Расчет ЗИП. Практическая работа 5 Расчет необходимого количества запасного имущества и приборов (зип) для устройств и систем Теоретические сведения
 Скачать 151.32 Kb.
|
|
Практическая работа № 5 Расчет необходимого количества запасного имущества и приборов (ЗИП) для устройств и систем Теоретические сведения ЗИП – запасное имущество и приборы, придаваемые системам и устройствам с целью обеспечения их ремонта в процессе эксплуатации. Практика показывает, что затраты на систему ЗИП сравнимы с затратами на изделие, поэтому возникает задача расчёта системы ЗИП, обеспечивающей заданный уровень надёжности изделия при минимальных затратах. Практически любой используемый ЗИП можно построить из следующих комплектов: одиночный комплект ЗИП(ЗИП–О); групповой комплект ЗИП(ЗИП–Г); ремонтный комплект ЗИП(ЗИП–РО). При этом: Одиночный комплект ЗИП(ЗИП–О) – это комплект запасных конструктивных элементов, придаваемый непосредственно изделию с целью обеспечения его надёжности при длительном использовании. Групповой комплект ЗИП(ЗИП–Г) – это комплект, придаваемый группе изделий для пополнения одиночных комплектов по мере их расходования, или для обеспечения надёжности изделий по тем типам элементов, которые отсутствуют в номенклатуре одиночных комплектов ЗИП. Ремонтный комплект ЗИП(ЗИП–РО) – это комплект ЗИП ремонтного органа, придаваемый ему с целью обеспечения работоспособности при обслуживании изделия. В существующих системах технического обслуживания используются два основных принципа создания ЗИПов: поставкой комплектов ЗИП; россыпью. Схемы формирования одиночного и группового комплектов ЗИП показаны на рис. 1 Модель работы системы с ЗИП, в простейшем случае, соответствует модели работы системы, резервированной замещением (не нагруженный резерв). Вероятность безотказной работы системы в этом случае определяется выражением  (1) где m – число резервных элементов в системе, c – интенсивность отказов резервируемых элементов.  Рис. 1. Схемы формирования одиночного и группового комплектов ЗИП Приведённое выражение можно использовать для расчёта необходимого количества элементов ЗИПа, если под m понимать число элементов в ЗИПе конкретного наименования, а под временем t– время, на которое рассчитывается ЗИП, или время пополнения ЗИП– tп. Пусть система состоит из n групп элементов. Каждая j-я группа,  в свою очередь, состоит из Nj элементов, причём, j – интенсивность отказов элементов j-й группы.Считается, что в системе с ЗИПом все группы равно надёжны и имеют основное соединение, т. е. отказ любой группы приводит к отказу системы в целом. Тогда справедливо соотношение:  (2) Таким образом, если вероятность безотказной работы системы задана, то вероятность безотказной работы j-й группы элементов будет равна:  (3) Интенсивность отказов элементов j-й группы с учётом числа элементов в группе будет равна:  (4) Тогда, с учётом (1), можно записать  (5) Таким образом, можно найти число m – количество элементов, которое необходимо иметь в ЗИПе для обеспечения эксплуатации системы с заданной надёжностью в течение заданного промежутка времени – времени пополнения ЗИПа. На практике расчёт ЗИПа проводится из следующих рассуждений: Пусть – интенсивность отказов элемента группы, tп – время пополнения ЗИПа. Очевидно, чем больше и tп, тем большее количество запасных элементов потребуется при эксплуатации изделия. Для пуассоновского потока отказов вероятность того, что число отказов за время t будет не больше m, равна:  (6) Вероятность того, что число отказов за время t будет больше т, равна:  (7) Значения Pn>m(t), определяющие вероятность того, что число отказавших элементов за время tп будет больше числа элементов, находящихся в ЗИПе, называются степенью недостаточности ЗИПа. Значения  называются степенью достаточности ЗИПа.Степень достаточности ЗИП задаётся, обычно, в пределах 0,9÷0,99. Исходя из выше сказанного, процедура определения числа запасных элементов некоторого j-го типа для случая, когда элементы после отказа не восстанавливаются, может быть определена следующим образом. Пусть заданы для элементов j-й группы:j – интенсивность отказов одного элемента группы; tпj– время пополнения ЗИПа; Nj– число элементов в j-й группе; Рдост – достаточность ЗИПа. Определим значение суммарной интенсивности отказов элементов j-й группы  .Далее, по результатам расчета по формулам (6), (7), а также с учетом того, что  , заполняется таблица: Если в ЗИП положить число элементов, равное m, то  будет определять достаточность ЗИПа.Из полученной таблицы выбирается такое значение , которое не меньше заданного значения достаточности ЗИПа - Pдост. Соответствующее выбранному значению значение m определяет необходимое значение элементов данной группе в ЗИПе. Следует иметь в виду, что если расчетное m равно 0, то в ЗИП нужно поместить один элемент данной группы. Рассмотренная методика расчета применяется для невосстанавливаемых элементов. Если элементы группы восстанавливаемы, то схема использования ЗИПа в этом случае будет иметь вид, представленный на рисунке 2.  Рис. 2. Схема функционирования ЗИПа восстанавливаемых изделий Отказ элемента происходит с интенсивностью i. Отказавший элемент восстанавливается в ремонтном органе за время τрем и поступает затем на пополнение в ЗИП. Таким образом, для восстанавливаемых элементов время пополнения ЗИПа принимается равным времени восстановления элементов в ремонтном органе. Далее расчет необходимого количества элементов в ЗИПе проводится также, как для невосстанавливаемых объектов. Практические задания Задание 1. Определить вероятность безотказной работы системы управления технологическим процессом, состоящей из 4-х групп элементов, если отказ любой группы приводит к отказу системы в целом. Характеристики каждой из групп элементов приведены в таблице:
Задание 2. Определить необходимое количество элементов группы в ЗИПе, если интенсивность отказов элемента группы равна 0,01сут.-1, число элементов равно 48. Время пополнения ЗИПа равно 7 суток. Необходима степень достаточности ЗИП 0,95. Задание 3. Определить целесообразное время пополнения ЗИПа с точностью до одного знака после запятой, если устройство состоит из 13 элементов с интенсивностями отказов, равными 0,08 нед.-1, количество элементов в ЗИПе равно 3. Заданная вероятность безотказной работы устройства равна 99 %. |