Устройство регулирования температуры и влажности в помещении

Отказ – это событие, после которого система не выполняет своих функций в установленном объеме. Отказы бывают полные и перемежающиеся.

Полный отказ характеризуется тем, что параметры системы выходят за установленные нормы и пока он не будет устранен, использование системы не возможно.

Перемежающиеся отказы возникают на короткий промежуток времени, после которого система вновь восстанавливает свои свойства.

Отказы могут быть предсказываемые или случайные. Для предсказываемых отказов можно с некоторой сравнительно высокой точностью установить время их появления. Такие отказы иногда называют закономерными. Случайный же характер отказов является результатом большого количества факторов и сложных процессов, определяющих выходные параметры системы.

В зависимости от характера изменения выходного параметра конструкций отказы разделяются на две группы: постепенные и внезапные.

Постепенный отказ – это событие, наступившее в результате медленного изменения выходных параметров системы, после которого она не обеспечивает нормальную работу.

Внезапный отказ – это мгновенно наступившее событие, после которого система не обеспечивает нормальной работы.

Работоспособное состояние объекта такое, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Противоположное  ему неработоспособное состояние – это то, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние – это состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению не допустимо или нецелесообразно, либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно.

Как следует из определения, достижение предельного состояния может происходить в условиях, когда допустимо, выполняя ремонт, вернуть изделие в работоспособное состояние и продлить срок его службы. Тогда достижение предельного состояния еще не определяет долговечность.

Сохраняемость – это свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности  и ремонтопригодности в течение и после хранения и транспортирования.

По мере развития РЭА роль надежности как оценки качества аппаратуры возрастает, так как усложняются выполняемые аппаратурой функции, увеличивается количество элементов. Это приводит к возрастанию количества отказов и времени восстановления.

Надежность РЭА – понятие комплексное. Оно определяется принципом действия, схемой, конструкцией, технологией изготовления и условиями эксплуатации, а также надежностью элементной базы.

Показатель надежности – это количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта. Различают единичные, когда характеризуются одно из свойств и комплексные показатели, характеризующие совместно несколько свойств, составляющих надежность объекта.

Количественно надежность РЭА оценивается по следующим критериям:

• вероятность безотказной работы в течение определенного времени P(t);
• среднее время до первого отказа Тср;
• интенсивность отказов λ(t);
• функция готовности Кг(t);
• коэффициент готовности Кг.

Критерии надежности можно разделить на две группы:

• критерии,  надежности невосстанавливаемых изделий;
• критерии,  надежности восстанавливаемых изделий.

Восстанавливаемыми называют такие изделия, которые в процессе  выполнения своих функций не допускают ремонт. Если происходит отказ такого изделия, то прекращение функционирования изделия происходит только на период устранения отказа.  

 

Невосстанавливаемыми называются такие изделия, которые в процессе выполнения своих функций не допускают ремонта. Если происходит отказ такого изделия, то выполняемая задача будет сорвана и ее выполнение будет необходимо начинать вновь после устранения отказа, если это возможно.

В соответствии с вышеизложенным в данном проекте необходимо рассчитать надежность восстанавливаемого изделия. На этапе технического проектирования расчет целесообразно проводить по известным характеристикам элементов расчета (резисторы, конденсаторы, микросхемы и т. д.).

Весьма удобной характеристикой надежности изделия является интенсивность отказов, так как она позволяет достаточно просто вычислить количественные показатели надежности простейших элементов, из которых состоит изделие.

Интенсивностью отказов называется отношение числа отказавших элементов в единицу времени к среднему числу элементов, исправно работающих в данный отрезок времени.

Интенсивность отказов изделия, состоящего из N элементов, определяется по формуле:

 

                                                 λ=

                                         (7.1)

 

где: λi – интенсивность отказов итого элемента с учетом всех взаимодействующих факторов.

Интенсивность отказов показывает, какая доля всех элементов данного типа в среднем выходит из строя за один час работы.

 

Таблица 16

Показатели надежности

Наименование элемента	Количество элементов, Ni	λ0*10-6 1/ч	Ni*λ0
Микросхема PIC16F887	1	0,4	0,4
Транзисторы IRF644, КТ315B, 2SK7158	10	0,2	2
Диодный мост КЦ412F	1	0,4	0,4
Стабилитрон 7805	1	0,0076	0,0076
Конденсаторы керамические	6	0,02	0,12
Резисторы чиповые	14	0,2	2,8
Индикаторы	8	0,3	2,4
Итого:		λ0∑=	8,12

 

Среднее время безотказной работы или наработки на отказ определяется как:

 

Тср=1/λ∑ (7.2)

 

где: λ∑ - суммарная интенсивность отказа.

 

Таким образом:

 

Тср=1/(8,12*10-6)=123*103 часов

 

При двадцатичетырехчасовой работе получается, что данное устройство проработает до первого отказа 14,4 лет.

Вероятность безотказной работы определяется следующим соотношением:

 

Р(t)=exp(-t/Tср) (7.3) 

 

Данные для расчета безотказной работы сведены в таблицу 8.2

 

Таблица 17

Вероятность безотказной работы

t	1	10	100	1000	10000	100000	1000000
P(t)	0,999992	0,999919	0,999191	0,991935	0,922219	0,444981	0,000304

 

По данным таблицы 17 строим график

 

 

Рисунок 7.1. Зависимость P(t)

 

 

Интенсивность отказов и средняя наработка на отказ характеризуют надежность изделия и не учитывают времени на его восстановление. Поэтому необходимо рассчитать такие показатели, как время восстановления схемы и коэффициент готовности.

Время восстановления складывается из времени отыскания неисправности t1=0,5ч, времени устранения неисправности t2=0,1ч, времени настройки t3=0,3ч, времени проверки t4=0,3ч.

 

Тв=0,5+0,1+0,3+0,3=1,2ч

 

Интенсивность восстановления находим по формуле:

 

μ=1/Тв (7.4) 

 

Таким образом

 

μ=1/1,2=0,83

 

Коэффициент готовности – это вероятность того что в произвольно выбранный момент времени устройство будет работоспособно:

 

                                        Кг=μ/(μ+λ)                                              (7.5)

 

Подставив соответствующие значения μ и λ получаем:

 

Кг=0,83/(0,83+7,74*10-6)=0,999

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Определение удельных затрат на разработку

 

В процессе разработки технического проекта изделия, после теоретических расчетов и конструктивной проработки изготавливается и настраивается опытный образец. Все затраты, связанные с  разработкой, изготовлением и настройкой опытного образца изделия приведены в этом разделе. Значения цен на основные материалы, покупные изделия и тарифные ставки рабочих взяты по состоянию на 1 мая 2010 года.

Удельные затраты на разработку устройства рассчитываются исходя из того, что на разработку и оформление конструкторской документации затрачено K месяцев, т.е. 26 рабочих дней. Рабочий день, согласно закону «О труде» составляет 8 часов. Данную работу будет исполнять инженер с окладом 40185,6 тенге и техник с окладом 32302,4 тенге, инженер-технолог с окладом 40185,6 тенге. Заработок инженера составляет 193.2 тенге в час, техника – 155.3 тенге в час, инженера-технолога – 193.2 тенге в час. Время, затраченное на каждую операцию, выбирается согласно существующим производственным нормам. Данные для расчета затрат на разработку приведены в таблице 18.

 

Таблица 18

Данные для расчета затрат на разработку

Наименование работ	Исполнитель	Труд-кость, час	Тариф тенге/час	Зарплата, тенге
Анализ технического задания представление его на утверждение	Инженер	10.0	193.2	1932
Проведение патентного поиска	Инженер	5.0	193.2	966
Проведение теоретических расчетов	Инженер	2.0	193.2	386.4
Расчет схем	Инженер	12.0	193.2	2318,4
Макетирование	Техник	16.0	155.3	2484.8
Испытание и проверка	Техник	5.0	155.3	776.5
Составление конструкторского задания	Инженер	2.0	193.2	386.4
Разработка эскизного проекта	Инженер	20.0	193.2	3864
Разработка технического проекта	Инженер	25.0	193.2	4830
Подготовка к производству	Техник	16.0	155.3	2484.8
Конструирование спецприспособлений	Техник	5.0	155.3	776.5
Изготовление опытного образца	Техник	15.0	155.3	2329.5
Разработка ТУ на прибор	Инженер	16.0	193.2	3091.2
Оформление технической документации	Техник	16.0	155.3	2484.8
Разработка технологического процесса	Инженер-технолог	16.0	193.2	3091.2
Итого		∑t		P1=32202.6