2.6 Расчет показателей надежности приемно-вычислительного блока
На надежность радиоэлектронной аппаратуры влияет большое количество факторов, которые имеют место на этапах проектирования, производства и эксплуатации. Поэтому различают производственную, эксплуатационную и расчетную надежности. В самом идеальном случае эти значения должны совпадать.
В техническом задании на приемно-вычислительный блок заданы следующие параметры:
¦ коэффициент готовности - вероятность того, что изделие окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени в течение гарантийного срока хранения должен быть не менее 0,985;
¦ вероятность безотказной работы - вероятность того, что в течение времени боевого применения 200 с после сброса будет функционировать в соответствии с принятой схемой действия в установленные временные интервалы - должна быть не менее 0,995;
¦ минимальное среднее время наработки до отказа интегральных микросхем в указанных режимах и условиях должна быть не менее 30 000 ч;
¦ гарантийные сроки хранения при хранении в состоянии заводской поставки должны составлять:
не менее 12 лет в отапливаемых хранилищах,
не менее 10 лет в неотапливаемых хранилищах,
не менее 5 лет в полевых условиях на открытой площадке под навесом или брезентом без прямого воздействия осадков и солнечной радиации;
1 год (суммарно) на подвеске носителя в полностью подготовленном к боевому применению состоянии при обеспечении защиты от атмосферных осадков и солнечной радиации;
¦ назначенные сроки службы должны составлять:
в отапливаемых хранилищах, не менее 15 лет;
в неотапливаемых хранилищах, не менее 12 лет;
в полевых условиях (под навесом), не менее 7 лет.
Приступим, непосредственно, к вычислению показателей надёжности приемно-вычислительного блока
Расчет надежности заключается в определении показателей надежности проектируемого изделия при известных характеристиках надежности составных элементов конструкции и при учете условий эксплуатации.
Важнейшим показателем надежности РЭА является вероятность безотказной работы P (t) - это безразмерная величина, которая зависит от времени наработки tи которая изменяется в диапазоне от 0 до 1. Вероятность безотказной работы вычисляется по формуле:
где:
m - число элементов i;
лi - интенсивность отказа i-го элемента.
Таким образом, вероятность безотказной работы уменьшается от значения "1"стечением времени по экспоненциальному закону. При этом общая интенсивность отказов изделия равна сумме интенсивностей отказов составных частей:
А среднее время наработки до отказа вычисляется по формуле:
Далее представлен расчет эксплуатационной интенсивности отказов приемно-вычислительного блока с учетом внешних воздействий, выполненный в подсистеме АСОНИКА-К.
Расчет Изделия Название Изделия: приемно-вычислительный блок Децимальный номер: 1 Интенсивность отказов эксплуатационная: э=1,04771039739532E-5 Интенсивность отказов в режиме ожидания: 1,307474510338E-5
На рисунке 25 и в таблице 27 представлены общая гистограмма и значение интенсивностей отказов для компонентов приемно-вычислительного блока.
Рис. 25. Гистограмма интенсивностей отказов компонентов блока ПВ
Таблица 27. Интенсивность отказа компонентов блока ПВ
Наименование компонента |
Номер изделия |
Эксплуатационная интенсивность отказов |
Интенсивность отказов в режиме ожидания |
|
Плата питания |
1 |
3,75e-06 |
4,21e-07 |
|
Плата генератора |
2 |
4, 20e-06 |
1,26e-05 |
|
Плата приемника |
3 |
1,38e-06 |
3,30e-08 |
|
Плата обработки |
4 |
1,15e-06 |
2,75e-08 |
Далее представлены интенсивности отказов ЭРИ для первого компонента блока ПВ - платы питания (см. рисунок 26 и таблицу 28).
Рис. 26. Гистограмма интенсивностей отказов ЭРИ платы питания
Таблица 28. Интенсивность отказа ЭРИ платы питания
Наименование компонента |
Номер изделия |
Эксплуатационная интенсивность отказов |
Интенсивность отказов в режиме ожидания |
|
DA1 |
MS10 |
2,70e-07 |
2,16e-09 |
|
VT1 |
TO-252AA |
2,04e-07 |
4,31e-10 |
|
VT2 |
TO-252AA |
2,04e-07 |
4,31e-10 |
|
VT3 |
TO-252AA |
2,04e-07 |
4,31e-10 |
|
VT4 |
TO-252AA |
2,04e-07 |
4,31e-10 |
|
C1 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
C2 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
C3 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
C4 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
C5 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
C6 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
C7 |
T492C226K006CS |
3,04e-07 |
1,63e-09 |
|
L1 |
HP1004 |
9,40e-08 |
2,78e-08 |
|
L2 |
HP1004 |
9,40e-08 |
2,78e-08 |
|
A1 |
MR50D |
3,50e-07 |
3,50e-07 |
Далее представлены интенсивности отказов ЭРИ для второго компонента блока ПВ - платы генерации (см. рисунок 27 и таблицу 29).
Рис. 27. Гистограмма интенсивностей отказов ЭРИ платы генерации
Таблица 29. Интенсивность отказа ЭРИ платы генерации
Наименование компонента |
Номер изделия |
Эксплуатационная интенсивность отказов |
Интенсивность отказов в режиме ожидания |
|
VL1 |
ГК143-ТС |
4, 20e-06 |
1,26e-05 |
Далее представлены интенсивности отказов ЭРИ для третьего компонента блока ПВ - платыприемника (см. рисунок 28 и таблицу 30).
Рис. 28. Гистограмма интенсивностей отказов ЭРИ платы приемника
Таблица 30. Интенсивность отказа ЭРИ платы приемника
Наименование компонента |
Номер изделия |
Эксплуатационная интенсивность отказов |
Интенсивность отказов в режиме ожидания |
|
DD1 |
EP2C8T144I8 |
1,15e-07 |
2,76e-09 |
|
DA1 |
AD9222 |
1,10e-07 |
2,65e-09 |
|
DA4 |
AD9515 |
1,08e-07 |
2,59e-09 |
|
DA2 |
MAX1831EEE |
1,13e-07 |
2,70e-09 |
|
DA5 |
1310ПН1У |
1,13e-07 |
2,70e-09 |
|
DA6 |
1310ПН1У |
1,13e-07 |
2,70e-09 |
|
DA3 |
MAX485ESA |
1,13e-07 |
2,70e-09 |
|
DD3 |
AD7398 |
1,15e-07 |
2,76e-09 |
|
DA10 |
ADF4360 |
1,10e-07 |
2,65e-09 |
|
DA9 |
MAX4428ESA |
9, 19e-08 |
2,21e-09 |
|
DA11 |
MAX4428ESA |
9, 19e-08 |
2,21e-09 |
|
DA12 |
MAX4428ESA |
9, 19e-08 |
2,21e-09 |
|
DA8 |
MAX4428ESA |
9, 19e-08 |
2,21e-09 |
И, наконец, представлены интенсивности отказов ЭРИ для четвертого компонента блока ПВ - платы обработки (см. рисунок 29 и таблицу 31).
Рис. 29. Гистограмма интенсивностей отказов ЭРИ платы обработки
Таблица 31. Интенсивность отказа ЭРИ платы обработки
Наименование компонента |
Номер изделия |
Эксплуатационная интенсивность отказов |
Интенсивность отказов в режиме ожидания |
|
DD1 |
EP2C8T144I8 |
1,13e-07 |
2,70e-09 |
|
DA1 |
AD9222 |
1,10e-07 |
2,65e-09 |
|
DA6 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA7 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA8 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA9 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA10 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA11 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA12 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
DA5 |
1310ПН1У |
9,00e-08 |
2,16e-09 |
|
D1 |
1986ВЕ92У |
9,58e-08 |
2,30e-09 |
|
DD2 |
AT91SAM7S256 |
1,08e-07 |
2,59e-09 |
Теперь посчитаем вероятность безотказной работы и среднее время наработки до отказа:
96153 ч
Полученные показатели удовлетворяют требованиям заказчика, указанным в техническом задании.
- Введение
- 1. Особенности конструкции приемно-вычислительного блока
- 1.1 Особенности конструирования радиоэлектронной аппаратуры
- 1.2 Анализ конструктивных особенностей приемно-вычислительного блока
- 1.3 Тепловые процессы в радиоэлектронной аппаратуре
- 1.4 Процесс моделирования тепловых и механических процессов в радиоэлектронной аппаратуре
- 1.5 Постановка задачи для теплового и механического расчета приемно-вычислительного блока
- 2. Моделирование физических процессов в приемно-вычислительном блоке
- 2.1 Исходные данные для моделирования тепловых процессов в приемно-вычислительном блоке
- 2.2 Исходные данных для моделирования механических процессов в приемно-вычислительном блоке
- 2.3 Моделирование тепловых процессов в подсистемах АСОНИКА-Т, - ТМ
- 2.4 Моделирование механических процессов в АСОНИКА-М-3D
- 2.5 Моделирование механических процессов в АСОНИКА-ТМ
- 2.6 Расчет показателей надежности приемно-вычислительного блока
- Заключение
- III. Основы анализа эстетических свойств радиоэлектронной аппаратуры
- В них бытовой радиоэлектронной аппаратуры
- Аннотация дисциплины «Тепломассообмен в радиоэлектронных средствах»
- 4.4. Тепловые модели радиоэлектронных средств
- Лазерная пайка в производстве радиоэлектронной аппаратуры
- II. Основы анализа эргономических свойств радиоэлектронной аппаратуры
- V. Основы анализа надежности радиоэлектронной аппаратуры
- 1 Потребительские свойства радиоэлектронной аппаратуры, телевизионная аппаратура