[ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
А.А. Ицкович, И.А. Файнбург
ПОСОБИЕ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
“УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ
ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ”
для студентов VI курса специальности 130300 заочного обучения Москва 2005ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Кафедра технической эксплуатации ЛА и АД А.А.Ицкович, И.А. ФайнбургПОСОБИЕ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
“УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ
ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ”
для студентов VI курса специальности 130300 заочного обучения Москва ББК 052- И Рецензент канд. техн. наук, доц. П.К.Кабков Ицкович А.А., Файнбург И.А.Пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов» для студентов VI курса специальности 130300 заочного обучения. - М.: МГТУ ГА, 2005. Данное пособие издается в соответствии с учебным планом для студентов VI курса специальности 130300 заочного обучения.
Рассмотрено и одобрено на заседаниях кафедры2005 г.
и методического совета 2005г.
1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Выполнение курсовой работы (КР) является этапом изучения дисциплины «Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов» и предусматривает решение задач по основным темам дисциплины: системный анализ процессов технической эксплуатации летательных аппаратов; программное управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов; оперативное управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов.Целью выполнения КР является овладение научными методами анализа процессов технической эксплуатации ЛА, систематизация и обобщение теоретических знаний, приобретенных при изучении материала по дисциплине «Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов», получение навыков и умений применять теоретические знания к решению практических задач технической эксплуатации летательных аппаратов.
При выполнении КР автор несет ответственность за правильность расчетов и принятые проектные.
Преподаватель на установочной лекции дает рекомендации по выполнению КР студентом, уточняет объем и глубину проработки отдельных заданий, проводит консультации.
При оформлении КР необходимо соблюдать определенные требования.
Изложение материалов КР должно быть конкретным и четким. Заимствованные цитаты, таблицы и другие материалы должны иметь ссылку на источник. В тексте необходимо соблюдать единую техническую терминологию, принятую в учебных пособиях и стандартах.
Оформление материала, изложенного в КР, производится в соответствии с ГОСТ 2.105-79 “Общие требования к текстовым документам” и ГОСТ 2.106Текстовые документы”, п.7, “Расчеты”. Титульный лист КР должен быть выполнен чертежным шрифтом черной тушью (Приложение 5). За ним следует «Содержание», на котором выполняется основная надпись.
Текст пояснительной записки должен быть написан разборчиво на одной стороне листа формата А4 (297х210 мм). Числовые значения в формулах объясняются. Окончательный результат приводится с указанием размерности. Таблицы, помещенные в тексте должны иметь номера и названия. При приведении результатов расчетов в табличной форме даются примеры расчетов с подстановкой исходных данных в расчетные формулы. Графики, схемы, рисунки следует выполнять на листах миллиметровой бумаги формата А4. Рисунки должны иметь номера и подрисуночные подписи. На графиках указывать масштаб и размерность изображаемых величин. На все таблицы и графики в тексте должны быть ссылки.
В тексте необходимо выделить заголовки отдельных частей КР, их разделов и подразделов в соответствии с «Содержанием». В конце пояснительной записки приводится литература, используемая при выполнении КР.
2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
В качестве объектов анализа в контрольной работе выбираются типовые функциональные системы и изделия самолетов Ил-62, Ту-154, Ту-134 и Як-40.Исходные данные и конкретные технические задания для выполнения КР приведены для каждой задачи отдельно. Выбор варианта задания производится согласно шифру зачетной книжки по сумме трех последних цифр. Например, для шифра М73576, вариант 18 (5+7+6).
3. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
При выполнении КР необходимо выполнить следующие задания:Задание № 1. Управление объемами запасных частей для замены отказавших изделий.
1.1. Определение потребного количества запасных изделий для эксплуатации парка ЛА на период назначенного ресурса.
1.2. Определение возможной длительности эксплуатации изделий для парка ЛА с учетом замены отказавших и при наличии заданного количества запчастей на складе авиапредприятия.
Задание № 2. Управление техническим состоянием изделий, подверженных износу и старению.
2.1. Определение зависимости параметра изделия от наработки для математического ожидания и среднего квадратического отклонения по статистическим данным эксплуатационных наблюдений при двух фиксированных значения наработки.
2.2. Определение зависимости параметра изделия от наработки для математического ожидания и среднего квадратического отклонения по статистическим данным эксплуатационных наблюдений при трех фиксированных значения наработки.
Задание № 3. Модели управляемых состояний процесса технической эксплуатации ЛА 3.1. Определение параметров модели управляемого состояния использования по назначению 3.2. Определение параметров управляемого состояния технического обслуживания и ремонта с детерминированной периодичностью и переменным объемом работ.
Задание № 4. Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА с учетом старения и частичного восстановления.
4.1. Определение параметров закона распределения Вейбулла наработки изделия до отказа;
4.2. Оценка параметров функции затрат на техническое обслуживание и ремонт ЛА;
4.3. Определение оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта изделий ЛА;
4.4. Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА.
Содержание пояснительной записки КР:
Введение.
1. Управление объемами запасных частей для замены отказавших изделий.
1.1. Определение потребного количества запасных изделий для эксплуатации парка ЛА на период назначенного ресурса.
1.2. Определение возможной длительности эксплуатации изделий для парка ЛА с учетом замены отказавших и при наличии заданного количества запчастей на складе авиапредприятия.
2. Управление техническим состоянием изделий, подверженных износу и старению.
2.1. Определение зависимости параметра изделия от наработки для математического ожидания и среднего квадратического отклонения по статистическим данным эксплуатационных наблюдений при двух фиксированных значения наработки.
2.2. Определение зависимости параметра изделия от наработки для математического ожидания и среднего квадратического отклонения по статистическим данным эксплуатационных наблюдений при трех фиксированных значения наработки.
3. Модели управляемых состояний процесса технической эксплуатации 3.1. Определение параметров модели управляемого состояния использования по назначению.
3.2. Определение параметров управляемого состояния технического обслуживания и ремонта с детерминированной периодичностью и переменным объемом работ.
4. Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА с учетом старения и частичного восстановления.
4.1. Определение параметров закона распределения Вейбулла наработки изделия до отказа;
4.2. Оценка параметров функции затрат на техническое обслуживание и ремонт ЛА;
4.3. Определение оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта изделий ЛА;
4.4. Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА.
Список литературы.
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
4.1. Задание № 1. Управление объемами запасных частей для замены отказавших изделий.4.1.1. Техническое задание:
Задание содержит решение следующих задач:
1). Определение потребного количества запасных изделий для эксплуатации парка ЛА на период назначенного ресурса.
2). Определение возможной длительности эксплуатации изделий для парка ЛА с учетом замены отказавших и при наличии заданного количества запчастей на складе авиапредприятия.
В качестве объекта анализа выбираются типовые изделия системы кондиционирования воздуха (СКВ) самолета Ту-154: распределитель, обратный клапан, турбохолодильник, кран надува, регулятор избыточного давления, блок управления.
4.1.2. Необходимые теоретические сведения.
Для управления объемами запасных частей используется уравнение Пуассона:
где: РrДОП – вероятность того, что для замены отказавших изделий будет достаточно r запасных частей Рrдоп = 1 - Рдоп;
- параметр потока отказа;
t - период эксплуатации в часах наработки.
Параметр потока отказа вычисляется известными методами теории надежности на базе статистических данных наработки до отказа восстанавливаемых изделий. На интервале наработки ti определяется статистическая оценка i*:
где ni - количество отказов изделий на интервале наработки ti.
Строится гистограмма i* = f(t) и определяется среднее значение (t) для k интервалов:
4.1.3. Последовательность выполнения работы 1) Получение исходных данных Варианты задания формируются в соответствии с данными табл. 4.1.1.
Выбор варианта задания студентами производится согласно шифру зачетной книжки по сумме трех последних цифр. Например, для шифра М73496, вариант №19 (4+9+6).
Исходные данные по надежности (табл. 4.1.2) являются результатами эксплуатационных наблюдений за наработками изделий до отказа.
2) Порядок решения задачи № Исходные данные: № варианта; коэффициент корректировки; заданное изделие СКВ; объем парка ЛА (m); количество изделий на ЛА (а); назначенный ресурс (ТРН), допустимая вероятность отсутствия запасного изделия на складе для замены отказавшего (РДОП) (табл. 4.1.1); наработки до отказа для заданного изделия СКВ (табл. 4.1.2).
Определение статистической оценки параметра потока отказа ср*:
исходные данные наработки до отказа разбить на интервалы и для каждого интервала определить i*, i = 1,k по формуле 4.1.2;
построить гистограмму i* = f(t);
определить среднее значение ср* по формуле 4.1.3.
Для определения потребного количества запасных изделий, nЗ(1) для эксплуатации одного изделия установленного на ЛА, в течении назначенного ресурса ТРН подставляем в формулу 4.1.1:
РrДОП = 1 - РДОП, t = ТРН, = ср.
Принимаем n = 0 и определяем Рr0 (n = 0); затем n = 1 и находим Рr1 (n = 1).
Коэффициент 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3, Корректировки Парка ЛА Запасных Частей на Складе nз Ресурс,Трн Статистические данные по наработке до отказа Изделия Распределитель 150, 155, 230, 245, 310, 330, 420, 475, 510, 520, Обратный 310, 340, 355, 367, 420, 470, 510, 533, 540, 570, 585, Турбохолодильник 327, 395, 450, 470, 535, 540, 570, 610, 620, 637, 780, Кран надува 125, 130, 185, 210, 230, 235, 240, 257, 310, 320, 345, Регулятор избы- 370,410,425,500,560,575,582,600,610,620, точного давления 720,810,815, Блок управления 588,646,675,697,798,836,893,969,1013, При этом на каждом шаге проверяем условие: не превышает ли сумма значение РrДОП. При вычисления прекращаются и определяется n3(1) = r.
Графическое определение потребного количества запасных изделий n3(1) для одного изделия, установленного на самолете, приведено на рис. 4.1.1.
Рис. 4.1.1. Определение n3(1) потребного n3i для i-го варианта задания Потребное количество запасных изделий n3 для эксплуатации изделий парка ЛА:
Порядок решения задачи № Исходные данные для выбранного варианта в задаче №1: вариант задания, заданное изделие СКВ, объем парка ЛА (m), количество изделий на ЛА (а), допустимая вероятность отсутствия запасного изделия на складе для замены отказавшего (РДОП), количество запасных частей на складе (n3) (табл. 2.1.1), = СР, вычисленное в задаче №1.
Для определения возможной длительности эксплуатации для парка ЛА с учетом отказавших и при наличии заданного количества запчастей на складе авиапредприятия n3 подставляем в формулу (4.1.1):
Принимаем 1 = 1000 и рассчитываем:
Затем 2 = 2000 и определяем и т.д. При этом на каждом шаге проверяется условие не превышает ли сумма Рn3(i) значения РrДОП. При Рn3(i) РrДОП вычисления прекращаются и принимается = i.
Графическое определение возможной длительности эксплуатации i представлено на рис. 4.1.2.
Рис. 4.1.2. Определение i для i-го варианта задания.
4.2. Задание № 2. Управление техническим состоянием изделий, подверженных износу и старению.
4.2.1. Техническое задание Задание № 2 содержит решение следующих задач:
1). Определение зависимости параметра изделия от наработки для математического ожидания и среднего квадратического отклонения по статистическим данным эксплуатационных наблюдений при двух фиксированных значения наработки.
2). Определение зависимости параметра изделия от наработки для математического ожидания и среднего квадратического отклонения по статистическим данным эксплуатационных наблюдений при трех фиксированных значения наработки.
В качестве объекта анализа выбираются параметры гидравлического насоса НП-43М самолета Ту-134 аксиально-поршневого типа, регулируемой подачи.
4.2.2. Необходимые теоретические сведения [1] При нелинейном характере процесса изменения скорость изменения параметра V может быть аппроксимирована линейной зависимостью Преобразуя и интегрируя левую и правую части (2.2.1) по времени и параметру получаем где 1 и - средняя величина параметра при t и общая средняя, соответственно.
В десятичных логарифмах:
Обозначая Коэффициент А, измеренный в единицах наработки, определяет форму кривой (коэффициент долговечности), коэффициент h, измеренный в единицах параметра, определяет положения кривой (коэффициент смещения).
Дифференцируя (4.2.2) получим уравнение скорости изменения параметра Экспоненциальное уравнение (4.2.2) предполагает нормальное распределение параметра для любого момента наработки.
В этом случае верхнюю (нижнюю) доверительную границу изменения параметра можно описать таким же экспоненциальным уравнением, подставляя в него вместо математического ожидания исходного параметра верхний (нижний) доверительный предел этой случайной величины верхняя доверительная граница процесса изменения параметра нижняя доверительная граница процесса изменения параметра 1 - среднее квадратическое отклонение параметра при наработке t где t - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности П.1).
доверительных пределов в момент t 2 и решив совместно, получим 2 и 2 - среднее значение параметра и среднее квадратическое отклонение в момент t 2.
Уравнения (4.2.2, 4.2.4, …,4.2.7) дают возможность по статистическим уравнения для математического ожидания и доверительных пределов процесса изменения параметра (задача №1).
В случае, если известны математические ожидания параметра (задача №2) получим 4.2.3. Последовательность выполнения работы 1). Получение исходных данных Варианты задания формируются в соответствии с данными табл.4.2.1.
Выбор варианта студенты производят согласно шифру зачетной книжки по сумме трех последних цифр.
Исходные данные по параметрам (табл.4.2.1) являются результатами эксплуатационных наблюдений за параметрами изделий при фиксированных значениях наработки t.
Исходные данные варианта формируются при умножении наработки t на корректирующий коэффициент ( табл. 4.2.1).
2). Порядок решения задачи № 1.
Исходные данные : № варианта, коэффициент корректировки ; данный параметр гидронасоса, значения моментных функций : матожидания и среднего квадратического отклонения при наработках t1=500 ч., t2=1000 ч. ( в исходном варианте ) ; доверительная вероятность.
Определение значений коэффициентов долговечности А и смещения h по формулам (4.2.6) и (4.2.7) соответственно.
Составление зависимостей матожидания, верхнего и нижнего доверительных пределов параметра гидронасоса (t ) от наработки t по формулам (4.2.2), (4.2.4) и (4.2.5) соответственно.
Составление зависимости скорости V изменения параметра от наработки t по формуле (4.2.3).
По полученным зависимостям определить прогноз матожидания, верхнего и нижнего доверительных пределов и скоростей V изменения параt2 t метра на период упреждения = ( при наработке t3 = t2 + 2 ).
Построение графических зависимостей (t ),(t ),(t ), (t ) (рис. 4.2.1).
Порядок решения задачи № Исходные данные: № варианта, коэффициент корректировки; данный параметр гидронасоса, значения моментных функций: матожидания и среднего квадратического отклонения при наработках t1=0 ч., t2=500 ч, t3= 1000 ч. (в исходном варианте).
Определение значений коэффициентов долговечности А и состояния h по формулам (4.2.8), (42.9).
Далее выполнить операции в последовательности решения задачи №1 и сравнить результаты прогноза в задачах 1 и 2, сделать выводы.
Рис.4.2.1.Вид зависимостей (t),'(t),''(t),V(t):
A1,A2 – при возрастающем; В1,В2 – при убывающем характере изменения параметра (t).
коррекции ность Задание № 3. Модели управляемых состояний процесса технической эксплуатации ЛА 4.3.1. Техническое задание:
Задание № 3 содержит решение следующих задач:
1). Определение параметров модели управляемого состояния использования по назначению.
2). Определение параметров управляемого состояния технического обслуживания и ремонта с детерминированной периодичностью и переменным объемом работ.
В качестве объектов анализа выбираются функциональные системы ЛА, характеристики их надежности и видов технического обслуживания и ремонта.
4.3.2. Необходимые теоретические сведения. [2] Модели управляемых состояний: использования по назначению Иi, i = 1, S и технического обслуживания и ремонта ( ТОиР) Вj, j = 1, n являются фрагментами полумарковской модели управляемого ПТЭ ЛА.
В модели управляемого состояния использования по назначению (рис.4.3.1) выделяются следующие состояния:
• состояния использования И i +1, в котором объект имеет уровень работоспособности ниже, чем в Иi;
• состояние ТОиР (восстановления) Вj, j = 1, n, посещаемое с периодичностью Тj.
Модель управляемого состояния использования по назначению должна удовлетворять следующим требованиям:
1). В предположении ожидания переходов из Иi в Иi+1 заданы :
а) случайное время пребывания объекта в состоянии Иi, имеющее функцию распределение F(t) где - время пребывания в состоянии Иi до выхода в состояния B1,... Bn;
б) вероятность P1, ……, Pn ( P1+….+.Pn = 1) перехода в состояния B1,,Bn соответственно, отражающие периодичность проведения ТО и Р в этих состояниях.
Рис. 4.3.1. Управляемое состояние использования по назначению ЛА Рис.4.3.2 Управляемое состояние ТОиР ЛА Пусть объект попадает в состояние ТО и Р с периодичностью время пребывания объекта в состоянии Иi ) между двумя последовательными попаданиями состояние Вj.
На практике T1 = 0, T2 = K1T1, ……, Tn = K n 1Tn 1, где K1, ……, Kn-1 – целые числа, при этом Pi определяется по формулам :
2). В предположении отсутствия переходов в состояния ТО и Р задано случайное время пребывания объекта в состоянии Иi, распределенное по закону G(t) Процессы 1) и 2), накладываемые друг на друга, должны отражаться заданием параметров ния объекта в состоянии Иi при условии его последующего перехода в состояние ТО и Р, рехода в состояние Иi+1, µИ - среднее время пребывания в состоянии Иi, PИ i B j - вероятность перехода из Иi в Вj, ступления отказа за время Параметры состояний фрагмента модели ПТЭ определяются по формулам :
В частном случае, соответствующем детерминированной периодичности Тогда приведенные выше формулы (4.3.6) примут вид:
Функции и параметры распределений (экспоненциального, нормального и Вейбула ) приведены в табл.4.3. II. Модель управляемого состояния ТО и Р (рис.4.3.2) с детерминированной периодичностью и переменным объемом работ определяет следующую ситуацию: из исходного состояния (одно из состояний использования выполняется некоторый постоянный объем работ и переменный объем A jk, k = 2, m при каждом попадание в это состояние ТО и Р.
работ Функции распределения и параметры распределения Примечание: 1) функция нормального распределения ФС определяется 2) параметры распределения Вейбулла определяются по табл.
Приложения 3: по значению коэффициента вариации находим параметр(b) и коэффициент Кb и вычисляем параметр а.
нулевые” состояния Ф jk, k = 1, m, характеризуемые нулевыми значениями среднeго времени пребывания и расходов на единицу времени пребывания объекта в них.
Вероятности переходов P i, нулю.
ет уравнению:
средние трудовые затраты средняя стоимость ТО и Р В частном случае модель состояния ТО и Р характеризуется значениями параметров:
4.3.3. Получение вариантов исходных данных Варианты задания формируются в соответствии с данными табл. 4.3.2.
путем умножения их на корректирующие коэффициенты. Выбор варианта задания производится согласно шифру зачетной книжки по сумме трех последних цифр.
Для получения значения варианта задания следует умножать исходные данные mt, t, ti, i на коэффициент корректировки варианта задания.
4.3.4.Последовательность выполнения работы.
Задача № Исходные данные: № варианта, корректирующий коэффициент, значение моментных функций mt и t при разных законах распределения, периодичностей Ti.ч, продолжительностей ti,ч и трудоемкостей i,чел-ч, ТО и Р самолета (см. табл. 4.3.2).
Порядок решения задачи № 1). Определение вероятностей Pj, j=1,r по формуле (4.3.2) 2). Оценка параметра экспоненциального распределения и управляемого состояния использования по назначению:
параметры распределения (см. табл. 4.3.2 );
вероятности перехода PИi Иi+1 (см. табл. 4.3.2);
вероятностей переходов PИiв1, P Иiв2, P Иiв3, P Иiв4 по формуле (4.3.8), и найденным ранее значениям вероятностей Pj, j=1,r, времени пребывания в состояние Иi по формуле (43.11).
3).Оценка параметров нормального распределения и управляемого состояния использования по назначению: параметров распределения mt и t заданных в исходных данных (см. табл. 4.3.1);
вероятности перехода PИi Иi+1 =G(0) по формуле, приведенной в таблице 4.3.2 и по данным табл. П. 2.
вероятностей переходов PИiв1, P Иiв2, P Иiв3, P Иiв4 по формуле (4.3.8) и найденным ранее значениям Pj, j=1,r;
времени пребывания в состоянии Иi по формуле (4.3.11).
4). Оценка параметров распределения Вейбулла и управляемого состояния использования по назначению:` коэффициента вариации по формуле приведенной в табл. 4.3.2, параметра распределения b и коэффициента Kb по табл. П.3, параметра распределения a;
вероятности перехода PИi Иi+1 (см. табл. 4.3.2);
вероятностей переходов PИiв1, P Иiв2, P Иiв3, P Иiв4 по формуле (4.3.8) и найденным значениям вероятностей Pj,j=1,r;
времени пребывания в состоянии Иi по формуле (4.3.11).
Задача № Исходные данные: № варианта, корректирующий коэффициент, значение периодичностей Ti, ч, продолжительностей ti, ч и трудоемкостей i, чел.- ч ТОиР самолета или продолжительностей, трудоемкостей ТОиР при заданных вероятностях переходов (см. табл. 4.3.1) Порядок решения задачи № 1) Определение параметров управляемого состояния ТОиР по исходным данным приведенным в пп. 2,3 табл. 4.3.1:
вероятности Pj, j=1,n (оценены в задаче №1);
среднего времени пребывания в состоянии ТОиР по формуле(4.3.12);
средней трудоемкости в состоянии ТОиР по формуле 4.3.13.
2) Определение параметров управляемого состояния ТОиР по данным п.4 табл. 4.3.2 (частный случай):
вероятности Pj,j=1,n заданы;
среднего времени пребывания в состоянии ТОиР находим по формуле (4.3.15);
средней трудоемкости в состоянии ТОиР - по формуле (4.3.16).
Коэффициент 1 1,5 2 2,5 3 1 1,5 2 2,5 3 1 1,5 2 2,5 3 1 1,5 2 2,5 3 1 1,5 2 2,5 3 1 1,5 2 2, Корректировки 1.Значения моментных функций Наробаток до Отказа t Экспонециальн Нормальный 2.Периодичность ТО самолета типа Корректировки ti ч и трудоемкость i чел.-ч ТоиР при периодичности:
тельность t iч и трудоемкость i чел-ч ТоиР при вероятностях переходов:
Задание № 4.Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА с учетом старения и частичного восстановления 4.4.1. Техническое задание.
Задание № 4 содержит из решение следующий задач:
1). Определение параметров закона распределения Вейбулла наработки изделия до отказа;
2). Оценка параметров функции затрат на техническое обслуживание и ремонт ЛА;
3). Определение оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта изделий ЛА;
4). Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА.
Объектом анализа является ЛА, изделия которого по мере старения подвергаются частичному восстановлению. Пусть И К, 0 К N состояние объекта в зависимости от числа восстановлений, а В – состояние частичного восстановления, в котором с вероятностью P0 («качество восстановления») изделие заменяется новым (полностью восстанавливается), а с вероятностью q0 = 1 - P продолжает эксплуатироваться в прежнем состоянии (рис. 4.4.1а). Установлен заданный уровень безотказности: вероятности безотказной работы P = 1 - q, где q - допустимая вероятность отказа. Состояние U К является смешанным состоянием, т.е. среднестатистический объект, находящийся в состоянии U К с вероятностью PSК, 0 S N, PSK = 1 является объектом проработавшим вреS мя sф0 без восстановления, где ф0 - периодичность технического обслуживания (ремонта) ЛА.
4.4.2. Необходимые теоретические сведения.
Для изделия, полное восстановление (замена на новое) которого производится с вероятностью P0 ( q0 = 1 - P0 - вероятность продолжения эксплуатации в том же состоянии) при каждом техническом обслуживании (ремонте), выполняемом с периодичностью ф0, установлена заданная вероятность безотказной работы P = 1 - q, где q - допустимая вероятность отказа. Задача управления режимами технического обслуживания и ремонта ЛА заключается в определении периодичности ф0 (и, возможно, «качества восстановления» P0 ), обеспечивающих минимальные удельные затраты на техническое обслуживание и ремонт C (ф0, P0 ) при заданном уровне надежности P 1 - q. Блок-схема модели оптимизации режимов технического обслужива Рис. 4.4.1 Модель управления режимами технического обслуживания и ремонта изделий с учетом старения и частичного восстановления: а) – механизм формирования технического состояния изделий; б) – блок-схема модели процесса технической эксплуатации изделий.
ния и ремонта изделий с учетом старения и частичного восстановления приведена на рис. 4.4.1.
При решении задач приняты следующие предположения:
1) наработка изделий до отказа имеет распределение Вейбулла с плотностью где л, б - параметры распределения Вейбулла;
Коэффициент вариации определяется по формуле:
где mt и у t - математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение наработки до отказа, соответственно.
2) функция затрат на техническое обслуживание и ремонт имеет вид где A1 - разовые затраты A2 t - затраты пропорциональные времени (наработке), A3 t в - затраты на восстановление.
Оценка параметров функции затрат выполняется по формулам где t б - коэффициент Стьюдента при уровне значимости б и числе стеf пеней свободы f для выборки объема n.
При заданных значениях P0, q, найденных выше параметрах распределения Вейбулла б, л и параметрах функции затрат A1, A3, в оптимальная периодичность технического обслуживания и ремонта определяется следующим образом:
А. В предположении выполнения условия бесконечного времени жизни изделия вычисляем ф где Г ( в + 1) - гамма-функция.
Б. Проверка условия бесконечного времени жизни изделия Если f 0 (t ) имеет распределение Вейбулла (4.4.1), то соотношение (4.4.11) можно заменить на В. Если значение ф0 из (4.10) удовлетворяет неравенствам (4.4.11), (4.4.12), то вычисленная по (4.10) периодичность технического обслуживания и ремонта является оптимальной.
В противном случае ф0 определяется из уравнения или, в случае распределения Вейбулла, по формуле Управление режимами технического обслуживания и ремонта можно производить, варьируя значением вероятности полного восстановления («качества восстановления») P0.
4.4. Методические указания по выполнению лабораторной работы.
4.4.1. Вопросы, рекомендуемые к рассмотрению.
1. Каким параметром определяется частичное восстановление (обновление) объекта?
2. Как задается уровень безотказности объекта?
3. Какой критерий принимается при оптимизации периодичности технического обслуживания объекта?
4. Какой закон распределения наработки до отказа предполагается в данной работе?
5. Как оцениваются параметры закона распределения наработки до отказа?
6. Какая функция затрат используется в данной работе?
7. Как определяются параметры функции затрат?
8. Как определяется оптимальная периодичность технического обслуживания и ремонта?
9. Варьируя каким параметром можно управлять режимами технического обслуживания и ремонта?
4.4.2. Получение исходных данных.
Варианты исходных данных формируются в соответствии с данными табл.
4.1.
Выбор варианта задания студентами производится согласно шифру зачетной книжки по сумме трех последних цифр.
4.4.3. Порядок решения задач.
Задача №1. Определение параметров закона распределения Вейбулла наработки изделия до отказа. Вычислить коэффициент вариации по формуле (4.4.2.).
По табл. П.2 определить параметр б = b и коэффициент K b, по которому вычислить л =.
Задача №2. Оценка параметров функции затрат на техническое обслуживание и ремонт ЛА.
1) Вычислить параметр в по формуле (4.5). Расчеты рекомендуется выполнить с использованием табл. 4.4.2.
2) Определить A3 по формуле (4.4.6).
3) По табл. П.1 определить коэффициент Стьюдента для б = 0,99, f = n 1, приняв n = 25.
Определить ДM0 по формуле (4.4.8), приняв S (M 0 ) = 0.
4) вычислить A1 по формуле (4.4.7) с учетом полученного значения параметра A3.
Задача №3. Определение оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта ЛА.
Расчеты выполнить в следующем порядке:
1) в предположении условия бесконечного времени жизни изделия определить ф0 по формуле (4.4.10), значения гамма-функции определить по табл. П.4;
2) проверить условие бесконечного времени жизни по формуле (4.4.12);
3) если значение ф0 из (4.4.10) удовлетворяет неравенству (4.4.12), то вычисленная по (4.4.10) периодичность технического обслуживания и ремонта ф является оптимальной;
4) в противном случае ф0 определяется по формуле (4.4.14).
Задача №4. Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА.
Варьируя значениями вероятности полного восстановления P0, определить значения периодичностей технического обслуживания и ремонта, повторив расчеты по формулам (4.4.10) или (4.4.14). Построить график ф0 (P0 ) и выполнить анализ полученных результатов.
ПРИЛОЖЕНИЯ
3 0.99 8650 8694 8736 8777 8817 8856 8893 5.0 7134 7278 7416 7548 7672 7791 7904 5.1 8302 8389 8472 8551 8626 8698 8765 Коэффициенты для распределения Вейбулла 1.00 1.0000 1.25 0.9064 1.50 0.8862 1.75 0. 1,01 0,9943 1,26 0.9044 1.51 0.8866 1.76 0. 1,02 0,9888 1,27 0.9025 1.52 0.8870 1.77 0. 1,03 0,9835 1,28 0.9007 1.53 0.8876 1.78 0. 1.04 0.9784 1.29 0.8990 1.54 0.8882 1.79 0. 1.05 0.9735 1.30 0.8975 1.55 0.8889 1.80 0. 1,06 0,9687 1,31 0.8960 1.56 0.8896 1.81 0. 1,07 0,9642 1,32 0.8946 1.57 0.8905 1.82 0. 1.08 0.9597 1.33 0.8934 1.58 0.8914 1.83 0. 1.09 0.9555 1.34 0.8922 1.59 0.8924 1.84 0. 1.10 0.9514 1.35 0.8912 1.60 0.8935 1.85 0. 1.11 0.9474 1.36 0.8902 1.61 0.8947 1.86 0. 1.12 0.9436 1.37 0.8893 1.62 0.8959 1.87 0. 1.13 0.9399 1.38 0.8885 1.63 0.8972 1.88 0. 1.14 0.9364 1.39 0.8879 1.64 0.8986 1.89 0. 1.15 0.9330 1.40 0.8873 1.65 0.9001 1.90 0. 1.16 0.9298 1.41 0.8868 1.66 0.9017 1.91 0. 1.17 0.9267 1.42 0.8864 1.67 0.9033 1.92 0. 1.18 0.9237 1.43 0.8860 1.68 0.9050 1.93 0. 1.19 0.9209 1.44 0.8858 1.69 0.9068 1.94 0. 1.20 0.9182 1.45 0.8857 1.70 0.9086 1.95 0. 1.21 0.9156 1.46 0.8856 1.71 0.9106 1.96 0. 1.22 0.9131 1.47 0.8856 1.72 0.9126 1.97 0. 1.23 0.9108 1.48 0.8857 1.73 0.9147 1.98 0. 1.24 0.9085 1.49 0.8859 1.74 0.9168 1.99 0.ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Кафедра технической эксплуатации ЛАиАД степень, звание,Ф.И.О. _ (подпись, дата)КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Управление процессамиЛИТЕРАТУРА
1. Ицкович А.А.Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов. Часть 1. Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 1994.2. Ицкович А.А.Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов. Часть 2. Методология программного управления процессами технической эксплуатации летательных аппаратов: Учебное пособие. - М.:
МГТУ ГА, 2002.
3. Ицкович А.А.Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов. Часть 3 Методология текущего планирования и оперативного управления процессами технической эксплуатации летательных аппаратов: Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2002.
4. Ицкович А.А., Файнбург И.А. Пособие по изучению дисциплины «Управление процессами технической эксплуатации летательных аппаратов»
для студентов VI курса специальности 130300 заочного обучения. - М.: МГТУ ГА, 2005.
СОДЕРЖАНИЕ
Общие методические указания……………………………..Техническое задание………………………………………… Контрольные задания………………………………………..
Методические рекомендации по выполнению контрольных заданий………………………………………..
4.1. Задание № 1. Управление объемами запасных частей для замены отказавших изделий………………………..
4.2. Задание № 2. Управление техническим состоянием изделий, подверженных износу и старению…………….
4.3. Задание № 3. Модели управляемых состояний процесса технической эксплуатации……………………..
4.4. Задание № 4.Управление режимами технического обслуживания и ремонта изделий ЛА с учетом старения и частичного восстановления………………….
Приложение……………………………………………………… Литература………………………………………………………..
«