загрузка...
загрузка...
На головну

Керуюча частина містить регістр команд (РК), дешифратор команд (ДШК), пристрій управління (УУ), лічильник команд (СК) і ГТВ

Оцінка безвідмовності технічної системи

Класифікація відмов

Відмови класифікують за такими ознаками (рис. 2).

Мал. 2. Схема взаємини ознак відмов

1. За характером виникнення і протікання процесів, що призводять до відмови, відмови поділяють на поступові (ізносние) і раптові.

поступові відмови виникають в результаті протікання того чи іншого процесу старіння, погіршує параметри вироби.

раптові відмови виникають в результаті поєднання несприятливих чинників і випадкових зовнішніх впливів q, перевищують можливості qВТК(xтаx) Вироби до їх сприйняття.

2. Всі поступові і раптові відмови, викликані несприятливим поєднанням факторів, якщо останні знаходяться в межах, зазначених в технічних умовах на експлуатацію, вважають, допустимими.

неприпустимими вважаються відмови, викликані порушенням умов виробництва і експлуатації:

- Порушенням технічних умов при виготовленні і складанні виробів;

- Порушенням правил і умов експлуатації та ремонту (перевищення допустимих режимів роботи, порушення правил ремонту);

- Помилками людей, які керують виробом, і т. П .;

- Прихованими причинами, неврахованими в експлуатаційних документах.

3. У багатофункціональних технічних системах можливе порушення здатності системи виконувати будь-яку функцію. Такі відмови називають функціональними(Наприклад, відмови двигуна, клапанів паливної системи, руйнування елементів конструкції, розгерметизація і т. П.).

Можливий вихід параметра, що характеризує функцію системи, за допустимі межі. Такі відмови не перешкоджають подальшому функціонуванню машини і називаються параметрическими відмовами (Наприклад, зниження точності, максимальної швидкості, ККД і т. П.). Однак при таких відмовах подальше використання системи стає неефективним, так як система перестає відповідати встановленим технічним вимогам.

4. Якщо багатофункціональна технічна система перестає виконувати відразу всі функції, то відмова називають повним. Якщо система не може виконувати тільки частина функцій, то такий називають частковим.

5. За часом існування відмови поділяють на стійкі, тимчасові і перемежовуються.

стійкі відмови усувають тільки в процесі ремонту, регулювання або заміни елемента, що відмовив. тимчасові відмови усуваються мимовільно без втручання регулювальників і ремонтників, так як усувається їх причина (найчастіше відхилення режиму або умов роботи від норми). перемежовуються відмови - Це різновид тимчасових, але багаторазово повторюваних відмов.

6. Будучи випадковими подіями відмови можуть бутинезалежними і залежними. У першому випадку відмова елемента не залежить від відмов інших елементів. У другому випадку ймовірність появи відмов елементів залежить від відмов інших елементів.

Придатні до ремонту (неремонтіруемих) технічні системи.Так як тип і момент відмови технічної системи є випадковими подіями, то надійність систем характеризується імовірнісними показниками. Слід розрізняти фактичний рівень показників надійності, який визначається дослідним шляхом в процесі випробування декількох технічних систем, і директивний рівень показників надійності, який задається в вигляді вимог при розробці технічного завдання на проектування технічної системи і який повинен бути досягнутий на основі раціонального побудови технології виробництва системи.

Безвідмовність неремонтопригодной системи характеризується трьома показниками:

1. Імовірність P (q) безвідмовної роботи системи в заданий період часу q випробування групи технічних систем. Для числової оцінки ймовірності P(Q) використовується співвідношення

,

де p (t) - Щільність ймовірності відмови, q - Заданий інтервал часу (напрацювання) системи.

Наближена оцінка ймовірності P(Q) за результатами випробувань може бути здійснена за допомогою формули

,

де N - Загальне число випробуваних систем; m - Число відмовили систем.

2. Напрацювання на відмову Тср. Так називають середній час настання відмови по всіх випробуваним системам. (При аналізі цього показника все системи доводяться до відмови). З позицій теорії ймовірності напрацювання на відмову визначається за допомогою розподілу ймовірності за формулою

Тср= .

Наближено при проведенні випробувань напрацювання на відмову визначають за формулою

Тср = , (1.8)

де - Час настання відмови для i-й системи.

3. інтенсивність відмов в часі t. Цей показник розраховують за формулою

як відношення ймовірності появи відмови в одиницю часу в момент t до ймовірності P(t) Безвідмовної роботи системи до цього моменту часу.

Для неремонтопридатних систем спостерігається загальна тенденція зростання інтенсивність відмов у часі.

Ремонтопрігодним (ремонтуються) технічні системи.При оцінці показників безвідмовності ремонтопридатності систем в методику вводяться такі зміни.

1. При розрахунку ймовірності безвідмовної роботи в якості часу q випробування групи систем вибирають час T0 між плановими ремонтами.

Відмінною особливістю ремонтопридатність технічних систем є періодичне проведення планових робіт для відновлення ймовірності безвідмовної роботи обміну або повернення її елементів. Графік зміни безвідмовності роботи ремонтопридатною системи представлений на рис. 3, де T0 - Час між плановими регламентними роботами; t0 - Час проведення планових робіт.

Мал. 3 Модель відновлення працездатності системи при проведенні ремонтів

Pmax, Pmin - Рівні ймовірності безвідмовної роботи системи до і після проведення ремонтів; T0 - Напрацювання системи між плановими ремонтами;
t0 - Час проведення планових ремонтів

Для ремонтопридатність систем високої надійності характерна підвищена інтенсивність відмов на початку періоду експлуатації системи (періоду підробітки), слабка зміна інтенсивності відмов в період нормальної експлуатації і різке зростання інтенсивності відмов в результаті значного зносу елементів системи в період зняття вироби з експлуатації. Характер зміни інтенсивності відмов для складних технічних систем матиме вигляд, представлений на рис. 4.

Мал. 4. Характер зміни інтенсивності відмов l (t).

1.6. ПОНЯТТЯ Про ЖИТТЄВОМУ ЦИКЛІ
 ТЕХНІЧНОЇ СИСТЕМИ

Життєвим циклом технічної системи називають відрізок часу, протягом якого відбуваються такі зміни технічної системи:

- Формують уявлення про вигляд майбутньої системи і переконання в необхідності її створення;

- Здійснюють маркетингові дослідження і прогнозують передбачувану ринкову ціну технічної системи;

- Здійснюють проектування і конструювання технічної системи з принципово новими якісними і кількісними параметрами;

- Здійснюється технологічна підготовка виробництва і розробляється система управління виробництвом;

- Налагоджується серійне виробництво технічних систем;

- Організують продаж і постачання технічних систем в якості продукції та обслуговування їх у замовника;

- Здійснюється утилізація використаної і незатребуваною продукції.

Життєвий цикл технічної системи може бути представлений у вигляді плоскої спіралі (рис.5), яка містить три сектори (споживання, технічна підготовка виробництва, власне виробництво) і розділена на фази і етапи.

Мал. 5. Етапи спіралі життєвого циклу технічної системи
 при високому рівні інформаційного забезпечення

1-формування образу системи;

2-маркетинг ринку споживачів;

3-розробка технічного завдання;

4-розробка технічної пропозиції;

5-розробка ескізного проекту;

6-розробка технічного проекту;

7-розробка робочого проекту;

8- розробка технологічного процесу виготовлення системи;

9- розробка конструкторської документації технологічної оснастки;

10 розробка організаційно-технічної документації;

11-виготовлення технологічного оснащення;

12- виготовлення дослідного зразка;

13- заводські (стендові) випробування дослідної технічної системи;

14-льотні випробування;

15-коригування робочого проекту;

16-коригування технологічного процесу виготовлення системи;

17-коригування конструкторської документації технологічної оснастки;

18-дооснащення виробництва;

19-серійне виробництво системи (включаючи стендові випробування);

20-приймально-здавальні випробування;

21-експлуатація системи споживачем;

22-утилізація системи.

Початковий сектор спіралі - сектор споживання - містить два етапи:

- Етап 1 - Формування образу майбутньої системи;

- етап 2 - Проведення маркетингових досліджень та прогнозування ціни конкурентоспроможної технічної системи.

На кордоні секторів споживання і технічної підготовки виробництва розташовується етап 3, На якому здійснюється розробка технічного завдання на проектування і виробництво технічної системи.

Технічне завдання (ТЗ) містить: повний сценарій процесу споживання майбутньої продукції; переліки споживчих властивостей, умов споживання, а також допустимі інтервали значень параметрів технічної системи і цих умов; прогнозоване число потенційних споживачів (обсяг виробництва) і конкурентоспроможну ринкову ціну.

Технічне завдання є першою систему обмежень для розробників продукції, прагнуть отримати конструкторсько-технологічне рішення, максимально наближене до бажаного, здійсненність і економічно доцільного.

Технічна підготовка виробництва має дві фази: фазу конструкторської підготовки (етапи 4 - 7) та фазу технологічної підготовки виробництва (етапи 8 - 11). Охарактеризуємо коротко етапи 4-11.

на етапі 4 здійснюється розробка технічної пропозиції (ПТ), яка полягає у випуску креслень загальних видів компонування технічної системи, технічних завдань на ескізні проекти її елементів і оснащення для обслуговування технічної системи в процесі експлуатації.

на етапах 5 и 6 результати виконання ескізного (ЕП) і технічного (ТП) проектів оформляють у вигляді креслень загальних видів, таблиць елементів конструкції, технічних умов (ТУ) на виготовлення і приймання складових частин технічної системи. Рівень деталізації креслень загальних видів і супроводжуючих їх документів (таблиць, технічних вимог) на завершальному етапі виконання ескізного (технічного) проекту повинен бути достатнім для розробки всього комплекту робочої документації (креслень деталей і складальних одиниць з повним обсягом технічних вимог) без залучення фахівців, які працювали на попередньому етапі.

на етапі 7 здійснюють розробку робочого проекту (РП), випускають комплект технічної документації (креслення деталей і складальних одиниць) для виробництва: На креслення деталей наносять всю інформацію про представленої на приймання готової деталі (геометричні параметри, параметри властивостей матеріалу, маса, геометрія мас з допустимими відхиленнями - допусками). На складальні креслення наносять інформацію, що стосується виконання з'єднань, і до вихідних геометричних параметрів, що підлягають технічному контролю. Складальні креслення супроводжуються специфікаціями. На кресленнях деталей і складальних одиниць вказують численні технічні вимоги, що визначають правила приймання і технічного контролю. На цьому ж етапі розробляють і доповнюють технічні умови на виготовлення і приймання складових частин технічної системи.

на етапі 8, Що відноситься вже до фази технологічної підготовки виробництва розробляють комплект технологічної документації (маршрутні і операційні карти, відомості оснастки, інструменту, допоміжних матеріалів і т. П.).

на етапі 9 розробляють конструкції технологічного оснащення.

на етапі 10 на основі повного комплекту технологічної документації та документованого технологічного оснащення розробляють організаційно-технічну документацію (ПТД), яка служить основою для створення автоматизованої системи управління виробництвом (АСУП), яка відстежує рух замовлень на виробництві, постачання матеріалів і комплектуючих виробів, що оптимізує виробничі витрати і невиробничі втрати.

На етапі 11 виготовляють технологічне оснащення.

У секторі виробництва на етапі 12 ідеї, закладені в ТЗ і інформація, закладена в конструкторської, технологічної, організаційно-технічної документації, втілюються в дослідному зразку спроектованої технічної системи. Для підтвердження відповідності параметрів виготовленої продукції вимогам технічної документації перші зразки продукції обов'язково проходять заводські стендові випробування (етап 13).

У секторі споживання розташовується етап 14 - Льотні випробування дослідних зразків в умовах, обумовлених в ТЗ. Цей етап часто називають заводськими випробуваннями. За їх результатами виносять судження про повноту відповідності дослідних зразків вимогам ТЗ. Подальша доля продукції в життєвому циклі залежить від того, наскільки точно вони задоволені.

Якщо за своїми властивостями дослідні зразки не відповідають вимогам ТЗ, розробники повертаються до технічної підготовки виробництва. Тут здійснюються коригування робочого проекту (етап 15), Коригування технологічної документації (етап 16), Коригування документації на технологічне оснащення (етап 17), А також виконується дооснащення виробництва (етап 18).

У секторі виробництва розташовується етап 19 - Етап серійного виробництва технічної системи. На кордоні секторів виробництва і споживання знаходиться етап 20 - Етап приймально-здавальних випробувань серійної продукції.

на етапі 21 здійснюється експлуатація технічних систем споживачем. На цьому, по суті, завершується другий виток життєвого циклу технічної системи. В принципі в спіралі можлива поява витоків і більш високого порядку.

Життєвий цикл технічної системи завершується етапом 22, На якому утилізуються зношені і незатребувані технічні системи.

Зміст етапів життєвого циклу технічної системи і завдань проектування знайшли відображення в галузевих стандартах і ГОСТах єдиної системи конструкторської документації (ЕСКД), єдиної системи технологічної документації (ЕСТД) і єдиної системи технологічної підготовки виробництва (ЕСТПП).

Тривалість життєвого циклу технічних систем як товару обмежується різними чинниками, і в першу чергу, моральним старінням. Виробник технічної системи зацікавлений в тому, щоб тривалість етапів технічної підготовки і, відповідно, виробництва була максимально скорочена.

Тривалість підготовки технічної системи до серійного виробництва залежить як від складності продукції, так і від числа витків спіралі до виходу продукції в сектор споживання. Число витків спіралі багато в чому визначається інформаційним забезпеченням проектування. Неповнота бази знань змушує розробників включати в процес створення технічної системи прикладні наукові дослідження, які можуть бути використані як стосовно розроблюваної продукції, так і її аналогам. Внаслідок того, що терміни завершення досліджень і отримання необхідних для практики знань невизначені, цей шлях вкрай небажаний, оскільки невизначеними стають терміни виходу розробляється технічної системи до споживача. Витрати на дослідження і створення технічної системи ростуть, а ймовірність повернення вкладених коштів від продажу продукції знижується внаслідок морального старіння систем і конкуренції з боку виробників аналогічної продукції.

Щоб скоротити число витків в спіралі життєвого циклу технічної системи, важливо мати надійну, теоретичну та інформаційну базу про процеси, що лежать в основі функціонування її елементів. Така база формується в процесі проведення передпроектних науково-дослідних робіт і накопичення досвіду виробництва аналогічних технічних систем.

Для вирішення всіх проектних завдань з достатньою достовірністю і точністю крім науково-технічного інформаційного забезпечення необхідні час і кваліфіковані виконавці. Чим складніше інженерне рішення вигляду технічної системи і вище точність інженерного аналізу, тим вище вимоги до кваліфікації виконавців і триваліше час, необхідний для отримання прийнятного результату.

Процес підготовки виробництва технічної системи складний, многоваріантен і має ітераційний характер із зворотними зв'язками різної глибини. Для скорочення часу створення технічної системи (від формування потреби в ній до початку експлуатації) розроблені стандарти (державні, галузеві), що визначають порядок створення великих технічних систем. У кожній конкретній галузі машинобудування ці положення зумовлюють алгоритми інженерного аналізу і проектування, а також підготовки виробництва, розділені на етапи, із зазначенням послідовності процедур проектування та вирішуються на кожному етапі задач.

Для скорочення термінів технічної підготовки виробництва важливо забезпечити паралельне виконання етапів життєвого циклу. Технологічну документацію починають розробляти задовго до завершення робочого проекту. На етапі технічної пропозиції паралельно до конструкторської документації розробляють технологію загальної збірки з повним комплектом технологічної документації та технічних завдань на розробку технологічного оснащення для загальної збірки.

На етапі виконання ескізного (технічного) проекту розробляють технологію складання вузлів різної складності, також з повним комплектом технологічної документації та технічних завдань на розробку технологічного оснащення для складання вузлів.

По завершенні етапу виконання робочого проекту розробляють робочу технологію виготовлення деталей з технічними завданнями на розробку оснащення для обробки деталей, а також робочу технологію агрегатної і загального складання з посиланням на технологічне оснащення. Етап розробки технологічної документації завершується створенням повного комплекту конструкторської документації на технологічне обладнання, пристосування і інструмент для дооснащення діючого виробництва.

Розвиток комп'ютерної техніки відкриває широкі можливості для скорочення часу сектора підготовки виробництва в життєвому циклі технічної системи на основі впровадження CALS-технологій. Поняття CALS-технологій включає в себе систему інформаційного забезпечення взаємопов'язаного здійснення робіт на всіх етапах життєвого циклу технічної системи. Ця інформаційна система об'єднує CAD / CAM систему розробки конструкції і технології виготовлення об'єкта виробництва, CAE систему інженерних розрахунків (міцності, теплофізичних і т. П.), Автоматизовані системи управління виробництвом, аналізу ринку споживачів і обліку здійснених продажів продукції.

Послідовність виконання команд:

1) вміст лічильника команд виставляється на шину адреси (ША);

2) вибирається код команди з ПЗУ через шину даних (ШД) в РК;

3) відбувається дешифрування коду в ДШК і УУ виробляє послідовність сигналів, необхідних для виконання команди;

4) здійснюється підготовка і розміщення операндів;

5) виконується операція за участю АЛУ, А і РОН.

Під час виконання команди СК формує адреса наступної команди. Команди вибираються з ПЗУ послідовно. При виконанні команд умовних і безумовних переходів вміст СК змінюється стрибком, що дозволяє реалізувати розгалужені або циклічні програми. Крім шини адреси и шини даних системна магістраль включає шину управління (ШУ), В яку входять лінії і сигнали, що виробляються центральним процесором для управління пам'яттю і пристроями введення / виводу, і запити зовнішніх пристроїв на обмін інформацією з ЦП або ОЗУ.

Розрізняють три способи обміну інформацією між мікро-процесорної системою і зовнішніми пристроями:

1) програмний - ініціюється програмою за допомогою команд введення і виведення. Важливим завданням є перевірка готовності ВУ. У деяких системах при відсутності готовності зовнішніх пристроїв МП переходить в стан очікування. Найчастіше доводиться організовувати спеціальну команду опитування готовності, яка повторюється багато разів до появи сигналу готовності. Гідність програмного обміну - його простота, недолік - марна трата часу на очікування і неможливість забезпечення своєчасної реакції МП на раптово виниклу потребу ВУ в обміні інформацією;

2) з перериванням програми - за спеціальним сигналом запиту на переривання МП після виконання поточної команди переходить до виконання підпрограми обслуговування переривань, потім повертається до реалізації основної програми;

3) за допомогою прямого доступу до пам'яті (ПДП) - На запит ПДП мікропроцесор припиняє роботу і відключається від системної магістралі. Обмін інформацією між ОЗУ і ВУ здійснює спеціальний контролер прямого доступу до пам'яті. Використовується для прискорення обміну блоками інформації.

Основні поняття теорії технічних систем «-- попередня | наступна --» Мікроконтролерів сімейства МК51
загрузка...
© om.net.ua