ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
Государственный ордена Трудового Красного Знамени
Проектный и конструкторский институт «ПРОЕКТМОНТАЖАВТОМАТИКА»
Методические указания
Определение состава комплектов ЗИП
1991
ВВЕДЕНИЕ
Любая техническая система не может работать длительное время безотказно. Поскольку системы автоматизации технологических процессов народно-хозяйственного назначения , как правило ,являются системами длительного использования и работают до полного физического и морального износа , они всегда восстанавливаются в процессе эксплуатации , а , следовательно , должны снабжаться запасными элементами. Снабжение элементами для восстановления систем всегда являлось довольно сложным делом из-за постоянного дефицита в производстве средств автоматизации , а в настоящее время , усугубляется нестабильностью их производства, частой сменой выпускаемолй промышленностью номенклатуры, резким увеличением стоимости комплектующих изделий. С учетом сказанного , а также принимая во внимание длительность времени, необходимого для поставки требующихся элементов, в наиболее выгодном положении оказываются те заказчики , которые вместе с системами приобрели комплекты ЗИП , обеспечивающие системы необходимыми запасными элементами на весь срок службы или на время, требуемое дл пополнения этих комплектов ЗИП.
Таким образом наличие комплектов ЗИП , предоставляющих собой по существу ненагруженный резерв, обеспечивает бесперебойную работу системы.
С другой стороны наличие комплектов ЗИП в системе удорожает ее первоначальную стоимость. Поэтому закладка в ЗИП всех элементов системы в большом количестве может значительно увеличить капитальные затраты на систему и заморозить материальные ресурсы. Вывод отсюда такой – для проектирования ЗИП надо иметь научно обоснованную методику выбора номенклатурного и количественного состава комплектов ЗИП.
Такие методики разработаны в настоящее время , причем они доведены до их практического использования при проектировании . Методики расчета ЗИП основаны на возможности прогнозирования отказов элементов в процессе эксплуатации системы , которую представляет нам теория и практика надежности. Для инженерных расчетов комплектов ЗИП нет необходимости в глубоких знаниях теории надежности , а достаточно разобраться в технических приложениях этой теории , которая кратко изложена в настоящих методических указаниях.
ВЫБОР СТРУКТУРЫ ЗИП.
В настоящих МУ рассматриваются одноуровневые и двухуровневые структуры ЗИП. К одноуровневым структурам относятся такие структуры, когда в комплект системы автоматизации вводится только один вид ЗИП : одиночный (ЗИП-О) или групповой (ЗИП-Г). Двухуровневая структура содержит оба вида ЗИП: одиночный и групповой. При одноуровневой структуре комплекты ЗИП пополняются из неисчерпаемого источника пополнения (НИП) , к которому относятся заводы – изготовители , базы, оптовые склады и т. п. При двухуровневой системе комплект ЗИП-Г пополняется из НИП , а из комплекта ЗИП-Г.
Таким образом комплект ЗИП-О предназначен для обеспечения одной системы автоматизации или составной части системы необходимыми запасными частями, инструментом, принадлежностями, и материалами , а ЗИП-Г – для обеспечения нескольких систем или нескольких частей системы необходимыми запасными частями и принадлежностями или, в случае двухуровневого комплекта ЗИП , для обеспечения запасными частями комплектов ЗИП-О и непосредственно системы. На рис. 1, 2 показаны структуры одноуровневого ЗИП , на рис.3 – двухуровневого.
В каких же случаях необходимо использовать одноуровневый или двухуровневый комплекты ЗИП ?
Комплекты ЗИП-О должны быть расположены в непосредственной близости от оборудования системы , а комплект ЗИП-Г в месте , откуда в допустимое время может быть обеспечена доставка запасных частей к оборудованию системы или к компонентам ЗИП-О.
Двухуровневый комплект ЗИП целесообразно использовать в тех случаях , когда системы автоматизации или их части имеют достаточно большое количество однотипных сменных элементов или когда на объекте эксплуатации нет достаточных площадей для расположения нескольких ЗИП-О. Наличие двухуровневой структуры ЗИП при определённых условиях может снизить стоимость системы при сохранении той же надежности в её работе.
рис. 1 рис.2
рис.3
Таким образом выбор одноуровневого или двухуровневого комплекта ЗИП определяется рассредоточенностью технологического объекта управления и связанного с этим расположением оборудования систем автоматизации , степенью унификации системы или их частей , а также финансовыми возможностями заказчика.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА
Для выбора номенклатурного состава комплекта ЗИП проектировщику требуются следующие исходные данные :
Перечень всех сменных элементов системы;
Функциональное назначение сменных элементов в системе;
Количество каждого типа элемента в системе;
Интенсивность замены каждого сменного элемента;
Структурная схема системы;
Суммарная наработка и суммарное время хранения , гарантийный срок эксплуатации и гарантийный срок хранения сменных элементов системы;
Предварительная структура организации технического обслуживания системы;
Конструктивные особенности замены сменных элементов;
Для расчета количественного состава комплектов ЗИП проектировщику требуются следующие исходные данные :
Данные , необходимые для выбора номенклатурного состава комплектов ЗИП , перечисленные ниже:
Структура ЗИП;
Вероятность достаточности количества запасных частей в комплектах ЗИП каждого типа за время пополнения ЗИП элементами данного типа.
Среди всех исходных данных в пояснениях нуждаются только несколько позиций.
Интенсивность замен – это интенсивность отказов каждого сменного элемента , пересчитанная на фактический режим его работы за весь срок пополнения комплектов ЗИП. Величина интенсивности отказов, если сменным элементом является комплектующее изделие, берется из технических условий; из статистических данных , полученных по результатам эксплуатации аналогичных сменных элементов в подобных условиях эксплуатации : из справочников по интенсивности отказов . Если сменным элементом является типовой элемент замены (ТЭЗ) , блок модуль или любое разработанное при проектировании системы устройство , то интенсивность замен рассчитывается исходя из рабочих интенсивностей отказов комплектующих элементов , входящих в состав данного сменного элемента. В разделе 6 описывается методика расчета интенсивностей замен сменных элементов ( интенсивностей расхода запасных частей ).
Под структурой организации технического обслуживания системы здесь имелось в виду допустимый метод замены сменного элемента. Например , на месте расположения оборудования системы не допускается замена элементов пайкой или операционному персоналу не разрешается производить замену более сложных элементов , чем лампы сигнальные и предохранители , а требуется вызов специально подготовленного обслуживающего персонала, и т. п. Об этом подробнее пойдет речь в следующих разделах методики.
Вероятность достаточности Рд количества запасных частей в комплекте ЗИП за время пополнения представляет собой вероятность того, что за расчетный срок эксплуатации ЗИП количество отказавших составных частей не превысит количества аналогичных составных частей , находящихся в ЗИП , что обеспечит безотказное функционирование системы с заданной вероятностью . Вероятность отсутствия запасных частей в комплекте ЗИП будет равна 1-Рд.
Вероятность достаточности выбирают при проектировании ЗИП исходя из назначения системы , длительности ее функционирования , стоимости сменных элементов и , если показатели надежности системы заданы в техническом задании на ее разработку , исходя из этих значений . Обычно вероятность достаточности ЗИП задается из следующего ряда: 0,8; 0,9; 0,95; 0,95; 0,99; 0,999.
Во многих методиках за показатель достаточности ЗИП принимают другие показатели , которые непосредственно связаны с заданными показателями надежности на систему :коэффициент готовности ЗИП , среднее время задержки в удовлетворении заявок на сменный элемент и др. В нашей методике принят вышеуказанный показатель исходя из того , что вероятность безотказной работы системы за гарантийный срок эксплуатации будет не больше вероятности достаточности ЗИП.
Цель расчета комплектов ЗИП по изложенной методике – определить номенклатурный и количественный состав комплектов ЗИП минимально необходимый для обеспечения работоспособности системы с заданной вероятностью достаточности ЗИП.
В методике не дается оптимизация комплектов ЗИП по его стоимости. Этому вопросу посвящаются другие самостоятельные методики.
По результатам расчета проектировщик определяет номенклатурный и количественный состав ЗИП и согласовывает его с заказчиком системы автоматизации , после чего включает его в спецификацию на систему.