Программный модуль WindchillRBD (Reliability Block Diagram). Блок-диаграммы надежности, страница 2

Модуль RBD (OpSim) позволяет проводить анализ структурно-логических и фазовых блок-диаграмм и их расчёт на основе аналитических выражений или моделирования методом Монте-Карло. Кроме этого, модуль позволяет проводить оптимизацию ресурсов и интервалов технического обслуживания. При помощи инструментов по расчёту структурно-логических блок-диаграмм можно проанализировать сложные системы любого масштаба с учётом параллельного резервирования, распределения нагрузки и резервирования в режиме ожидания (тёплый/ холодный резерв) и задержек переключения. При помощи фазовых диаграмм можно учесть полный цикл эксплуатации системы, учитывая, что в разные моменты времени, конфигурация системы может изменяться. Кроме того, при использовании в качестве метода расчёта моделирование доступен журнал моделирования, отображающий события, и время их возникновения.

Кроме того, при помощи модуля RBDможно проводить оптимизацию количества запасных частей, ремонтного персонала и интервалов технического обслуживания.  Доступны несколько типов оптимизации: по критерию увеличения производительности системы: по критерию уменьшения стоимости системы.

Таким образом, модуль RBD обеспечивает:

·  Определение регламентов технического обслуживания (промежуток времени, затраты и тип выполняемого технического обслуживания).

·  Определение критерия оптимизации: минимальные затраты, максимальная надежность или максимальная производительность.

·  Определение ремонтного персонала, готовности и почасовой ставки для отдельных компонентов схемы.

·  Назначение общей продолжительности технического обслуживания и наличия запасных частей.

·  Создание и хранение библиотек диаграммных блоков с целью повторного  использования.

·  Исследование любого уровня системы, от подробного анализа деталей до анализа сборок верхних уровней.

·  Поддержку параллельных схем, с распределением нагрузки и резервированием избыточного типа.

·  Анализ схемы аналитическим методом, моделированием или их комбинированием.

·  Оптимизацию количества запасных частей, интервалов между циклами профилактического технического обслуживания и периодичности проверок.

·  Поддержку моделирования методом Монте-Карло различных распределений отказов.

·  Сравнение альтернативных конфигураций системы, включая схемы с  избыточностью.

Построение блок-диаграммы состоит в создании блоков, представляющих элементы системы, для которых известна информация по показателям надёжности, и в создании соединителей блоков, необходимых для определения конфигурации системы.

После построения диаграммы и введения информации об отказах и ремонтах для каждого блока, путём использования математических алгоритмов и/или моделирования методом Монте-Карло вычисляются показатели надёжности системы (интенсивность отказов, среднюю наработку между отказами, вероятность безотказной работы, готовность и др.).

Методические указания по применению программного модуля WindchillRBD

Методические указанияпо применению программного модуля RBD приводятсяна примере рассмотрения моделирования и оценки надёжности работы насоса для откачки воды.

Работа насоса представляется схемой (рис.  2.45).

Необходимо по данной схеме построить  блок-диаграмму надёжности и определить показатели надёжности рассматриваемой системы.

Рис. 2.45. Схема работы насоса.

На схеме используются следующие обозначения:

1.  Электрическая часть, состоящая из:

АБ1, АБ2 – аккумуляторные батареи;

ЩАБ1, ЩАБ2 – электрощиты аккумуляторных батарей;

РЩП1, РЩП2 – распределительные щиты постоянного тока;

сэ7, сэ8 – служебные элементы;

2.  Управляющая часть, состоящая из:

Пр. тока – преобразователь тока;

d1, d2, d3 – датчики;

ПВВИ1, ПВВИ2, ПВВИ3 – приборы ввода/вывода информации (приборы системы управления);

3.  Электро-гидравлическая часть, состоящая из:

Пускатель – пускатель питательного насоса;

Пит. Насос – питательный насос;

К1 (приём.) – клапан приёмный;

К2 (отливн.) – клапан отливной.

Заданы вероятности отказов элементов:

АБ1, АБ2 – 0,001

ЩАБ1, ЩАБ2 – 0,0001

РЩП1, РЩП2 – 0,00001

Пр. тока – 0,01

d1, d2, d3 – 0,00001

ПВВИ1, ПВВИ2, ПВВИ3 – 0,01

Пускатель – 0,25

Интенсивности отказов:

Клапан 1, клапан 2 – 0,01

Границы вероятности безотказной работы питательного насоса – [0,75…0,88]

Реализация решения задачи в пакете программ Windchill Quality Solutions в модуле RBD.

В модуле RBD необходимо построить блок-диаграмму надежности, соответствующую схеме, представленной выше. Последоватьельность действий при этом следующая.

Создайте новый проект RBD_Sample:

a)  Запустите Windchill Quality Solutions 10.0

b)  В навигаторе проектов выберите «Создать новый проект»

c)  Установите флажок опции «Запустить мастер создания проектов». В поле «Имя» введите «RBD_Sample» (рис. 2.46). Нажмите «OK»

Рис. 2.46. Интерфейс создания проекта.