UZBEKISK KOMMUNIKASJONS- OG INFORMASJONSBYRÅ
TASHKENT UNIVERSITY OF INFORMATION TECHNOLOGY
FAKULTETET FOR INFORMASJONSTEKNOLOGI
Institutt for datasystemer
METODOLOGISKE INSTRUKSJONER
Å utføre laboratoriearbeid i henhold til emnet
"PÅLITELIGHET TIL TEKNISK UTSTYR"
For elevene veibeskrivelse
5811300-"Service" (elektronisk og datautstyr)
Tasjkent 2008
Retningslinjer for utførelse av laboratoriearbeid på kurset "Teknisk utstyrs pålitelighet."
Rasulova S.S., Kakhkharov A.A. /TUIT. 54 s. Tasjkent, 2008.
Denne artikkelen diskuterer laboratoriearbeid i kurset "Teknisk utstyrs pålitelighet" og metodikken for implementeringen av dem. Hovedmålet med arbeidet er praktisk kjennskap til metoder for å vurdere reliabilitet, med teknikker for å lage algoritmer for å studere ytelse og studere metoder for å generere tester for digitale dataenheter (CT). Tilegne seg ferdigheter i å bruke disse algoritmene når du løser relevante problemer ved hjelp av datamaskiner.
Beregnet for studenter som studerer i retning 5811300-"Service" (elektronisk og datautstyr) i kurset "Teknisk utstyrs pålitelighet".
Institutt for datasystemer.
Bord 10. Ill. 17 Bibliografi: 8 titler.
Publisert etter beslutning fra det vitenskapelige og metodologiske rådet ved Tashkent University informasjonsteknologi.
Anmeldere: Prof., doktor i tekniske vitenskaper Sagatov M.M. (TSTU)
Doktor i fysikk og matematikk Azamatov Z.T. (Leder for Department of State Committee for Science and Technology)
©Tashkent University of Information Technologies, 2008.
KRAV TIL LABORATORIEARBEID
Før du mottar en oppgave, må studenten gjenta de relevante delene av kurset "Teknisk utstyrs pålitelighet", lese litteraturen som er angitt i arbeidet, læremateriell knyttet til særegenhetene ved å løse et gitt problem på en datamaskin, og forberede beregning og teoretisk materialer for hvert element "Oppdrag og prosedyre for utførelse av arbeidet." Før du starter arbeidet må du presentere arbeidsmateriellet ditt for læreren for å sjekke det for diskusjon.
En pålitelighetsberegningsoppgave inneholder vanligvis et strukturdiagram av studieobjektet, for hvilket det er nødvendig å bestemme verdien av en gitt pålitelighetsindikator, loven om systemets drift i tilfelle feil på komponentene, samt pålitelighetsegenskaper til elementene i objektet.
Etter å ha forberedt de første dataene i samsvar med egenskapene til studien blokkskjema, den nødvendige nøyaktigheten til forskningen, evnene til universelle algoritmer, presenterer studenten dem i en form som er praktisk for å gå inn i en datamaskin.
Etter å ha kontrollert riktig representasjon av kildedataene, konfigurerer studenten den riktige modellen for å løse et spesifikt problem. Mens den jobber i interaktiv modus, gjør den korrigeringer til kildedataene for å få de spesifiserte verdiene for pålitelighetsindikatorer for objektet som studeres.
En testoppgave inneholder vanligvis en digital krets som implementerer en vilkårlig funksjon, for hvilken det er nødvendig å finne feiltester som X/o eller X/1 bruker ulike måter byggeprøver.
Etter å ha kontrollert riktigheten av kildedataene, løser studenten, ved hjelp av en gitt testgenereringsmetode, et spesifikt problem på en datamaskin.
Etter å ha fullført arbeidet, oppnådd resultatene og analysert løsningene som er oppnådd, må hver elev levere en pent utarbeidet rapport til læreren.
GENERELL INFORMASJON TESTOPPGAVER
Testoppgaver. Funksjoner ved organiseringen av, introduksjonen av nye teknologier på produksjonsstadiet og originale kretsløsninger gjør det mulig å skille moderne digitale enheter (CDer) inn i en spesiell klasse av enheter som krever utvikling av spesielle prosedyrer for å bestemme deres ytelse. Dette betyr imidlertid ikke en avvisning av de for tiden mye brukte metodene for å oppdage og feilsøke kontrollenheter.
En tilnærming basert på optimal bruk resultater oppnådd de siste årene innen kontroll og teknisk diagnostikk, tatt i betraktning funksjonene i arkitekturen og logikken til driften av kontrollsenteret.
Ved å teste kontrollenheten mener vi prosessen med å etablere brukbarheten eller brukbarheten til en enhet ved å bruke visse inngangspåvirkninger og analyse av de tilsvarende utgangspåvirkningene og analyse av de tilsvarende utgangsreaksjonene.
Testing er en av de viktigste diagnostiske prosedyrene, hvis oppgaver er å bestemme den tekniske tilstanden til det overvåkede objektet og, i tilfelle det ikke fungerer, å oppdage og lokalisere feil.
Settet med inngangshandlinger og den tilsvarende utgangsreaksjonen kalles en test, og den bestilte sekvensen av tester kalles et testprogram. Kontrollsenterprosedyren består av å utvikle et testprogram, påfølgende bruk av inngangspåvirkninger til den kontrollerte enheten, observasjon av utgangssignaler og analyse av resultatene som er oppnådd for å fastslå produktets egnethet.
Overvåkingsprosedyren gir fullstendig (ufullstendig) kontroll over kontrollsenteret hvis det oppdager noen (ikke oppdager minst én) funksjonsfeil i klassen av overtredelser som vurderes. Fullstendig kontroll er et av hovedkravene for enhetstestprogrammet som utvikles. En annen er lengden på testprogrammet. Avhengig av hva som er informasjonen for å lage et kontrollsentertestprogram, skilles to kontroller: funksjonelle og strukturelle.
Ved funksjonell kontroll brukes kontrollsenterets funksjonsalgoritme som den første informasjonen for å konstruere tester. Behovet for funksjonskontroll er forårsaket av mangel på fullstendig informasjon om årsaker til feil, den økte kompleksiteten til den kontrollerte enheten, reduserte krav til fullstendig kontroll mv. Funksjonell kontroll brukes oftest av brukere av kontrollsentraler.
Det fokuseres på metoder for å konstruere tester for strukturell kontroll skjematisk diagram(strukturen) til kontrollsenteret som kontrolleres. De brukes på produksjonsstadiet. Disse metodene er nå mest ferdig utviklet og har vist seg i praksis ved overvåking og diagnostisering av enheter som består av typer erstatningselementer. Strukturelle metoder gir full kontroll.
Laboratoriearbeid nr. 1
FORSKNING AV PÅLITELIGHETEN TIL SYSTEMER MED EN FORGRENSET STRUKTUR
Formålet med arbeidet– kjennskap til metodikken for å studere påliteligheten til systemer med forgrenet struktur ved bruk av logiske og sannsynlige metoder.
Redegjørelse om problemet: Mestre metodikken for pålitelighetsforskning datasystemer ved å bruke en universell programvaremodell basert på bruken av en logisk-sannsynlighetsvisning av systemenes pålitelige oppførsel, beskrevet i.
Arbeidets varighet – 2 timer.
Teoretisk informasjon
En av de lovende retningene er utviklingen av logisk-probabilistiske metoder, hvis matematiske essens ligger i bruken av funksjoner av logisk algebra (FAL) for analytisk registrering av driftsforholdene til systemet og i utviklingen av metoder for overgang fra FAL til sannsynlighetsfunksjoner, som objektivt uttrykker påliteligheten til dette systemet.
Beregn numeriske verdier basert på det analytiske uttrykket for sannsynlighet problemfri drift(FBG) er redusert til å utføre algebraiske operasjoner med multiplikasjon og addisjon. Det er flere metoder for å beregne pålitelighet ved hjelp av logisk-sannsynlighetsmetoder: tabellform, kretslogisk, skjærealgoritme, ortogonalisering.
En universell programvaremodell er en programvareimplementering av en beregningsalgoritme som utfører en sekvens av handlinger på inngangsdata som karakteriserer systemet som studeres. Resultatet av slike handlinger er å oppnå en numerisk verdi av en slik pålitelighetsindikator som FBG-systemet r for et gitt tidsintervall T. Ved å bruke algoritmen under vurdering, er det mulig å studere påliteligheten til ikke-gjenopprettelige redundante systemer med en forgrenet struktur.
Inndataene til algoritmen er følgende: antall systemelementer – n, verdier av FBG-elementer for det studerte tidsintervallet P jeg, samt binære vektorer X l korteste veier for vellykket funksjon av systemet (SPUF), prinsippet om å oppnå som vil bli beskrevet nedenfor. Restriksjonene som gjelder for systemene som studeres ved bruk av beregningsalgoritmen er som følger.
Systemet kan bare være i to tilstander: i en tilstand med full funksjonalitet ( U= I) og i en tilstand av fullstendig feil ( Y = 0). Det antas at systemets handling deterministisk avhenger av handlingen til dets elementer, dvs. er en funksjon X 1 , X 2 ,..., X jeg ,..., X n , som på sin side også bare kan være i to inkompatible tilstander: full drift ( X jeg = 1) og fullstendig feil ( X jeg = 0). Spesifikke verdier av binære variabler X jeg bestemme tilstanden til systemet eller den såkalte vektoren av systemtilstander X = (X 1 , X 2 ,..., X jeg ,..., X n), som er hovedparameteren som beregningsalgoritmen opererer med.
For å spesifisere ytelsesfunksjonen som er nødvendig for å beregne pålitelighetsindikatoren, er det nødvendig å konstruere en logisk algebrafunksjon som forbinder tilstanden til elementene med tilstanden til systemet. For å oppnå det, bør man bruke konseptet CPFU, som representerer en slik kombinasjon av dets elementer, ingen av komponentene som kan fjernes uten å forstyrre funksjonen til systemet. En slik konjunksjon er skrevet som følgende FAL: R l = Λ X jeg , Hvor jeg tilhører mange tall KR l, tilsvarende dette l- måte.
Med andre ord beskriver systemets CPUF en av dets mulige driftstilstander (PC), som bestemmes av minimumssettet med operasjonelle elementer som er absolutt nødvendige for å utføre funksjonene spesifisert for systemet. Derfor, for systemet som studeres, er det nødvendig å bestemme alle d mulig KPUF og deretter systemoperabilitetsfunksjonen skrives som følger:
de. i form av en disjunksjon av alle tilgjengelige CPUF-er.
Når du bestemmer pålitelighetsindikatoren nevnt ovenfor, er det nødvendig å beregne en sannsynlighetsfunksjon av skjemaet
P [U(X 1 ,…, X n) = 1] = R c
I dette tilfellet oppstår hovedvanskene på grunn av den gjentatte formen for FAL, fordi de samme driftstilstandene vil bli tatt i betraktning så mange ganger som de er assosiert med CPUF-er.
La oss vurdere to beregningsalgoritmer basert på den logisk-probabilistiske metoden og velge den mest effektive for en gitt versjon av systemet.
Prosedyren for å beregne ved hjelp av den første algoritmen
For en gitt versjon av systemet bestemmes settet med alle CPUF-er, som er representert i form av binære ord. Antall biter i et ord er lik antall elementer i systemet. En bitverdi lik 1 betyr at elementet er operativt; en bitverdi lik 0 betyr at elementet mislykkes.
En algoritme basert på CPUF danner alle mulige binære ord som definerer alle operasjonelle tilstander i systemet, velger ikke-repeterende og beregner den tilsvarende sannsynligheten for hver. For eksempel, la oss si at det er en brokrets vist i fig. 1, bestående av 5 elementer, sannsynlighet for funn jeg – element i arbeidstilstand er lik P jeg , sannsynligheten for at et element er i feiltilstand er lik I-P jeg = Q jeg .
For en gitt brokrets er de korteste banene: 11000, 00110, 10011 , 01101.
Ris. 1. Brokrets
Hver korteste vei har tilhørende driftstilstander vist i tabell 1. Det første sifferet til venstre tilsvarer element nummer én.
Bord. 1
| KPUF nr. BRS | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | +11000 | +00110 | +10011 | +01101 |
| 2 | +11001 | +00111 | 10111 | 01111 |
| 3 | +11010 | +1110 | 11011 | 11101 |
| 4 | +11011 | +01111 | 11111 | 11111 |
| 5 | +11100 | +10110 | ||
| 6 | +11101 | +10111 | ||
| 7 | +11110 | 11110 | ||
| 8 | +11111 | 1111 |
Dermed ble det oppnådd 24 koder som tilsvarer driftstilstandene til systemet. Vi ser imidlertid at noen av dem går igjen i tabellkolonnene. La oss ekskludere dupliserte koder fra alle 24, og da vil det være 16 koder notert i tabellen. 1 + tegn. Disse 16 oppnådde kodene tilsvarer alle mulige driftstilstander for den aktuelle kretsen. Følgelig vil systemet være operativt når det er i en av de 16 listede inkompatible tilstandene. Hvis vi beregner sannsynlighetene for at systemet er i hver av de 16 tilstandene og summerer disse sannsynlighetene, får vi sannsynligheten for at systemet er i en operasjonell tilstand.
Hvis sannsynligheten for å finne jeg-te ikke-utvinnbare element i fungerende tilstand P jeg er en funksjon av tid, så skaffer vi FBG-systemet for spesifisert tid. Dette er en av hovedindikatorene for systemets pålitelighet.
Så, for å få sannsynlighetsverdien for at systemet er i en av driftstilstandene, er det nødvendig å erstatte en i det tilsvarende binære ordet med sannsynlighet P jeg , og null for sannsynlighet I - P jeg og multiplisere disse sannsynlighetene. For eksempel, for kode 11000 vil dette være produktet
Sannsynligheten for at systemet vårt er i fungerende stand vil da bli bestemt som
Til tross for enkelheten ved å implementere denne prosessen på en datamaskin, har den en rekke ulemper. De viktigste er kravet til stort volum VÆR for lagring av et sett med binære ord, samt en rask økning i antall søk ved sammenligning av binære ord og tap av beregningsnøyaktighet med en økning i antall systemelementer, siden verdien 1 - P jeg er vanligvis liten.
Prosedyren for å beregne ved hjelp av den andre algoritmen
I motsetning til den første algoritmen, i den andre beregnes påliteligheten til systemer med en forgrenet struktur ved hjelp av tabellmetoden. Den tabellformede metoden for beregning av systempålitelighet er basert på bruken av teoremet for å legge til sannsynlighetene for felleshendelser, som er de elementære konjunksjonene av betingelsene for operabilitet (eller inoperabilitet) til systemer beskrevet i DNF ved bruk av QPUF.
I henhold til dette teoremet og uttrykket (1.1) beregnes systemets FBG ved formelen:
Hvor ρ l & ρ j betyr felles forekomst av hendelser relatert til KPUF ρ l Og ρ j, dvs. elementer som tilhører minimumssettet er i brukbar stand ρ j .
Til tross for besværligheten ved å skrive formler, viser algoritmen for beregning av pålitelighetsindikatoren seg å være enkel og lett å programmere. Den tabellformede beregningsmetoden er praktisk av to grunner:
logiske variabler multipliseres automatisk med seg selv i henhold til identiteten
mange identiske konjunksjoner, hvis sannsynligheter har forskjellige tegn, blir gjensidig ødelagt.
Sekvensen av trinnene i algoritmen er som følger:
1. Lag et spesielt bord som du må plassere i n rader (i henhold til antall elementer i systemet), angi FBG for elementene i tabellradene, og skriv ned alle mulige kombinasjoner av konjunksjoner i kolonnenavnene ρ jeg tatt en om gangen, men to om gangen, tre om gangen osv.
2. U vis tegn på sannsynlighetene for konjunksjoner som veksler i samsvar med formel 1.2.
3. Fyll ut tabellen med kryss og bindestreker, og kryss ut de identiske konjunksjonene som er inkludert i den med forskjellige tegn.
4. Beregn sannsynlighetene for feilfri drift av systemet ved å multiplisere disse sannsynlighetene i hver kolonne ρ jeg, som er merket med kryss.
La oss vurdere et eksempel på beregning av FBG for en krets - fig. 1.
La oss betegne:
Forekomsten av et eller annet element i de tilsvarende konjunksjonene er markert med et kryss i tabellen. Sannsynligheter for konjunksjoner – ρ
1
-ρ
4
Og ρ
11
- ρ
14
er tatt med et (+)-tegn, resten med et tegn
(-). Så FBG for ordningen under vurdering er lik
Oppgavealternativer
Tabell 2
| Alternativer FBG(P2) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| P1 | 0,96 | 0,95 | 0,96 | 0,94 | 0,93 | 0,98 | 0,95 | 0,85 | 0,9 | 0,97 |
| P2 | 0,94 | 0,945 | 0,97 | 0,96 | 0,95 | 0,85 | 0,99 | 0,9 | 0,92 | 0,95 |
| P3 | 0,95 | 0,95 | 0,98 | 0,99 | 0,94 | 0,96 | 0,98 | 0,92 | 0,95 | 0,98 |
| P4 | 0,98 | 0,96 | 0,95 | 0,98 | 0,96 | 0,93 | 0,96 | 0,93 | 0,92 | 0,96 |
| P5 | 0,96 | 0,95 | 0,96 | 0,95 | 0,98 | 0,98 | 0,97 | 0,9 | 0,91 | 0,95 |
UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJON
STATLIG UTDANNINGSINSTITUSJON FOR HØYERE PROFESJONELL UTDANNING
"KOVROV STATE TECHNOLOGICAL ACADEMY"
Avdeling A og U
METODOLOGISKE INSTRUKSJONER
"Plitelighet av kontrollsystemer"
OPPDATERT BEREGNING
KVANTITATIVE INDIKATORER FOR PÅLITELIGHET.
Kovrov, 2007
LABORATORIEARBEID nr. 2
RAFFINERT BEREGNING AV KVANTITATIVE INDIKATORER FOR KONTROLLSYSTEMENS PÅLITELIGHET.
Formål med arbeidet: beherske beregningsmetoder kvantitative indikatorer pålitelighet, spesifisert basert på resultatene av detaljert design, produksjon og testing av prototyper.
1. GENERELL INFORMASJON
Denne typen beregninger utføres for å avklare pålitelighetsvurderingen utført på stadiene av foreløpig og teknisk design.
Basert på resultatene fra de tidligere stadiene av design og testing av prototyper, bør det være:
Tester av prototyper av produktet ble utført for å bestemme driftsforholdene og modusene, under hensyntagen til de valgte metodene for beskyttelse mot eksterne påvirkningsfaktorer for å sikre den spesifiserte påliteligheten;
Beregningskart over driftsmoduser for komponenter og elementer, oppdatert basert på testresultater, samt termiske moduser for deres drift (overoppheting), under hensyntagen til tiltakene som er tatt for å avkjøle produktenhetene;
De funksjonelle avhengighetene av feilrater for komponenter og elementer på elektrisk belastning, temperatur, mekaniske påvirkninger og andre driftsforhold er kjent.
2. OPPGAVE FOR ARBEID
Utfør en raffinert beregning av kvantitative indikatorer for produktets pålitelighet under gitte spesifikke reelle driftsforhold. Innledende data for det grunnleggende alternativet elektrisk diagram produktet og dets driftsforhold, samt listen over beregnede pålitelighetsindikatorer spesifiseres av læreren (alternativene tilsvarer alternativene for oppgaven for laboratoriearbeid nr. 1).
3. MATEMATISKE MODELLER FOR BEREGNING AV FEILTAL
3.1. Matematisk modell for beregning av feilrater for motstander, kondensatorer, halvlederelementer, transformatorer og spoleprodukter under reelle driftsforhold:
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (1)
hvor, λ0 er den nominelle verdien av feilraten til elementene og CI-elementene som er inkludert i produktet, tilsvarende den elektriske belastningskoeffisienten Kn = 1 og temperatur miljø TOC = +20 0C.
Verdiene til λ0 er valgt fra de tilsvarende tabellene:
For motstander - tabell 1;
For kondensatorer - tabell 2;
For halvlederenheter - tabell 3;
For transformatorer og viklingsprodukter (drosler, induktorer, etc.) - Tabell 4.
a i = f (K n ,Тhttps://pandia.ru/text/79/296/images/image003_85.gif" width="12" height="23 src=">.gif" width="12 height=23" height="23" >0С i elementsonen. Koeffisientverdiene er valgt fra de tilsvarende tabellene ( i =1,2,3,4)
a1 – korreksjonsfaktor for å bestemme λe av motstander er valgt fra tabell 5;
a2 – korreksjonsfaktor for å bestemme λe av kondensatorer velges fra tabellen. 6;
a3 – korreksjonsfaktor for å bestemme λe for halvlederenheter er valgt fra tabell 7;
а4 – korreksjonsfaktor for å bestemme λe for transformatorer og viklingsprodukter (drosler, induktorer) er valgt fra tabell 8;
Ki – korreksjonsfaktor som tar hensyn til handlingene til eksterne påvirkningsfaktorer og velges fra de tilsvarende tabellene ( i =1,2,3,4)
K1, K2 - korreksjonskoeffisienter som tar hensyn til virkningene av vibrasjoner og sjokkbelastninger på henholdsvis elementer og CI verdiene til disse koeffisientene er valgt fra tabellen. 9;
K3 – korreksjonsfaktor tatt i betraktning fuktighet og omgivelsestemperatur, valgt fra tabell 10;
K4 – korreksjonsfaktor som tar hensyn til endringen i λe avhengig av høyden over havet, valgt fra tabell 11.
3.2. Matematisk modell for beregning av reléfeilfrekvenser:
font-size:13.0pt;line-height:150%">hvor, λ0' er den grunnleggende verdien for reléfeilfrekvensen, som beregnes av formelen:
| |
Formel (3) brukes for reléer med viklingstråddiameter
d ≥ 0,35 mm;Formel (4) brukes for reléer med viklingstråddiameter d< 0,35 мм.
N – totalt antall kontaktpar;
n – antall involverte kontaktpar;
λ0 er den nominelle verdien av reléfeilfrekvensen, valgt fra tabell 12.
Ki – korreksjonsfaktor som tar hensyn til effekter av eksterne faktorer. Koeffisientverdier Ki (dvs = 1, 2, 3, 4) er valgt tilsvarende fra tabellene 9, 10, 11.
KF - koeffisient som tar hensyn til svitsjefrekvensen til reléet når du opererer i produktet, er verdiene til denne koeffisienten valgt fra tabell 13.
3.3. Matematisk modell for beregning av strykprosent integrerte kretser:
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (5)
hvor - den grunnleggende verdien av feilraten til integrerte kretser beregnes ved å bruke følgende formel:
https://pandia.ru/text/79/296/images/image009_38.gif" width="136" height="44 src="> (6)
der EN-US" style="font-size:13.0pt;line-height:150%">n– antall eksterne involverte pinner i mikrokretsen;
Ki – (i
3.4. Matematisk modell for å beregne feilraten til koblingselementer (vippebrytere, brytere, knapper):
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (7)
hvor λ0 er den nominelle verdien av feilraten, valgt fra tabell 14;
K f – koeffisient avhengig av koblingsfrekvensen, verdien av denne koeffisienten er valgt fra tabell 15;
Ki – (i = 1, 2, 3, 4) er valgt henholdsvis fra tabellene 9, 10, 11.
3.5. Matematisk modell for beregning av koblingsfeilrater:
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (8)
hvor λ0 er den nominelle verdien av koblingsfeilfrekvensen, valgt fra tabell 16;
Kcs - koeffisient avhengig av antall ledd - delemmenter, er valgt fra tabell 17;
Kkk er en koeffisient avhengig av antall involverte kontakter. Verdien av denne koeffisienten beregnes ved å bruke formelen:
Kkk = (9)
hvor n – antall involverte kontakter;
Ki – (i = 1, 2, 3, 4) er valgt henholdsvis fra tabellene 9, 10, 11.
3.6. Matematisk modell for beregning av feilraten for elektriske kabler, ledninger, ledninger:
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (10)
hvor λ0 er den nominelle verdien av feilraten for kabler, ledninger, ledninger, valgt fra tabell 18;
L – total lengde på kabel (ledning, ledning); for produkter med L ≤ 3 m tillates akseptert L = 1 m;
Kf er en funksjonell koeffisient, hvis verdi kan bestemmes av formelen:
Kf = (11)
hvor Ea er den betingede energien aktivering, kJ/mol;
R g = 8,3144 – universell gasskonstant, J/Grad mol;
K t – temperaturkoeffisient, avhengig av driftstemperaturen i utstyret; bestemt av formelen:
Kt = 
(12)
hvor tp – maksimal driftstemperatur i utstyret (produktet), 0C;
t b – grunntemperatur lik 25 0C ved eller 100 0C ved (etter kabeltype).
Som regel er den maksimale temperaturen på produktet, tatt i betraktning overoppheting, i området 70 0C - 80 0C.
Verdien av den konvensjonelle aktiveringsenergien varierer fra 40 til 120 kJ/mol (gjennomsnitt) og har et nivå på
Еа font-size:13.0pt;line-height:150%">Ta hensyn til de spesifiserte begrensningene for praktiske beregninger i formel (10) på EN-US" style="font-size:13.0pt;line-height:150 %" >tp = 70 0C, Kf = 200 at tp = 80 0 C og Kf = 600 at tp = 100 0 C
Ki – (i = 1, 2, 3, 4) er valgt henholdsvis fra tabellene 9, 10, 11.
3.7. Matematisk modell for beregning av feilrater for tilkoblinger (loddemetall):
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (13)
hvor λ0 er den nominelle verdien av loddefeilrate;
λ0 = 0,015 10-6 1/time
p –antall rasjoner i produktet;
Ki – (i = 1, 2, 3, 4) er valgt henholdsvis fra tabellene 9, 10, 11.
3.8. Matematisk modell for beregning av feilraten til sikringer:
font-size:13.0pt;line-height:150%">hvor λ0 er den nominelle verdien av sikringsfeilraten;
λ0 = 0,5 10-6 1/time
CT – termisk koeffisient, avhengig av temperaturen i arbeidsmiljøet rundt sikringen; verdiene til denne koeffisienten er valgt fra tabell 19;
Ki – (i = 1, 2, 3, 4) er valgt henholdsvis fra tabellene 9, 10, 11.
3.9. Matematisk modell for beregning av feilraten til elektriske maskiner:
font-size:13.0pt;line-height:150%"> (15)
hvor λ0 er den nominelle verdien av feilraten til elektriske maskiner, valgt fra tabell 20;
а4 – korreksjonsfaktor for å bestemme λ for elektriske maskiner, valgt fra tabell 8;
Δλ – ekstra feilrate for elektriske maskiner avhengig av rotasjonshastigheten, valgt fra tabell 21;
Ki – (i = 1, 2, 3, 4) er valgt henholdsvis fra tabellene 9, 10, 11.
4. BEREGNINGSPROSEDYRE
4.1. Den grunnleggende elektriske kretsen til produktet analyseres ut fra dets elementære og kvantitative sammensetning, som er delt inn i K-grupper av like pålitelige elementer, stykker i hver gruppe.
Det forutsettes at det aktuelle produktet har et sekvensielt koblingsskjema for pålitelighetsberegninger.
Resultatene av analysen er lagt inn i tabell 22, kolonne 1 – 4.
4.2. I samsvar med nomenklaturen som er brukt elementbase Fra tabellene 1, 2, 3, 4, 12, 14, 16, 18, 20 er de nominelle verdiene for feilrater for elementer og komponenter (CI) brukt i produktet valgt.
De valgte nominelle verdiene for CI-feilfrekvenser er lagt inn i tabellen. 22.
4.3. Basert på de tilgjengelige belastningskoeffisientene KN (kolonne 6) og driftstemperaturen (kolonne 7) i miljøet rundt elementet (med hensyn til overoppheting), for hvert element og KI er verdiene av korreksjonsfaktorene a valgt fra tabell 5 , 6, 7, 8 i = f (KH, TEN-US">C)
i = 1, 2, 3, 4.4.4. Fra tabellene 9, 10, 11 velges verdiene til K-koeffisientene for hvert element og CI jeg avhengig av de spesifiserte driftsforholdene (betingelsene for driftsalvorlighet).
Valgte K koeffisientverdier i(i = 1,2,3,4) legges inn i kolonne 9 – 12 i tabellen. 22.
4.5..gif" width="21" height="25 src=">= konst)
font-size:13.0pt;line-height:150%">Beregningsresultatene er lagt inn i kolonne 16 i tabell 22.
4.6. De totale feilratene bestemmes for hver gruppe av like pålitelige elementer og CI-er, og beregningsresultatene ( nj · λ e i ) er lagt inn i kolonne 14 i tabell 22. (hvor er antall like pålitelige elementer i gruppen, https://pandia.ru/text/79/296/images/image029_9.gif" width="21" height= "24 src="> = konst - feilrate for hvert element i j-te gruppe)
4.7. For et relé beregnes driftsfeilfrekvensverdiene ved hjelp av formel (2). I dette tilfellet er verdiene for de nominelle feilratene valgt fra tabell 12. Avhengig av diameteren på viklingstråden, beregnes de grunnleggende verdiene for reléfeilratene font-size:13.0pt;line-height :150%">K koeffisientverdier F er valgt fra tabell 13. Korreksjonsfaktorer K1, K2, K3, K4 er valgt fra tabell 9, 10, 11.
4.8. For vippebrytere, brytere og knapper beregnes driftsfeilfrekvensverdiene ved hjelp av formel (7). Verdiene for de nominelle feilratene er valgt fra tabell 14. Verdiene til K-koeffisientene f er valgt fra tabell 15. Korreksjonsfaktorer K1, K2, K3, K4 er valgt fra tabell 9, 10, 11.
4.9. For integrerte kretser bestemmes driftsfeilfrekvensverdiene av formel (5). I dette tilfellet beregnes grunnverdien av feilraten ved hjelp av formel (6); - valgt fra tabell 3 (laveffekttransistorer).
4.10. For koblinger bestemmes driftsfeilfrekvensverdiene av formel (8). I dette tilfellet er verdiene for den nominelle feilraten valgt fra tabell 16,
Verdiene til koeffisientene Kkc er valgt fra tabell 17. Verdiene til koeffisientene Kkk beregnes ved hjelp av formel (9).
Verdiene til korreksjonsfaktorene K1, K2, K3, K4 er valgt fra tabellene 9, 10, 11.
4.11. For lodding (tilkoblinger) bestemmes driftsfeilfrekvensverdiene av formel (13). I dette tilfellet tas verdien av den nominelle feilraten lik λ0 = 0,015 10-6 1/h.
Verdiene til korreksjonsfaktorene K1, K2, K3, K4 er valgt fra tabellene 9, 10, 11.
4.12. For sikringer (sikringskoblinger) bestemmes driftsfeilfrekvensverdiene av formel (14). I dette tilfellet tas verdien av den nominelle feilraten lik λ0 = 0,5 10-6 1/h.
Verdiene til CT-koeffisienten er valgt fra tabell 19 avhengig av temperaturverdiene til arbeidsmiljøet rundt sikringen.
Verdiene til korreksjonsfaktorene K1, K2, K3, K4 er valgt fra tabellene 9, 10, 11.
4.13. For elektriske maskiner bestemmes verdien av driftsfeilfrekvensen av formel (15).
De nominelle feilratene er valgt fra tabell 20.
Verdiene for korreksjonsfaktoren a4 er valgt fra tabell 8 avhengig av omgivelsestemperaturen. Den ekstra feilraten Δλ, som en funksjon av rotasjonshastigheten, er valgt fra tabell 21.
Verdiene til korreksjonsfaktorene K1, K2, K3, K4 er valgt fra tabellene 9, 10, 11.
4.14. Resultatene av beregninger av driftsfeilraten for elementer og CI, utført i samsvar med algoritmene 3.7 – 3.12, er lagt inn i kolonne 13 i Tabell 22.
4.15. Den totale feilprosenten for hver gruppe fastsettesnjelementer (3.7 – 3.12) og beregningsresultater (nj· λ e i ) er angitt i kolonne 14 i tabell 22.
4.16. Feilfrekvensverdiene for produktet som helhet beregnes ved å summere alle verdiene i kolonne 14 i tabell 22:
5. RAPPORTERING
Resultatene av den raffinerte beregningen av produktpålitelighetsindikatorer presenteres i form av en telling som inneholder:
5.1. Oppgave: Opsjonsnummer __. Driftsforhold: etter type objekt, for eksempel "fly"
temperaturområde__________________________________________
vibrasjonsbelastninger __________________________________________
sjokkbelastninger __________________________________________________________
høyde_______________________________________________________________
fuktighet_____________________________________________________
Liste over pålitelighetsindikatorer som skal beregnes_______________
5.2. Skjematisk elektrisk diagram av produktet og liste over elementer.
5.3. Tabell 22, som inneholder innledende data (resultater av analyse av produktets elektriske kretsdiagram, verdier av lastfaktorer Kn, omgivelsestemperatur for hvert element og CI), mellomresultater av beregninger, korreksjonsverdier og andre koeffisienter, endelige resultater av beregninger av gruppefeilprosent (kolonne 14).
5.4. Nomenklaturen for bestemte kvantitative pålitelighetsindikatorer (påkrevde pålitelighetsindikatorer λс, Т, P(t)).
Laboratoriearbeid nr. 2 - Reliabilitet av restaurerte elementer
Alternativ #5
Formålet med arbeidet: bestemme kvantitative egenskaper for påliteligheten til restaurerte elementer.
Svar på sikkerhetsspørsmål
Spørsmål #1: Tegn en graf over funksjonen til det gjenopprettede elementet
Spørsmål #2: List opp pålitelighetskriteriene for ikke-redundante gjenopprettbare objekter.
T – tid mellom feil (gjennomsnittlig tid mellom feil); ω(t) – feilflytparameter; TV – gjennomsnittlig systemgjenopprettingstid; µ(t) – restitusjonsintensitet.
Spørsmål #3: Skriv ned en formel for å bestemme gjennomsnittstiden mellom feil basert på statistiske data.
- ti – driftstid mellom i – 1 og i-te feil, h;
- n(t) – totalt antall feil i løpet av tiden t.
Spørsmål #4: Hva er feilflytparameteren? Skriv ned en formel for å bestemme feilflytparameteren fra statistiske data.
Feilflytparameteren representerer sannsynlighetstettheten for forekomsten av en feil i det gjenopprettede objektet.
- n(Δti) – antall feil for alle objekter i løpet av tidsintervallet Δti;
- N0 er antallet objekter av samme type som deltar i eksperimentet (det mislykkede objektet er gjenopprettet, N0 = const).
Spørsmål #5: Angi tegn og egenskaper til den enkleste feilstrømmen.
- Stasjonaritet;
- Vanlighet;
- Ingen konsekvenser.
Spørsmål #6: Hva er egenskapen til stasjonaritet til strømmen av feil på gjenopprettede objekter?
Dette betyr at ved ethvert tidsintervall Δti avhenger sannsynligheten for at n feil oppstår kun av n og verdien av intervallet Δti, men er ikke avhengig av skiftet langs tidsaksen.
Spørsmål #7: Hva er forholdet mellom gjennomsnittlig utvinningstid og intensiteten av gjenoppretting av gjenopprettede objekter?
Spørsmål #8: Hvilket objekt kalles gjenvinnbart?
En gjenstand hvis ytelse i tilfelle feil er gjenstand for restaurering under forholdene under vurdering.
Spørsmål #9: Hvordan bestemmes den gjennomsnittlige gjenopprettingstiden for et objekt?
- n – antall restaureringer lik antall feil;
- τi – tid brukt på utvinning (deteksjon, søk etter årsak og eliminering av feilen), i timer.
Spørsmål #10: Skriv ned en formel for å bestemme intensiteten av restaurering av et objekt.
- nв(Δt) – antall restaureringer av objekter av samme type over intervallet Δt;
- Nn.av. – gjennomsnittlig antall objekter i urestaurert tilstand på intervallet Δt.
Spørsmål #11: Hvilken indikator brukes til å beregne sannsynligheten for at et objekt er inoperabelt på et vilkårlig tidspunkt?
Tvunget nedetidsrate.
Spørsmål #12: Hva er tilgjengelighetsfaktoren? Skriv ned formelen for å bestemme tilgjengelighetsfaktoren for ett gjenopprettet objekt.
Dette er sannsynligheten for at et objekt vil være i brukbar stand til enhver tid, bortsett fra i planlagte perioder hvor objektet ikke er ment å brukes til det tiltenkte formålet.
Spørsmål #13: Hva kjennetegner den operative beredskapskoeffisienten til et objekt?
Sannsynligheten for at et objekt vil være i brukbar stand på et vilkårlig tidspunkt (bortsett fra planlagte perioder hvor objektet ikke er ment å brukes til det tiltenkte formålet) og, fra dette tidspunktet, vil fungere uten feil for en gitt tidsintervall.
Fullføre en laboratorieoppgave
5. Feilraten for elementet som gjenopprettes er λ = 0,000 9, og gjenopprettingshastigheten er µ = 0,4 1/h. Bestem elementpålitelighetsindikatorer: tid mellom feil, gjennomsnittlig gjenopprettingstid og tilgjengelighetsfaktor.
Beregn verdiene for elementets tilgjengelighetsfunksjon fra 0 til 40 timer i trinn på 2 timer og presenter resultatene som en graf over tilgjengelighetsfunksjonen kontra tid.
1) – tid mellom feil (gjennomsnittlig tid mellom feil);
Hvis et utvinnbart objekt, i fravær av gjenoppretting, har karakteristikken λ = const, må vi skrive ω( t) = const; λ = ω, og følgende avhengigheter eksisterer mellom disse indikatorene:
MTBF
2) - gjennomsnittlig gjenopprettingstid for et objekt;
I det spesielle tilfellet når restitusjonsintensiteten er konstant, dvs. (restitusjonsintensitet µ = 0,4 1/t), sannsynligheten for restitusjon for en gitt tid t adlyder den eksponentielle loven og bestemmes av uttrykket
og forholdet mellom gjennomsnittlig restitusjonstid og restitusjonsintensitet bestemmes av relasjonene
Timer – gjennomsnittlig gjenopprettingstid for et objekt;
3) (tilgjengelighetsfaktor);
4) – beredskapsfunksjon (sannsynligheten for at objektet er klart for arbeid på et vilkårlig tidspunkt t);
|
Klarfunksjonsverdier |
|
UDDANNELSES- OG VITENSKAPSMINISTERIET I DEN RUSSISKE FØDERASJON
RYAZAN STATE RADIOTEKNISK INDUSTRI
UNIVERSITET
FAKULTET FOR AUTOMASJON OG INFORMASJONSTEKNOLOGI
I LEDELSE
Avdeling for automatiserte kontrollsystemer
Retningslinjer for laboratoriearbeid ved disiplin
Pålitelighet informasjonssystemer
Spesialitet 071900 --Informasjonssystemer og teknologier
Fulltidsutdanning
Ryazan 2006
Introduksjon
Pålitelighetsproblem tekniske systemer har eksistert i flere tiår, og det har blitt spesielt akutt med den utbredte innføringen av komplekse systemer. Opprettelsen og bruken av slikt utstyr uten spesielle tiltak for å sikre påliteligheten er ikke fornuftig. Faren ligger ikke bare i det faktum at nytt komplekst utstyr ikke vil fungere (nedetid vil oppstå), men hovedsakelig i det faktum at feil i driften, inkludert feil drift, kan føre til katastrofale konsekvenser. Med dette i tankene, under design, produksjon og drift av systemene, må det iverksettes hensiktsmessige tiltak for å sikre økt pålitelighet av disse systemene.
Retningslinjene inneholder en beskrivelse av fire laboratoriearbeider.
I det første laboratoriearbeidet studeres de grunnleggende konseptene og metodikken for orientert beregning av påliteligheten til en elektronisk enhet, som pålitelighetsindikatorene til elementene er kjent for. Den elektroniske enheten betraktes som et objekt som ikke kan gjenopprettes under drift. Resultatene av å beregne påliteligheten til elektroniske komponenter kan brukes til å vurdere påliteligheten til et kompleks av tekniske midler i et informasjonssystem.
Det andre laboratoriearbeidet er viet til å studere påliteligheten til systemet som gjenopprettes. Dette emnet er tradisjonelt forbundet med analysen av påliteligheten til tekniske systemer, som gjenopprettes under drift når feil oppstår. Men ikke bare en teknisk enhet kan svikte, men også informasjon som for eksempel er lagret i en database. Å bringe databasen tilbake til nøyaktig den tilstanden som eksisterte før feilen oppnås ved hjelp av spesielle gjenopprettingsprosedyrer.
Den tredje laboratoriet undersøker et redundant (duplisert) utvinnbart system. Sikkerhetskopieringsmetoden er mye brukt i informasjonssystemer, ikke bare på nivå med tekniske midler, men også på nivå for å sikre datasikkerhet. En av oppgavene til en informasjonssystemadministrator er sikkerhetskopiering av data. Å ha en databasesikkerhetskopi lar deg gjenopprette systemfunksjonaliteten hvis hoveddatafilene mislykkes.
Ved utveksling av informasjon mellom ulike delsystemer kan redundans realiseres gjennom muligheten for å bruke ytterligere kommunikasjonskanaler eller ved å organisere multippel overføring av informasjon, etc.
Det fjerde laboratoriearbeidet er viet til å studere effektiviteten av funksjonen til det restaurerte systemet, dvs. graden av dens tilpasningsevne til å utføre gitte funksjoner. Effektivitetsvurdering er viktig i tilfeller hvor et komplekst system, ved svikt i enkelte delsystemer, fortsetter å fungere med noe forringelse av driftskvaliteten.
Retningslinjer for laboratoriearbeid er beregnet på heltids- og deltidsstudenter i spesialitet 071900 "Information Systems and Technologies", som studerer faget "Reliability of Information Systems".
Gjennomgå
