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.