Проектирование программно-аппаратного комплекса (ПАК) для облегчения процесса отладки устройств на базе микропроцессора AT91SAM9260
7. Расчет надежности
Под надежностью понимается свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки при соблюдении режимов эксплуатации, правил технического обслуживания, хранения и транспортировки.
Надежность - комплексное понятие, с помощью которого оценивают такие важнейшие характеристики изделий, как работоспособность, долговечность, безотказность, ремонтопригодность, восстанавливаемость и др.
Основными критериями надежности являются:
1. вероятность безотказной работы ;
2. частота отказа ;
3. интенсивность отказов ;
4. среднее время безотказной работы Тср.
Виды надежности:
1. аппаратурная - определяется техническим состоянием элементов, узлов, аппарата,
2. функциональная - способность аппарата выполнять свои функции,
3. математического обеспечения - определяется надежностью или качеством программ, алгоритмов и т.д.
Одним из основных показателей надежности является интенсивность отказов л - вероятность отказа неремонтируемого изделия в единицу времени после данного момента при условии, что отказ (случайное событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия) до этого не возник.
(7.1)
где n-номенклатура элементов;
лi-интенсивность отказов элементов i-го типа, [ч-1];
Сi-количество элементов i-го типа.
Среднее время между смежными отказами (наработка на отказ) равно
(7.2)
В таблице 10-1 приведены данные для расчета надежности устройства.
Таблица 7.1
Элемент |
Интенсивность отказов, [ч - 1 * I0-6] |
Кол-во в блоке |
Суммарная интенсивность отказов в блоке [ч-1*I0-6] |
|
Разъем электрический |
0,016 |
14 |
0,224 |
|
Логический элемент |
0,22 |
10 |
2,2 |
|
Металлизированное отверстие |
0,005 |
629 |
3,145 |
|
Пайка |
0,01 |
1428 |
14,28 |
|
Конденсатор |
0,03 |
41 |
1,23 |
|
Печатные проводники |
0,00004 |
3978 |
0,1012 |
|
Индуктивность |
0,02 |
1 |
0,02 |
|
Резистор |
0,02 |
22 |
0,44 |
|
Резисторная сборка |
0,2 |
8 |
1,6 |
|
блока=23,24*10-6 |
Наработка на отказ (среднее время между двумя соседними отказами):
Тблока = 1/блокал=1/23,24*10-6=43017 ч.
При расчете блока в условиях, отличных от лабораторных для уточненного расчета, необходимо ввести поправочные коэффициенты:
К1, К2 - поправочные коэффициенты зависимости от воздействий механических факторов на не амортизированную аппаратуру. К1 - вибрация; К2 - ударные нагрузки.
К3 - поправочные коэффициенты зависимости от воздействий влажности и температуры.
К1=1,04;
К2=1,03;
К3=1;
лблока. уточненное =лблок*K1*K2*K3=23,24*10-6*1,04*1,03*1=24,89*10-6 1/час
Наработка на отказ:
Тблока уточненное = 1/лблока уточн=1/24,89*10-6 =40176ч.
Вероятность безотказной работы считается по формуле:
,
где t-время, за которое дается наработка на отказ Т. [5]
Рисунок 7.1
Исходя из расчетов и вышеуказанного графика (рис.7.1) видно, что проектируемый блок будет безотказно работать 38000ч. что удовлетворяет требованиям надежности.