Филипп Уокер - Электронные системы охраны

ГЛАВА 32

НАУЧНО - ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ОБСЛУЖИВАНИЕ

Когда я сказал другу, что хочу купить машину, он сказал: "Тебе следует приобрести машину такую-то, потому что у нее нет проблем с ремонтом, всегда можно найти для нее запасные части". "Но я хочу, - ответил я, машину, которой не понадобится аварийное обслуживание. Мне нужна надежность, а не запасные части. А такая машина, которой требуется ремонт в будущем, может оказаться непредсказуемо ненадежной."

Такие же мысли могут прийти при упоминании любого вида продукции. Однако если это касается систем безопасности, здесь есть одно отличие. Когда вы покупаете машину, вы приобретаете полностью собранный на заводе механизм, ответственность за надежность которого целиком лежит на заводе-изготовителе. Что касается систем безопасности, то в большинстве случаев они комплектуются из оборудования различных фирм, собираются и устанавливаются непосредственно на объекте. Монтаж проводится людьми, которые не изготовляли это оборудование. Таким образом, ответственность за надежность всей системы распределяется между производителями оборудования и установщиком системы.

Итак, правильным отношением к вопросу надежности и последствиями ненадежности должно быть осознание необходимости материально-технического обеспечения и обслуживания.

Расчет надежности

Прежде всего, давайте попытаемся установить шкалу ценностей, мерило, с помощью которого мы сможем судить о смысле надежности. Машина может в год совершить пробег в 24000 миль при средней скорости 40 миль в час, это составит 600 часов в год. Система обнаружения на контролируемом автоматикой объекте может быть использована с шести часов вечера до восьми часов утра пять ночей в неделю плюс день и ночь в субботу и воскресенье, получается 118 часов в неделю; умножить на 52 недели - 6136 часов в год. Разве можно сравнить эту цифру с 600 часами в год для машины?

Вам не приходило в голову, что при эксплуатации обычной системы безопасности ее надежность должна превосходить надежность автомобиля в десять раз?

Когда мы приступаем к конструированию машины или оборудования систем безопасности, мы руководствуемся запросами клиентов. Хотим ли мы продать свою продукцию, обладающую максимальной надежностью? Клиенту предстоит решить: предпочитает ли он заплатить побольше за надежность или же остановится на более низкой начальной цене, а в последующем пойдет на большие затраты, связанные с материально-техническим обеспечением и обслуживанием - последствием меньшей надежности.

Практически во всех датчиках обнаружения и контрольных блоках используются полупроводниковые диоды, транзисторы, интегральные схемы, которые, в основном надежны, дешевы и доступны. Большие затраты при разработке этой продукции покрываются большим ее тиражем, таким образом, стоимость одного элемента невысокая.

Допустимые отклонения

Если же мы настаивали бы на том, чтобы единичный прибор какого-либо типа повторял в точности своего собрата, то его стоимость бы возросла до неимоверного уровня. Это явление легче понять, если обратить внимание на такие элементы приборов, как сопротивления и конденсаторы, величина которых указывается с учетом разброса от номинального значения, плюсминус допустимое отклонение.

Если бы элементы изготовлялись именно той величины, которую задает разработчик, то стоимость изделия была бы не столь велика из-за невысоких для такого случая затрат на разработку. Однако, признавая реальность существования отклонений от номинальных значений для элементов, мы тем самым, снизив стоимость изделия, увеличиваем стоимость его разработки, так как разработчик должен сконструировать такой прибор, который бы надежно работал независимо от того, в какой комбинации окажутся допустимые отклонения для элементов в процессе сборки изделия. Но не только это.

Разработчик должен предусмотреть нормальную работу аппаратуры и в том случае, когда после нескольких лет ее эксплуатации в ней будут заменены вышедшие из строя элементы на новые, возможно, и имеющие противоположные по знаку отклонения, но непревышающие допустимых значений.

Таким образом, конструктор разрабатывает не только изначальную продукцию, но заботится о ее будущей эксплуатационной надежности, что, естественно, находит свое отражение и стоимости изделия.

Суммарное допустимое отклонение

Принимая во внимание эффект разброса параметров отдельных элементов, допустимое отклонение для одного элемента можно рассчитать, однако для изделия в целом расчет возможных комбинаций допусков и их влияние на работоспособность довольно сложно и дорого, поэтому такой расчет проводится крайне редко, что не может не отразиться на эксплуатационных характеристиках, надежности и удобстве обслуживания изделия.

Однако все это выглядит иначе, если в помощь разработчику использовать компьютер. Эффект от разброса параметров, выбор приемлемых допустимых отклонений и необходимость внесения изменений в схему, корректирующих суммарное допустимое отклонение, может быть рассчитано намного быстрее. Таким образом, можно предвидеть дальнейшее повышение надежности и ремонтоспособности аппаратуры. Если производитель электронного оборудования проведет такой расчет, то он тем самым почти всю ответственность за надежность данного изделия может взять на себя.

Почти всю - но не совсем всю.

Для резисторов основной номинальной характеристикой является то, какое количество ватт резистор может преобразовывать в тепловую энергию, не нагреваясь при этом до недопустимого предела. Надежность зависит не только от того, какой режим мощности в ваттах выберет конструктор для нормального функционирования схемы. Кроме этого он должен просчитать с помощью компьютера или без него - будет ли поврежден резистор перегревом, если выйдет из строя другой элемент схемы. Этот этап разработки называется расчетом вторичных повреждений. Для конденсаторов основной номинальной характеристикой является напряжение, которое он может выдержать, не выходя из строя и не разрушаясь.

И запомните: производитель, подчиняясь законам конкуренции, сам определяет некоторые параметры. Так, запас прочности компонента при производстве его одним производителем может быть меньше, чем при производстве такого же компонента другими производителями. Таким образом, суммарное допустимое отклонение должно учитывать коэффициент прочности, заложенный в каждом элементе, иначе вся работа, проведенная по расчету допусков на оборудование, в погоне за сокращением затрат на производственные материалы, будет сделана впустую.

Несмотря на сложность проблем, стоящих перед конструкторами, малая часть из которых уже упоминалась, и опасностей, которые подстерегают производителя, имеются достаточные основания полагать, что производители достаточно добросовестно подходят к своим обязанностям, а изготавливаемая ими электронная техника вполне надежна.