- •Учебно-методический комплекс для студентов специальности 210601 санкт-петербург
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Перечень видов практических и контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем 180 часов)
- •Раздел 1. Основы конструирования эс (70 часов)
- •Раздел 2. Основы теории надежности эс (69 часов)
- •Раздел 3. Надежность оператора систем «человек-техника» (10 часов)
- •Раздел 4. Введение в оптимизацию и эффективность эс (27 часов)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •4. Введение в оптимизацию и эффективность эс 4.1. Введение в оптимизацию эс 4.2. Введение в эффективность эс
- •3.1. Человек-оператор как звено системы «человек-машина-среда»
- •3.2. Надежность человека-опе-ратора
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •3. Надежность оператора систем «человек-техника»
- •2.2. Показатели на-дежности неремон-тируемых и ремон-тируемых изделий
- •2.1. Основные термины и определения
- •2.3. Структурные модели надежности
- •2. Основы теории надежности эс
- •1.2. Основы системного подхода
- •1.4. Обработка статистических данных и проверка статистических гипотез
- •1.5. Планирование эксперимента при решении конструкторских задач
- •1. Основы конструирования эс
- •1.1. Общая характеристика современных эс
- •1.3. Модели эс
- •2.4.2. Лабораторный практикум
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список Основной
- •Дополнительный
- •3.2. Опорный конспект
- •Раздел 3.2.1. Основы конструирования эс
- •Матрица планирования пфэ 22
- •Раздел 3.2.2. Основы теории надежности эс
- •3.2.1.1. Основные термины и определения
- •3.2.1.2. Показатели надежности неремонтируемых и ремонтируемых изделий.
- •3.2.1.3. Основы расчета надежности эс
- •3.2.1.4. Обеспечение надежности эс
- •Раздел 3.2.3. Надежность оператора систем «человек-техника»
- •3.2.3.1. Человек-оператор как звено системы
- •3.2.3.2. Надежность человека-оператора
- •3.2.4. Введение в оптимизацию и эффективность эс
- •3.2.4.1. Введение в оптимизацию эс
- •3.2.4.2. Введение в эффективность эс Эффективность операций в технике
- •Основные принципы исследования эффективности в технике
- •3.3. Учебные пособия
- •3.4. Методические указания к выполнению
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Определение погрешностей выходных параметров экстремальным методом
- •3.2. Определение погрешностей выходных параметров
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •Работа 3. Определение коэффициентов влияния отклонений значений устройств эс методом статистического планирования эксперимента
- •Фрагмент таблицы случайных чисел
- •Значения f-критерия Фишера (доверительная вероятность 0,95)
- •3.5. Задачники 1 и 2 для практических занятий. Методические указания к выполнению практических занятий
- •3.5.1. Выдача задания на курсовую работу (для очной формы обучения, 2 ч.)
- •3.5.2. Задачник 1. Обработка статистических данных и проверка статистических гипотез
- •Для оценки последнего результата измерений погрешности определения расстояния с помощью рлс
- •Для оценки на однородность двух серий измерений наработки до отказа и определения доверительного интервала для наработки
- •Методические указания к выполнению практических занятий по обработка статистических данных и проверка статистических гипотез
- •3.5.3. Задачник 2. Расчеты и преобразования схем надежности
- •Методические указания к выполнению практических занятий по расчетам и преобразованиям схем надежности
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •Содержание отчета
- •4.2.3. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •Определение шифра эс по общности факторов, влияющих на выбор комплексных показателей надежности
- •Комплексные показатели надежности
- •Группы по влажности
- •Значения a3
- •Значения a4 для конденсаторов
- •Примерный вид технического задания
- •4.3. Текущий контроль
- •Тренировочные тесты Тест №1 (к введению и разделу 1 «Основы конструирования эс»)
- •Тест №2 (к разделу 2 «Основы теории надежности эс»)
- •Тест №3 (к разделу 3 «Надежность оператора систем человек-техника»)
- •Тест №4 (к разделу 4 «Введение в оптимизацию и эффективность эс»)
- •4.4. Итоговый контроль
- •Раздел 2 «Основы теории надежности эс»
- •Раздел 3 «Надежность оператора систем человек-техника»
- •Раздел 4 «Введение в оптимизацию и эффективность эс»
- •Содержание
Содержание отчета
1. Исходные данные в произвольной форме.
2. ТЗ в соответствии с приложением.
3. Формулировка принципа оптимальности.
4. Расчеты надежности.
3. Обоснование принятых решений по всему отчету.
4. Выводы и результаты.
Порядок представления расчетов аналогичен требованиям к расчетам на практических занятиях.
Таблица 25
Цифра шифра |
Параметры | ||||
По последней цифре шифра | |||||
Состав элементов печатной платы (ПП) | |||||
Ряд |
Тип элемента |
Тип корпуса элемента |
Количество элементов в ряду |
Коэффициент электрической нагрузки / мощность | |
1 или 6 |
1 … 5 6 7 |
МС Транзистор Резистор |
М / к Пластмассовый М /пл |
20 30 40 |
0,5 / 0,125 |
2 или 7 |
1 2 … 6 7 |
Транзистор МС Резистор |
Пластмассовый М / ст У |
30 30 20 |
0,4 / 1,00 |
3 или 8 |
1, 6 2 … 5 7 |
Транзистор МС Резистор |
М / ст М / к П |
20 30 30 |
0,6 / 0,500 |
4 или 9 |
1 2 … 5 6, 7 |
Резистор МС Транзистор |
У Пластмассовый М / ст |
10 40 20 |
0,7 / 0,250 |
0 или 5 |
1, 2, 4 …6 3 7 |
МС Резистор Транзистор |
М / к М /пл М / ст |
20 50 20 |
0,3 / 2,00 |
Окончание табл. 25
Цифра шифра |
Параметры | |
По предпоследней цифре шифра | ||
Схема соединения рядов элементов на ПП |
Схема соединения ПП между собой | |
в смысле надежности | ||
1 или 6 |
|
6 4
7 1 2 5 3
|
2 или 7 |
|
1 2 3 4 5 6 7 |
3 или 8 |
|
Все последовательно |
4 или 9 |
|
1 3 2 5 6 4 7 |
0 или 5 |
|
Все параллельно |
Примечание. 1. В таблице введены обозначения: МС – микросхема; М / ст - металлостеклянный; М / к – металлокерамический; М /пл – металлопленочный; У – углеродистый; П – прочие; Р – разъем.
2. Считать, что каждая МС имеет 24 вывода, а разъем – 64 вывода.
3. Интенсивность отказов на корпус элементов, λ0, 1 / ч: МС – 0,2∙10-6; транзистор – 0,5∙10-6; разъем – 0,4∙10-6; резистор – 0,15∙10-6; одна пайка – 0,02∙10-6.
4.2.3. Методические указания к выполнению курсовой работы
При разработке ТЗ (примерный вид ТЗ см. с. 134) нельзя совмещать требования к изделию и обоснование их выбора. Последнее должно быть приведено перед ТЗ или после него. Требования должны быть не только качественными, но и количественными.
В связи с тем, что часть пунктов ТЗ не изучается детально в курсе, то разрешается по ним задать требования в общем виде. К таким пунктам ТЗ относятся: п.п. 5.4; 5.5; 5.6; 5.9; 5.12; 5.14; 5.15.
В то же время остальные пункты ТЗ требуют детальной проработки, в особенности: п.п. 5.1; 5.2; 5.3; 5.10; 5.13.
При проработке п. 5.3 следует воспользоваться таблицами для выбора группы и показателей надежности изделия. Особое внимание следует обратить при разработке на то, чтобы отдельные пункты требований не противоречили друг другу.
Для выбора комплексных показателей надежности ЭС целесообразно пользоваться данными, приведенными в табл.26 и 27, для чего предварительно следует:
задать режим работы разрабатываемого изделия;
выбрать критерии отказа, т.е. установить перечень параметров аппаратуры и допустимые пределы их изменения с учетом требований потребителя (заказчика), условий эксплуатации и достигнутого уровня науки и техники;
установить перечень технических параметров аппаратуры, определяющих ее работоспособность;
установить для этих параметров величины допусков, выход за пределы которых определяется как отказ аппаратуры (эти допуски подлежат записи в нормативно-техническую документацию для данного типа аппаратуры, как показатели, определяющие состояние отказа);
определить предельные состояния.
В качестве последних для неремонтируемой аппаратуры могут быть приняты:
отказ; достижение момента начала периода эксплуатации, характеризующегося повышением интенсивности отказов, обусловленных старением или износом, или нарушением требований безопасности; наступление морального устаревания;
а для ремонтируемой аппаратуры:
достижение момента начала периода эксплуатации, характеризующегося обусловленным снижением эффективности или нарушением требований безопасности; достижение момента начала периода эксплуатации, характеризующегося повышением параметра потока отказов, влекущим за собой экономическую нецелесообразность производства ремонтных работ.
На основании проведенного определения состояния и последствий отказа, а также предельного состояния аппаратуры, в соответствии с табл.26 находится ее шифр, записываемый в виде четырехзначного числа, после чего по табл.27 определяются соответствующие этой аппаратуре комплексные показатели надежности.
Пример 1 . Определить комплексные показатели надежности для ЭС, установленной на космическом объекте, предназначенном для проведения исследований космического пространства. Рассматриваемая аппаратура – неремонтируемая (1), эксплуатируется до отказа в непрерывном, циклическом регулярном или циклическом нерегулярном режимах (1, 2 или 3); доминирующим фактором при оценке последствий отказа является факт отказа (1). Шифр аппаратуры – 1111, 1121 или 1131. Из табл.27 следует, что в качестве комплексного показателя надежности этой аппаратуры должна быть выбрана наработка до отказа.
Пример 2. Определить комплексные показатели надежности для радиоприемников и телевизоров личного пользования.
Рассматриваемая аппаратура – ремонтируемая (2), эксплуатируется до предельного состояния (4) и в общем режиме (3); доминирующим фактором при оценке последствий отказа является факт отказа (1). Шифры аппаратуры – 2431. Из табл.27 следует, что в качестве комплексных показателей надежности должны быть выбраны: параметр потока отказов (или наработка на отказ) и ресурс (или ресурс и срок службы).
Таблица 26