Расчет экономических показателей надежности

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Цель. Используя эксплуатационные данные, а также и данные по отказам и ремонтам объекта, определить показатели надежности объекта.

Каждое из свойств, определяющих уровень надежности (долговечность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость) характеризуется определенной группой показателей (вероятность безотказной работы, наработка, коэффициент технического использования и т.д.).

Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в заданном промежутке времени t (или в пределах заданной наработки) отказ не произойдет – является показателем безотказности объекта. Значение P(t) может находиться в пределах от 0 до 1. Вероятность безотказной работы и вероятность отказа образуют полную группу событий:

Наработка до отказа Т – время работы объекта в часах до возникновения отказа.

Срок службы Т₂ — это календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Ресурс Т_Р — это наработка привода от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Отличие ресурса от срока службы в том, что первый показатель является оценкой фактической наработки привода, в то время как срок службы характеризует продолжительность существования привода с момента ввода в эксплуатацию независимо от характера его использования.

Коэффициент технического использования К_ти, - численно равен вероятности того, что в данный, произвольно взятый момент времени машина работает, а не ремонтируется

К_ти = Т_раб / ( Т_раб + å Т_рем_i),

где Т_раб- время работы машины за некоторый период эксплуатации;

å Т_рем- суммарная продолжительность ремонтов машины за тот же период эксплуатации.

Коэффициент технического использования является безразмерной величиной 0 < К_ти < 1.

Коэффициент технического использования, взятый за период между плановыми ремонтами и техническим обслуживанием, называется коэффициентом готовности К_г. Коэффициент готовности К_г числено равен вероятности того, что изделие будет работоспособно в произвольно взятый момент времени в промежутках между плановыми ремонто-профилактическими мероприятиями. Этот коэффициент оценивает непредусмотренные остановки машины, наличие которых свидетельствует о том, что плановые ремонты и мероприятия по техническому обслуживанию не полностью выполняют свою роль.

Выбор числа показателей, их физической сущности зависит от назначения машины, ее конструкции, специфики эксплуатации.

Современный уровень развития науки и техники позволяет достичь практически любых показателей качества и надежности оборудования. Вопрос в том: сколько это будет стоить.

Если затраты будут столь высоки, что эффект от повышенной надежности машины не возместит их, то и суммарный результат от проведенных мероприятий будет отрицательным.

Как правило, имеется несколько вариантов мероприятий по повышению работоспособности машины и изменению её конструкции. Поэтому, при выборе вариантов достижения требуемого уровня надежности, необходимо исходить из сравнения затрат на изготовление и эксплуатацию объекта с тем экономическим эффектом, который она сможет обеспечить.

где - экономический показатель надежности, руб./ч;

- стоимость изготовления машины, руб.;

- суммарные затраты на эксплуатацию, ремонт и обслуживание машины, руб.;

- период эксплуатации машины, ч.

Необходимо стремиться к минимальному значению этого показателя за счет рационального распределения капиталовложений между сферой производства и сферой эксплуатации.

Задача 1.1

Схема планово-предупредительных остановок 0__1000__2000__3000 (т.е. через каждые 1000 ч остановка на плановый осмотр на 1 сут.). Статистика отказов (сведения по внеплановым остановкам) приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Статистика отказов объекта

Дата внеплановой остановки	Время простоя, сут.
01.01.2006	пуск
12.02.2006
27.03.2006
15.04.2006
10.06.2006
12.07.2006	останов

Определить следующие показатели надежности объекта:

- вероятность безотказной работы;

- среднюю наработку до отказа;

- вероятность того, что объект будет работоспособен в промежутках между планово-предупредительными ремонтами (ППР).

Считать, что в каждом месяце 30 суток.

Решение

1) Определим количество суток в рассматриваемом периоде со времени пуска объекта в эксплуатацию 01.01.2006 до полного останова 12.07.2006. Результаты занесем в таблицу 1.2 (2 столбец).

2) Восстановим даты планово-предупредительных ремонтов объекта. Через каждые 1000 час работы (т.е. 42 суток) с момента пуска объект останавливается на 1 сут. на плановый осмотр (таблица 1.2, столбец 4).

Таблица 1.2 – Результаты предварительных расчетов

Дата отказа (останов вне плана)	Кол-во суток в период	Время простоя, сут.	Дата ППР (останов по плану)

01.01.2006		пуск	пуск

12.02.2006		12.02.2006

		24.03.2006
27.03.2006
		06.05.2006
15.04.2006

10.06.2006
		18.06.2006
12.07.2006	останов	останов
			30.07.2006

3) Рассчитаем наработку между отказами:

Т = рассматриваемый период× - время внеплановых простоев =

= (193-2-7-4-5) = 175 суток = 4200 час.

4) Средняя наработка до отказа:

гдеN – количество внеплановых остановок.

5) Вероятность безотказной работы

гдеn – количество плановых остановок;

N_S – всего остановок за данный период времени.

6) Вероятность того, что объект будет работоспособен в промежутках между планово-предупредительными ремонтами (ППР)

гдеT_Э – период эксплуатации;

ST_Р – всего период ремонтов.

Вывод. За весь период эксплуатации (193 суток) объект останавливался вне плана (в связи с отказами) в общей сложности на 18 суток и по плану – на 4 суток. Вероятность безотказной работы довольно низка (0, 5). Коэффициент готовности составляет 0, 97.

Задача 1.2

В период приработочных испытаний однотипных центробежных насосов (ц/б) на время 14 тыс.ч из 34 - отказали 14, а при испытании компрессоров (к) на время 10 тыс.ч из 14 - отказали 2.

Определить вероятность отказа за 14 тыс.ч эксплуатации насоса того же типа и вероятность безотказной работы при испытаниях на 10 тыс.ч. подобного же типа компрессора.

Решение

1) Вероятность отказа объекта рассчитывается по формуле:

гдеn_отк – количество отказавших объектов;

N – общее количество объектов.

Вероятность отказа за 14 тыс.ч эксплуатации насоса того же типа:

2) Вероятность безотказной работы объекта рассчитывается:

гдеn_безотк – количество безотказно проработавших объектов;

N – общее количество объектов.

Вероятность безотказной работы при испытаниях на 10 тыс.ч. подобного же типа компрессора:

Вывод. Вероятность отказа центробежного насоса данного типа за 14 тыс. часов эксплуатации ниже среднего значения и составляет 0, 41.

Вероятность безотказной работы компрессора при испытании на 10 тыс.ч. достаточно высока и составляет 0, 86.

Задача 1.3

Проектный анализ двух однотипных компрессоров показал, что при одинаковой продажной цене (стоимость одного аппарата 24000 у.е.), затраты на обслуживание различны. Каждая машина рассчитана на 15 лет эксплуатации при проектном технологическом режиме. Какая из машин предпочтительнее для работы на проектируемой технологической установке в течение 12 лет:

-1 компрессор - затраты на обслуживание и ремонт составляют 900 у.е. в год в течение 10 лет, а затем возрастают в 1, 3 раза в год по сравнению с предыдущим;

- 2 компрессор - затраты на обслуживание и ремонт составляют в течение 6 лет 700 у.е. в год, а затем в течение 4 лет 1000 у.е. в год и в последние годы - 1300 у.е. в год.

Решение

Ту или иную машину для работы на проектируемой установке определяем исходя из наименьших затрат на производство и эксплуатацию, а именно с помощью коэффициента надежности:

где Q_И – затраты на изготовление;

Q_Э – затраты на эксплуатацию;

Т_Э – период эксплуатации.

Определяем коэффициенты надежности компрессоров:

;

Вывод. Предпочтительнее для работы на проектируемой технологической установке в течение 12 лет компрессор с наименьшими затратами на обслуживание и ремонт, т.е. 2 компрессор (К_Н2 < К_Н1).

⇐ Предыдущая 12