Вплив різноманітних факторів на показники надійності електронних апаратів

Вплив різноманітних факторів на показники надійності електронних апаратів (ЕА)

Вступ

У процесі виробництва та експлуатації на апаратуру діють різні фактори, які впливають на її надійність. Ці фактори умовно можна поділити на дві групи: суб’єктивні та об’єктивні.

Суб’єктивні фактори тією або іншою мірою залежать від діяльності людини. До них відносяться всі заходи, пов’язані з вибором схемного та конструктивного рішень під час проектування; вибором елементів і матеріалів, забезпеченням нормальних робочих режимів, організацією технічного обслуговування та експлуатації апаратури.

До об’єктивних факторів відносяться різні несприятливі для роботи апаратури впливи зовнішнього оточення, пов’язані з кліматичними, метеорологічними, біологічними, механічними та іншими діями.

За характером дії фактори можна поділити на конструктивно-виробничі та експлуатаційні.

Поділ за такою ознакою зручний з точки зору раціонального розподілу зусиль у забезпеченні надійності між розробниками та споживачами апаратури.

До групи конструктивно-виробничих факторів належать фактори, пов’язані з розробкою, проектуванням та виготовленням апаратури. Вплив цих факторів на надійність апаратури є найбільш сильним та визначальним.

До експлуатаційних відносять фактори, які впливають на надійність апаратури в процесі її практичного використання. Вони включають об’єктивні фактори, обумовлені впливом зовнішнього оточення, та суб’єктивні, пов’язані з організацією системи технічного обслуговування, ремонту, забезпечення запасними елементами, кваліфікацією обслуговуючого персоналу тощо.

Наведемо дані статистичних досліджень факторів, які впливають на надійність.

Таблиця 1 – Фактори, які впливають на надійність ЕА

Ми розглядатимемо фактори об’єктивного і суб’єктивного характеру, які впливають на ЕА в процесі її експлуатації. Під час розробки та виготовлення елементів зазвичай передбачаються визначені, так звані нормальні умови роботи (ГОСТ 11478-88): температура + (25±10)°С, атмосферний тиск – 10⁵ Па, номінальний електричний режим, відносна вологість (60610)%, відсутні механічні навантаження. Інтенсивність відмов елементів у номінальному режимі експлуатації називають номінальною інтенсивністю відмов λ_ні . Інтенсивність відмов елементів при експлуатації в реальних умовах λі дорівнює номінальній інтенсивності відмов λ_ні , помноженій на поправочний коефіцієнт, який враховує вплив будь-якого фактора

λі=λ_ні ·К_і . (1)

Розглянемо ці фактори

1 Час експлуатації та діяльність обслуговуючого персоналу

Час експлуатації є одним з основних факторів, які визначають надійність апаратури на всіх етапах. Технологічні та конструктивні недоліки частіше за все виникають за перший період експлуатації, оскільки за цей період виявляються багато явних і прихованих дефектів апаратури в цілому та її елементів. Цей період для різної апаратури може коливатися до 10% довжини періоду нормальної експлуатації.

Після достатньо тривалої експлуатації апаратури (другий період) настає останній, третій період, який характеризується значним зростанням інтенсивності відмов через старіння та спрацювання елементів. Зростання інтенсивності відмов пояснюється незворотними змінами параметрів і характеристик елементів.

Процеси старіння відбуваються безперервно, але можуть пришвидшитися під виливом різних факторів (тепло, волога, світло тощо).

Причиною старіння є складні фізико-хімічні процеси, які відбуваються в елементах апаратури протягом всього часу її експлуатації. До них відносяться: структурні зміни в діелектриках і дротах, хімічні перетворювання в матеріалах, які є єднальні і насичені, порушення електричної та механічної міцності матеріалів та елементів конструкції, порушення герметичності тощо. Швидкість старіння також визначається режимами роботи.

Значно впливають на надійність ЕА у процесі її експлуатації фактори суб’єктивного характеру, пов’язані з діяльністю обслуговуючого персоналу. Основними з них є:

- кваліфікація обслуговуючого персоналу;

- дотримування правил технічної експлуатації;

- ступінь організованості системи технічно