Расчет эксплуатационной надежности сжат: Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине: «Надежность CЖАТ»

1 Расчет эксплуатационной надежности СЖАТ

Воздействие  различных внешних факторов (ВФ) на устройства и системы ЖАТ в процессе эксплуатации оказывает в целом влияние на надежность и безопасность эксплуатируемых изделий. Особенно критичны к воздействию ВФ изделия, в состав которых входят микроэлектронные и микропроцессорные устройства.  

Каждый из ВФ оказывает влияние на надежность изделия в целом и вносит свою долю в окончательное значение эксплуатационной интенсивности отказов. Для оценки (прогнозирования) эксплуатационных интенсивностей отказов электрорадиоизделий (ЭРИ) и радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), являющихся исходными данными при расчетах безотказности проектируемой системы ЖАТ  на различных стадиях разработки, используются существующие справочники расчета надежности [1].

Источниками информации для справочника являются количественные данные по интенсивностям отказов изделий электронной техники, определяемые по результатам производственных испытаний на заводах изготовителях, а также испытаний и эксплуатации изделий потребителями.

В общем случае, значения эксплуатационной интенсивности отказов ЭРИ рассчитываются по математическим моделям, имеющим вид:

                       или                             (1)

  где   ()  – исходная интенсивность отказов типа (группы) ЭРИ, приведенная к условиям:

- электрическая нагрузка, равная номинальной;

- температура окружающей среды t = 25 С˚;

К_i – коэффициенты, учитывающие изменения эксплуатационной интенсивности отказов в зависимости от различных факторов;

n - число учитываемых факторов.

Модели расчета эксплуатационной интенсивности отказов распространяются на период постоянства интенсивности отказов во время эксплуатации аппаратуры.

Коэффициенты моделей условно разделены на две группы:

- первая группа коэффициентов является общей для всех или большинства типов изделий и характеризует режимы и условия их применения, уровень качества производства (см. таблицу 1);

- вторая группа коэффициентов включается в модели конкретных типов ЭРИ и характеризует конструкционные, функциональные и технологические особенности (см. таблицу 2).

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение таблицы 2

При расчете суммарной интенсивности отказов аппаратуры применяют дополнительно два коэффициента: К_ам- коэффициент, учитывающий наличие амортизации аппаратуры и К_к.обсл. - коэффициент качества обслуживания аппаратуры. Для аппаратуры СЖАТ берется К_ам = 0,85 и К_к.обсл.= 0,5.

          В настоящее время активно ведутся работы по использованию микроэлектронной, микропроцессорной и компьютерной техники для построения систем ЖАТ: микропроцессорных и компьютерных ЭЦ, многозначной АЛС, микропроцессорных и компьютерных ДЦ, микропроцессорных комплексов горочной автоматики и др. В таких системах уровень надежности системы в целом определяется надежностью используемой элементной базы.

В микроэлектронной и микропроцессорной аппаратуре СЖАТ основной вклад в суммарную интенсивность отказов вносят интегральные микросхемы. Например, в блоках и модулях микропроцессорных АБ на микросхемы с соединениями в виде пайки приходится от 80 до 97 процентов от общей интенсивности отказов, а на полупроводниковые приборы – до 2-3 % [2].

Рассмотрим расчет эксплуатационной интенсивности отказов для интегральных микросхем и различного вида соединений.   

2 Расчет надежности интегральных микросхем

Математические модели для расчета эксплуатационной интенсивности отказов отдельных типономиналов интегральных микросхем (ИС) в рабочем режиме приведены в  таблице 3.

  Таблица 3

В моделях  исходная интенсивность отказов типономинала (группы