8.5. Вплив самоконтролю та контролю на надійність об’єкта

Надійність авіаційної техніки характеризується багатьма показниками: безвідмовністю, збережуваністю, ремонтопридат-ністю та ін.

Те, як впливає АСК на надійність проконтрольованих нею об’єктів авіаційної техніки (АТ), можна показати на прикладі одного з найважливіших показників надійності АТ – її готовності. Готовність – це властивість техніки перебувати в такому технічному стані, який забезпечує їй успішне застосування протягом заданого часу після надходження команди на задіяння.

Для підтримання високої готовності та ефективності застосування АТ розробляють і впроваджують систему її технічного обслуговування, яка являє собою багаторівневу ієрархічну систему управління якістю та надійністю об’єктів АТ (Игнатов В.А., Янко А.К. Обслуживание технических систем – рис. 8.10).

До складу системи входять об’єкти і засоби обслуговування, а також персонал, який виконує обслуговування згідно з нормативно-технічною документацією та іншими директивними документами. Технічний стан об’єктів визначають за допомогою засобів контролю АТ. На основі отриманих результатів контролю обслуговуючий персонал проводить профілактичне обслуговування тих зразків АТ, які за результатами контролю визнані придатними, та відновлення зразків, які були забраковані з наступним перевірянням їх засобами контролю.

Об’єкти АТ, засоби і персонал її обслуговування утворюють перший замкнутий контур управління якістю та надійністю АТ, який і є першим рівнем ієрархії в системі обслуговування АТ.

Рис. 8.10. Система технічного обслуговування авіаційної техніки

Оскільки АСК теж потребують технічного обслуговування, системою передбачені засоби і персонал, що входять до складу другого контуру управління. Контроль технічного стану АСК виконують за допомогою вмонтованих засобів самоконтролю, а також комплекту зовнішніх вимірювально-перетворювальних засобів. Третій контур на рис. 8.10 є верхнім ієрархічним рівнем управління. Його завданням є створення варіантів, методів і засобів обслуговування, зокрема – розроблення нормативно-технічної документації з обслуговування та її коригування в процесі експлуатації в міру накопичення та опрацювання результатів контролю технічного стану АТ.

Для дослідження впливу АСК на готовність АТ розглянемо технічні стани, в яких може перебувати АСК в процесі її експлуатації. Але передусім відзначимо, що з огляду на специфіку АСК як складної інформаційно-вимірювальної системи, в ній можуть з’являтися як очевидні (явні), так і приховані (неявні) відмови, відмінності між якими полягають у складності їх виявлення. Приховані відмови проявляються, як правило, у вигляді невеликих перевищень допустимих похибок стимулюючих і перетворювальних каналів АСК. Виявляються вони за допомогою точної і складної апаратури, що входить до складу засобів обслуговування АСК. Явні відмови виявляються переважно під час самоконтролю АСК.

У довільний момент експлуатації АСК може бути в різних технічних станах, основними з яких є такі: стан виконання основних функцій , стан самоконтролю , пошуку місця явної відмови АСК , усунення явної відмови , стан контролю прихованих відмов , пошуку прихованих відмов , усунення прихованих відмов та ін. Модель зміни технічних станів АСК зручно подати у вигляді графа, вершинами якого є вказані стани, а дугами – час переходів з одного стану в інший (рис. 8.11).

Для виявлення прихованих відмов АСК переводять зі стану у стан з періодом Т, який призначається за календарним часом або за тривалістю напрацювання, керуючись величиною параметра потоку прихованих відмов АСК.

Рис. 8.11. Граф технічних станів і часу переходів АСК

від стану до стану

Після проведення контролю прихованих відмов, пошуку їх причин і усунення їх наслідків протягом деяких усереднених інтервалів часу , і відповідно, АСК переводять у стан самоконтролю . У разі позитивного результату самоконтролю АСК переводять у стан , у разі негативного – у стан пошуку та усунення явних відмов протягом інтервалів часу і , а потім знову – у стан тощо, доки не отримають позитивний результат самоконтролю.

Зі стану до стану АСК переводять у таких випадках:

- у разі виявлення в стані явної відмови АСК;

- після закінчення певного інтервалу часу, визначеного періодичністю проведення самоконтролю;

- після забракування підряд певної кількості об’єктів контролю за одними й тими ж параметрами тощо.

Тому в подальшому будемо вважати, що АСК зі стану у стан переводять з деяким усередненим періодом . Очевидно, << T.

Можлива послідовність змін технічних станів АСК у часі зображена на рис. 8.12, на якому символами і позначений час відновлення наслідків явних і прихованих відмов АСК:

= + ,

= + .

Р ис. 8.12. Часова діаграма зміни технічних станів АСК

T_вп

кп

Стану на рис. 8.12 відповідає нульова ордината. Самоконтроль є обов’язковою операцією, котра виконується після будь-яких відновлювальних та профілактичних робіт, що проводяться з АСК.

Готовність, як одну з характеристик надійності, можна оцінювати різними кількісними показниками: коефіцієнтом готовності, коефіцієнтом оперативної готовності, ймовірністю готовності і т. д. У нашому випадку, коли серед інших важливих характеристик якості обслуговування АТ суттєву роль відіграють мінімальна тривалість і безпомилковість операцій обслуговування, показником готовності доцільно обрати ймовірність готовності об’єкта в момент закінчення заданого інтервалу технічного обслуговування:

] , (8.30)

де – імовірність того, що в момент об’єкт буде обслужений і в ньому не буде невиявленої відмови;

– імовірність перебування АСК у стані виконання своїх основних функцій у довільний момент часу;

– імовірність того, що об’єкт буде обслужений із застосуванням АСК протягом заданого часового інтервалу ;

– момент початку обслуговування;

– імовірність працездатного стану об’єкта, який у момент за результатами контролю визнаний придатним.

Остання ймовірність у виразі (8.30) еквівалентна до ймовірності настання двох подій:

1. АСК у момент контролю була в працездатному стані;

2) АСК у цьому стані зафіксувала результат контролю об’єкта “придатний”.

Імовірність настання першої події оцінюється достовірністю результату самоконтролю “придатний”, тобто ймовірністю того, що АСК є справді працездатною, якщо отримано результат самоконтролю “придатний”. Імовірність настання другої події оцінюється достовірністю результату контролю об’єкта “придатний”, тобто ймовірністю того, що об’єкт є дійсно придатний, якщо АСК видала результат контролю “придатний”. Будемо вважати названі події незалежними. Тоді ймовірність буде виражена як добуток двох імовірностей:

. (8.31)

Імовірність у виразі (8.30) знаходиться через суму ймовірностей несумісних подій перебування АСК у станах, відмінних від стану функціонування згідно з рис. 8.11, 8.12:

(8.32)

де , , – імовірності перебування АСК у станах контролю, пошуку та усунення прихованих та явних відмов, а також у стані самоконтролю ;

– тривалість одного циклу самоконтролю;

, , – сумарні тривалості перебування АСК відповідно в станах контролю, пошуку та усунення прихованих та явних відмов, а також у стані самоконтролю ( );

, – показники достовірності самоконтролю АСК.

Імовірність у виразі (8.30) найчастіше виражається експоненціальною функцією:

, (8.33)

де – середня тривалість обслуговування об’єкта, яка залежить від працездатності об’єкта і АСК, тривалості операцій контролю, тривалості підготовчих робіт перед контролем, тривалості приведення об’єкта у початковий стан тощо.

Отже, вираз (8.30) з урахуванням рівнянь (8.31) – (8.33) набуде такого вигляду:

(8.34)

Аналіз виразу (8.34) показує, що основними характеристиками АСК, які впливають на готовність об’єктів контролю, є такі:

1) показники достовірності самоконтролю АСК ( );

2) показники достовірності контролю ( );

3) показники надійності АСК ( , );

4) тривалість обслуговування об’єкта за участю АСК ( ) тощо.

Зразок.

Розрахувати ймовірність готовності об’єкта авіаційної техніки, який обслуговується із застосуванням АСК, якщо система технічного обслуговування має такі характеристики:

1. Заданий інтервал обслуговування об’єкта = 3 год.

2. Середня тривалість технічного обслуговування об’єкта = 1 год.

3. Період перевірки АСК на наявність прихованих відмов T = 4380 год (кожні півроку).

4. Сумарні тривалості перебування АСК у станах контролю, пошуку та усунення прихованих відмов =15 год., явних відмов = 12 год.

5. Усереднений період проведення самоконтролю = 8 год.

6. Тривалість одного циклу самоконтролю = 0,1 год.

7. Достовірність результату контролю об’єкта “придатний” = 0,989.

8. Достовірність результату самоконтролю “придатний” = 0,985.

9. Імовірність помилки першого роду при самоконтролі = 0,04.

10. Імовірність правильного забракування непрацездатної

АСК при самоконтролі = 0,03.

Розв’язування.

Підставивши наведені вихідні дані у формулу (8.34), отримаємо: