в мастерской. Время ремонта в ма­ стерской не включается во время восстановления и рас­ сматривается отдельно. Выбор способа восстановления во многом зависит не только от вида отказа, но и от при­ нятой системы ремонтов, квалификации персонала, про­ водящего восстановление на месте установки и в мастер­ ской, и т. д.

Так как время восстановления является непрерывной случайной величиной, то ее задание осуществляется с по­ мощью плотности распределения. Количественным пока­ зателем ремонтопригодности является среднее время восстановления /восст.ср- Его статистическое определение (точечная оценка) находится из соотношения

У т

535