Розрахунок надійності оптоелектронних та електронних систем з урахуванням режимів експлуатації

Основними характеристиками надійності, що приймаються для описання ОЕА та ЕА, є ймовірність безвідмовної роботи Р(t), середній час напрацювання на відмову t_ср і інтенсивність відмов в системі lс . Вихідними даними для розрахунків є кількісний склад компонентів, що володіють різними надійносними характеристиками.

Для більшості ОЕС справедливі наступні допущення:

· ймовірність виникнення відмов не залежить від часу;

· інтервал часу між відмовами розподілений по експоненціальному закону;

· всі елементи працюють одночасно і відмова будь-якого з них призводить до відмови всього пристрою.

Нехай ЕОА складається з N блоків, в кожному з яких n_i елементів з інтенсивністю відмов l_j. В цьому випадку ймовірність безвідмовної роботи Р_c(t) визначається відношенням:

, (4.57)

де – ймовірність безвідмовної роботи і-го блоку. Вираз (4.57) можна переписати у вигляді:

, (4.58)

де lі – інтенсивність відмов і-го блоку, яка, в свою чергу дорівнює

, (4.59)

В результаті отримаємо:

. (4.60)

Особливості експлуатації ЕОА враховуються за допомогою поправочних коефіцієнтів таким чином:

, (4.61)

де l_jн – інтенсивність відмов в лабораторних умовах.

Поправочний коефіцієнт завжди більший одиниці. Фізично це значить, що при експлуатації в реальних умовах кількість відмов зростає. Коефіцієнт враховує вплив на ЕОА механічних факторів (вібрації, ударних навантажень), – кінематичних (температури, вологи), – пониження атмосферного тиску.

Вплив електричного навантаження враховується коефіцієнтом навантаження, який дорівнює , де H i H_н відповідно електричне навантаження в реальному і номінальному режимах.

В практичних розрахунках як правило приймають вірність наступного відношення:

, (4.61)

де і відповідно інтенсивності відмов в реальному і номінальному режимах. З урахуванням (4.61) формулу (3.59) можна переписати у вигляді:

, (4.62)

середній час напрацювання на відмову буде :

, (4.63)

Якщо необхідний одночасний облік впливу декількох факторів, наприклад m, то кожен фактор враховується за допомогою поправочного коефіцієнта . При цьому lj визначають за такою формулою:

, (4.64)

Ймовірність безвідмовної роботи ЕОА і середній час напрацювання на відмову в цьому випадку відповідно рівні:

, (4.65)

, (4.66)

Формули (4.65) і (4.66) дозволяють врахувати весь комплекс реальних умов експлуатації ЕОА та ЕА.